KR20160134773A - 열적 안전 스위치 - Google Patents

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KR20160134773A
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볼프강 울러만
에발트 슈나이더
디트마 코프스
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엘렌베르거 앤드 포엔스겐 게엠베하
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Abstract

본 발명은 자동차 전원 공급 시스템의 소비자 장치(consumer)(4)의 안전 장치(safeguarding)를 위한 열적으로 작동하는 안전 스위치(1)와 관련이 있으며, 스위치 하우징(5) 내에 온도 의존적인 스위칭 장치(switching unit)(6)를 구비하고, 상기 스위칭 장치는 자체 온도에 따라 상기 스위치 하우징(5)으로부터 외부로 안내된 2개의 외부 단자(15a, 15b) 사이에 전기 전도성 연결부를 제공하며, 상기 외부 단자들(15a, 15b)은 상기 스위치 하우징(5)의 마주 놓인 하우징 측면들에서 외부로 안내되고, 그리고 상기 외부 단자들(15a, 15b)은, 한편으로 보호될 소비자 장치(4)로 안내되고, 다른 한편으로 전기 계통 전자 장치(2)로 안내되는 케이블 섹션(3a, 3b)의 케이블 연결 단부들(17a, 17b)과의 전기적 및 기계적 단자 연결부(16a, 16b)를 위해 제공 및 설계되어 있다.

Description

열적 안전 스위치 {THERMAL SAFETY SWITCH}
본 발명은, 특히 전기 계통으로도 언급되는 자동차 전원 공급 시스템의 소비자 장치(consumer)의 안전장치(safeguarding)를 위한 열적으로 작동하는 안전 스위치와 관련이 있으며, 상기 안전 스위치는 스위치 하우징 내에 온도 의존적인 스위칭 장치(switching unit)를 구비하고, 상기 스위칭 장치는 자체 온도에 따라 마주 놓인 하우징 측면들에서 상기 스위치 하우징으로부터 외부로 안내된 2개의 외부 단자 사이에 전기 전도성 연결부를 제공한다.
US 2005/0057336 A1호에서는 과전류에 대해 전기 구성 소자들을 보호하기 위한 열적으로 작동하는 안전 스위치가 공지되어 있으며, 상기 안전 스위치는 스위치 하우징 및 상기 스위치 하우징 내에 배치된 온도 의존적인 스위칭 장치를 구비하고, 상기 스위칭 장치는 자체 온도에 따라 상기 스위치 하우징으로부터 외부로 안내된 2개의 외부 단자 사이에 전기 전도성 연결부를 제공하며, 상기 외부 단자들은 마주 놓인 하우징 측면들에서 외부로 안내된다.
전원 공급 시스템에 의해 전력을 공급받는 소비자 장치를 구비한 자동차 전원 공급 시스템, 특히 승용차 또는 상용차, 특히 화물차 또는 버스의 전원 공급 시스템의 안전장치는 통상적으로, 중앙 전자 장치로도 언급되는 전기 계통 전자 장치의 보호 박스 내에 상응하는 콘센트를 갖도록 중앙에 배치되는 보호 장치, 안전 스위치 또는 계전기(relay)에 의해 이루어진다. 이와 같은 상황은, 실제로 자동차 내부의 임의의 장소에 배치될 수 있는 보호될 소비자 장치들의 케이블들 또는 라인들이 상기 전기 계통 전자 장치로 설치 또는 안내되도록 한다. 다음에서 케이블로는 절연 물질로 둘러싸인 코어들의 싱글 코어(single-core) 복합물 또는 멀티 코어(multi-core) 복합물이 언급되고, 상기 복합물은 에너지, 특히 각각의 소비자 장치로 공급된 정격 전류 또는 부하 전류를 전달하기 위해 사용된다.
케이블 또는 라인들의 설치 및 케이블 재료/라인 재료 자체는 비용적인 요소를 나타낼 뿐만 아니라, 자동차의 상응하는 중량 증가를 야기한다. 이와 같은 상황은 재차, 특히 이와 같은 자동차의 유해 물질 배출 감소 노력과 관련하여, CO2-총계의 최적화에 바람직하지 않다.
지금까지 전원 공급 시스템 또는 전기 계통의 안전장치를 위해 그리고/또는 소비자 장치의 과전류 보호를 위해 사용된 안전 스위치는 전기 계통 전자 장치의 소켓(socket) 내에 또는 자동차 제어 장치 내에 삽입되며, 이때 상기 소켓은 한편으로 상기 안전 스위치를 (기계적으로) 고정하기 위해, 그리고 다른 한편으로 각각의 케이블에 상기 안전 스위치를 (전기적으로) 접촉시키기 위해 사용된다. 통상적으로 자동차 분야에서는 개시시 스위치 접촉부들을 개방 유지하기 위한 가열 소자로서 PTC-저항기와 관련하여 바이메탈 스위칭 장치를 사용함으로써 열적으로 작동하는 자동 복귀식 소형(miniature)-안전 스위치가 사용되고, 이와 같은 내용은 예를 들어 DE 20 2009 010 473 U1 및 WO 2012/037991 A1에 공지되어 있다.
케이블 코어들 또는 라인 코어들에 상기 안전 스위치를 고정하기 위해서는 바람직하게 스프링 접촉부들이 크림핑(crimping) 되고, 상기 스프링 접촉부들은 재차 소켓 내에 삽입되어 그곳에 잠긴다. 이와 같은 스프링 접촉부들에는 각각의 안전 스위치의 플러그 연결부(plug connection)가 접촉한다. 또한, 상기 소켓은 이와 같은 연결부의 전기 절연에 이용되며, 케이블 또는 케이블 하니스(cable harness) 내에 별도로 고정, 예컨대 클립(clip) 되어야 한다.
본 발명의 과제는 자동차 전기 계통에 특히 적합한, 그리고 이와 같은 자동차 전기 계통 내에 특히 적합하게 통합 가능한 열적으로 작동하는 안전 스위치를 제시하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라, 제 1 항의 특징들에 의해 해결된다. 바람직한 형성 예들, 개선 예들 및 변형 예들은 종속 청구항들의 대상이다.
자동차 전원 공급 시스템의 소비자 장치의 안전장치를 위해 사용되고, 스위치 하우징 내에 온도 의존적인 스위칭 장치를 구비하며, 상기 스위칭 장치는 자체 온도에 따라 상기 스위치 하우징으로부터 외부로 안내된 2개의 외부 단자 사이에 전기 전도성 연결부를 제공하는 열적으로 작동하는 안전 스위치의 경우, 본 발명에 따라 상기 외부 단자들은 상기 스위치 하우징의 마주 놓인 하우징 측면들에서 외부로 안내되고, 그리고 하나의 케이블 섹션은 보호될 소비자 장치로 안내되고, 다른 하나의 케이블 섹션은 전기 계통 전자 장치로 안내되는 각각 하나의 케이블 섹션의 케이블 연결 단부들과의 전기적 및 기계적 단자 연결부를 위해 제공 및 설계되어 있다. 특히 바람직하게 케이블 내에 통합 가능한 안전 스위치의 스위치 하우징은 다수의 하우징 섹션을 포함하고, 이때 중앙의 하우징 섹션은 스위치에 따라 특수한 스위칭 장치를 둘러싸는 한편, 상기 중앙 하우징 섹션에 양측으로 연결되는 하우징 섹션들은 각각의 단자 연결부를 수용하기 위해 사용된다.
"전기 계통 전자 장치"라는 용어는 특히 이와 같은 자동차의 자동차 제어 장치 또는 전기 계통 공급 장치로도 이해된다. 또한, "케이블"이라는 용어는 라인 코어를 둘러싸는 라인 절연부를 구비한 개별 라인 또는 공동의 케이블 절연부에 의해 둘러싸인 이와 같은 다수의 라인으로도 이해된다.
이에 대해 본 발명은, 각각의 소비자 장치의 안전장치를 가급적 이와 같은 소비자 장치 가까이에 접근시키는 생각에서 출발한다. 그에 따라 이와 같은 안전장치가 실제로 자동차 내의 임의의 위치, 예를 들어 접근하기 쉽지 않은 위치들에도 제공될 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 안전 스위치는 자동 복귀식으로 작동한다.
바람직한 형성 예에서 스위칭 장치는 자유 단부측에서 이동식 접촉부를 지지하는 바이메탈 소자(bimetal element) 및 상기 바이메탈 소자에 인접하고 스프링 소자에 의해 고정식 접촉부 아암(fixed contact arm)에 지지 되어 있는, 바람직하게 PTC-저항기 형태의 가열 소자를 포함한다. 상기 고정식 접촉부 아암에 의해 지지 된 고정식 접촉부는 상기 이동식 접촉부와 함께 안전 스위치의 스위치 접촉점을 형성한다.
이와 관련하여 SAE 규격 J553에 따라 원칙적으로 2가지 장치 타입을 이용할 수 있는데, 상기 장치 타입들에서 장치, 다시 말해 안전 스위치는 과전류로 인한 전력 중단에 따라 특정 시간 이후에 자동으로 폐쇄된다(타입 Ⅰ). 이 경우, 정상 작동시 기능은 개방 이후 바이메탈의 냉각 공정에 기초하는데, 이는 회로를 차후에 재차 폐쇄한다. 타입 Ⅱ의 장치(안전 스위치)는 (공급) 전압이 제거될 때까지 회로를 개방 상태로 유지하며, 이때 개방 공정 이후 열적 작동을 위해 바이메탈은 가열 소자에 의해 그 온도에 유지됨으로써, 결과적으로 열적으로 작동하는 안전 스위치는 폐쇄 공정을 상기 안전 스위치의 스위치-오프 이후에, 다시 말해 전압 제거 이후에 비로소 시작할 수 있다.
본 발명에 따른 안전 스위치는 바람직하게 개방 유지를 위한 가열 소자로서 PTC-저항기의 사용하에 상기 타입 Ⅱ의 안전 스위치이다. 이 경우, 특히 한편으로 온도가 과부하시 플라스틱으로 이루어진 스위치 하우징의 사용을 가능하게 하는 영역 내에 남아 있고, 다른 한편으로 상기 안전 스위치가 본 발명에 따라 통합되어 있는 케이블(케이블 하니스) 내의 과열이 방지되는 상황이 바람직하다. 또한, 케이블, 특히 자동차의 전기 계통 케이블 내에 장착된 상태로 통합된 본 발명에 따른 안전 스위치로 소형 구조 또는 소형 실시 예의 안전 스위치가 고려된다. 상기 소형 구조 또는 소형 실시 예로는 대략 10㎜ 내지 25㎜의 길이, 대략 5㎜ 내지 10㎜의 폭 및 대략 15㎜ 내지 25㎜의 높이를 갖는 스위치 하우징의 하우징 치수로 이해된다. 이 경우, 하우징 길이 방향으로 서로 마주 놓인 모서리에서 외부로 안내된 단자들을 구비한 평면 구조의 직사각형 스위치 하우징이 특히 적합하고 바람직하다.
바람직하게 케이블 연결 단부들 또는 상기 케이블 연결 단부들 내로 안내된 라인 코어들과의 안전 스위치의 단자 연결부들은 나사 없는 연결부(screw-less connection)로 형성되어 있다. 이 경우, 클램핑 연결부(clamping connection) 또는 절연 변위 연결부(insulation displacement connection)가 적합하다. 안전 스위치의 외부 단자들을 절연 변위 단자(insulation displacement terminal)로 구현함으로써 케이블 코어들 또는 라인 코어들을 탈피(skinning)하여 장착하는 단계를 절약할 수 있다. 또한, 2개의 에지를 갖도록 구현된 절연 변위 단자들을 사용하는 경우, 2개의 에지를 전기 접촉에 사용하거나, 또는 상기 에지들 중 하나의 에지를 장력 완화부로서 형성할 수 있다.
안전 스위치의 외부 단자들이 스프링 접촉부들 또는 이중 스프링 접촉부들로도 구현될 수 있는 경우, 크림프 연결부(crimp connection)가 특히 바람직하다. 이와 관련하여, 안전 스위치의 각각의 외부 단자가 직접, 일체로 형성된 크림프 샤프트(crimp shaft)를 구비한 평면 소켓으로 구현되어 있는 경우에 추가적인 공정 단계 절약이 이루어질 수 있다. 이와 같은 크림프 샤프트는 코어 크림프 챔퍼(core crimp chamfer) 또는 와이어 크림프 챔퍼(wire crimp chamfer)에 대해 추가로 자유 단부측에서 장력 완화 챔퍼를 포함하고, 상기 장력 완화 챔퍼는 크림핑 공정 동안에 케이블 절연부 또는 라인 절연부를 둘러싸며, 이때 상기 케이블 절연부 또는 라인 절연부는 가압 공정에 의해 통상적으로 사전 결정된 치수로 변형된다.
케이블, 특히 자동차의 전기 계통 케이블 내에 안전 스위치를 통합시키기 위한 열적으로 작동하는 안전 스위치의 형성 예는 언급된, 바람직하게 나사 없는 단자 변형 예에 대해 추가로, 계속해서 예를 들어 소위 케이지형 인장 스프링(cage-type tension spring)의 형태에 따른 스프링 클램프 단자(spring clamp terminal)로서 외부 단자들의 형성 예를 가능하게 한다. 이와 같은 스프링 클램프 단자의 장점은, 한편으로 탈피된 케이블 단부 또는 라인 단부의 단자 연결부에서 상기 스프링 단자의 간단한 취급 및 다른 한편으로 상기 스프링 단자의 신뢰할 만한 전기적 및 기계적 단자 접촉이다. 특히 스프링 클램프 단자 또는 케이지형 인장 스프링이 연결 소자로 사용되는 경우, 추가로 단자 연결부의 해제가 수동으로 간단하게 처리 가능하다.
원칙적으로는, 예를 들어 초음파 용접 공정(ultrasonic welding)을 이용하여, 안전 스위치의 외부 단자들의 영역에서 케이블 연결 단부들 또는 상기 케이블 연결 단부들의 라인 코어들과의 안전 스위치의 직접적인 용접 연결부도 고려할 수 있다.
단자측 하우징 섹션들은 바람직하게 예를 들어 절반 셀 형태의 하우징 하부 및 이와 같은 하우징 하부를 폐쇄하는, 예를 들어 마찬가지로 절반 셀 형태의 하우징 상부로 형성되어 있다. 이 경우, 각각의 하우징 상부가 단자측 하우징 섹션의 상응하는 하우징 하부에 선회 운동 가능하게 연결되어 있다는 사실이 특히 바람직하다. 이 경우, 상기 하우징 상부와 상기 하우징 하부 사이에 일체형 힌지(integral hinge)를 형성하는 것이 특히 적합하고, 이때 특히 스위치 하우징 또는 상기 스위치 하우징의 하우징 섹션들은, 특히 사출 성형 방식으로, 바람직하게 특히 가급적 우수한 절연 특성 및 높은 열 안정성과 관련하여 적합한 플라스틱으로 제조되어 있다.
상기 단자측 하우징 섹션들은 스위치 하우징의 중앙 하우징 섹션에 직접 연결되는데, 다시 말해 바람직하게 일체형으로 연결된다. 케이블 단부들과 안전 스위치측 외부 단자들의 단자 접촉 다음에 이루어지는 상기 단자측 하우징 섹션들의 폐쇄 공정은 바람직하게 이음 연결부(jointed connection) 또는 일체형 힌지 연결부에 마주 놓인 하우징측에서 상기 하우징 상부와 상기 하우징 하부 사이의 래칭 연결부(latching connection)에 의해 이루어진다.
후속하여 본 발명의 실시 예들이 도면 참조하에 더 상세하게 설명된다.
도 1은 한편으로 전기 계통 전자 장치로 안내되고, 다른 한편으로 소비자 장치로 안내되는 케이블 섹션들의 케이블 연결 단부들(케이블 단부들)과 접촉하는, 스위치 길이 방향으로 서로 정반대로 연장되는 외부 단자들 및 열적으로 작동하는 스위칭 장치를 구비한 열적으로 작동하는 안전 스위치의 개략적인 종단면도이고,
도 2는 서로 정반대의 외부 단자들을 구비하고, 케이블 내에 통합 가능한 도 1에 따른 평면 구조 및 소형 구조의 열적 안전 스위치의 평면도이며,
도 3은 크림프 연결부로서 형성된 케이블 단부들의 단자 연결부를 구비한 도 2에 따른 안전 스위치의 평면도이고,
도 4는 직접적인 크림프 단자로서 형성된 안전 스위치의 외부 단자들 중 하나의 외부 단자의 사시 단면도이며,
도 5는 스프링 접촉부로서 형성된 단자의 도 4에 따른 사시 단면도이고,
도 6은 케이지형 인장 스프링으로서 형성된 단자의 사시 단면도이며,
도 7은 스프링 클램프 단자로서 형성된 단자의 단면도이고,
도 8은 2개의 에지를 갖는 절연 변위 단자로서 형성된 단자의 사시 단면도이며,
도 9는 3개의 하우징 섹션으로 형성된 스위치 하우징을 구비한, 케이블 내에 통합된 안전 스위치의 사시도이고,
도 10은 개방된 단자측 하우징 섹션 및 폐쇄된 중앙 하우징 섹션을 구비한, 케이블 내에 통합된 안전 스위치의 사시도이며,
도 11은 폐쇄된 단자측 하우징 섹션들을 구비한 도 10에 따른 어레인지먼트의 사시도이고,
도 12는 폐쇄된 하우징 영역 및 개방된 하우징 영역에서 일 변형 예에 따른 단자측 하우징 섹션들의 단면도이며, 그리고
도 13은 케이블 연결 단부의 1차 잠금장치 및 장력 완화를 위한 폐쇄된 하우징부의 2차 잠금장치를 구비한 도 12에 따른 단자측 하우징 형성 예의 종단면도이다.
모든 도면에서 서로 상응하는 부품들에는 동일한 도면 부호가 제공되어 있다.
도 1은 자동차의 전기 계통 전자 장치(2)로 안내되는 (제 1의) 케이블 섹션(3a) 및 전기 부하 또는 전기 소비자 장치(4)로 안내되는 전기 계통 케이블 또는 케이블 하니스(3)의 제 2 케이블 섹션(3b)과 전기적으로 접촉되고 기계적으로 연결된, 케이블 내에 통합 가능한 열적으로 작동하는 안전 스위치(1)를 개략적으로 도시한다. 상기 제 1 케이블 섹션(3a)은 후속하여 제어측 또는 공급측 케이블 섹션으로 언급되고, 상기 제 2 케이블 섹션(3b)은 부하측 또는 소비자측 케이블 섹션으로 언급된다.
상기 소비자 장치(4)로는 예를 들어 전동식 액추에이터(actuator) 또는 자동차(승용차, 화물차)의 다른 통상적인 전기 소비자 장치가 고려될 수 있다.
열적인, 다시 말해 열적으로 작동하는 상기 안전 스위치(1)는 바람직하게 가급적 평면의 구조로 구현되어 있는 스위치 하우징(5)을 포함한다. 그럼으로써 소형화된 안전 스위치(1)는 바람직하게 자동 복귀식으로 구현되어 있고, 이를 위해 하우징 내부에 예를 들어 스트립형(strip-liked) 바이메탈 소자(7) 및 스위치 접촉점(8)을 구비한 스위칭 장치(6), 그리고 PTC-저항기 형태의 가열 소자(9)를 포함하며, 상기 가열 소자는 상기 바이메탈 소자(7)에 인접하고 스프링 소자(10)에 의해 고정식 접촉부 아암(11)에 지지 되어 있으며, 상기 고정식 접촉부 아암은 자유 단부측에서 고정식 접촉부(8a)를 지지한다. 상기 바이메탈(7)은 자유 단부측에서, 상기 고정식 접촉부(8a)와 함께 폐쇄 상태로 나타나 있는 안전 스위치(1)의 접촉점(8)을 형성하는 이동식 접촉부(8b)를 지지한다. 상기 바이메탈 소자(7)는 상기 접촉점(8)에 마주 놓인 바이메탈 단부(12)에 의해 이동식 접촉부 아암(13)에 전기적 및 기계적으로 연결되어 있다.
상기 고정식 접촉부 아암(11) 및 상기 이동식 접촉부 아암(13)은 평면 접촉부로서, 그리고 바람직하게는 도체 레일 형태로 그리고 이를 위해 바람직하게 스탬핑-밴딩된 부품(stamped bent part)으로서 구현되어 있다. 상기 접촉부 아암들(11 및 13)은 단부측에서 하우징 길이 방향(14)으로 마주 놓인 하우징 모서리들(5a 또는 5b)에서 상기 스위치 하우징(5)으로부터 외부로 안내되고, 그곳에서 외부 단자들(15a, 15b)을 형성한다. 이와 같은 외부 단자들은 공급측 케이블 섹션(3a) 또는 부하측 케이블 섹션(3b)의 케이블 연결 단부들(17a, 17b)과의 전기적 및 기계적 단자 연결부들(16a 또는 16b)을 위해 제공 및 설계되어 있다. 상기 단자 연결부들(16a, 16b)은 바람직하게, 특히 플라스틱 사출 성형 부품으로서 구현되어 있는 하우징 섹션들(51 또는 52) 및 중앙 하우징 섹션(53)으로부터, 단자측 하우징 섹션들(51 또는 52) 내에 위치한다.
상기 열적 안전 스위치(1)의 작동 방식은 실제로, 그 자체로 WO 2012/037991 A1에 공지된 열적으로 작동하는 안전 스위치에 상응하는데, 상기 안전 스위치의 경우 과전류가 발생하면 이와 같은 과전류는 접촉점(8)의 폐쇄 위치에서 바이메탈 소자(7)를 통해서 흐르고, 그리고 상기 과전류로 인한 편향 공정(deflection)에 의해 이와 같은 바이메탈 소자를 해제 방향(18)으로 편향시킨다. 그럼으로써 상기 이동식 접촉부(8b)는 상기 고정식 접촉부(8a)로부터 들어올려 지고, 이때 상기 이동식 접촉부 아암(13) 방향으로 선회한다. 그럼으로써 야기된 전력 중단, 다시 말해 접촉부들(8a, 8b)의 폐쇄 상태에서 접촉점(8)을 통해 폐쇄된 회로의 중단은 상기 바이메탈 소자(7)의 냉각 및 그에 따라 상기 접촉점(8)의 재폐쇄를 야기할 수 있다. 이와 같은 상황을 방지하기 위해, 바람직하게 높은 저항으로 설계된 가열 소자(9)는 개방된 접촉점(8)에서도 도체 레일 형태의 접촉 아암들(11, 13)에 전기 전도 가능하게 연결되어 있고, 그에 따라 상기 가열 소자에는 전류가 공급된다. 그 결과 야기되는 열 확장은, 상기 접촉점(8)을 재폐쇄하기에 충분한 상기 바이메탈 소자(7)의 냉각을 방지한다. 이 경우, 상기 스프링 소자(10)는 실질적으로, 상기 바이메탈 소자(7)에 대하여 PTC-저항기로 구현된 가열 소자(9)에 충분한 압착력을 제공하기 위해 사용된다.
또한, 도 2는 스위치 길이 방향(14)으로 서로 정반대로 연장되는 외부 단자들(15a, 15b)을 구비한 안전 스위치(1)의 평면도를 도시한다. 케이블(3)의 케이블 섹션들(3a 또는 3b), 또는 상기 케이블의 케이블 연결 단부들(17a, 17b)―그리고 이와 관련하여 상기 케이블 연결 단부들의 케이블 코어들 또는 라인 코어들―과의 상기 안전 스위치(1)의 단자 연결부들(16a, 16b)은 바람직하게 나사 없이 이루어진다. 이를 위해, 도 3 내지 도 8에는 바람직한 단자 연결부들의 다수의 변형 예들이 나타나 있다.
도 3 및 도 4에 따른 실시 형태에서 단자 연결부들(16a, 16b)은 안전 스위치(1)의 외부 단자들(15a, 15b)과 케이블 연결 단부들(17a 또는 17b) 사이에서 크림프 연결부들로서 구현되어 있다. 도 4에 따른 실시 형태에서 상응하는 크림프 슬리브(crimp sleeve)(19)는 바람직하게 이미 상응하는 안전 스위치(1)의 외부 단자(15a, 15b)에 직접 접촉하도록 장착되어 있다. 또한, 상기 상응하는 외부 단자(15a, 15b)가 이미 이와 같은 크림프 슬리브(19)로서 구현될 수도 있다.
도 5에 따른 실시 형태에서 각각의 단자 연결부(16a, 16b)는 상응하는 스프링 단자(20)를 구비한 이중 스프링 접촉부로서 구현되어 있고, 상기 이중 스프링 접촉부는 바람직하게 재차 크림프 연결부에 의해 상응하는 케이블 연결 단부(3a, 3b)에 기계적으로 그리고 전기 전도 가능하게 연결되어 있다.
도 6 및 도 7은 스프링 클램프 단자들로서 구현된 단자 연결부들(16a, 16b)을 도시하며, 이때 도 6에 따른 실시 형태에서 케이지형 인장 스프링(21a)이 제공되어 있고, 도 7에 따른 실시 형태에서 소위 푸쉬-인 스프링(push-in spring)(21b)이 제공되어 있다. 도 6 및 도 7에서는 케이블 섹션들(3a 또는 3b)의 케이블 연결 단부들(17a, 17b)의 탈피된 라인 코어들이 비교적 뚜렷하게 식별 가능하다.
도 8은 이중 에지를 갖는 절연 변위 접촉부(22)를 구비한 단자 연결부들(16a, 16b)의 일 단자 변형 예를 도시한다. 이 경우, 상기 절연 변위 접촉부(22)의 2개의 에지(22a, 22b)는 전기 접촉을 위해 이용될 수 있거나, 또는 상기 2개의 에지(22a, 22b) 중 하나의 에지가 오로지 장력 완화부로서 이용될 수 있다.
도 9 내지 도 11은 단자측 하우징 섹션들(51 및 52) 및 중앙 하우징 섹션(53)으로부터 형성된 열적 안전 스위치(1)의 스위치 하우징(5)의 실시 형태들을 도시한다. 도 9에 따른 실시 형태에서 단자측 하우징 섹션들(51, 52)은 폐쇄된 하우징부로서 구현되어 있고, 상기 폐쇄된 하우징부 내에서 스위치측 외부 단자들(15a, 15b)이 배치되고 그리고 케이블 연결 단부들(17a 또는 17b)과의 단자 연결부들(16a, 16b)이 제공된다.
도 10 및 도 11에 따른 실시 형태들은 개방된 또는 폐쇄된 상태에서, 스위치 하우징(5)의 중앙 하우징 섹션(53)과 단단하게 연결된 하우징 하부들(51a, 52a) 및 일체형 힌지(51c, 52c)를 통해 상기 하우징 하부에 관절식으로 연결된 하우징 상부(51b 또는 52b)를 구비한, 2개의 부분으로 이루어진 단자측 하우징 섹션들(51, 52)을 도시한다. 도시된 실시 형태에서 단자 연결부들(16a, 16b)은 도 5에 따른 변형 예에 상응하게 이중 스프링 접촉부로서 구현되어 있다.
상기 단자측 하우징 섹션들(51, 52)의 하우징 상부들(51b, 52b)에는 래칭 소자들(23, 24)이 일체로 형성되어 있고, 상기 래칭 소자들은 각각의 하우징 하부(51a, 52a)에 일체로 형성된 대응되는 래칭 소자들(25 또는 26)과 언더컷(undercut) 형성하에 잠긴다.
도 12 및 도 13은 폐쇄된 하우징 영역(27) 및 재차 일체형 힌지(29)를 통해 관절식으로 연결된 커버부(30)를 포함하는 폐쇄 가능한 하우징 영역(28)을 구비한, 단자 영역에서 분리된 단자측 하우징 섹션(51, 52)의 사시도 또는 종단면도를 도시한다. 상기 커버부(30) 또는 하부측 하우징 섹션 영역(32)에 있는 케이블측 래칭 소자들(31a, 31b)은 재차 래칭 연결부에 의해 상기 개방된 하우징 영역(28)의 신뢰할 만한 폐쇄 공정을 가능하게 하며, 상기 래칭 연결부 내에서 커버측 래칭 소자(31a)는 하우징 하부측 래칭 소자(31b)에 후방에서 맞물린다.
도 13에서 비교적 뚜렷하게 확인할 수 있는 바와 같이, 실시 예에서 단자 연결부(16a, 16b)는 재차 이중 스프링 접촉부로서 구현되어 있다. 여전히 개방된 커버부(30)에서 상기 단자 연결부(16a, 16b)는 각각의 외부 단자(15a, 15b) 상으로 상응하는 스프링 접촉부(33)가 삽입 또는 설치됨으로써 제공된다. 이 경우, 삽입 방향(35) 반대 방향으로 설치된 상기 스프링 접촉부(33)의 스프링 텅(spring tongue)(36)이 하우징측 잠금장치 윤곽(37)에 후방에서 맞물림으로써, 상기 단자 연결부(16a, 16b)는 1차 잠금장치(34)에 의해 고정된다. 추가적으로 각각의 케이블 섹션(3a, 3b)의 장력 완화를 위해 2차 잠금장치(38)가 제공되어 있다. 상기 2차 잠금장치는 커버부(30)(커버측 하우징부)에 있는 상응하는 잠금장치 윤곽(39)(도 12 참조)에 의해 형성되며, 상기 잠금장치 윤곽은 각각의 단자 연결부(16a, 16b) 쪽 내부를 향해 커버 내측에 일체로 형성되어 있다.
실제로 도체 레일 형태로 구현된 구조 및 비교적 적은 부피의 열적 안전 스위치(1)는, 이와 같은 안전 스위치를 별도의 고정 없이 케이블 하니스 또는 전기 계통 케이블(3) 내로 직접 전기 접촉 가능하게 그리고 기계적으로 신뢰할 만하게 고정 안정적으로 결합하는 것을 가능하게 하며, 그에 따라 상기 케이블(3) 내로 특히 공간 절약적으로 통합시킨다.
본 발명은 이전에 기술된 실시 예들에만 제한되어 있지 않다. 오히려, 본 발명의 대상에서 벗어나지 않으면서, 당업자에 의해 상기 실시 예들로부터 본 발명의 다른 변형 예들도 도출될 수 있다. 특히, 본 발명의 대상에서 벗어나지 않으면서, 상기 실시 예들과 관련하여 기술된 모든 개별 특징들은 다른 방식으로도 서로 조합될 수 있다.
예를 들어 열적 안전 스위치(1)의 외부 단자들(15a, 15b)과의 단자 연결부들(16a, 16b)은 도 3 내지 도 8의 변형 예들에 따른 다양한 나사 없는 커넥터들로서 구현될 수 있다. 또한, 스위치 하우징(5)의 단자측 하우징 섹션들(51, 52) 중 단 하나의 하우징 섹션만이 폐쇄 가능하게(도 10) 또는 부분 폐쇄 가능하게(도 12) 구현될 수 있는 반면, 마주 놓인 단자측 하우징 섹션(52 또는 51)은 폐쇄된 상태로 구현될 수 있다. 계속해서, 공급측 단자 연결부(16a) 및/또는 부하측 단자 연결부(16b)는 용접 연결부로서 구현될 수 있다.
1 열적 안전 스위치
2 전기 계통-전자 장치
3 케이블 하니스/전기 계통 케이블
3a 공급측 케이블 섹션
3b 소비자측 케이블 섹션
4 소비자 장치
5 스위치 하우징
5a, 5b 하우징 모서리
6 스위칭 장치
7 바이메탈 소자
8 스위치/접촉점
8a 고정식 접촉부
8b 이동식 접촉부
9 가열 소자
10 스프링 소자
11 고정식 접촉부 아암
12 바이메탈 단부
13 이동식 접촉부 아암
14 하우징 길이 방향
15a, 15b 외부 단자
16a, 16b 단자 연결부
17a, 17b 케이블 연결 단부
18 해제 방향
19 크림프 슬리브
20 스프링 단자
21a 케이지형 인장 스프링
21b 푸쉬-인 스프링
22 절연 변위 접촉부
22a, 22b 에지
23, 24 래칭 소자
25, 26 래칭 소자
27 폐쇄된 하우징 영역
28 폐쇄 가능한 하우징 영역
29 일체형 힌지
30 커버부
31a, 31b 래칭 소자
32 하우징 섹션 영역
33 스프링 접촉부
34 1차 잠금장치
35 삽입 방향
36 스프링 텅
37 잠금장치 윤곽
51, 52 단자측 하우징 섹션
53 중앙 하우징 섹션

Claims (10)

  1. 소비자 장치(consumer)(4)의 안전장치(safeguarding)를 위한 열적으로 작동하는 안전 스위치(1)에 있어서, 상기 안전 스위치는 스위치 하우징(5) 내에 온도 의존적인 스위칭 장치(switching unit)(6)를 구비하고, 상기 스위칭 장치는 자체 온도에 따라 마주 놓인 하우징 측면들에서 상기 스위치 하우징(5)으로부터 외부로 안내된 2개의 외부 단자(15a, 15b) 사이에 전기 전도성 연결부를 제공하며,
    상기 스위치 하우징(5)은 상기 스위칭 장치(6)를 둘러싸는 중앙 하우징 섹션(53) 및 상기 중앙 하우징 섹션에 대해 양측으로, 각각의 단자 연결부(16a, 16b)를 수용하기 위해 제공 및 설계된 하우징 외부 섹션(51, 52)을 포함하고, 그리고
    상기 외부 단자들(15a, 15b)은 자동자 전원 공급 시스템의 보호될 소비자 장치(4)로 안내되는 케이블 섹션(3b) 및 전기 계통 전자 장치(2)로 안내되는 케이블 섹션(3a)의 케이블 연결 단부들(17a, 17b)과의 전기적 및 기계적 단자 연결부(16a, 16b)를 위해 제공 및 설계되어 있는, 열적으로 작동하는 안전 스위치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 단자들(15a, 15b)은 하우징 길이 방향(14)으로 마주 놓인 하우징 모서리들에서 상기 스위치 하우징(5)으로부터 외부로 안내되는 것을 특징으로 하는, 열적으로 작동하는 안전 스위치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 케이블 연결 단부들(17a, 17b)과의 단자 연결부들(16a, 16b)은 나사 없는 연결부(screw-less connection)로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 열적으로 작동하는 안전 스위치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 단자들(15a, 15b)은 상기 케이블 연결 단부들(17a, 17b)의 크림프 연결부(crimp connection)를 위한 크림프 단자들로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 열적으로 작동하는 안전 스위치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 또는 모든 단자측 하우징 외부 섹션(51, 52)은 하우징 하부(51a, 52a) 및 이와 같은 하우징 하부를 폐쇄하는 하우징 상부(51b, 52b)로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 열적으로 작동하는 안전 스위치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    각각의 하우징 외부 섹션(51, 52)의 상기 하우징 상부(51b, 52b)는, 특히 일체형 힌지(integral hinge)(52c; 29)를 통해 선회 운동 가능하게 상기 하우징 하부(51a, 52a)에 관절식으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 열적으로 작동하는 안전 스위치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 또는 모든 단자측 하우징 섹션(51, 52)은 각각의 단자 연결부(16a, 16b)의 1차 잠금장치(34)를 제공하기 위한 수단(37)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 열적으로 작동하는 안전 스위치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 또는 모든 단자측 하우징 섹션(51, 52)은, 특히 각각의 케이블 섹션(3a, 3b)의 장력 완화를 위해 각각의 단자 연결부(16a, 16b)의 2차 잠금장치(38)를 제공하기 위한 수단(39)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 열적으로 작동하는 안전 스위치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 장치(6)는 자유 단부측에서 이동식 접촉부(8b)를 지지하는 바이메탈 소자(bimetal element)(7) 및 스위치 접촉점(8), 그리고 PTC-저항기 형태의 가열 소자(9)를 포함하고, 상기 가열 소자는 상기 바이메탈 소자(7)에 인접하고 스프링 소자(10)에 의해 고정식 접촉부 아암(fixed contact arm)(11)에 지지 되어 있으며, 상기 고정식 접촉부 아암은, 상기 이동식 접촉부(8b)와 함께 상기 스위치 접촉점(8)을 형성하는 고정식 접촉부(8a)를 지지하는 것을 특징으로 하는, 열적으로 작동하는 안전 스위치.
  10. 자동차 전기 계통의 전기 계통 케이블(3) 내에 통합된, 자동차 전원 공급 시스템의 소비자 장치(4)의 안전장치를 위한, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 안전 스위치(1)에 있어서,
    외부 단자들(15a, 15b)은 한편으로 공급측 또는 전자 장치측 케이블 연결 단부(17a)에 전기적 및 기계적으로 연결되어 있고, 그리고 다른 한편으로 부하측 또는 소비자측 케이블 연결 단부(17b)에 전기적 및 기계적으로 연결되어 있는, 열적으로 작동하는 안전 스위치.
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