KR101007081B1 - 회로를 보호하기 위한 보호 스위치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 회로를 보호하기 위해 사용되는 보호 회로 차단기(1)에 관한 것으로서, 동작 엘리먼트(8) 및 하우징(2, 10)으로부터 돌출한 접촉 결합부(3, 6), 그리고 부가적으로 제1 접촉 결합부(5)에 전기 전도적 방식으로 연결된 접촉 스프링(14)을 포함하며, 그 자유단 측면을 커버함으로써 제2 접촉 결합부(3)와 접촉할 수 있다. 상기 보호 회로 차단기(1)는 발동 엘리먼트(8)에 결합된 슬라이더(24)를 더 포함하며, 이에 따른 접촉단들(40, 41)은 접촉 스프링(14)를 지탱한다. 슬라이더(24)는 하우징(2, 10)에 슬라이드하는 방식으로 안내되며, 접촉 스프링(14)은 복원력과 반대 방향으로 접촉 위치에 영향을 미치고, 바람직하게는 ON 위치에 맞물린다.

Description

회로를 보호하기 위한 보호 스위치{PROTECTIVE CIRCUIT BREAKER FOR PROTECTING AN ELECTRIC CIRCUIT}
본 발명은 회로를 보호하기 위한 보호 스위치에 관한 것으로서, 상기 보호 회로는 동작 엘리먼트(element), 하우징으로부터 돌출하는 접촉 결합부 및 제1 접촉 결합부에 전기적으로 전도성 있게 연결되며 접촉부가 형성될 수 있도록 자유단(free end)이 제2 접촉 결합부를 커버하는 접촉 스프링을 갖는다.
이러한 보호 스위치는 예를 들어, 실용신안 명세서 DE 94 22 029 U1으로부터 공지된다. 수동으로 스위치를 켜고 끄기 위하여, 그리고 과전류 상황에서 독립적인 트립핑(tripping)을 위하여, 스위치 래치(latch)는 동작 엘리먼트로서 래칭 레버(lever)를 통해 로커(rocker) 스위치에 결합된 트립(trip) 레버를 포함하도록 제공된다. 과전류 상황에서, 가열된 바이메탈 엘리먼트는 트립 레버에 작용한다. 이러한 결과로, 스위치 래치는 언래칭(unlatch)되어, 트립 레버에 결합된 래칭 레버는 접촉이 차단된다.
본 발명은 특히 단순한 디자인의 보호 스위치를 상술하는 목적을 기초로 한다.
본 발명은 청구항 제1항의 특징에 의해 이러한 목적을 달성한다. 이와 관련하여, 보호 회로는 동작 엘리먼트에 결합되고, 그의 접촉단(contact end)이 접촉 스프링을 지탱하는(bearing against) 슬라이더(slider)를 포함한다. 하우징에서 슬라이드(slide)할 수 있도록 고정된 상기 슬라이더는 접촉 포지션(position)에서의 그것의 복원력(restoring force)에 반대 방향으로 접촉 스프링에 작용한다. 바람직하게, 슬라이더는 보호 스위치의 턴온(turned-on) 포지션에서 래칭하는데 반하여, 순간-접촉 스위치 형태의 보호 스위치의 경우에 슬라이더는 래칭하지 않는다.
동작 엘리먼트를 사용하여 슬라이더를 턴온 포지션으로 슬라이드시키기 위하여, 트립 캠(cam) 형태의 래칭 엘리먼트는 트립 엣지(edge)를 통하여 슬라이더 및 동작 엘리먼트 상에서 함께 동작한다. 슬라이더 및 바람직하게 로커 스위치 형태인 동작 엘리먼트는 래칭 또는 스냅-핏(snap-fit) 결합 방식으로 래칭되거나 록킹(lock)된다. 이를 위해 동작 엘리먼트에는 제1 래칭 엘리먼트가 제공되고, 슬라이더에는 제2 래칭 엘리먼트가 제공되며, 동작 엘리먼트가 턴온 방향으로 동작될 때 래칭 엘리먼트는 트립 엣지를 통해 래칭 포지션으로 슬라이드하고, 트립 엣지는 동작 엘리먼트상에 제공되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 트립 엣지는 멈춤쇠(detent) 바로 옆의 동작 엘리먼트상에 일체식으로 형성된다. 슬라이더가 ON 포지션으로 이동될 때, 트립 캠은 트립 캠이 멈춤쇠 뒤로 래칭할 때까지 트립 엣지를 따라 이동한다. 트립 캠의 래칭은 ON 포지션에서 슬라이더를 록킹한다.
열적 트립핑의 결과로서 래칭된 슬라이더를 언래칭하기 위하여, 상기 슬라이더는 회전 축 주위를 회전할 수 있도록, 바람직하게는 시작 포지션으로부터 슬라이더 길이방향 축 주변을 회전할 수 있도록 하우징 베이스에 배열된다. 이러한 경우, 동작 엘리먼트는 바람직하게 동작 엘리먼트가 동작될 때 피벗(pivot)하고, 그것의 시작 포지션으로 회전된 슬라이더를 되돌리는 스프링 텅(spring tongue)을 보유한다(bear). 그것의 시작 포지션 또는 받침대(rest) 포지션으로부터 회전된 슬라이더를 되돌리기 위하여 제공된 스프링 텅은 하우징의 내부에 일체식으로 형성된다.
하나의 바람직한 실시예에 있어서, 슬라이더 길이 방향으로 하나 위에 다른 하나가 배열된 두 개의 접촉 스프링들 및 예를 들어 계단형으로 및/또는 하나 위에 다른 하나가 배열된 두 개의 접촉 암(arm)들은 슬라이더 길이방향 축 방향에서 슬라이더의 접촉단 상에 제공되며, 이들 각각은 접촉 스프링들 중 하나를 지탱하는 그의 자유단을 갖는다.
보호 스위치의 열적 트립핑을 위해, 슬라이더는 바이메탈 엘리먼트에 결합된다. 이것은 바람직하게는 제1 접촉 결합부 사이에서 및 접촉 스프링을 경유하여 제2 접촉 결합부에 전기적으로 결합된다. 바이메탈 엘리먼트는 제1 바이메탈 엘리먼트 돌출부(limb) 및 제2 바이메탈 엘리먼트 돌출부를 가지고, 제2 바이메탈 엘리먼트 돌출부로부터 간격을 두고 연장되며, 바이메탈 엘리먼트 돌출부는 바이메탈 엘리먼트 단에서 합체한다. 상기 하우징에 정렬되고 굽힘점(bending point)을 갖는 정렬(aligning) 장치는 바이메탈 엘리먼트의 수동적 정렬을 허용한다.
일 실시예에서, 바이메탈 엘리먼트는 비교적 짧은 제1 바이메탈 스트립 및 비교적 긴 제2 바이메탈 스트립을 형성하기 위하여 U자 형태로 구부러진다. 바이메탈 엘리먼트는 제1 접촉 결합부에 전기적으로 전도성 있게 연결된 긴 제2 바이메탈 스트립을 갖는데 반하여, 짧은 제1 바이메탈 스트립은 정렬 엘리먼트를 지탱하는 긴 바이메탈 스트립으로부터 떨어진 스트립 측면을 갖는다.
바이메탈 엘리먼트의 제1 바이메탈 돌출부는 제1 접촉 결합부에 전기적으로 전도성 있게 연결된다. 바이메탈 엘리먼트의 제2 바이메탈 엘리먼트 돌출부는 바람직하게는 하우징에 고정되고, 바람직하게는 하우징 베이스로 사출 성형되며, 플라스틱으로 만들어지는 중간 부품(intermediate piece)을 통해 접촉 스프링에 전기적으로 전도성 있게 연결된다.
바람직하게 슬라이더 길이 방향에 대해 가로 방향으로 연장되도록 하우징 베이스에 또는 하우징에 배열되는 바이메탈 엘리먼트는 두 개의 길이방향 섹션을 갖는다. 이들 중, 제1 길이방향 섹션은 적어도 부분적으로 슬라이더를 커버하여, 바이메탈 엘리먼트는 과전류의 결과로 접촉이 차단되도록 슬라이더를 언래칭한다. 이를 위해, 바람직하게 슬라이더는 바이메탈 엘리먼트의 제1 길이방향 섹션을 따라 확장하는 윙 스프링 텅 형태로 상기 슬라이더 상에 일체식으로 형성된 언래칭 엘리먼트를 갖는다. 스프링 텅은 긴 회전 레버로써 사용하고, 바이메탈 엘리먼트의 편향의 결과, 긴 회전 레버는 슬라이더가 회전하도록 작용한다. 과전류 트립핑의 결과로서 슬라이더의 회전을 통해, 멈춤쇠와 트립 캠에 의해 형성된 래칭 메커니즘은 언록킹된다. 결과적으로, ON 포지션에 있는 슬라이더는 스프링 힘의 방향에 평행한 접촉 스프링에 의해 OFF 포지션으로 이동된다. 이것은 접촉 스프링과 제2 접촉 결합부 사이의 접촉을 차단한다.
바람직하게, 슬라이더의 접촉단은 하우징 또는 하우징 베이스의 슬라이더 가이드에 안내(guide)된다. 하우징에 슬라이더를 안내하기 위해, 슬라이더 정지부(stop)를 갖는 슬라이더가 제공된다. 제공된 슬라이더 가이드는 하우징 베이스의 베이스 벽의 슬롯-형 리세스인 것이 바람직하다.
동작 엘리먼트는 턴온 포지션 및 턴오프 포지션 사이를 피벗하고, 복원 스프링의 복원력의 반대 방향인 턴온 방향으로 래칭한다. 하우징은 하우징 베이스 및 하우징 베이스 상에 장착될 수 있는 하우징 마개(cap)를 갖는다. 설치 개구부에 하우징을 장착하기 위하여, 바람직하게 동작 엘리먼트에 대한 리드쓰루(leadthrough) 개구부 영역의 하우징의 반대쪽에 두 개의 래칭 암들이 하우징 마개 상에 일체식으로 형성된다.
적절한 일 실시예에서, 동작 엘리먼트에는 동작 엘리먼트를 턴오프 포지션으로 되돌리기 위하여 복원 소자가 제공된다. 과전류 트립핑이 발생한 경우, 동작 엘리먼트를 턴오프 포지션으로 되돌리는 복원 소자는 나선 스프링 형태인 것이 바람직하다. 바람직하게 로커 스위치 형태인 동작 엘리먼트는 수동 해제(release) 방식으로 턴온 포지션으로, 또는 턴오프 포지션으로 수동으로 이동될 수 있다.
보호 스위치의 과전류 트립핑은 턴오프 포지션에 있는 동작 엘리먼트로부터 하우징의 외부에서 인지될 수 있다. 동작 엘리먼트의 스위치 포시션은 보호 스위치에 의해 보호되는 회로가 폐쇄되었는지 또는 단속되었는지 여부를 이야기하는 것을 용이하게 한다.
하나의 바람직한 실시예에 대응하여, 보호 스위치는 복수의 회로를 보호하기 위해 설계된다. 이를 위해, 보호 스위치는 각각의 부가적인 회로를 위하여 하우징으로부터 돌출하는 접촉 결합부를 갖는다. 바람직하게, 각각의 접촉 스프링은 각각의 부가적인 회로를 위해 제공되며, 하우징 내부에서 상기 접촉 스프링은 각각의 관련된 접촉 결합부와 전기적으로 전도성 있게 연결되어 고정된다. 동일한 회로와 관련된 제2 평탄 커넥터는 상부로부터 접촉 스프링과 접촉할 수 있다. 회로를 폐쇄하고 차단하기 위하여, 슬라이더의 관련 접촉부 및 슬라이더 암은 스프링 힘의 방향과 반대 방향인 각각의 접촉 스프링에 작용한다. 이를 위해, 슬라이더에는 상이한 평면들에 예를 들어 계단형으로, 또는 하나 위에 바로 다른 하나가 있는 슬라이더 길이방향으로 배열된 접촉 암들이 제공되며, 개별적 접촉 암은 슬라이더의 길이 방향으로 하나 위에 다른 하나가 배열된 접촉 스프링 중 하나를 지탱한다.
본 발명으로 얻어지는 장점들은 특히, 하우징의 내부로 안내되는(guided) 슬라이더가 보호 스위치의 다양한 기능을 수행하기 위하여 사용될 수 있다는 것이며, 이는 보호 스위치가 특히 단순한 디자인일 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 트립 캠의 형태로 슬라이더에 일체식으로 형성된 래칭 엘리먼트는 회로가 폐쇄될 때 턴온 포지션(ON 포지션)에 슬라이더를 록킹하는 스위치 래치로서 사용된다. 또한 트립 캠은 턴오프 포지션(OFF 위치)으로부터 ON 포지션으로 슬라이더를 슬라이드하게 하기 위해 사용된다.
턴온 방향으로 동작 엘리먼트를 동작시킴으로써, 트립 캠은 동작 엘리먼트의 대응 래칭 엘리먼트 바로 옆에 포지션된 트립 엣지를 따라 이동한다. 또한, 슬라이더는 동작 엘리먼트를 사용하여 ON 또는 OFF 포지션으로 수동으로 슬라이드할 수 있다. 또한, 슬라이더는 회로의 단선 또는 폐쇄를 위해 접촉 스위치로써 사용한다. 슬라이더의 부가적인 회전 기능은 래치 또는 ON 포지션에서 상기 래치를 록킹하는 스냅-핏 결합부 또는 과전류 트립핑시 래칭 메커니즘을 언록킹(unlock)하기 위해 사용된다.
다기능 슬라이더의 사용은 보호 스위치가 비교적 적은 갯수의 개별 컴포넌트들을 갖는다는 것을 의미한다. 이것은 특히 보호 스위치의 간단한 제작을 허용한다.
본 발명의 예시적 실시예는 다음과 같은 도면을 참조로 하여 아래에서 보다 상세히 설명된다.
도 1은 하우징으로부터 돌출한 접촉 결합부를 갖는 보호 스위치의 투시도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 보호 스위치의 하우징 내부의 투시도를 도시한다.
도 3은 상기 보호 스위치의 개별적인 컴포넌트들의 분해도를 도시한다.
도 4는 상기 보호 스위치의 바이메탈 엘리먼트의 투시도를 도시한다.
도 5 및 도 6은 OFF 포지션 및 ON 포지션에서 슬라이더를 갖는 도 2에 도시된 보호 스위치의 측면도를 도시한다.
도 7 및 도 8은 OFF 포지션 및 ON 포지션에서 슬라이더를 갖는 확장된 스케일(scale)의 도 5 및 도 6로부터의 상세도를 도시한다.
도 9 및 도 10은 도 6에 도시된 바와 같이 록킹된 래칭 결합부 및 언록킹된 래칭 결합부를 갖는 슬라이더의 중간적 포지션 및 회전된 포지션의 평면도를 도시한다.
도 11은 도 9에서 도시된 바와 같이 록킹된 래칭 결합부를 갖는 중성적 포지션에서 슬라이더의 측면도를 도시한다.
상호 대응하는 부분들은 모든 도면에서 동일한 참조 부호로 제공된다.
도 1은 접촉 결합부들(3 내지 6)이 밑면 또는 베이스 상에서 돌출하는 하우징(2)을 갖는 보호 스위치(1)의 투시도를 도시한다. 하우징(2)의 하우징 마개(2')는 상부에 로커 스위치 형태의 동작 엘리먼트(8)가 회전하거나 선회할 수 있도록 장착되는 하우징 개구부(7)를 갖는다. 동작 엘리먼트(8)는 보호 스위치가 수동으로 턴온되거나 수동으로 턴오프되도록 한다.
하우징(2) 상에 제공된 래칭 암(9)은 설치 또는 장착 개구부에서 보호 스위치(1)를 래칭하고 고정하기 위하여 사용된다. 하우징(2)은 하우징의 밑면 상의 하우징 베이스(10)에 의해 닫히고, 보호 스위치(1)의 장착 시 컷아웃(cutout)(12)으로 래칭하는 래칭 엘리먼트(11)를 갖는 상기 하우징 베이스에는 하우징 마개(2')가 제공된다.
도 2는 보호 스위치(1)의 하우징 내부의 투시도를 도시한다. 보호 스위치(1)의 모든 개별적인 컴포넌트들은 하우징 베이스(10)상에 장착된다. 하우징의 밑면 상에서, 접촉 결합부(3 내지 6)는 하우징 베이스(10) 및 보호 스위치 하우징(2)으로부터 돌출한다.
보호 스위치(1)는 두 개의 회로를 보호하기 위한 목적을 위하여 제공된다. 제1 회로는 연관된 접촉 결합부(3)를 갖고, 제2 회로는 연관된 접촉 결합부(4 및 6)를 갖는다. 하우징의 내부에서, 회로들은 각각의 접촉 결합부들(3 내지 6)과 관련된 접촉 스프링들(14 및 15)에 의하여 폐쇄되고 단속된다. 접촉 스프링들(14 및 15)은 고정 단들(16 및 17)에서 고정된다. 대향하는 자유단들(18 및 19)은 하우징 내부에 접촉 결합부들(3 및 4)의 자유 또는 접촉단들(20, 21)을 커버한다. 접촉 스프링(15)은 접촉 결합부(6)상에 고정되고 전기적으로 전도성 있게 연결된 고정 단(17)을 갖는다. 접촉 스프링(14)은 중간 부품(22)에 의해 고정된 고정 단(16)을 갖고, 상기 중간 부품 및 중간 부품에 결합된 바이메탈 엘리먼트(23)에 의하여 접촉 결합부(5)에 전기적으로 전도성 있게 연결된다.
접촉 결합부(3 및 5)에 연결될 수 있는 회로는 상기 회로를 흘러 접촉 결합부(5)를 경유하여 우선 보호 스위치(1) 내로 흐르는 전류가 바이메탈 엘리먼트(23)를 통해 접촉 스프링(14) 및 접촉 결합부(3)를 경유하여 보호 스위치(1) 외부로 흐르도록, 열적 보호를 위해 감시된다. 반대로, 접촉 결합부(4 및 6)에 접속될 수 있는 회로는 열적 보호가 감시되지 않으며, 이는 상기 회로를 흐르는 전류가 접촉 결합부(6)를 경유하여 보호 스위치(1) 내로 그리고 다시 접촉 스프링(15) 및 접촉 결합부(4)를 직접 경유하여 상기 보호 스위치(1) 외부로 흐르기 때문이다.
삭제
개별적인 회로를 폐쇄하고 단속하기 위하여, 슬라이더(24)는 턴온 포지션(ON 포지션)과 턴오프 포지션(OFF 포지션) 사이에서 슬라이드하도록 하우징 베이스(10)에 배열된다. 도 2에 도시된 도면에서, 슬라이더(24)는 오프 포지션에 있다. 이는 접촉 스프링(14 및 15)의 자유단들(18, 19)과 접촉 결합부(3 및 4)의 자유단들(20, 21) 사이에 개방 접촉부(25 내지 28)로부터 알 수 있다.
슬라이더(24)는 첫째로 동작 엘리먼트(8)를 동작시킴으로써 ON 포지션으로, 또는 OFF 포지션으로 수동으로 슬라이드할 수 있다. 두번째로, 슬라이더(24)는 과전류 트립핑에 의해 OFF 포지션으로 슬라이드할 수 있다. 바이메탈 엘리먼트(23)를 통해 과전류가 흐를 때, 바이메탈 엘리먼트(23)는 편향될 수 있도록 가열된다. 바이메탈 엘리먼트(23)의 편향의 결과로, ON 포지션의 록킹된 슬라이더(24)는 래치 또는 스냅-핏 결합으로부터 해제되거나 또는 언래칭된다. 슬라이더(24)는 트립핑 또는 스프링 힘의 방향으로 판-스프링형(leaf-spring-like) 접촉 스프링(14, 15)의 복원력 때문에 OFF 포지션으로 슬라이드된다.
도 3은 상기 보호 스위치의 분해도를 도시한다. 여기서, 중간 부품(22)은 접촉 스프링(14)을 위한 교차각(angle-off) 제1 보유 단(30)과 함께 도시된다. 중간 부품(22)은 바이메탈 엘리먼트(23)를 위한 추가 제2 보유 단(31)을 포함하며, 상기 보유 단은 대략 직각으로 상기 제1 보유 단(30)으로부터 떨어지도록 구부러진다.
바이메탈 엘리먼트(23)는 두 개의 상대적으로 긴 바이메탈 스트립들(32a, 33a)과 두 개의 상대적으로 짧은 바이메탈 스트립들(32b, 33b)을 형성하기 위하여 U자 형태에 가깝게 구부러지고, 서로 간격을 두고 연장되며 바이메탈 엘리먼트 단(34)에서 합체되며 서로 연결되는, 두 개의 바이메탈 엘리먼트 돌출부(limb)(32, 33)를 포함한다(도 4). 중간 부품(22)의 보유 단(31)은 바이메탈 엘리먼트 돌출부(33)에 연결되는 반면, 바이메탈 엘리먼트 돌출부(32)는 접촉 결합부(5)의 교차각 또는 오프셋 자유단(35)에 연결된다(도 2).
도 3은 차후에 소위 지지 엘리먼트라고도 불리는 정렬 엘리먼트(36)를 도시하며, 지지 엘리먼트는 바람직하게 사출 성형부의 형태로 플라스틱 하우징 베이스(10) 내로 사출 성형되어 상기 베이스에 부착된다. 정렬 엘리먼트(36) 상의 스프링 텅(36a)은 바이메탈 엘리먼트(23)를 세팅(set) 또는 정렬하기 위하여 짧은 바이메탈 스트립들(32b, 33b)의 방향으로 편향될 수 있다. 접촉 스프링(14, 15) 상의 접촉부 또는 접촉점들(25, 27) 및 접촉 결합부들(3 및 4) 상의 이러한 것들을 커버하는 메이팅(mating) 접촉부(26, 28)는 개별 회로를 폐쇄 또는 단속하기 위해 사용될 수 있다.
도 5 및 도 6은 보호 스위치의 측면도를 도시한다. 이러한 경우에, 도 5에서 슬라이더(24)는 OFF 포지션에 배치되는 반면, 도 6의 슬라이더는 ON 포지션으로 슬라이드한다. 하우징 베이스(10)는 슬라이더(24)를 위한 상부 정지부(37a)를 포함하는 슬라이더 가이드(37)를 갖는다. 슬라이더 가이드(37)는 슬롯형(slot-like) 리세스(recess) 형태이거나 또는 슬라이더(24)에 대한 슬라이딩 방향(39)을 따라 하우징 베이스(10)의 배면(reverse)(38)에 제작된 컷아웃 형태이다. 이러한 폐쇄된 슬롯형 리세스는 트립핑(29)의 방향에서 슬라이더 정지부(37a)에 의해 제한된다.
슬라이더(24)는 슬라이더(24) 일체식으로 형성되는 슬라이더 암(40)에 의해 리세스에 맞물린다. 슬라이더(24)의 슬라이더 암(40)은 부가적으로 접촉 스프링(15)에 작용하는 압력 레버로서 사용되며, 상기 정지부(37a)까지 리세스에서 슬라이드할 수 있다. 슬라이더(24)는 추가 슬라이더 암(41)을 포함하며, 슬라이더 암(41)은 접촉 스프링(14)에 작용하는 압력 레버로서 사용되며, 특히 슬라이더 암(40)에 관해 평행한 오프셋으로 슬라이딩 방향으로 슬라이더(24) 상에 일체식으로 형성된다.
슬라이더(24)의 OFF 포지션에서, 접촉 스프링(14)과 접촉 결합부(3) 사이의 접촉부(25, 26) 및 접촉 스프링(15)과 접촉 결합부(4) 사이의 접촉부(27, 28)는 개방된다. 슬라이더(24)의 OFF 포지션에서(도 5), 동작 엘리먼트(8)와 슬라이더(24) 사이에 형성된 래치 또는 스냅-핏 결합부(42)는 언록킹된다. 대조적으로, 래칭 결합부(42)는 도 6에 도시된 바와 같이, 슬라이더(24)의 ON 포지션에서 록킹된다.
도 7 및 도 8은 슬라이더(24)의 언록킹 상태 및 록킹 상태에서 동작 엘리먼트(8)를 갖는 보호 스위치(1)를 위한 래칭 결합부(42)의 도 5 및 도 6으로부터 확대된 상세도를 도시한다. 래칭 결합부(42)는 제1 래칭 엘리먼트로서 슬라이더(24) 내에 일체식으로 형성된 트립 캠(43) 및 제2 래칭 엘리먼트로서 동작 엘리먼트(9)에 일체식으로 형성된 멈춤쇠(44)에 의해 형성된다.
슬라이더(24)를 도 7에 도시된 OFF 포지션으로부터 도 8에 도시된 ON 포지션으로 슬라이드되게 하기 위해, 동작 엘리먼트(8)는 턴온 방향(46)으로 하우징 베이스(10) 상에 일체식으로 형성된 저널(journal)(45) 주변을 피벗하거나 회전하도록 정렬된다. 동작 엘리먼트(8)는 멈춤쇠(44) 바로 옆에 배치되게 멈춤쇠 상에 일체식으로 형성된 트립 엣지(47)를 갖는다. 동작 엘리먼트(8)가 턴온 방향(46)으로 기울어질 때, 트립 캠(43)은 도 8에 도시된 바와 같이 트립 캠(43)이 멈춤쇠(44) 뒤에 맞물려 래칭할 때까지 트립 엣지(47)를 따라 이동한다. 도 8에서, 슬라이더(24)는 ON 포지션에 있으며, 트립 캠(43)은 록킹 엘리먼트로서 작용하는 멈춤쇠(44)에 의해 록킹된다. 슬라이더(24)는 상기 턴온 포지션에서 록킹된다.
과전류 트립핑 때문에 ON 포지션으로부터 OFF 포지션으로 슬라이더(24) 복귀는 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 도면의 평면으로부터 바이메탈 엘리먼트(23)의 편향에 의하여 이루어지며, 그 결과 래칭 결합부(42)는 자동적으로 언록킹된다. 접촉 스프링(14, 15)의 스프링 힘 또는 복원력의 결과로 ON 포지션에서 OFF 포지션으로의 슬라이더(24)의 자동적인 복귀를 보장하기 위하여, 동작 엘리먼트(8) 및 하우징 베이스(10)는 부가적으로 동작 엘리먼트(8)를 턴온 포지션에서 턴오프 포지션으로 자동적으로 복귀되는 나사 스프링 형태로 상기 동작 엘리먼트와 하우징 베이스 사이에 제공되는 복원 스프링(48)을 갖는다. 과전류 트립핑은 하우징(2)의 외부로부터 육안으로 볼 수 있거나 인지 가능하다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 과전류 트립핑의 결과로서 래칭 결합부(42)의 자동적인 언록킹을 위하여 슬라이더(24)는 회전축 또는 슬라이더 길이방향 축(49) 주위를 회전할 수 있도록 하우징 베이스(10)에 장착된다. 이러한 경우에, 도 9는 래칭 결합부(42)가 로킹된 중립(neutral) 포지션에서의 바이메탈 엘리먼트(23) 및 슬라이더(24)를 도시하는데 반하여, 도 10은 래칭 결합부(42)가 언록킹된 편향된 상태의 바이메탈 엘리먼트(23) 및 회전된 포지션에서의 슬라이더(24)를 도시한다. 래칭 결합부(42)가 언록킹된 후, 슬라이더(24)를 다시 회전시키기 위해, 동작 엘리먼트(8) 상에는 스프링 탭(tab)(50)이 제공된다. 동작 엘리먼트(8)가 턴오프 포지션으로 복귀되는 동안, 동작 엘리먼트(8)는 래칭 결합부(42)의 언록킹의 결과 반시계 방향으로 회전된 슬라이더(24)가 중립 포지션으로 다시 회전할 수 있도록, 슬라이더(24)와 접촉하여 슬라이더(24)의 정면(51)을 따라 이동한다.
슬라이더(24)의 회전을 통한 래칭 결합부(42)의 신뢰성 있는 언록킹을 위하여, 윙 형태의 언래칭된 엘리먼트(52)는 슬라이더(24)를 회전시키기 위한 회전 레버를 연장시키기 위하여 슬라이더(24) 상에 일체식으로 형성된다. 바이메탈 엘리먼트(23)는 슬라이더(24)의 회전 축(49)에 대하여 가로로 연장되도록 하우징 베이스(10)에 배열되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 두 개의 길이방향 섹션들(L1 및 L2)을 갖는 바이메탈 엘리먼트(23)의 제1 길이방향 섹션(L1)은 래칭되거나 록킹된 슬라이더(24)를 언래칭하기 위하여 슬라이더(24) 및 그것의 윙(52)을 커버한다.
과전류 트립핑이 발생한 경우, 긴 바이메탈 스트립(32a, 33a)상에 고정된 바이메탈 엘리먼트(23)의 짧은 바이메탈 스트립(32b, 33b)은 상기 바이메탈 엘리먼트의 편향 방향(53)에 반대 방향으로 편향된다. 이러한 경우에, 짧은 바이메탈 스트립들(32b, 33b)은 정렬 엘리먼트(36)를 지탱하여, 정렬 엘리먼트(36)상의 지지의 결과 부가적인 힘 성분이 바이메탈 엘리먼트(23)의 편향(53) 방향으로 생성된다. 따라서 편향 방향(53)으로 유사하게 편향되는 바이메탈 엘리먼트의 긴 바이메탈 스트립들(32a, 33a)은 반대 방향으로 정렬 엘리먼트(36) 상에 지지되는 것들에 의해 짧은 바이메탈 스트립들(32b, 33b)에 의하여 지지된다.
바이메탈 엘리먼트(24)는 짧은 바이메탈 스트립들(32b, 33b)이 슬라이더(24)와 멀어지게 면하는 반면, 긴 바이메탈 스트립들(32a, 33a)은 슬라이더(24) 및 윙(52)을 향해 면하도록 하우징 베이스(10)에 배열된다. 바이메탈 엘리먼트(24)가 편향될 때, 슬라이더 윙(52)은 슬라이더(24) 및 윙(52)을 커버하는 제1 길이방향 섹션(L1) 및 짧은 바이메탈 스트립들(32b, 33b) 및 부분적으로는 긴 바이메탈 스트립들(32a, 33a)에 의해 바이메탈 엘리먼트(24) 상에 작용한다.
과전류 트립핑이 발생한 경우 래칭 결합부(42)를 신뢰성 있게 언록킹하기 위해 바이메탈 엘리먼트(24)의 트립핑 힘이 강화되도록, 하우징 베이스(10)에 일체식으로 형성된 정렬 엘리먼트(36)는 슬라이더 윙(52)과 멀어지게 면하는 바이메탈 엘리먼트(23)의 측면에 포지션된다. 정렬 엘리먼트(36)의 이러한 배열은 도 11에 비교적 명확히 도시된다.
도 11은 슬라이더(24) 및 바이메탈 엘리먼트(24)의 측면도를 도시한다. 스프링 텅(36a)은 정렬 엘리먼트(36)상의 굽힘점을 경유하여 바이메탈 엘리먼트(24)의 편향의 방향(53)으로, 그리고 그 반대 방향으로 구부러질 수 있다. 스프링 텅(36a)을 갖는 정렬 엘리먼트(36)는 바이메탈 엘리먼트(24)의 편향이 슬라이더(24)의 회전 및 이에 따른 래칭 결합부(42)의 신뢰성 있는 언록킹을 야기하도록 슬라이더(24)의 윙(52)을 커버하도록 바이메탈 엘리먼트(24)를 정렬하거나 배향시키는데 사용된다. 바이메탈 엘리먼트(24)를 정렬하기 위하여, 스프링 텅(36a)은 굽힘점 또는 굽힘 엣지(54) 주변으로 큰 범위 또는 작은 범위로 편향되고, 굽힘점 또는 굽힘 엣지(54)는 바이메탈 엘리먼트(24)의 짧은 바이메탈 스트립들(32b, 33b)의 방향으로, 그리고 이에 따른 편향 방향(53)으로 정렬 엘리먼트(36)에서의 일부 재료 결함에 의해 생성된다.

Claims (24)

  1. 회로를 보호하기 위한 보호 스위치(1)로서,
    로커 스위치 형태인 동작 엘리먼트(8);
    하우징(2, 10)으로부터 돌출된 접촉 결합부(3 내지 6);
    제1 접촉 결합부(5)에 전기적으로 전도성 있게 연결되는 접촉 스프링(14) ― 상기 접촉 스프링의 자유단은 접촉이 이루어지도록 제2 접촉 결합부(3)를 커버함 ― ;
    슬라이더 길이방향(49)에 대하여 가로 방향으로 연장되도록 상기 하우징(2, 10) 내에 배열되고, 상기 제1 접촉 결합부(5)와의 사이에서 상기 접촉 스프링(14)을 경유하여 상기 제2 접촉 결합부(3)에 전기적으로 연결된 바이메탈 엘리먼트(23); 및
    상기 하우징(2, 10) 내에서 슬라이드(slide)하도록 안내되고, 상기 접촉 스프링(14)에 지탱하는(bearing against) 접촉단(40, 41)을 가지며, 상기 접촉 위치의 복원력과 반대 방향으로 상기 접촉 스프링(14)에 작용하는 슬라이더(24)
    를 포함하며,
    상기 슬라이더(24)는 턴온 포지션에서 상기 동작 엘리먼트(8)에 의해 래칭되고,
    열적 트립핑을 위해 상기 슬라이더(24)에 결합된 상기 바이메탈 엘리먼트(23)는 두 개의 길이방향 섹션들(L1 및 L2)을 가지며, 상기 두 개의 길이방향 섹션들 중 제1 길이방향 섹션(L1)은 적어도 부분적으로 상기 슬라이더(24)를 커버하며, 과전류의 결과로서 접촉이 차단되도록 상기 슬라이더(24)를 언래칭하는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 슬라이더(24)는 상기 턴온 포지션에서 래칭되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 턴온 포지션에서 상기 슬라이더(24)를 위한 래칭 결합부(42)를 형성하기 위하여, 상기 동작 엘리먼트(8)에는 제1 래칭 엘리먼트(44)가 제공되고, 상기 슬라이더(24)에는 제2 래칭 엘리먼트(43)가 제공되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 동작 엘리먼트(8)가 턴온 방향(46)으로 동작될 때, 상기 래칭 엘리먼트들(43, 44)은 트립 엣지(trip edge)(47)를 통해 래칭 포지션으로 슬라이드되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 슬라이더(24)의 상기 접촉단(40)이 상기 하우징(2, 10)의 슬라이더 가이드(37)에서 안내되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    래칭된 슬라이더(24)를 언래칭하기 위하여, 상기 래칭된 슬라이더(24)가 시작 포지션으로부터 자신의 슬라이더 길이방향 축(49) 둘레를 회전할 수 있도록 상기 하우징(2, 10) 내에 배열되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  7. 제 6항에 있어서,
    스프링 텅(tongue)(50)이 상기 회전된 슬라이더(24)를 상기 시작 포지션으로 복귀시키는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 스프링 텅(50)은 상기 동작 엘리먼트(8) 상에 일체식으로 형성되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    두 개의 접촉 스프링들(14, 15)은 상기 슬라이더 길이방향(49)으로 하나 위에 다른 하나가 배열되고, 상기 접촉 스프링들(14, 15) 중 하나를 각각 지탱하는 두 개의 접촉 암들(40, 41)은 상기 슬라이더 길이방향(49)의 상이한 평면들에서 상기 슬라이더(24)의 상기 접촉단상에 배열되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 바이메탈 엘리먼트(23)는 제 1 바이메탈 엘리먼트 돌출부(limb)(32) 및 제2 바이메탈 엘리먼트 돌출부(33)를 가지며, 제2 바이메탈 엘리먼트 돌출부(33)는 제1 바이메탈 엘리먼트 돌출부(32)로부터 간격을 두고 연장되며, 상기 바이메탈 엘리먼트 돌출부들(32, 33)은 바이메탈 엘리먼트 단(34)에서 합체되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 바이메탈 엘리먼트(23)는 상대적으로 짧은 제1 바이메탈 스트립(32b, 33b) 및 상대적으로 긴 제2 바이메탈 스트립(32a, 33a)을 형성하기 위하여 U자 형태로 구부러지는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 바이메탈 엘리먼트(23)는 상기 제1 접촉 결합부(5)에 전기적으로 전도성 있게 연결된 긴 제2 바이메탈 스트립(32a, 33a)을 갖는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 바이메탈 엘리먼트(23)의 상기 제1 바이메탈 엘리먼트 돌출부(32)는 상기 제1 접촉 결합부(5)에 전기적으로 전도성 있게 연결되고, 상기 제2 바이메탈 엘리먼트 돌출부(33)는 상기 접촉 스프링(14)에 전기적으로 전도성 있게 연결되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제2 바이메탈 엘리먼트 돌출부(33)는 중간 부품(intermediate piece)(22)을 경유하여 상기 접촉 스프링(14)에 연결되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  15. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 슬라이더(24) 상에 일체식으로 형성되는 언래칭 엘리먼트(52)는 상기 바이메탈 엘리먼트(23)의 상기 제1 길이방향 섹션(L1)을 따라 연장되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  16. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하우징(2, 10) 내에 배열되는 정렬 엘리먼트(36)는 상기 바이메탈 엘리먼트(23)를 정렬하기 위한 굽힘점(bending point)(54)을 갖는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 바이메탈 엘리먼트(23)는 상기 정렬 엘리먼트(36)를 지탱하는 짧은 제1 바이메탈 스트립(32b, 33b)을 갖는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  18. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하우징(2, 10) 내에서 상기 슬라이더(24)를 안내하기 위하여, 슬라이더 정지부(37a)를 갖는 슬라이더 가이드(37)가 제공되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  19. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 동작 엘리먼트(8)는 턴온 포지션과 턴오프 포지션 사이에서 피벗(pivot)하고, 복원 스프링(48)의 복원력과 반대의 턴온 방향으로 래칭하는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
  20. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하우징(2)은 하우징 베이스(10), 및 상기 하우징 베이스(10) 상에 설치될 수 있는 하우징 마개(cap)(2')을 가지며, 상기 하우징 마개 상에는 상기 동작 엘리먼트(8)에 대한 리드쓰루(leadthrough) 개구부(7)의 영역에서 설치 개구부에 상기 하우징(2)을 장착하기 위한 적어도 하나의 래칭 암(9)이 일체식으로 형성되는,
    회로를 보호하기 위한 보호 스위치.
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