KR20180039002A

KR20180039002A - 직접적인 아마추어 커플링을 포함하는 전기 스위칭 엘리먼트

Info

Publication number: KR20180039002A
Application number: KR1020170129154A
Authority: KR
Inventors: 우베 크라메르; 마티아스 크뢰커; 카트린 쉐틀러; 토마스 해넬
Original assignee: 티이 커넥티버티 저머니 게엠베하
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2018-04-17
Also published as: KR20200019167A; US20180102231A1; EP3306638A3; EP3703093A3; KR102079739B1; EP3306638B1; JP2018067538A; ES2788186T3; EP3306638A2; EP3703093A2; US10607799B2; CN107919242A; CN107919242B; DE102016219529A1; KR102219757B1

Abstract

본 발명은 코일 어레인지먼트(9), 회전축(25)을 중심으로 회전 가능하고 코일 어레인지먼트(9)에 의해 구동 가능한 아마추어(21), 및 적어도 하나의 스위칭 가능한 접촉 스프링(39)을 포함하는 접촉 어레인지먼트(16)를 포함하는 전기 스위칭 엘리먼트(1), 특히, 릴레이(3) 또는 스위치(5)에 관한 것이다. 아마추어(21)의 피버팅 이동을 전달하기 위해, 종래 기술의 전기 스위칭 엘리먼트들(1)은, 전기 스위칭 엘리먼트(1)에서 강제적으로 안내되어야 하고 전기 스위칭 엘리먼트(1)에서 발생하는 허용오차들을 증가시키는 커플링 엘리먼트(33)를 사용한다. 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)는, 적어도 하나의 접촉 스프링(39)이 이동을 전달하기 위해, 커플링 엘리먼트(33)가 생략될 수 있고 발생하는 허용오차들이 감소될 수 있는 그러한 방식으로, 아마추어(21)에 직접적으로 연결된다는 점에서 종래 기술의 해결책들을 개선한다.

Description

직접적인 아마추어 커플링을 포함하는 전기 스위칭 엘리먼트{ELECTRICAL SWITCHING ELEMENT COMPRISING A DIRECT ARMATURE COUPLING}

본 발명은 전기 스위칭 엘리먼트에 관한 것이며, 특히, 코일 어레인지먼트, 회전축을 중심으로 회전 가능하고 코일 어레인지먼트에 의해 구동 가능한 아마추어, 및 적어도 하나의 스위칭 가능 접촉 스프링을 포함하는 접촉 어레인지먼트를 포함하는 중계기 또는 스위치에 관한 것이다.

중계기들 또는 스위치들 형태의 전기 스위칭 엘리먼트들이 종래 기술에 알려져 있다. 이들은 코일 어레인지먼트 형태의 전자기 구동 디바이스를 갖고, 이는, 아마추어가 적어도 2 개의 스위칭 상태들을 포함하는 각도 범위에서 코일 어레인지먼트에 의해 회전되는 그러한 방식으로, 회전축을 중심으로 아마추어를 구동시킨다. 그 구조 때문에, 이는 또한 회전 아마추어로 지칭된다.

아마추어의 회전 이동을 접촉 스프링으로 전달하기 위해, 종래 기술의 해결책들은, 스프링 엘리먼트를 편향(deflect) 및 스위칭하는 커플링 엘리먼트를 갖는다. 종래 기술에서 별개의 컴포넌트로서 구현되는 커플링 엘리먼트는, 아마추어의 회전 이동을 적절한 방식으로 스프링 엘리먼트로 전달하기 위한 브레이스(brace) 또는 가이드를 요구한다. 이러한 브레이스 또는 가이드는 보통 전기 스위칭 엘리먼트의 하우징에 의해 제공된다.

따라서, 종래 기술의 해결책들은, 자신의 구조가 공간-절약 방식으로 구현될 수 없다는 단점을 갖는다.

따라서, 본 발명의 목적은 공간-절약 구조를 갖는 전기 스프링 엘리먼트를 생성하는 것이다.

전술된 타입의 전기 스위칭 엘리먼트는, 적어도 하나의 접촉 스프링이 이동을 전달하기 위해 아마추어에 직접적으로 연결된다는 점에서 이러한 목적을 달성한다.

이는, 종래 기술에 알려진 커플링 엘리먼트가 생략될 수 있다는 이점을 갖는데, 이는 비용들을 감소시키고, 조립을 간소화하고, 전체 허용오차들을 낮춘다.

또한, 커플링 엘리먼트의 브레이스 또는 가이드는, 전기 스위칭 엘리먼트의 구조가 간소화될 수 있고, 상기 엘리먼트는 또한 부분적으로 장착된 상태, 즉, 비-최종적인 상태에서 기능 테스트들 또는 측정들이 실시될 수 있는 그러한 방식으로 생략될 수 있다.

본 발명에 따른 해결책은, 각각 그 자체로 이롭고 임의의 원하는 방식으로 서로 결합될 수 있는 다음의 실시예들에 의해 추가로 개선될 수 있다.

전기 스위칭 엘리먼트의 일 실시예에서, 아마추어는, 브라켓을 형성하도록 세장(elongate)되고 접촉 스프링에 연결된 적어도 하나의 연장부를 갖는다. 이러한 타입의 연장부는, 자신이 부가적으로 아마추어에 고정될 필요가 없고, 대신에 바람직하게는 그의 일체형 실시예의 결과로서, 아마추어의 부분인 이점을 갖는다.

바람직하게는, 연장부는 브라켓에서 접촉 스프링에 연결된 아마추어의, 브라켓을 형성하도록 세장된 아마추어 플레이트일 수 있다.

바람직하게는, 예를 들면, 아마추어 플레이트 형태의 단지 하나의 연장부가 브라켓을 형성하도록 세장되지만, 아마추어의 영구 자석을 밀봉하는 2 개의 아마추어 플레이트들 각각이 브라켓을 형성하도록 세장되는 것이 또한 가능하다.

아마추어 플레이트는 각각의 경우에 브라켓을 형성하기 위해 하나 또는 양자의 측들 상에서 세장될 수 있다. 양자의 측들 상의 세장은 2 개의 별개의 접촉 스프링들을 동시에 스위칭하는 것을 가능하게 할 수 있다.

복수의 브라켓들이 아마추어의 한 측 상에 제공되면, 브라켓들 각각은 이동을 전달하기 위해 별개의 스위칭 가능 접촉 스프링에 직접적으로 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 이로운 실시예에서, 적어도 하나의 브라켓은 적어도 하나의 접촉 스프링에 실질적으로 평행하게 배향된다. 이는, 전기 스위칭 엘리먼트가 평평한 포맷이고 공간-절약 방식으로 구현될 수 있다는 이점을 갖는다. 경량이고 간결하거나 평평한 포맷은 특히 자동차 엔지니어링(automotive engineering)에서 이롭다.

적어도 하나의 접촉 스프링이 일반적으로 하나의 단부에서 단단히 밀착(grip)되고 이러한 고정 영역을 중심으로 편향 가능하기 때문에, 접촉 스프링은, 그의 굽힘의 결과로서, 단지 부분적으로 아마추어의 브라켓에 평행하게 배향될 수 있다. 그의 규정된 동작 조건들 내에서 편향되고 굽게 되는 접촉 스프링은 브라켓에 평행하는 것으로 고려되어야 하고, 이는 용어 "실질적으로"로 설명된다.

적어도 하나의 접촉 스프링과 아마추어 간의 이동-전달 연결은, 스위칭 방향뿐만 아니라 반대 스위칭 방향의 아마추어의 회전이 접촉 스프링에 전달된다는 의미로 취해진다. 접촉 스프링과 아마추어 간의 연결은 해제 가능하거나 해제 불가할 수 있다.

전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 이로운 실시예에서, 접촉 스프링은 브라켓에 후킹(hook)된다. 브라켓으로의 접촉 스프링의 후킹은, 이러한 타입의 연결이 스크루들, 너트들 또는 리벳들과 같은 추가의 연결 엘리먼트들을 요구하지 않고, 전기 스위칭 엘리먼트가 단순한 방식으로 조립될 수 있다는 이점을 갖는다.

후킹 인을 위해, 접촉 스프링은, 브라켓이 적어도 부분적으로 수용되는 개구를 가질 수 있다. 바람직하게는, 이러한 경우에, 접촉 스프링 및 브라켓은 실질적으로 상호 수직으로 배향되고, 개구는 아마추어의 방향으로 지향된다. 후킹 인 동안에, 브라켓은 브라켓과 림(limb) 간에 발생하는 결합된 스크루-인 이동에 의해 림의 개구에 수용될 수 있다. 스크루잉 인(screwing in)의 시작 시에, 개구는 브라켓의 후크-형상 단부의 방향으로 지향될 수 있고, 스크루-인 이동은 아마추어를 향한 림의 개구의 회전과 아마추어의 방향의 림의 선형 이동을 결합할 수 있다. 브라켓과 림 간의 이러한 상대적인 스크루-인 이동은 브라켓의 이동, 림의 이동 또는 엘리먼트들 둘 모두의 이동에 의해 달성될 수 있다.

그의 내측 상에서, 개구는 2 개의 활성화 면들(activation faces)을 가질 수 있고, 이들을 통해 스위칭 방향 또는 스위칭 방향 반대, 즉, 개구 방향의 아마추어의 이동은 접촉 스프링으로 전달될 수 있다.

본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 실시예에서, 적어도 하나의 접촉 스프링은, 이동을 전달하기 위해 아마추어에 연결되는 돌출 림(protruding limb)을 갖는다. 돌출 림은, 전기 스위칭 엘리먼트가 공간-절약형이고 간결한 구조일 수 있다는 이점을 갖는다. 따라서, 아마추어의 이동은 돌출 림에 의해 적어도 하나의 접촉 스프링에 전달될 수 있다. 림은 접촉 스프링의 세장된 부분에 대응할 수 있다.

바람직하게는, 전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 실시예에서, 림은 접촉 스프링으로부터 실질적으로 직각으로 돌출된다. 이는, 돌출 림이 바람직하게는 그의 길이방향 범위를 따라 이동하고 또한 로드를 받고, 부가적으로 접촉 스프링에 작용하는 힘이 접촉 스프링을 접선으로(tangentially) 그리고 따라서 단지 접촉 스프링을 편향시키도록 기능하는 방식으로 지탱한다는 이점을 갖는다. 따라서, 접촉 스프링의 길이방향 범위를 따라 작용하는 힘의 컴포넌트들은 최소화되거나 완전히 방지될 수 있다.

전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 이로운 실시예에서, 돌출 림은 굽힘 포인트로부터 원위에 위치된 단부에서 아마추어에 연결된다. 따라서, 돌출 림은 아마추어와 접촉 스프링 간의 거리를 브리징하고, 이는, 예를 들면, 추가의 컴포넌트들에 요구될 수 있다. 예를 들면, 고정된 반대의 접촉이 림에 의해 브리징된 거리 내에 배열되고, 스위칭 가능한 접촉 스프링에 의해 접촉될 수 있다는 것이 구상 가능하다.

따라서, 접촉 스프링의 굽힘 포인트는, 아마추어에 의해 림에 전달되는 힘의 작용 포인트인 것으로 고려되어야 하고, 그러한 힘에 의해 접촉 스프링은 원하는 스위칭 위치로 이동된다.

굽힘 포인트로부터 원위에 위치된 단부는, 아마추어의 브라켓이 후킹될 수 있는 위에서 설명된 개구를 가질 수 있다.

굽힘 포인트는 바람직하게는 전기 접촉 영역에 가깝게 위치될 수 있고, 전기 접촉 영역에 의해 접촉 스프링은 전기 스위칭 엘리먼트의 고정 접촉을 전기적으로 접촉한다.

본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 실시예에서, 적어도 하나의 접촉 스프링의 적어도 하나의 스위칭 방향 및 아마추어의 회전의 적어도 하나의 방향은 실질적으로 회전축에 수직으로 배향된 공통 평면에 위치된다. 이는, 전기 스위칭 엘리먼트가 작은 높이로 구현될 수 있다는 이점을 갖는다. 이러한 경우에, 코일 어레인지먼트 및 적어도 하나의 접촉 스프링은 바람직하게는 나란히(side by side) 배열된다.

추가의 실시예에서, 적어도 하나의 접촉 스프링의 적어도 하나의 스위칭 방향은, 아마추어의 회전의 적어도 하나의 방향의 평면과 상이하고 회전축을 따라 그에 대해 평행하게 오프셋되는 평면에 위치될 수 있다. 이러한 타입의 구조에서, 코일 어레인지먼트 및 적어도 하나의 접촉 스프링은 회전축에 평행하게 연장되는 방향으로 중첩하여 배열될 수 있다.

이러한 타입의 전기 스위칭 엘리먼트의 실시예에서, 접촉 스프링의 림은 아마추어의 회전축에 평행하게 접촉 스프링으로부터 돌출될 수 있다. 그러나, 접촉 스프링 및 코일 어레인지먼트가 겹쳐서(one above the other) 배열된 전기 스위칭 엘리먼트의 이러한 실시예는 더 큰 힘들에 대해 부적절한데, 왜냐하면 접촉 스프링의 스위칭 방향에 수직하고 아마추어의 회전 방향에 수직하는 림의 배향이 접촉 스프링 및 아마추어의 브라켓 둘 모두에 횡방향 힘들(transverse forces)을 도입하고, 이러한 힘들은, 예를 들면, 아마추어 재밍(armature jamming)의 결과로서, 전기 스위칭 엘리먼트의 기능을 손상(compromise)시킬 수 있다.

전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 실시예에서, 돌출 림은 접촉 스프링의 오버스트로크 스프링(overstroke spring) 상에 제공된다. 접촉 스프링은 적어도 2 개의 부분적인 스프링들 및 오버스트로크 스프링을 포함하는 스프링 팩으로서 고려될 수 있다. 상기 오버스트로크 스프링은 접촉 엘리먼트의 오버스트로크를 제공하고, 다시 말해서, 오버스트로크 스프링은 접촉 영역들을 접촉한 후에 스위칭 방향으로 여전히 이동 가능하고 추가로 편향 가능하고, 접촉 영역들은 접촉 스프링 및/또는 고정 접촉 상에서 접촉 돔들(contact domes) 형태로 구현될 수 있다. 이러한 수단들의 결과로서, 접촉 영역들의 재료의 불가피한 손실이 보상될 수 있고, 접촉 스프링의 이동 가능 접촉 엘리먼트 및 고정 접촉 엘리먼트의 전기 접촉이 항상 보장될 수 있다.

접촉 스프링이 고정 접촉 엘리먼트를 접촉한 후에, 림은 단지 오버스트로크 스프링을 앞으로 편향시키고, 반면에 접촉 스프링과 고정된 접촉 엘리먼트 간의 전기 연결이 개방될 때, 스프링 팩의 오버스트로크 스프링 및 적어도 하나의 추가의 부분적인 스프링 둘 모두는 반대의 스위칭 방향, 즉, 개구 방향으로 편향된다. 스프링 팩은 방향 의존성 강성(directionally dependent rigidity)을 가질 수 있고, 이는, 접촉 스프링의 접촉 영역들 및 고정된 접촉 엘리먼트들이 함께 퓨징되는 경우에, 퓨징된 접촉 영역들을 해제하는 것을 가능하게 할 수 있다.

전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 실시예에서, 브라켓은, 아마추어로부터 멀어지는 림의 이동을 제한하는 정지부를, 아마추어로부터 원위에 위치된 자신의 단부 상에, 갖는다. 이는, 브라켓과 림 간의 이동-전달 연결이 의도치 않게 해제될 수 없다는 이점을 갖는다. 따라서, 전기 스위칭 엘리먼트의 장착 상태, 즉, 조립된 상태에서, 접촉 스프링의 림 및 아마추어의 브라켓은 해제 불가하게 상호연결된다. 전기 스위칭 엘리먼트의 컴포넌트들이 요구된 장착해제(dismounting) 단계들을 따름으로써 분해될 때에만, 림과 브라켓 간의 이동-전달 연결이 해제될 수 있다. 이는, 바람직하게는, 림이 브라켓으로부터 후킹해제되는 곳에서 발생하고, 이러한 목적으로 림의 길이방향 축을 중심으로 접촉 스프링을 틸팅(tilt)할 필요가 있을 수 있다. 이러한 타입의 틸팅은 일반적으로 전기 스위칭 엘리먼트의 동작 동안에 발생하지 않고, 그래서 브라켓과 림 간의 이동-전달 연결은 전기 스위칭 엘리먼트의 조립된 상태에서 이러한 방식으로 해제되지 않는다.

브라켓의 실질적으로 길이방향 범위를 따른 림의 가능한 이동은 또한 부가적으로 아마추어를 향한 방향으로 제한될 수 있다. 이러한 목적으로, 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 실시예에서, 추가의 정지부가 제공된다. 이는 아마추어를 향한 림의 이동을 제한하고, 바람직하게는 정지부와 아마추어 간에 배열될 수 있다.

브라켓의 이동이 원형 경로 상에서 발생하기 때문에, 림으로 전달되는 힘들은 브라켓들을 따라 부분적으로 그리고 특히 회전축에 대해 브라켓의 각도 위치의 함수로서 브라켓을 따라 지향될 수 있다. 접촉 스프링들의 스위칭 방향에 실질적으로 수직으로 지향되는 이러한 횡방향 힘들은 림이 브라켓을 따라 변위되거나 미끄러지게 할 수 있다.

림의 이러한 편향은 정지부에 의해 아마추어로부터 멀어져 그리고 추가의 정지부에 의해 아마추어를 향해 제한될 수 있다. 따라서, 정지부와 추가의 정지부 간의 브라켓의 영역은 림의 개구에 수용될 수 있고, 림이 브라켓의 정지부와 추가의 정지부 간에 유극(play)을 갖는 것이 가능하다. 정지부와 추가의 정지부 간의 유극은, 잠재적으로 해로운 힘 영향 없이 브라켓을 접촉 스프링의 림에 후킹하는 것을 가능하게 한다.

정지부 및/또는 추가의 정지부는 브라켓의 일체형 부분으로서, 예를 들면, 일체형 탭 또는 벌지(bulge)로서 구현될 수 있고, 이는 브라켓의 길이방향 범위에 실질적으로 수직하고 림의 길이방향 범위에 실질적으로 수직하는 방향으로 연장될 수 있다.

추가의 정지부는, 마찬가지로 브라켓 및 림의 길이방향 범위들에 수직으로 연장될 수 있는 브라켓의 일체형으로 구현된 에지 또는 스텝일 수 있다. 정지부 및/또는 추가의 정지부는, 활성화 평면의 림을 통해 브라켓에 의해 스프링 엘리먼트에 도입된 힘이 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다는 이점을 또한 갖는다. 정지부들은 림이 아마추어에 더 가깝게 또는 이로부터 더 멀리 미끄러지고 브라켓의 레버 비율을 변경하는 것을 방지한다. 또한, 정지부들은, 접촉 스프링의 개방 위치에서 미리 결정된 정의된 접촉 거리가 항상 보장될 수 있는 그러한 방식으로, 브라켓에 의해 접촉 스프링으로 전달되는 편향이 미끄러짐에 의해 감소되지 않는다는 것을 보장한다.

본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 실시예에서, 정지부와 추가의 정지부 간의, 브라켓을 따라 측정된 거리는 브라켓의 길이방향 범위를 따라 측정된 림의 두께의 2 배 내지 10 배에 대응한다. 정지부들 간의 이러한 방식으로 선택된 거리는, 접촉 스프링의 림이 잠재적으로 해로운 힘 효과 없이 브라켓으로 후킹될 수 있다는 이점을 갖는다. 또한, 후킹된 림의 일부 유극은 아마추어에 작용하는 횡방향 힘들이 브라켓을 통해 아마추어에 완전히 작용하지 않고, 대신에 적어도 부분적으로 림의 변위를 발생시키는 것을 가능하게 한다. 따라서, 림은, 예를 들면, 0.25 mm의 재료 두께를 갖고, 정지부들 간의 거리는 1 mm일 수 있다. 이러한 타입의 실시예에서, 브라켓에 후킹된 림은 0.75 mm의 유극을 갖는다.

전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 실시예에서, 아마추어는 실질적으로 쌍안정(bistable)인 것으로 구현된다. 쌍안정 실시예는, 전기 스위칭 엘리먼트가 무전류(currentless)일 때조차 안정적인 아마추어의 2 개의 상태들이 존재한다는 이점을 갖는다. 상기 상태들 중 어느 상태도, 그 상태들을 유지하는데 에너지가 소비되지 않고, 단지 하나의 상태로부터 다른 상태로 스위칭하는 것이 전기 에너지를 요구한다. 양자의 안정 상태들에서, 영구 자석은 아마추어를 해당 스위칭 상태에서 유지한다.

이러한 구조를 사용하면, 단안정(monostable) 중계기는 또한, 예를 들면, 요크의 자극면들(pole faces) 상의 부가적인 분리기 플레이트들(separator plates)을 사용하여 간단한 방식으로 형성될 수 있다. 분리기 플레이트들은 대응하는 스위칭 위치에서 에어 갭으로서 작동하고, 따라서 자석 시스템을 약화시킬 수 있어서, 스프링 힘을 사용하여 중계기를 재설정하는 것을 가능하게 한다. 안정된 스위칭 위치는 스프링 힘을 사용하여 유지되고, 다른 불안정한 스위칭 위치는 코일 에너지를 사용하여 유지된다.

이후에, 본 발명은 실시예들에 의해 첨부된 도면들을 참조하여 더 상세히 설명되고, 실시예들 각각은 그 자체로 이롭다. 동일한 기술적 특징들 및 동일한 효과를 갖는 기술적 특징들에는 명확함을 위해 동일한 참조 번호들이 제공된다.

도 1은 종래 기술의 전기 스위칭 엘리먼트를 도시한다.
도 2는 개방 위치에 있는 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트의 제 1 실시예의 평면도이다.
도 3은 도 2의 전기 스위칭 엘리먼트의 사시도이다.
도 4는 도 2 및 3의 전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 사시도 및 상세도를 제공한다.
도 5는 폐쇄 위치에 있는 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트의 제 2 실시예의 사시도이다.
도 6은 도 5의 전기 스위칭 엘리먼트의 평면도이다.
도 7은 도 5 및 6의 전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 사시도 및 상세도를 제공한다.
도 8은 폐쇄 위치에 있는 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트의 제 1 실시예의 사시도이다.
도 9는 도 8의 전기 스위칭 엘리먼트의 평면도이다.
도 10은 도 8 및 9의 전기 스위칭 엘리먼트의 추가의 사시도이다.

도 1은 종래 기술의 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 평면도(3)이다. 전기 스위칭 엘리먼트(1)는 중계기(5) 또는 스위치(7)로서 구현되고, 구동 부분(11)에 배열된 코일 어레인지먼트(9)를 포함한다. 전달 부분(13) 및 접촉 부분(15)은 구동 부분(11)에 연결된다.

구동 부분(11)에 위치된 코일 어레인지먼트(9)는, 전류가 공급되고 제어 및 공급 라인들(19)에 의해 제어되는 코일(17), 및 회전 아마추어(23)로서 구현되고 회전축(25)을 중심으로 회전 가능한 아마추어(21)를 포함한다.

아마추어(21)는, 브라켓(31)을 형성하도록 세장된 세장형 연장부(32)를 갖는다. 요크(22)는 도 1에서 은닉된다(도 2 내지 10 참조).

세장형 연장부(32)는 세장형 아마추어 플레이트(27)일 수 있다. 도 1은 2 개의 아마추어 플레이트들(27)을 도시하고, 이들 중 상위 아마추어 플레이트(27)만이 보일 수 있다. 영구 자석(29)은 아마추어 플레이트들(27) 간에 배열된다.

따라서, 세장형 아마추어 플레이트(27)로서 구현된 연장부(32)는, 아마추어 플레이트(27)와 일체형으로 구현되고 회전축(25)을 중심으로 아마추어(21)의 회전 동안에 아마추어(21)와 함께 이동하는 브라켓(31)을 갖는다.

브라켓(31)은, 회전축(25)을 중심으로 한 브라켓(31)의 피버팅 이동(pivoting movement)(35)이 커플링 엘리먼트(33)의 선형 이동(37)으로 변환되는 그러한 방식으로, 이동을 전달하기 위해 커플링 엘리먼트(33)에 연결된다. 피버팅 이동은 제 1 회전 방향(35a) 및 제 2 회전 방향(35b)을 포함한다.

커플링 엘리먼트(33)는 구동 부분(11)으로부터 전달 부분(13)을 통해 접촉 부분(15)으로 연장되고, 브라켓(31)의 피버팅 이동(35)을 접촉 부분(15)의 접촉 스프링(39)으로 선형 이동(37) 형태로 전달한다.

커플링 엘리먼트(33)는 브라켓(31)에 실질적으로 수직으로 그리고 접촉 스프링(39)에 수직으로 배향된다. 개개의 고정 포인트들(41)에서, 브라켓(31) 및 접촉 스프링(39)은 이동을 전달하기 위해 커플링 엘리먼트(33)에 고정된다.

접촉 스프링(39)은 고정 단부(43)에서 로드 접촉(45)에 단단히 연결되고, 반면에 고정 단부(43)로부터 원위에 위치된 자유 단부(47)는 커플링 엘리먼트(33)에 의해 스위칭 방향(49) 또는 개구 방향(51)으로 편향 가능하다.

개방 위치(53)에 있는 도 1의 전기 스위칭 엘리먼트(1)가 도시되고, 이는, 이동 가능 접촉 엘리먼트(55) 및 추가의 로드 접촉(45)에 고정된 고정 접촉 엘리먼트(57)가 서로부터 접촉 거리(59)에 있다는 것을 특징으로 한다.

고정 및 이동 가능 접촉 엘리먼트들(55, 57) 및 접촉 스프링(39a)은 접촉 어레인지먼트(16)를 형성한다.

이후에, 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 제 1 실시예가 설명된다. 이는 도 2-4 및 8-10에서 상이한 뷰들로 도시되고, 전기 스위칭 엘리먼트(1)는 도 2-4에서 개방 위치(53)에 있고, 도 8-10에서 폐쇄 위치(61)에 있다.

본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)는 마찬가지로 코일 어레인지먼트(9), 전달 부분(13) 및 접촉 부분(15)을 포함하는 구동 부분(11)을 포함한다.

코일(17)은 연결 플러그(63)에 수용된 제어 및 공급 라인들(19)을 통해 공급 및 작동된다.

본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 아마추어(21)는 또한 브라켓(31)을 형성하도록 세장된 연장부(32)를 갖고, 이는 아마추어(21)와 함께 회전축(25)을 중심으로 피버팅 이동(35)을 수행한다. 아마추어(21)는 요크(22)에 의해 부분적으로 밀봉된다. 피버팅 이동(35)은 단지 도 2, 3 및 9 각각에 예시되고, 추가의 도면들로 이송 가능하다.

도 3은 부가적으로 요크(22a)의 자극면을 도시하고, 자극면 상에 자석 시스템을 감쇠시키기 위한 분리기 플레이트들은 단안정 전기 스위칭 엘리먼트를 구현하기 위해 제공될 수 있다. 분리기 플레이트들 및 이러한 타입의 가능한 단안정 전기 스위칭 엘리먼트는 도면들에 도시되지 않는다.

본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)는 또한 접촉 스프링(39)을 갖고, 제공된 도면들에서, 접촉 스프링(39)은 스프링 팩(65)으로 구현된다. 스프링 팩(65)은 오버스트로크 스프링(39a) 및 도시된 실시예에서 2 개의 부분적인 스프링들(39b)을 포함한다.

마찬가지로, 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)에서, 접촉 스프링(39)은 브라켓(31)에 실질적으로 평행하게 배향되고, 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 도시된 실시예들에서 스위칭 방향(49) 및 개구 방향(51)은 도 1의 종래 기술의 해결책의 방향들과 반대로 배향된다. 종래 기술 및 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트 둘 모두에서, 제 1 회전 방향(35a)은 스위칭 방향(49)으로의 접촉 스프링의 이동으로 이어지고, 제 2 회전 방향(35b)은 개구 방향(51)으로의 이동으로 이어진다.

본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 오버스트로크 스프링(39a)은, 접촉 스프링(39)이 실질적으로 90°의 각도(69)로 굽게 되는 굽힘 포인트(67)를 포함하고, 오버스트로크 스프링(39a)의 세장(elongation)(71)은 각도(69)로 접촉 스프링(39)으로부터 돌출된 림(73)을 형성한다.

림(73)은, 브라켓(31)의 피버팅 이동(35)이 림(73)의 선형 이동(37)으로 전달되는 그러한 방식으로 고정 포인트(41)에서 브라켓(31)에 후킹되고, 림(73)의 선형 이동(37)은 굽힘 포인트(67)를 통해 접촉 스프링(39)을 편향시킨다.

따라서, 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)는 어떠한 커플링 엘리먼트(33)(도 1 참조)도 갖지 않고, 그래서 커플링 엘리먼트(33)의 가이드(도 1에 보다 상세히 설명되지 않음) 및 커플링 엘리먼트(33) 그 자체는 생략될 수 있다. 이는 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 축적되는 허용오차들을 감소시킨다.

종래 기술의 해결책들(도 1)에서와 같이, 이동 가능 접촉 엘리먼트(55) 및 고정 접촉 엘리먼트(57)는, 로드 접촉들(45)이 전기적으로 상호연결되지 않는 그러한 방식으로, 개방 위치(53)에서 접촉 거리(59)만큼 이격된다.

본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 도 2-4 및 8-10에 도시된 제 1 실시예 및 도 5-7의 제 2 실시예는 아마추어(21)로부터 원위인 브라켓(31)의 단부 상에 배열되고 수직 방향(77)(도 3 참조)으로, 즉, 스위칭 방향(49) 및 개구 방향(51)에 수직으로 브라켓(31)으로부터 멀리 연장되는 정지부(75)를 갖는다.

따라서, 정지부(75)는, 스위칭 방향(49) 및 접촉 스프링(39) 또는 브라켓(31)의 길이방향 범위(81)에 의해 스패닝(span)되고 피버팅 이동(35)을 포함하는 평면(79)에 수직으로 배향된다. 평면(79)은 도 3에서 접촉 스프링(39)의 영역에만 표시된다.

전기 스위칭 엘리먼트(1)의 정지부(75)는 도 2-10의 일체형 탭(89)으로 구현된다.

본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 도 2-4 및 8-10에 도시된 제 1 실시예는, 도 4의 확대부분(85)에서 명확히 볼 수 있는 추가의 정지부(83)를 추가로 갖는다. 확대부분(85)에 도시된 추가의 정지부(83)는, 수직 방향(77)에 반대의 방향으로 아마추어(21)의 방향에서 볼 때 자신의 길이방향 범위(81)에 반대로 브라켓(31)을 확대하는 스텝(87)으로 구현된다.

정지부(75)와 추가의 정지부(83) 간에, 브라켓(31) 또는 접촉 스프링(39)의 길이방향 범위(81)에서 측정된 림(73)의 두께(93)보다 더 큰 거리(91)가 존재한다. 이는 도 4의 확대부분(85)에 도시된다.

도 5-7은 폐쇄 위치(61)에 있는, 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 제 2 실시예를 도시한다.

제 2 실시예는, 아마추어(21)의 브라켓(31)이 정지부(75)를 갖지만 어떠한 추가의 정지부(83)도 제공되지 않는다는 점에서 제 1 실시예와 상이한다.

개방 위치(53)는 제 2 실시예와 관련하여 도시되지 않지만, 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 제 1 실시예의 개방 위치(53)와 유사하다. 개방 위치(53)에서, 림(73)의 이동은 브라켓(31)의 길이방향(81)에서 제한될 수 있지만, 아마추어(21) 또는 접촉 스프링(39)이 스위칭 방향(49)으로 활성화되는 경우에, 림(73)은 유극(95)만큼 고정 포인트(41)에 대해서 브라켓(31)을 따라 미끄러질 수 있다. 이는 도 7의 확대부분(85)에 도시된다.

따라서, 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 제 2 실시예에서, 브라켓(31)을 통해 아마추어(21)에 의해 림(73)에 가해지는 제공된 힘(99)의 제공된 작용 포인트(97)는, 제공된 힘(99)이 림(73)에 작용하는 실제 힘(103) 미만이 되는 그러한 방식으로, 실제 작용 포인트(101)로 변위되는 것이 발생할 수 있다. 이는 다이어그램(105)에 도시된다.

림(73)에 입력되는 증가된 힘은 당연히(in its own right) 바람직하지 않을 수 있고, 그래서 바람직하게는 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 제 1 실시예에 의지(fall back on)하는 것이 가능하다. 브라켓(31)이 연관된 작용 포인트(97, 101)에 의해 스위칭 방향(49) 또는 개구 방향(51)으로 편향 가능하게 하는 편향 편위(deflection excursion)(107)의 변화는 힘(99, 103)의 변화에 반대로 거동한다. 제공된 작용 포인트(97)에서, 제 1 편향 편위(109)가 달성될 수 있는 반면에, 실제 작용 포인트(101)에서, 단지 더 작은 제 2 편향 편위(111)가 달성될 수 있다.

또한, 브라켓(31)의 길이방향 범위(81) 반대로 미끄러지는 림(73)은 림(73)으로 하여금 접촉 스프링(39)에 90°미만의 각도(69)를 가정하게 한다.

도 8-10은 본 발명에 따른 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 제 1 실시예를 다시 도시하는데, 림(73)은 도시된 폐쇄 위치(61)에서 아마추어(21)의 방향으로 브라켓(31)을 따라 미끄러지지 않는다. 림(73)은 추가의 정지부(83) 상에 위치되고, 따라서 아마추어(21)의 방향으로 추가로 미끄러질 수 없다. 이는 도 10의 확대부분(85)에 도시된다.

그러나, 림(73)이 아마추어(21)의 방향으로 차단된다는 사실은, 브라켓의 길이방향 범위(81) 반대로 림(73)으로부터 브라켓(31)에 작용하는 횡방향 힘(113)이 전달되게 한다. 상기 힘은 브라켓(31) 및 아마추어 플레이트(27)를 통해 회전축(25)으로 전달될 수 있다.

일반적으로, 림의 미끄러짐 또는 횡방향 힘(113) 중 어느 것도 전기 스위칭 엘리먼트(1)의 기능에 영향을 주지 않는다.

1 전기 스위칭 엘리먼트
3 평면도
5 중계기
7 스위치
9 코일 어레인지먼트
11 구동 부분
13 전달 부분
15 접촉 부분
16 접촉 어레인지먼트
17 코일
19 제어 및 공급 라인들
21 아마추어
22 요크
22a 요크의 자극면
23 회전 아마추어
25 회전축
27 아마추어 플레이트
29 영구 자석
31 브라켓
32 연장부
33 커플링 엘리먼트
35 피버팅 이동
35a 제 1 회전 방향
35b 제 2 회전 방향
37 선형 이동
39 접촉 스프링
39a 오버스트로크 스프링
39b 부분적인 스프링
41 고정 포인트
43 고정 단부
45 로드 접촉
47 자유 단부
49 스위칭 방향
51 개구 방향
53 개방 위치
55 이동 가능 접촉 엘리먼트
57 고정 접촉 엘리먼트
59 접촉 거리
61 폐쇄 위치
63 연결 플러그
65 스프링 팩
67 굽힘 포인트
69 각도
71 세장
73 림
75 정지부
77 수직 방향
79 평면
81 길이방향 범위
83 추가의 정지부
85 확대부분
87 스텝
89 일체형 탭
91 거리
93 두께
95 유극
97 제공된 작용 포인트
99 제공된 힘
101 실제 작용 포인트
103 실제 힘
105 다이어그램
107 편향 편위
109 제 1 편향 편위
111 제 2 편향 편위
113 횡방향 힘

Claims

전기 스위칭 엘리먼트(electrical switching element)(1), 특히, 중계기(5) 또는 스위치(7)로서, 코일 어레인지먼트(coil arrangement)(9), 회전축(25)을 중심으로 회전 가능하고 상기 코일 어레인지먼트(9)에 의해 구동 가능한 아마추어(armature)(21), 및 적어도 하나의 스위칭 가능 접촉 스프링(contact spring)(39)을 포함하는 접촉 어레인지먼트(16)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 접촉 스프링(39)은 이동을 전달하기 위해 상기 아마추어(21)에 직접적으로 연결되는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 1 항에 있어서,
상기 아마추어(21)는, 상기 접촉 스프링(39)에 연결된 레버 암(lever arm)(31)을 형성하도록 세장(elongate)되는 적어도 하나의 연장부(extension)(32)를 갖는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 2 항에 있어서,
브라켓(bracket)(31)은 상기 접촉 스프링(39)에 실질적으로 평행하게 배향되는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 접촉 스프링(39)은 상기 브라켓(31)으로 후킹(hook)되는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 접촉 스프링(39)은 이동을 전달하기 위해 상기 아마추어(21)에 연결된 돌출 림(protruding limb)(73)을 갖는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 5 항에 있어서,
상기 림(73)은 실질적으로 직각(69)으로 상기 접촉 스프링(39)으로부터 돌출되는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 돌출 림(73)은 굽힘 포인트(bending point)(67)로부터 원위(distal)에 위치된 단부(47)에서 상기 아마추어(21)에 연결되는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 접촉 스프링(39)의 적어도 하나의 스위칭 방향(49, 51) 및 상기 아마추어(21)의 적어도 하나의 회전 방향(35a, 35b)은 상기 회전축(25)에 수직으로 배향되는 공통 평면(79)에 실질적으로 위치되는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 림(73)은 스프링 팩(spring pack)(65)의 오버스트로크 스프링(overstroke spring)(39a) 상에 제공되는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 브라켓(31)은, 상기 아마추어(21)로부터 원위에 위치된 자신의 단부(47) 상에, 상기 아마추어(21)로부터 멀어지는 상기 림(73)의 이동을 제한하는 정지부(stop)(75)를 갖는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아마추어(21)를 향하는 상기 림(73)의 이동을 제한하는 추가의 정지부(83)가 제공되는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 11 항에 있어서,
상기 추가의 정지부(83)는 상기 정지부(75)와 상기 아마추어(21) 사이에 배열되는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 정지부(75)와 상기 추가의 정지부(83) 간의, 상기 브라켓(31)을 따라 측정되는 거리(91)는 상기 브라켓(31)의 길이방향 범위(longitudinal extent)(81)를 따라 측정되는 상기 림(73)의 두께(93)의 2 배 내지 10 배에 대응하는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아마추어(21)는 쌍안정(bistable)인 것으로 구현되는,
전기 스위칭 엘리먼트(1).