用于接触器和操作器元件的可安装端子块的制作方法

本发明的实施例总体上涉及电线连接，并且更特别地，涉及接线端子块和用于将这样的端子块添加到电气控制系统的部件的相关的安装/装配机构。

背景技术：

电气开关部件在本领域中通常是公知的，并且包括例如电路开关装置和电路中断器，例如断路器，接触器，电机起动器，电机控制器，操作器开关和其它负载控制器。这样的电气开关部件通常包括用于将辅助装置或附件安装到其上的内置物理特征。这些物理特征与专门设计成报告或指示它们所附接的部件的信息的装置一起使用。例如，接触器具有辅助触点以报告接触器的状态(即，闭合或打开)，操作器元件具有指示操作器元件的位置或模式(即，左，中或右)的触点，并且断路器或过载具有指示装置是闭合，打开还是跳闸的触点。

通常，使用电气开关部件的电气控制组件包含在外壳内或安装在面板上，其有效地保护电气部件免于暴露于环境条件或保护操作器。作为示例，接触器和电机起动器可以容纳在共同的外壳中，其上也设置有操作器开关。在这样的电气控制组件中，通常一个或多个备用端子块或其它电线连接附件包括在外壳中。关于这样的备用端子块，采用这样的块来为内部和外部电线连接提供所需的隔离电线连接点，原因是认识到可能有必要提供隔离的端子块以着陆存在于外壳内的未端接的电线以满足安全要求/法规等。

为了将这样的端子块和其它附件安装在外壳内，通常使用各种导轨结构或机械紧固件(即螺钉，螺栓)。一种这样的流行的导轨结构基于一组标准的带凸缘的导轨，其可以被切割成所需的长度并经由螺钉附接到外壳的内部。通常称为“DIN”导轨的导轨沿其长度具有向内或向外突出的凸起凸缘以用于在其上接收端子块/附件，端子块/附件的特征在于对应结构，所述对应结构设计成在安装和使用期间与导轨凸缘对接以将它们固定地保持就位到外壳或面板。

关于这样的DIN导轨的使用和其上的端子块的安装，存在与部件和利用相关硬件将每个部件固定到外壳或面板所需的劳动力相关的成本。另外，应当认识到，在制造和安装组件之后，在许多情况下，DIN导轨的安装和部件在其上的固定需要在现场进行更新或改造。由于组装不再在工厂，因此在其它地方可能不容易实现安装它所需的工具和方法(例如，钻孔，重新布线)。

除了将DIN导轨固定到外壳并在其上安装端子块/附件的材料和劳动力的成本和费用之外，还认识到包括DIN导轨和其上的部件的安装消耗大量外壳中的空间。也就是说，外壳内的空间通常非常宝贵，并且安装在其上的DIN导轨和端子块/附件可能占据理想情况下可留下的外壳或面板内的宝贵空间和/或阻止使用较小的外壳或面板从而以较低成本提供与DIN导轨不存在时相同的功能。在现场添加这些部件的面板空间或安装位置的缺乏也是常见问题。

因此，希望以不需要使用DIN导轨或其它机械紧固件的方式在外壳内提供额外的电气连接点/端子块和其它电线连接附件的安装，以最小化与安装这些部分和将部件固定到其上相关的劳动力和费用。也希望端子块/附件以某种方式安装在最小化由此占据的外壳或面板内的空间量的位置。

技术实现要素：

本发明的实施例涉及一种电线连接附件，其包括形成在其上的安装结构，所述安装结构构造成与在电气外壳/组件内存在的“主”电气开关部件或“主”操作器开关上提供的现有安装特征配合。主部件仅用作安装位置，并且与附接的电线连接附件或点电气地和机械地隔离，现有的安装特征设置在主装置上的多个位置中的任何位置。

根据本发明的一个方面，一种电气系统包括电气外壳或面板以及控制电路，所述控制电路可定位在所述电气外壳或面板内或上，并且可操作以控制与所述控制电路相关的负载的电力或操作，所述控制电路包括形成在其外表面上的第一安装特征以便用作主装置。所述电气系统也包括电线连接附件，所述电线连接附件包括与所述第一安装特征可配合的第二安装特征以选择性地将所述电线连接附件固定到所述控制电路，其中所述电线连接附件包括部件，所述部件的机械和电状态不响应于其安装到的所述控制电路的运行而改变。

根据本发明的另一方面，一种与外部控制电路可配合的电线连接附件包括壳体，所述壳体包括多个表面，所述多个表面包括第一表面和第二表面。所述电线连接附件也包括位于所述壳体的第一表面上或通过所述壳体的第一表面可接近以将一个或多个电线固定到其上的一个或多个电线连接点，以及设置在所述壳体的第二表面上的安装特征，所述安装特征构造成选择性地将所述电线连接附件固定到所述外部控制电路和从所述外部控制电路释放所述电线连接附件而不使用紧固件。

根据本发明的又一方面，一种电气系统包括控制电路，所述控制电路可操作以控制与所述控制电路相关的负载的电力或操作，所述控制电路包括形成在其上的控制电路安装特征。所述电气系统也包括通过其安装特征可固定到所述控制电路的端子块，所述端子块包括壳体，位于所述壳体上或通过所述壳体可接近以将一个或多个电线固定到其上的一个或多个电线连接点，以及端子块安装特征，所述端子块安装特征构造成与所述控制电路的所述控制电路安装特征配合以便提供所述端子块到所述控制电路的固定。所述端子块与所述控制电路隔离，使得所述控制电路的运行不改变所述端子块的机械或电状态。

根据以下详细描述和附图，各种其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

附图示出了目前预期用于实施本发明的优选实施例。

在附图中：

图1是根据本发明的实施例的电气系统的透视图，所述电气系统包括可以安装端子块和接触块的“主”装置。

图2是根据本发明的实施例的包括在图1的电气系统中的接触器/电机起动器主装置和顶部接触器型端子块的透视图，端子块通过其上的安装特征安装到主接触器/电机起动器。

图3是根据本发明的实施例的端子块的透视图，示出了设计成安装到图2的主接触器/电机起动器的特征。

图4是根据本发明的实施例的包括在图1的电气系统中的主操作器开关和操作器型接触块的透视图，接触块通过其上的安装特征安装到操作器开关。

图5是根据本发明的实施例的操作器型接触块的透视图，示出了设计成安装到图4的主操作器开关的特征。

图6是根据本发明的另一实施例的安装在包括在图1的电气系统中的主接触器/电机起动器一侧的侧型接触器端子块的透视图。

具体实施方式

本发明的实施例涉及一种电线连接附件，其包括形成在其上的安装结构，所述安装结构构造成与存在于电气外壳或面板中或上的“主”电气控制电路(例如电气开关组件或操作器开关)上提供的现有安装特征配合。尽管关于将这样的电线连接附件安装到包括在电气外壳内的配电系统的控制电路或控制部件来描述本发明的操作环境，但是本领域技术人员将领会，本发明的实施例不限于利用或包括这样的外壳的系统，并且同样适用于可能未包括在这样的外壳内的独立控制电路或部件。

现在参考图1，根据本发明的实施例示出了电气系统10。电气系统10包括电气外壳12，一个或多个控制电路或部件14位于其中，以及可固定到控制电路14的电线连接附件16，使得控制电路14用作电线连接配件的“主机”。在所示的实施例中，电气系统10被示出为包括主接触器/电机起动器20和主旋转操作器开关18形式的控制电路，以及端子块22和与其联接的接触块24形式的电线连接附件，但应当认识到，可以在电气系统10中替代地或附加地提供断路器，按钮开关等形式的控制电路14，并且可以代替端子块将其它类型的电线连接附件16安装在其上。

如图1中所示，电气系统10的电气外壳12包括电箱26，外壳盖28，以及将外壳盖锁定在电箱26上的锁定装置29。电箱26由后面板30和多个侧面板32形成，本实施例示出了控制电路/部件14固定到后面板30，例如通过螺钉或其它合适的紧固件。因此电气外壳12可以是可锁定的外壳，其保护电路/部件14免受环境条件的影响并保护操作者免受电击。根据一个实施例，电气外壳12符合NEMA类型1外壳的标准，其中容纳控制电路以控制/运行与其连接的低马力负载。

如下面将更详细地解释，根据本发明的实施例，控制电路14中的一个或多个包括其上的安装特征，其提供将电线连接附件16附接到其上。电线连接附件16包括其上的对应安装特征，其与其相应控制电路的安装特征机械联接，每个电线连接附件16被构造和附接，使得其机械和电状态不响应于其安装到的控制电路14的运行而改变，即“虚设”或备用附件/块，应当理解如本文使用的术语“虚设”是指附件/块不是主功能的一部分和/或没有与虚设附件/块附着的主机的状态或状况的交互。电线连接附件16可以用于为电气系统10中的布线提供所需的隔离连接点，原因是认识到可能有必要提供隔离的连接点以着陆存在于外壳12内的未端接的电线。通过将这样的电线连接附件16直接安装在电气系统10的控制电路14上，与电线连接附件16附接/安装到DIN导轨或通过其它方法设置在外壳12上或面板上(如本领域中通常所做的那样)相比，可以节省/最大化外壳12内的空间，并且可以最小化与安装电线连接附件16相关的劳动力和费用。

如上所述，在图1所示的实施例中，电气系统10中的控制电路/部件14包括接触器/电机起动器20和旋转式操作器开关18，其在图2和4中更详细地示出。首先参考图2，在所示的实施例中，接触器/电机起动器20是工业控制应用(例如电机控制)中常用的多相电机起动器。接触器/电机起动器20包括接触器36和过载继电器38。接触器36是用于切换到负载(未示出)的供电电流的电磁接触器。过载继电器38感测并测量到负载的电流，并且如果过多的电流(过载)流到负载则切断或断开接触器36的电源，从而保护负载。

如图2中所示，接触器/电机起动器20的主接触器36包括其上具有安装特征42(即，“第一安装特征”)的外壳体40，所述安装特征提供用于固定外部部件(例如，辅助电路，虚设端子块等)。在一个实施例中，安装特征42构造为形成在外壳体40中的槽或开口44的布置。槽44设置为平行布置的一对槽以用作轨道，端子块22可以沿着所述轨道平移和滑动到定位成将端子块锁定/固定到接触器36。接触器36的安装特征42也包括沿着轨道44定位在其上的倾斜突起46，其与端子块22相互作用，作为锁定/保护过程的一部分。

如图2中所示，并且附加地如图3中所示，可安装到接触器36的端子块22包括具有多个表面的壳体48，其中顶表面50和底表面52在图3中具体标识。在端子块22上提供多个电线连接点54，其在所示实施例中位于壳体48的顶表面50上并且通过壳体48的顶表面50可接近以提供将一个或多个电线固定到其上。为了能够将端子块22固定到接触器36，在端子块壳体48的底表面52上提供安装特征(即，“第二安装特征”)56。端子块安装特征56包括从底表面52向外延伸的突起58的布置和闩锁机构60，所述闩锁机构可致动以选择性地将端子块22锁定到接触器36和从接触器36释放端子块22。在所示的实施例中，突起58的布置由四个间隔开并对准的突起组成以使突起58能够与接触器壳体40的槽44接合。突起58可以沿着由槽44形成的轨道滑动以将端子块22定位在接触器36上的锁定位置。在到达锁定位置时，闩锁机构60的闩锁62与接触器壳体40上的倾斜突起46相互作用以实现端子块22锁定到接触器36。更具体地，当端子块22沿着壳体40的槽44平移时，使闩锁62沿着倾斜突起46向上滑动，直到当到达倾斜突起46的端部时，闩锁62卡扣以将端子块22锁定就位。然后可以按下闩锁机构60上的杆64以使闩锁62与倾斜突起46脱离，从而解锁端子块22并允许其在必要时从接触器36的安装特征槽44滑出。因此，端子块22可以固定到接触器36和从其释放而不使用紧固件。

现在参考图4，在所示的实施例中，主操作器开关18是旋转开关的形式，其包括在三个位置之间可移动的可旋转旋钮元件66，用于控制对负载的供电。操作器开关18也包括一对接触块68，其基于其旋转位置与可旋转旋钮66相互作用。每个接触块68是单极装置，具有一对接触点(即，其上的螺栓端子)70，用于将布线连接到其上。在操作中，可旋转旋钮66的致动控制可旋转旋钮元件的后侧上的突起/特征(未示出)的移动/定位，这样的突起基于旋钮位置与接触块68的极相互作用。

如图4中所示，板72设置在主操作器开关18中，其附接到可旋转旋钮元件66的后侧。板72用作安装特征(即，“第一安装特征”)，一对接触块68可以固定到所述安装特征，在板72中形成多个开口74，并且在每个开口74附近存在凸缘型特征76以使接触块68能够与板72配合。在示例性实施例中，接触块68通过接触块68上的卡扣夹78安装在板72上，所述卡扣夹接收在板72的开口74中并与板72的凸缘76配合，在接触块68的每个端部上的卡扣夹78的组合将接触块在操作器开关18上固定就位。该对接触块68在板72上间隔开，使得操作器开关18包括在两个接触块68之间的后表面上的开口槽80。

根据本发明的实施例，虚设或备用接触块被提供并且附接到开口槽80中的操作器开关18，以便为电气系统10中的布线提供额外的隔离连接点。这样的备用接触块82在图5中示出，备用接触块82包括具有多个表面的壳体84，其中顶表面86和底表面88在图4和5中具体标识。多个电线连接点(螺栓端子)90设置在备用接触块82上，在所示实施例中，所述备用接触块定位在壳体84的底表面88和侧表面92上并通过其可接近，以提供将一个或多个电线固定到其上。为了能够将备用接触块82固定到操作器开关18，在备用接触块壳体84的顶表面86上提供安装特征(即，“第二安装特征”)94。备用接触块安装特征94包括卡扣夹96，所述卡扣夹接收在板72的开口74中并与板72的凸缘76配合，在备用接触块82的每个端部上的卡扣夹96的组合将备用接触块82在操作器开关18上固定就位，类似于操作器开关18的有源接触块68。应当认识到备用接触块82不包括其上的极或在其操作期间与操作器开关18相互作用的其它特征。也就是说，当可旋转旋钮元件66的后侧上的突起/特征响应于其致动的移动/定位基于旋钮位置与接触块68的极相互作用时，这些突起/特征不与备用接触块82相互作用。因此，备用接触块82的机械和电状态不会响应于其安装到的操作器开关18的运行而改变，而是备用接触块82仅用于提供用于电气系统10中的布线的隔离连接点，从而着陆存在于外壳内的未端接的电线。

尽管上面关于用于与接触器/电机起动器的特定配合特征配合的特定端子块构造以及用于与操作器开关的特定配合特征配合的特定接触块构造详细描述了本发明的实施例，但是应当认识到，本发明的范围不意味着被限制到这样的结构。也就是说，本发明的附加实施例可以涉及具有替代构造的端子块/接触块，其将与图示的接触器/电机起动器和操作器开关上的其它安装特征配合，并且本发明的附加实施例也可以涉及电线连接附件，其可安装到其它形式的保护和控制电路，包括断路器，接触器和来自任何制造商的其它类型的产品和来自任何制造商的其它类型的操作器元件(例如，按钮开关，摇臂开关，灯，22mm，30mm等)。作为本发明的另一实施例的一个示例，如图6中所示，具有替代构造的端子块98通过设置在主接触器36的壳体的侧表面上的安装特征可固定到接触器/电机起动器20，这样的安装特征再次是与端子块98的安装特征配合的开口或槽的形式。

有利地，本发明的实施例因此提供电线连接附件，其利用电线连接附件上的安装特征和控制电路上的现有安装特征可安装在电气系统的控制电路上。电线连接附件被构造和附接，使得它们的机械和电状态不会响应于其安装到的控制电路的运行而改变，使得电线连接附件被提供为“虚设”或备用端子或接触块。可以采用电线连接附件来提供用于电气系统中的布线的所需的隔离连接点以着陆存在于电气系统中的未端接的电线。通过将这样的电线连接附件直接安装在电气系统的控制电路上，与电线连接附件附接/安装到设置在外壳上的DIN导轨或机械紧固件(如本领域中通常所做的那样)相比，可以节省/最大化外壳内的空间，并且可以最小化与安装电线连接附件相关的劳动力和费用。

根据本发明的一个实施例，一种电气系统包括电气外壳或面板以及控制电路，所述控制电路可定位在所述电气外壳或面板内或上，并且可操作以控制与所述控制电路相关的负载的电力或操作，所述控制电路包括形成在其外表面上的第一安装特征以便用作主装置。所述电气系统也包括电线连接附件，所述电线连接附件包括与所述第一安装特征可配合的第二安装特征以选择性地将所述电线连接附件固定到所述控制电路，其中所述电线连接附件包括部件，所述部件的机械和电状态不响应于其安装到的所述控制电路的运行而改变。

根据本发明的另一实施例，一种与外部控制电路可配合的电线连接附件包括壳体，所述壳体包括多个表面，所述多个表面包括第一表面和第二表面。所述电线连接附件也包括位于所述壳体的第一表面上或通过所述壳体的第一表面可接近以将一个或多个电线固定到其上的一个或多个电线连接点，以及设置在所述壳体的第二表面上的安装特征，所述安装特征构造成选择性地将所述电线连接附件固定到所述外部控制电路和从所述外部控制电路释放所述电线连接附件而不使用紧固件。

根据本发明的又一实施例，一种电气系统包括控制电路，所述控制电路可操作以控制与所述控制电路相关的负载的电力或操作，所述控制电路包括形成在其上的控制电路安装特征。所述电气系统也包括通过其安装特征可固定到所述控制电路的端子块，所述端子块包括壳体，位于所述壳体上或通过所述壳体可接近以将一个或多个电线固定到其上的一个或多个电线连接点，以及端子块安装特征，所述端子块安装特征构造成与所述控制电路的所述控制电路安装特征配合以便提供所述端子块到所述控制电路的固定。所述端子块与所述控制电路隔离，使得所述控制电路的运行不改变所述端子块的机械或电状态。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且也使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包含的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这样的其它示例意图在权利要求的范围内。