전기 개폐 장치

전기 개폐 장치{ELECTRIC SWITCHING DEVICE}

본 발명은 가이드 섹션을 갖는 제1 개폐 접점 부재 및 제2 개폐 접점 부재를 포함하는 전기 개폐 장치에 관한 것으로, 상기 전기 개폐 장치에서는 개폐 접점 부재들 상호 간의 상대 운동을 유발하기 위해 적어도 제1 개폐 접점 부재가 기구학적 체인을 통해 구동 장치와 연결되며, 상기 제1 개폐 접점 부재의 가이드 섹션은 가이드 경로를 따라 이동할 수 있도록 안내된다.

상기 유형의 전기 개폐 장치는 예를 들어 독일 특허 공보 DE 197 27 850 C1호에 공지되어 있다. 이 공보에는 반대 방향으로 구동할 수 있는 2개의 개폐 접점 부재를 구비한 고전압 파워 스위치가 기술되어 있으며, 상기 개폐 접점 부재들을 아크 접점 부재라 지칭하고 있다. 제1 개폐 접점 부재를 구동시키기 위해 제1 개폐 접점 부재를 구동 장치에 연결하는 기구학적 체인이 제공된다. 제1 개폐 접점 부재에는 가이드 섹션이 설치되며, 이 가이드 섹션은 가이드 경로에서 안내된다. 이때, 상기 가이드 경로와 가이드 섹션은, 개폐 접점 부재가 가이드 경로의 방향으로 선형 운동을 실행할 수 있도록 상호 매칭된다. 이를 위해, 상기 가이드 경로에 평평한 접촉면이 구비되고, 이에 부합하여 평평하게 형성된 평면 접촉면이 가이드 섹션에 구비된다.

상기 유형의 제1 개폐 접점 부재의 안내를 통해 제1 개폐 접점 부재의 정확한 안내는 가능하지만, 이와 같은 구조는 가이드 섹션이 가이드 경로 내에서 기울어지는 현상을 방지하기 위해 정밀 제조법을 필요로 한다. 하지만, 가이드 경로 및 가이드 섹션이 정밀하게 제조되었더라도 더 긴 기간에 걸쳐 사용하게 되면 마모가 발생할 수 있다. 그럼으로써, 가이드 섹션과 가이드 경로 사이의 마찰 계수가 악화되고, 이로 인해 끼임(jamming) 현상이 발생할 수 있다. 그러나 이러한 끼임 현상은 가급적 방지되어야 한다. 따라서, 전기 개폐 장치가 더 오랜 시간 작동된 후에도 상기 전기 개폐 장치의 기능을 보장하기 위해, 수회의 개폐 주기 이후 가이드 섹션과 가이드 경로 사이의 마찰 저항이 증가한 상태에서도 개폐 운동을 가능케 하는 구동력이 기구학적 체인을 통해 결합된다. 이는 너무 큰 구동 장치들이 사용되는 결과를 초래한다.

하지만, 구동 장치의 사이즈 확대는 경제적 측면에서 어느 정도까지만 적절할 수 있다. 특히 전기 개폐 장치를 고전압 범위 및 최고 전압 범위에서 사용하는 경우에는 이동 질량(moved mass)이 증가함에 따라, 너무 큰 구동 장치는 과도하게 높은 비용을 야기한다.

따라서 본 발명의 과제는, 출력 저감 구동 장치가 장착될 수 있는 전기 개폐 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라, 도입부에 언급된 전기 개폐 장치에서 가이드 섹션 및 가이드 경로가 기구학적 체인에 연결된 회전-슬라이딩 조인트(rotate-sliding joint)의 부분을 형성함으로써 해결된다.

회전-슬라이딩 조인트는 회전 운동과 슬라이딩 운동의 중첩을 가능케 한다. 따라서, 예를 들면 제1 개폐 접점 부재가 선형 방향으로 이동할 수 있으며, 이때 상기 선형 운동은 특히 제1 개폐 접점 부재의 회전 운동과 중첩된다. 그럼으로써, 제1 개폐 접점 부재의 직선 운동이 가능한 동시에, 상기 개폐 접점 부재는 추가로 피벗 운동도 수행할 수 있다. 이로써 가이드 경로에서의 가이드 섹션의 기울어짐 현상이 발생하기가 어렵다. 회전 운동과의 중첩에 의해 예를 들어 가이드 경로와 가이드 섹션 사이에 존재하는 공차가 보상될 수 있음으로써, 결과적으로 제1 접점 부재의 바람직하게 거의 선형의 직선 안내가 보장되며, 이 경우 슬라이딩 경로에 대해 상대적으로 실행되는 회전 운동에 의해 가이드 경로와 가이드 섹션 사이에 간극이 허용된다. 한 편으로는, 규정된 제1 개폐 접점 부재의 안내가 실시될 수 있다. 다른 한 편으로는, 회전 운동에 의해 개폐 접점 부재의 기울어짐이 방지될 수 있다. 이때 회전-슬라이딩 조인트는, 슬라이딩 방향에 대해 실질적으로 가로로 정렬된 회전축을 중심으로 회전 운동이 이루어지도록 형성될 수 있다. 바람직하게 슬라이딩 방향은 하나의 축을 따라 실질적으로 선형으로 연장되어야 하고, 회전축은 선형 운동의 축과 상이하게 놓여야 한다. 회전축은 예를 들어 슬라이딩 축에 대해 가로로 (예컨대 기울어지거나 교차하는 형태로) 연장될 수 있다. 상기 회전축은 바람직하게 슬라이딩 방향에 대해 실질적으로 수직으로 교차하거나, 하나의 투영면 내에서 바람직하게 슬라이딩 방향에 대해 실질적으로 수직으로 놓여야 한다.

본 발명은 예를 들어 제1 및 제2 개폐 접점 부재를 포함하는 전기 개폐 장치에 적용될 수 있으며, 이 경우 제1 개폐 접점 부재와 제2 개폐 접점 부재는 서로 상대 운동을 할 수 있다. 제1 개폐 접점 부재만 움직일 수도 있는데, 이 경우 제2 개폐 접점 부재는 정지 상태로 유지된다. 또는, 개폐 운동 중에 두 개폐 접점 부재 모두 움직일 수도 있으며, 이 경우에는 접점 분리 속도 혹은 접점 폐쇄 속도가 증가할 수 있다. 이를 위해, 스위치-온 과정에서는 2개의 개폐 접점 부재가 각각 다른 개폐 접점 부재를 향해 움직이고, 스위치-오프 과정에서는 개폐 접점 부재들이 각각 다른 개폐 접점 부재로부터 멀어지는 방향으로 움직인다. 특히 바람직하게 2개의 개폐 접점 부재 모두 선형으로 이동되도록 지지될 수 있으며, 이 경우 이들 개폐 접점 부재는 서로 마주보며 동축으로 정렬된다. 따라서, 2개의 개폐 접점 부재가 동축을 따라 이동할 수 있게 되고, 이때 스위치-온 과정 및 스위치-오프 과정에서 제1 개폐 접점 부재와 제2 개폐 접점 부재의 운동은 서로 반대 방향으로 실행된다.

물론, 개폐 접점 부재들 상호 간에 상대 운동을 유발하기 위해 제1 개폐 접점 부재만 움직일 수 있게 배치된 경우에도 본 발명에 따른 구조가 이용될 수 있다. 그에 상응하게, 고정 지지된 제2 개폐 접점 부재는 제1 개폐 접점 부재에 대향하여 배치되며, 이 경우 2개의 개폐 접점 부재는 서로 동축으로 정렬될 수 있다.

가이드 섹션은 제1 개폐 접점 부재의 샤프트와 상이한 형상을 가져야 한다. 가이드 섹션은 샤프트에 비해 두꺼워야 한다. 가이드 섹션은 예를 들어 실질적으로 원통형으로 형성될 수 있으며, 이 경우 가이드 섹션의 원통 축은 제1 개폐 접점 부재의 선형 변위 축에 대해 가로로 놓일 수 있다. 샤프트는 바람직하게 원통형으로 형성되어야 하며, 이 경우 샤프트의 원통 축은 가이드 섹션의 원통 축에 대해 가로로 실질적으로 슬라이딩 축에 대해 평행하게 놓인다. 특히 원통 축들은 실질적으로 서로 수직으로 놓여야 하고, 바람직하게는 서로 교차해야 한다. 스위치 개폐 과정 중에 제1 개폐 접점 부재를 제2 개폐 접점 부재를 향하여 이동시키거나 제2 개폐 접점 부재로부터 멀어지는 방향으로 움직이기 위한 가이드 섹션의 안내를 위해 가이드 경로가 이용된다. 가이드 경로는 제1 개폐 접점 부재의 슬라이딩 방향을 결정하고 규정한다. 가이드 경로는 다양한 유형으로 구성될 수 있다. 따라서, 가이드 경로는 복수의 요소들의 상호 작용으로부터 제1 개폐 접점 부재의 슬라이딩 방향을 결정할 수 있다. 가이드 경로는 예를 들어 홈, 슬롯, 바디 에지(body edge), 샤프트, 축, 부싱, 리세스 등으로서 형성될 수 있다. 가이드 경로와 가이드 섹션은 직접적으로 또는 간접적으로 접촉할 수 있다.

바람직하게 제1 개폐 접점 부재는 핀 형태의 접촉 섹션을 구비할 수 있고, 제2 개폐 접점 부재는 그에 상보적인 튤립 형태의 접촉 섹션을 구비할 수 있다. 일 변형예에서는 이에 대한 역설계 구성도 제공될 수 있다. 또한, 개폐 접점 부재들 혹은 이들 개폐 접점 부재의 접촉 섹션들의 또 다른 형상도 가능하다. 제1 개폐 접점 부재에는 접촉 섹션이 샤프트 상에 배치되어야 하거나, 상기 샤프트가 접촉 섹션으로서 이용되어야 한다.

바람직하게는 2개의 개폐 접점 부재 모두 전기 개폐 장치의 아크 접점 부재로서 구현될 수 있다. 아크 접점 부재는, 스위치-오프 과정에서 생성되는 스위치-오프 아크가 아크 접점 부재들에서 제어되는 특성을 지닌다. 스위치-온 과정에서 발생하는 프리아크(pre-arcing) 현상도 마찬가지로 바람직하게 아크 접점 부재들에서 제어된다. 개폐 접점 부재들은 아크 접점 부재로서의 자체 기능 외에 정격 전류 접점 부재의 기능도 수행할 수 있다. 하지만, 본 발명은 정격 전류 유도 부재로서 뿐만 아니라 아크 유도 부재로도 이용되는 접점 부재를 위해서도 사용될 수 있다.

본 발명을 고전압 및 최고 전압용 개폐 장치에 적용하는 경우에는, 아크 유도 부재로서의 기능과 정격 전류 유도 부재로서의 기능을 분리하는 것이 바람직하다. 이 경우, 2개의 개폐 접점 부재에 정격 전류 접점 부재가 각각 하나씩 할당되고, 스위치-온 과정에서는 정격 전류 접점 부재를 개별적으로 할당하기 전에 개폐 접점 부재들이 서로 접촉되고, 스위치-오프 과정에서는 정격 전류 접점 부재의 분리 후에 개폐 접점 부재들의 분리가 이루어진다. 그에 상응하게, 스위치-온 과정에서는 전기 개폐 장치의 스위칭 가능한 전류 경로가 먼저 개폐 접점 부재들 사이에 형성되는 점이 보장됨으로써, 그에 후속하는 정격 전류 접점 부재들의 접촉 시 전류는 병렬 접속된 정격 전류 접점 부재로 원하는 아크-프리(arc-free) 방식으로 정류될 수 있다. 스위치-오프 과정 동안에는 먼저 정격 전류 접점 부재들이 분리된다. 스위치-오프 과정 동안, 정격 전류 접점 부재들의 분리 시 개폐 접점 부재들이 계속 갈바닉 방식으로 접촉되어 있음으로써, 전류는 정격 전류 접점 부재들로부터 가급적 아크 없이 개폐 접점 부재로 정류될 수 있고, 경우에 따라 발생하는 스위치-오프 아크는 개폐 접점 부재들의 분리 시 개폐 접점 부재들에서 제어된다.

정격 전류 접점 부재들이 각자 움직일 수 있고, 그 결과 두 정격 전류 접점 부재의 운동으로 인해 상기 두 정격 전류 접점 부재 상호 간의 상대 운동이 야기될 수 있다. 또는, 두 정격 전류 접점 부재 중 하나는 고정되어 있고 다른 정격 전류 접점 부재는 움직일 수 있게 구현되는 것도 가능하다. 그에 상응하게, 움직일 수 있게 또는 고정되어 있도록 지지된 개폐 접점 부재들과, 움직일 수 있게 또는 고정되어 있도록 지지된 정격 전류 접점 부재들의 임의의 조합도 형성될 수 있다.

제1 개폐 접점 부재의 운동을 유발하기 위해, 구동 장치를 사용하는 점을 제안할 수 있다. 구동 장치는 하나 또는 복수의 개폐 접점 부재로 전달될 수 있는 운동을 발생시킨다. 이 구동 장치는 예를 들어 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하는 에너지 변환기를 포함한다. 기구학적 체인을 통해, 구동 장치에 의해 출력된 운동이 구동 가능한 제1 개폐 접점 부재까지 전달될 수 있다. 복수의 개폐 접점 부재 혹은 하나의/복수의 정격 전류 접점 부재를 구동시키기 위해 하나의 공동 구동 장치를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 전술된 바와 같이, 개폐 접점 부재와 정격 전류 접점 부재 사이의 운동은 정해진 시간 순서에 따라 수행될 수 있다. 기구학적 체인을 이용하여, 한 편으로는 구동 장치로부터 가동될 개폐 접점 부재/정격 전류 접점 부재까지의 공간상 거리가 연결될 수 있다. 다른 한 편으로는 구동 장치에 의해 제공된 운동이 기구학적 체인을 이용하여 변형될 수 있다. 기구학적 체인은 예를 들어 시간 지연 등을 발생시키는 트랜스미션 시스템을 포함할 수 있으며, 그 결과 기구학적 체인의 상이한 지점들에서 상이한 운동들이 분리(uncoupled)될 수 있다. 또는, 서로 상대 운동 가능한 상이한 개폐 접점 부재들 혹은 정격 전류 접점 부재들을 구동하는 복수의 기구학적 체인이 전기 개폐 장치에 연이어 존재할 수도 있다.

예를 들어 제2 개폐 접점 부재 및/또는 정격 전류 접점 부재가 구동 장치와 연결될 수 있으며, 이 경우 제2 개폐 접점 부재는 제1 개폐 접점 부재를 구동시키기 위한 기구학적 체인의 부분일 수 있다. 제1 개폐 접점 부재는 예를 들어 전기 절연 부품을 통해 제2 개폐 접점 부재와 연결될 수 있다. 이 전기 절연 부품은 기구학적 체인의 부분이다. 2개의 개폐 접점 부재 사이에 놓인 개폐 구간을 통해, 운동이 전기적으로 절연되어 전기 개폐 장치의 일측 전위(제2 개폐 접점 부재)로부터 타측 전위(제1 개폐 접점 부재)로 전달될 수 있다. 서로 다른 전위에 있는 부품들은 전기 절연 부품을 통해 서로 기계적으로 연결될 수 있다. 그럼으로써, 기구학적 체인의 거동은 서로 상이한 전위로 진행될 수 있다. 예를 들면, 전기 절연 부품이 제2 개폐 접점 부재를 둘러싸는 절연 노즐의 형태로 형성되고, 상기 제2 개폐 접점 부재의 절연 노즐 협착 지점에서 두 개폐 접점 부재들 사이의 개폐 구간이 적어도 부분적으로 연장된다. 즉, 상기 개폐 구간은 한 편으로는 (상호 분리된) 2개의 개폐 접점 부재 사이에 형성된다. 다른 한 편으로는 개폐 구간의 공간 확장이 절연 노즐에 의해 제한된다. 개폐 구간은 (절연 노즐 협착 지점을 포함하는) 절연 노즐 채널 내에서 연장된다. 그에 상응하게 제1 개폐 접점 부재는 개폐 운동 시 절연 노즐 내부로 이동될 수 있다. 절연 노즐은 예를 들어 선형으로 이동 가능한 구동 로드와 같은 구동 요소와 결합될 수 있으며, 이 구동 로드는 기구학적 체인의 부분인 트랜스미션 시스템을 통해서 운동을 제1 개폐 접점 부재에 유입한다. 절연 노즐을 통해서 전달되는 운동을 제1 개폐 접점 부재에 결합시키는 트랜스미션 시스템은 예를 들어 절연 노즐을 통해 전달되는 운동의 운동 방향을 역전시킴으로써 결과적으로 제1 개폐 접점 부재와 제2 개폐 접점 부재가 필수적으로 각각, 예를 들어 전기 개폐 장치의 종축과 관련하여 반대 방향으로 움직이게 하는 데 이용될 수 있다. 이로써, 하나의 공동 구동 장치를 이용해서 2개의 개폐 접점 부재를 서로 반대 방향으로 움직이게 하여, 단독으로 구동되는 개폐 접점 부재에 비해 개폐 장치의 접점 분리 속도 혹은 접촉 속도를 증대시킬 수 있다.

전기 개폐 장치는, 내부에 개폐 접점 부재들이 배치되는 캡슐화 하우징을 구비할 수 있다. 그에 상응하게, 상기 캡슐화 하우징의 내부는 예를 들어 절연 가스 또는 절연 오일과 같은 전기 절연성 유체로 채워질 수 있다. 상기 하우징이 전기 절연 유체의 휘발 작용을 감소시키고, 유체를 기밀 방식으로 봉입할 수 있기 때문에, 결과적으로 상기 유체가 정압 하에 놓일 수도 있다. 절연 가스로는 특히 SF ₆ 가 적합하다. 개폐 접점 부재들 사이의 개폐 구간은 전기 절연 유체로 채워진다. 스위치 개폐 과정 중에 발생하는 아크가 개폐 구간 내 유체를 증발시키거나 압력을 과도하게 높일 수 있으며, 그 결과 예를 들어 스위칭 아크의 소멸을 촉진하는 플라즈마가 발생한다. 이를 위해 상승한 압력하에 있는 유체/플라즈마가 유동하게 됨에 따라, 스위칭 아크의 분열이 이루어질 수 있다.

또한, 바람직하게는 가이드 섹션이 가이드 경로에 접하는 접촉면을 가지고, 가이드 경로는 상기 가이드 섹션에 접하는 접촉면을 가질 수 있으며, 이 경우 상기 접촉면들 중 적어도 하나는 볼록하게 만곡된다.

회전-슬라이딩 조인트를 형성하기 위해, 가이드 섹션 및 가이드 경로가 각각 접촉면을 가질 수 있으며, 이 경우 상기 접촉면들 중 적어도 하나는 볼록하게 만곡된다. 이와 같은 볼록한 만곡은, 만곡부가 복수의 공간 축 둘레에 연장됨으로써 예를 들어 하나의 접촉면이 볼록하게 만곡된 구형 캡의 형태로 형성되는 방식으로 이루어질 수 있다. 또는, 볼록한 접촉면을 형성하기 위해 단 하나의 만곡 축이 제공됨으로써, 상기 볼록한 접촉면이 예를 들어 원통의 외표면 섹션의 형태로 형성될 수도 있다. 그 밖에도, 볼록하게 만곡된 접촉면이 원통 외표면 또는 구체 표면과 다른 형태로 형성될 수도 있으며, 따라서 공간상 임의로 만곡된 볼록한 형태의 접촉면이 형성될 수 있다.

볼록하게 만곡된 접촉면을 사용함으로써, 점 형태 또는 선 형태의 지지 영역이 가이드 경로 및 가이드 섹션의 접촉면들 사이에 형성될 수 있다. 이로써, 가이드 경로 혹은 가이드 섹션의 접촉면들 사이에서의 보상 운동이 간단한 방식으로 가능해진다. 그럼으로써, 가이드 경로와 가이드 섹션 간의 상대 운동이 진행되는 동안 다른 접촉면에 접해 있는 볼록하게 만곡된 접촉면이 가이드 경로 및 가이드 섹션 상호간의 기울어짐(tilting) 및 피벗을 허용할 수 있고, 그 결과 예를 들어 마모 또는 제조 허용 오차에 의해 발생하는 가이드 경로와 가이드 섹션 사이의 간극이 보상될 수 있다. 이로써, 접촉면들 사이의 마찰 손실이 줄어들 수 있다. 그럼으로써, 출력이 더 작은 구동 장치가 사용될 수 있다. 가이드 경로의 접촉면 뿐만 아니라 가이드 섹션의 접촉면도 볼록하게 만곡된 형태로 구현될 수 있다. 또한, 가이드 경로가 반대 방향으로 정렬된, 그리고 특히 평평하게 형성된 2개 이상의 접촉면을 가질 수 있으며, 이 경우 가이드 섹션이 가이드 경로의 2개의 접촉면에 접촉함으로써 가이드 섹션의 가로 운동 혹은 가이드 섹션이 가이드 경로로부터 들어 올려지거나 아래로 내려지는 운동이 방지된다. 이를 위해 가이드 섹션은 가이드 경로를 따른 안내를 공동으로 보장하는 복수의 접촉면도 가질 수 있다. 가이드 경로에 의한 선형 안내는 상기 가이드 경로의 볼록하게 형성된 복수의 접촉면을 사용해서도 보장될 수 있으며, 이 경우 볼록하게 형성된 복수의 접촉면이 차례로 접촉될 수 있다. 또한, 가이드 경로는 예를 들어 만곡된 경로 진행을 가질 수도 있으며, 그 결과 가이드 경로 자체는 볼록하게 만곡된 하나 이상의 접촉면을 갖게 되고, 이들 접촉면은 추후에 다시 예를 들어 가이드 섹션의 평평한 접촉면에 의해서도 접촉될 수 있다. 이러한 유형의 설계에서도 가이드 경로와 접촉면 사이의 접촉 영역이 점 혹은 선의 형태로 형성될 수 있으므로, 결과적으로 가이드 경로 상에서 가이드 섹션이 쉽게 기울어지지 않는다.

더 나아가서는 가이드 경로 및 가이드 섹션의 접촉면들이 볼록하게 형성될 수도 있다. 이 경우, 거의 모든 경로 진행의 가이드 경로를 따라 가이드 섹션을 안내할 수 있도록 개선된다.

또한, 바람직하게는 접촉면들 중 하나가 평평하게 형성될 수도 있다.

더 바람직하게는, 가이드 경로 및 가이드 섹션이 개폐 접점 부재의 선형 운동을 조종하거나 안내하도록 설계될 수 있다. 예를 들면 가이드 경로가 선형으로 연장된 진행을 가질 수 있음으로써, 결과적으로 가이드 섹션이 가이드 경로에 접촉한 상태에서 상기 가이드 경로를 따라 안내된다. 이를 위해 가이드 경로는 예를 들어 하나 이상의 평평한 접촉면을 가질 수 있으며, 이 평평한 접촉면은 제1 개폐 접점 부재의 운동 축에 대해 평형하게 정렬된다. 그에 상응하게 가이드 섹션에는 볼록한 접촉면이 제공될 수 있으며, 이 볼록한 접촉면은 예를 들어 평평한 접촉면 상에서 가이드 경로를 따라 안내된다. 그에 상응하게 가이드 경로와 가이드 섹션 사이에는 선형의 또는 점 형태의 접촉 영역이 형성되며, 이 접촉 영역을 통해 가이드 경로와 가이드 섹션 사이의 안내 및 힘 전달이 이루어진다. 가이드 경로는 예를 들어 반대 방향으로 정렬된 2개의 평평한 접촉면을 가질 수 있으며, 상기 두 접촉면은 가이드 섹션에 의해서 동시에 접촉된다. 따라서, 상기 두 접촉면은 가이드 섹션이 가이드 경로로부터 분리되지 않도록 한다. 일 가이드 경로의 일 접촉면은 예를 들어 홈의 홈 바닥으로서 형성될 수 있다. 이러한 유형의 홈은 여러 부재가 조립되어 구현될 수 있으므로, 예를 들어 홈 측면 및 홈 바닥이 상이한 부분 요소들에 배치될 수 있다. 특히 바람직하게는, 상호 매칭되도록 형성된 셸 반부들이 조립되어 하나의 홈이 형성될 수 있다. 하나의 셸 반부는 각각 하나의 홈 측면 및 홈 바닥의 한 부분을 포함할 수 있다. 셸 반부들의 조립 시 홈 바닥이 완전해지고, 홈 바닥에는 접합 유격이 배치된다. 이 접합 유격은 필요에 따라 더 넓게 또는 더 좁게 구현될 수 있다. 하나의 홈을 여러 부재로 구성함으로써 전기 개폐 장치의 조립이 간편해진다. 따라서, 홈 내부로 삽입되는 가이드 섹션은 홈 측면에 의해서 더욱 안정화될 수 있다. 이 경우에도 가이드 섹션의 볼록한 접촉면들이 내부로 뻗을 수 있거나, 홈 측면에 볼록한 프로파일이 제공될 수 있다. 가이드 섹션은 상응하게 2개의 볼록한 접촉면을 가질 수 있고, 그 중 각각 하나의 접촉면이 가이드 경로의 접촉면들 중 하나와 상호 작용한다. 가이드 섹션의 접촉면들은 각각 볼록하게 만곡될 수 있으며, 이 경우 접촉면들은 서로 반대 방향으로 (만곡되어) 정렬된다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 제1 개폐 접점 부재가 슬롯을 구비하고, 이 슬롯에 기구학적 체인의 종동 요소가 맞물릴 수 있으며, 이 경우 상기 종동 요소는 슬롯의 일 측면에 접하는 평평한 접촉면을 갖는다.

슬롯은 하나 이상의 쇼울더를 구비하며, 이 쇼울더 내에 종동 요소가 맞물릴 수 있거나, 이 쇼울더가 종동 요소에 의해서 접촉될 수 있다. 이러한 유형의 쇼울더는 예를 들어 홈 또는 관통 리세스의 측면이거나, 하나의 면에서 융기된 쇼울더의 측면이다. 접촉될 측면과 관련한 슬롯의 형상에 의해, 종동 요소와 슬롯 혹은 제1 개폐 접점 부재 간의 상대 운동이 가능해진다. 따라서, 예를 들어 기구학적 체인의 종동 요소를 통해 구동 운동이 제1 개폐 접점 부재에 가해질 수 있다. 종동 요소의 운동 유형 및 슬롯의 형상에 따라서 다양한 운동 패턴이 개폐 접점 부재에 가해질 수 있다. 예를 들어 슬롯은 선형 장공(elongated hole)의 형태로 형성될 수 있으며, 상기 홀 내에는 핀 형태의 종동 요소가 맞물린다. 핀을 통해 상응하는 운동이 슬롯 혹은 제1 개폐 접점 부재에 가해질 수 있음으로써, 예를 들어 제2 개폐 접점 부재를 향한 운동 또는 제2 개폐 접점으로부터 멀어지는 운동이 실시될 수 있다. 종동 요소가 예를 들어 피벗 운동, 선형 운동, 끌어당기는 운동 또는 밀어내는 운동을 슬롯의 측면에 전달할 수 있음으로써, 제1 접점 부재가 움직일 수 있게 지지된 경우에는 그에 상응하는 운동이 실시된다. 예를 들어 슬롯은 장공의 형태로 구현될 수 있으며, 이러한 장공은 선형으로 변위 가능한 제1 개폐 접점 부재의 운동 축에 대해 실질적으로 가로로 연장된다. 바람직하게 슬롯은 제1 개폐 접점 부재의 가이드 섹션 영역에 배치될 수 있다. 이로써, 제1 개폐 접점 부재를 움직이기 위한 힘이 가이드 섹션 영역으로 도입될 수 있으며, 이때 제1 개폐 접점 부재는 가이드 섹션 내부의 가이드 경로 상에서 안내된다. 또한, 이러한 방식으로 구동 운동이 제1 개폐 접점 부재 내부에 도입됨으로써 기계적으로 튼튼한 구조가 구현된다.

또한, 슬롯의 측면에 접하는 종동 요소의 평평한 접촉면은 슬롯의 영역에서 힘의 도입을 위해 이용되는 영역을 확대시킬 수 있다. 통상적으로 개폐 접점 부재에서 이용할 수 있는 공간은 제한적이며, 이 경우 높은 구동력을 전달하고 접점 부재에서의 압축/팽창을 피하기 위해서는 평평한 접촉면이 사용되는 것이 바람직하다. 확대된 면을 통해 구동력이 전달될 수 있음으로써, 슬롯 혹은 종동 요소의 변형이 방지된다. 슬롯 및 종동 요소를 형성하기 위해, 예를 들어 슬롯 내부에서 안내되는 핀과 같은 정교한 구조물이 사용될 수 있으며, 이 경우 핀은 바람직하게 외부면에 상응하게 평평한 접촉면을 가지며, 이 접촉면은 슬롯의 측면에서 안내된다. 예를 들면, 종동 요소의 접촉면은 평평하게 구현될 수 있는 한편, 슬롯의 측면은 볼록하지만 바람직하게는 역시 상호 매칭되도록 평평하게 구현된다. 특히 장공이 선형으로 구현된 경우에는, 종동 요소와 슬롯 측면 사이에 평평한 접촉면이 간단하게 형성될 수 있다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 제1 개폐 접점 부재가 슬롯을 구비하고, 상기 슬롯 내부에 기구학적 체인의 종동 요소가 맞물릴 수 있으며, 이 경우 상기 종동 요소는, 구형으로 만곡되며 슬롯 내에서 안내되는 면을 갖는다.

구형으로 만곡된 면을 갖는 종동 요소는 예를 들어 볼의 구형 만곡 표면 섹션일 수 있으며, 이 표면 섹션은 예를 들어 홈으로 형성된 슬롯 내부에서 안내된다. 상기 표면 섹션이 슬롯의 홈 측면에 접촉할 수 있음으로써, 종동 요소와 슬롯 사이에서 힘이 전달될 수 있다. 바람직하게 슬롯은 예를 들어, 종동 요소의 구형 만곡 면에 매칭되도록 형성된 횡단면을 가진 홈의 형태로 구현될 수 있다. 이로써, 힘 전달에 이용될 수 있는, 슬롯과 종동 요소 사이의 접촉 영역이 확대된다. 힘 전달에 이용될 수 있는, 종동 요소와 슬롯 사이의 영역이 확대됨으로써, 슬롯 및 종동 요소의 안정성이 증대될 수 있다. 따라서, 예를 들면 원통형의 핀이 슬롯 내부에 맞물릴 수 있으며, 이 경우 자유 단부가 구형으로 라운딩 처리됨으로써, 결국 상기 구형으로 라운딩 처리된 단부가 슬롯 내부에서 안내된다. 이때 슬롯은 종동 요소의 구형으로 라운딩 처리된 면에 접촉되어 힘 전달을 위해 이용된다. 추가로, 핀의 외부면도 물론 힘 전달을 위해 이용될 수 있다. 그에 상응하게, 구동력이 상대적으로 더 큰 접촉면을 통해서 전달되기 때문에, 슬롯의 확장 혹은 마모가 방해된다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 종동 요소가 특히 피벗 가능한 구동 레버에 회전 가능하게 지지될 수 있다.

구동 레버는 예를 들어 선형 운동을 전환하는 데 이용되며, 제1 개폐 접점 부재를 구동하기 위한 기구학적 체인의 부분이다. 피벗 가능한 구동 레버는 축을 중심으로 회전할 수 있도록 지지되며, 이 경우 일 레버 암에 종동 요소가 지지된다. 종동 요소가 피벗 가능한 구동 레버 내에 회전 가능하게 지지됨으로써, 슬롯의 평평한 측면에 맞물리는 평평한 접촉면을 갖는 종동 요소를 형성할 수 있게 된다. 이로써, 예를 들어 종동 요소가 과도하게 들어 올려질 때, 또는 종동 요소가 구동 레버의 회전축을 중심으로 회전할 때 나타날 수 있는 기울어짐이 보상될 수 있다. 예를 들어 종동 요소가 구동 레버에 회전 가능하게 지지됨으로써, 종동 요소의 평평한 접촉면은 레버의 회전 운동 동안 예를 들면 직각으로, 수직으로, 또는 임의로 사전 설정된 자세로 영구적으로 유지될 수 있게 된다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 종동 요소가 내마모성 부싱에 의해 둘러싸인 상태에서 회전 가능하게 지지될 수 있다.

종동 요소는 내마모성 부싱에 의해 둘러싸인 상태에서 회전 가능하게 지지될 수 있다. 이 경우, 부싱이 한 편으로는 종동 요소와 각도 고정 방식으로(angular rigid manner) 연결될 수 있음으로써, 회전 운동은 종동 요소에 대해 각도 고정 방식으로 고정된 부싱이 피벗 가능한 레버 암에 중간 접속된 상태에서 이루어진다. 또는, 부싱이 레버 암에 각도 고정 방식으로 배치됨으로써, 종동 요소가 내마모성 부싱 내부에 회전 가능하게 배치될 수도 있다. 부싱을 이용함으로써는 레버 암을 위해서는 더 저가의 재료를 사용할 수 있는 한편, 부싱 영역에는 내마모성 재료를 사용할 수 있는 가능성이 얻어진다. 이로써, 특히 회전 가능하게 지지된 구동 요소의 영역에서 간단하게 힘이 레버 암 내부로 도입되거나 상기 레버 암으로부터 종동 요소로 전달될 수 있으며, 이 경우 부싱 덕택으로 구동 레버의 확장 혹은 변형이 방지된다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 하나 이상의 접촉면에 내마모성 삽입물(inlay)이 제공될 수 있다.

접촉면의 형상과 상관없이, 접촉면은 내마모성 재료로 형성된 삽입물을 포함할 수 있다. 이로써, 접촉면의 기계적 강도가 증대될 수 있다. 따라서, 예를 들어 가이드 경로 또는 가이드 섹션의 기계적 보강이 제공될 수 있다. 또는, 슬롯의 접촉면 또는 슬롯 내부에 맞물리는 관련 종동 요소의 접촉면에 내마모성 삽입물이 구비될 수도 있다. 그럼으로써, 저가의 재료가 사용될 수 있으며, 이 경우 가동 부분들과 서로 마찰되는 접촉면만 내마모성으로 구현하면 된다. 또한, 이러한 구성을 통해, 예를 들어 제1 개폐 접점 부재를 위한 재료가 그 전기적 특성을 토대로 하여 선택될 수 있다는 장점이 제공되며, 이 경우 제1 개폐 접점 부재에서 구동력의 도입으로 인해 증가한 기계 하중에 노출되는 섹션들에만 상응하는 내마모성 삽입물이 제공되면 된다. 이로써, 저렴하면서도 기계적으로 튼튼한 결합체가 형성될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예가 도면에 개략적으로 도시되며, 이하에서 상세하게 설명된다.

도 1은 전기 개폐 장치의 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 스위치-오프 과정에서 제1 개폐 접점 부재의 운동 진행을 도시한 개략도이다.
도 5는 제1 개폐 접점 부재의 가이드 섹션의 상세도이다.
도 6은 가이드 섹션의 슬롯의 상세도이다.
도 7 및 도 7a는 도 5에 공지된 가이드 섹션의 실시예의 부분 사시도이다.
도 8, 도 8a 및 도 8b는 제1 개폐 접점 부재의 가이드 섹션에 있는 종동 요소의 제1 변형 실시예이다.
도 9 및 도 9a는 제1 개폐 접점 부재의 가이드 섹션에 있는 종동 요소의 제2 변형 실시예이다.
도 10 및 도 10a는 개폐 접점 부재의 가이드 섹션에 있는 종동 요소의 제3 변형 실시예이다.
도 11 및 도 11a는 제1 개폐 접점 부재의 가이드 섹션에 있는 종동 요소의 제4 변형 실시예이다.
도 12 및 도 12a는 접촉면의 한 가능 실시예의 개략도이다.

도 1 내지 도 12에 도시된 구조들의 서로 상이하면서도 기능적으로 동일한 세부 사항은 서로 조합될 수 있거나 교차될 수 있다.

도 1은 전기 개폐 장치의 단면을 보여주고 있다. 전기 개폐 장치는 제1 개폐 접점 부재(1) 및 제2 개폐 접점 부재(2)를 포함한다. 제1 개폐 접점 부재(1) 와 제2 개폐 접점 부재(2)는 단부측이 서로 마주보도록 배치되며, 이 경우 상기 두 개폐 접점 부재(1, 2)는 하나의 주축(3)에 대해 동축으로 정렬된다. 도 1의 경우, 주축(3) 위로는 서로 상대 운동을 할 수 있는 어셈블리들이 전기 개폐 장치의 스위치-오프 위치에 도시되고, 주축(3) 아래에는 서로 상대 운동을 할 수 있는 어셈블리들이 전기 개폐 장치의 스위치-온 위치에 도시되는 방식으로 전기 개폐 장치의 도시가 선택되었다. 스위치-온 위치에서는 개폐 접점 부재(1, 2)가 서로 접촉하고, 스위치-오프 위치에서는 개폐 접점 부재(1, 2)가 서로 분리된다.

제1 개폐 접점 부재(1)는 원형 횡단면을 갖는 핀 형태의 접촉 영역을 가지며, 상기 접촉 영역은 주축(3)에 대해 동축으로 정렬된다. 그 단부측에 대향하여 제2 개폐 접점 부재(2)가 배치되며, 이때 제2 개폐 접점 부재(2)는 튤립 모양으로 형성된 접촉 영역을 구비하고 있다. 상기 제2 개폐 접점 부재(2)는 실질적으로 관 형태로 형성되어 있다. 스위치-온 상태[주축(3) 아래]에서는 제1 개폐 접점 부재(1)가 제2 개폐 접점 부재(2) 내부에 삽입되어 있다. 2개의 개폐 접점 부재(1, 2) 사이에는 갈바닉 접속이 이루어진다. 제1 개폐 접점 부재(1)뿐만 아니라 제2 개폐 접점 부재(2)도 구동 장치(6)에 의해 움직일 수 있다. 두 개폐 접점 부재(1, 2)는 도 1에 따른 전기 개폐 장치에서 아크 접점 부재로서 작용한다. 그에 상응하게, 제1 개폐 접점 부재(1)에는 제1 정격 전류 접점 부재(4)가 할당되고, 제2 개폐 접점 부재(2)에는 제2 정격 전류 접점 부재(5)가 할당된다. 이때, 상기 제1 정격 전류 접점 부재(4)는 고정 배치된다. 그에 상응하게 주축(3) 상부에서뿐만 아니라 주축(3) 하부에서도 제1 정격 전류 접점 부재(4)의 위치 변경은 확인되지 않는다. 제2 정격 전류 접점 부재(5)는 구동 장치(6)에 의해 주축(3)을 따라 움직일 수 있다. 제2 정격 전류 접점 부재(5)는 실질적으로 관 형태로 형성되었으며, 이 경우 스위치-온 상태에서는 제1 정격 전류 접점 부재(4)가 가동 접촉 요소들을 구비한 제2 정격 전류 접점 부재(5)의 외측 주변 표면상에 놓인다. 제2 정격 전류 접점 부재(5)는 주축(3)에 대해 동축으로 정렬되며, 이때 상기 제2 정격 전류 접점 부재(5)가 제2 개폐 접점 부재(2)를 둘러싼다. 제2 개폐 접점 부재(2)와 제2 정격 전류 접점 부재(5)는 항시 동일한 전위를 갖는다. 도 1에 도시된 정격 전류 접점 부재(4, 5) 및 개폐 접점 부재(1, 2) 주변은, 정압하에서 (도면에 도시되지 않은) 캡슐화 하우징 내에 봉입된 전기 절연 유체, 특히 가스가 유동한다.

제1 정격 전류 접점 부재(4)는 실질적으로 관 형태로 형성되며, 주축(3)에 대해 동축으로 배치된다. 제1 정격 전류 접점 부재(4)는 제1 개폐 접점 부재(1)의 외부 주변 표면을 둘러싼다. 제1 정격 전류 접점 부재(4) 상에는 지지 장치(7)가 배치된다. 지지 장치(7)를 통해 제1 개폐 접점 부재(1)가 제1 정격 전류 접점 부재(4) 내부에 포지셔닝되고, 제1 정격 전류 접점 부재(4)와 관련하여 이동할 수 있게 지지된다. 여기서는 지지 장치(7)가 전기 전도성으로 형성됨으로써, 결과적으로 제1 정격 전류 접점 부재(4)와 제1 개폐 접점 부재(1) 사이에 영구적인 전기 접촉이 형성된다. 그에 상응하게, 지지 장치(7)의 가이드 슬리브(7a) 내에서 개폐 접점 부재(1) 상에 미끄럼 접촉 장치들(7b)이 배치된다. 이들 미끄럼 접촉 장치(7b)는 가이드 슬리브(7a) 내부에서 슬라이딩되고, 가이드 슬리브(7a)를 제1 개폐 접점 부재(1)와 접촉시킨다.

또한, 지지 장치(7) 상에는 트랜스미션 시스템 캐리어(transmission system carrier)(8)가 배치된다. 트랜스미션 시스템 캐리어(8)는 가이드 경로(9)를 포함한다. 가이드 경로(9)는 주로 평평한 접촉면을 가지며, 이 경우 가이드 경로(9)는 주축(3)에 대해 평행하게 정렬된다. 본 실시예에서 가이드 경로(9)는 주축(3)에 대해 반사 대칭형으로 반대편에 정렬된 2개의 동일한 형태의 접촉면을 가지며, 이들 접촉면 내부에서는 제1 개폐 접점 부재(1)의 가이드 섹션(10)이 안내된다. 가이드 경로(9)의 접촉면들은 각각 U자형으로 모방 절삭된 홈의 홈 바닥으로서 형성된다. 이들 U자형의 홈는 서로 반대 방향으로 정렬된다. 홈 개구들은 서로를 향하고 있다. 홈들은 주축(3)에 대해 평행하게 배치된다. 홈들은 상호 매칭되는 셸 반부들이 결합되어 형성되며, 이 경우 홈 바닥들 중 하나 이상의 홈 바닥 내에 양팔(two-armed) 구동 레버(15)가 관통할 수 있을 정도의 치수로 설계된 접합 유격(joint gap)이 남겨진다. 가이드 경로(9)의 접촉면들은 상기 개별 접합 유격에 의해 종축으로 2개로 분할된다.

제1 개폐 접점 부재(1)의 가이드 섹션(10)은 반경 방향으로[주축(3)에 대해 가로로] 제1 개폐 접점 부재(1)의 샤프트(11)에 비해 더 두꺼운 부분(상대적으로 더 큰 연장부)을 갖는다. 본 실시예에서 샤프트(11)는 원기둥 모양의 횡단면을 가지며 접촉 영역을 포함하는 반면, 가이드 섹션(10)은 실질적으로 원통형의 형상을 가지며, 이 경우 상기 가이드 섹션의 원통 축은 주축(3)에 대해 수직으로 정렬된다. 샤프트(11)의 원통 축은 평행하게, 특히 주축(3)과 합동이 되게 정렬된다. 샤프트(11) 및 가이드 섹션(10)의 원통 축은 서로 직각으로 놓인다. 가이드 섹션(10)은 2개의 접촉면(12)을 가지며, 이들 접촉면은 가이드 경로(9)의 각각 하나의 접촉면에 접한다.

본 실시예에서 접촉면들(12)은 볼록하게 만곡되며, 이때 만곡 축은 실질적으로 주축(3)에 대해 수직으로 정렬된다. 그에 상응하게, 가이드 섹션(10)의 볼록하게 만곡된 접촉면(12)은 각각 단일 축(여기서는 동일한 축)의 둘레에 만곡된 상태로 배치된다. 바람직하게 접촉면들(12)은 원기둥의 외표면의 섹션들일 수 있다. 상기 원기둥의 원통 축은 바람직하게 주축(3)과 교차하도록 정렬될 수 있다. 또는 그 대안으로 가이드 섹션(10)의 접촉면들(12)이 예를 들어 각각 복수의 축 둘레에 만곡된 면의 형태로 형성될 수도 있다. 그럼으로써 하나의 접촉면(12)은 예를 들어 구형 캡의 형태를 가질 수 있다.

가이드 섹션(10)은 가이드 경로(9)의 2개의 접촉면 각각에 대해 선 형태로 형성된 접촉 섹션을 각각 하나씩 구비한다. 이와 같은 선 형태의 형상에 의해, 가이드 경로(9)의 접촉면과 가이드 섹션(10)의 접촉면(12) 간의 마찰이 줄어든다. 바람직하게 가이드 섹션(10)의 접촉면(12)은 원기둥 모양의 외표면의 부분이어야 하며, 이 경우 원통 축이 주축(3)을 통해 연장된다.

가이드 경로(9)는 홈들(groove)을 구비하며, 이들 홈의 홈 바닥들이 각각 하나의 접촉면을 형성한다. 따라서, 제1 개폐 접점 부재(1)가 주축(3)의 방향으로 축을 따라 이동할 수 있다. 홈의 홈 측면은 가이드 경로(9) 내에서 가이드 섹션(10)의 접촉면(12)의 포지셔닝을 보장한다. 가이드 경로(9)의, 상호 반대 방향으로 배치된 2개의 접촉면이 서로 매칭되는 형상과 유사하게, 가이드 섹션(10)이 주축(3)에 대해 반사 대칭으로 형성됨으로써, 결과적으로 가이드 경로(9)에 의해 주축(3)의 방향으로 제1 개폐 접점 부재(1)의 선형 안내가 야기되며, 이 경우 가이드 섹션(10)의 접촉면(12)의 볼록한 형상으로 인해 가이드 경로(9) 상에서 가이드 섹션(10)의 기울어짐이 방지된다. 이로써, 가이드 섹션(10)은 주축(3)의 방향으로 선형으로 이동될 수 있으며, 그 결과로 초래된 회전 운동이 가이드 경로(9) 내에서 실시되는 제1 개폐 접점 부재(1)의 선형 이동의 진행 중에 허용된다.

기구학적 체인을 통해, 구동 장치(6)에 의해서 구현되는 운동이 제1 개폐 접점 부재(1)로 전달된다. 제1 개폐 접점 부재(1)를 구동시키기 위해 제1 개폐 접점 부재(1)에 슬롯(13)이 제공된다. 슬롯(13)은 상기 제1 개폐 접점 부재(1)의 원통형으로 형성된 가이드 섹션(10) 내에 배치된다. 상기 슬롯(13)은 선형의 경로 진행을 갖는 관통 장공이며, 이때 세로 연장부는 가로로, 특히 주축(3)에 대해 수직으로 연장된다. 상기 슬롯(13) 내에 종동 요소(14)가 맞물린다. 본 실시예에서 종동 요소(14)는, 양팔 구동 레버(15)의 제1 레버 암에 지지되는 핀으로서 형성된다. 양팔 구동 레버(15)는 트랜스미션 시스템 캐리어(8)에 지지되고, 그럼으로써 제1 정격 전류 접점 부재(4)에도 지지된다. 양팔 구동 레버(15)의 제2 레버 암은 포크 형태로 형성된다. 레버 암이 스위치-온 위치[주축(3)의 아래]로부터 출발하여 시계 반대 방향으로 피벗되면, 제1 레버 암에 배치된 종동 요소(14)의 피벗 운동이 실시되며, 이때 상기 종동 요소(14)는 슬롯(13)을 관통하여 슬라이딩되고, 슬롯(13)의 일 측면을 따라 슬라이딩되어, 상기 양팔 구동 레버(15)의 피벗 운동이 슬롯(13)을 가진 제1 개폐 접점 부재(1)의 선형 운동으로 전환되게 한다. 제1 개폐 접점 부재(1)의 스위치-온 위치를 벗어나서 제1 개폐 접점 부재(1)의 스위치-오프 위치[주축(3)의 위]로 전환된다.

양팔 구동 레버(15)는 구동 장치(6)로부터 구동 운동을 제1 개폐 접점 부재(1)로 전달하기 위한 기구학적 체인의 부분이다.

구동 장치(6)는 제2 개폐 접점 부재(2) 및 제2 정격 전류 접점 부재(5)와 연결되어 있다. 제2 개폐 접점 부재(2) 및 제2 정격 전류 접점 부재(5)는 서로 상대 운동이 불가능하게 지지되어 있다. 따라서 제2 정격 전류 접점 부재(5)의 운동은 필수적으로 제2 개폐 접점 부재(2)의 운동을 야기하며, 그 반대의 경우도 가능하다. 제2 정격 전류 접점 부재(5)는 각도 고정 방식으로 절연 노즐(16)과 연결된다. 제2 정격 전류 접점 부재(5)와 제2 개폐 접점 부재(2)가 각도 고정 방식으로 결합됨에 따라, 절연 노즐(16)도 제2 개폐 접점 부재(2)와 각도 고정 방식으로 연결된다. 그에 상응하게, 제2 개폐 접점 부재(2) 및 제2 정격 전류 접점 부재(5)의 운동 시, 절연 노즐(16)이 상기 접점 부재들과 함께 움직인다. 제2 개폐 접점 부재(2)뿐만 아니라 제2 정격 전류 접점 부재(5) 및 절연 노즐(16)도 주축(3)을 따라 움직일 수 있게 지지된다. 이때, 절연 노즐(16)은 중앙에 절연 노즐의 협착 지점을 갖는 회전 대칭형 절연 바디로서 구현되며, 이 경우 절연 노즐의 협착 지점은 2개의 개폐 접점 부재(1, 2) 사이에 형성된 개폐 구간을 둘러싼다. 이때, 절연 노즐(16)은, 상기 절연 노즐(16)이 제2 정격 전류 접점 부재(5)에 의해 적어도 국부적으로 외표면이 둘러싸이도록 배치되며, 이때 절연 노즐(16)이 제2 개폐 접점 부재(2)를 적어도 국부적으로 둘러싼다. 상기 절연 노즐(16)은 두 개폐 접점 부재(1, 2) 사이에 형성된 개폐 구간에 걸쳐 배치된다.

상기 절연 노즐(16)의, 제2 개폐 접점 부재(2) 반대편 단부가 구동 로드(17)와 연결된다. 본 실시예에서 구동 로드(17)는 실질적으로 선형인 U자형 프로파일로 형성되었으며, 이때 구동 로드(17)의 선형 프로파일 연장부는 주축(3)에 대해 평행하게 정렬되어 있다. 구동 로드(17)는 트랜스미션 시스템 캐리어(8)에 슬라이딩 가능하게 지지되며, 이때 양팔 구동 레버(15)의 포크형 레버 암은 상기 구동 로드(17)의 U자형 프로파일 내부로 돌출한다. 이 경우, 포크형 레버 암의 포크 단부는, 스위치-온 상태 혹은 스위치-오프 상태에서 양팔 구동 레버(15)의 각각의 포크 단부가 구동 로드(17)의 U자형 프로파일의 바닥에 충돌하여 고정되도록 형성된다. 종동 요소(14) 및 슬롯(13)에 의해, 제1 개폐 접점 부재(1)의 돌발성(sporadic) 운동이 차단된다. 구동 로드(17)에는 주축(3)에 대해 가로로 정렬된 구동 핀(18)이 배치된다. 구동 핀(18)은 구동 로드(17)의 U자형 프로파일의 측면들 사이에 고정된다. 상기 구동 핀(18)을 이용하여, 구동 로드(17)의 선형 운동 시 양팔 구동 레버(15)의 포크형 단부가 함께 움직일 수 있다. 이로써, 제2 개폐 접점 부재(2) 혹은 제2 정격 전류 접점 부재(5)로 전달되고, 그 결과 절연 노즐(16) 및 구동 로드(17)에도 전달되는 선형 운동이 구동 핀(18)으로 전달될 수 있다. 제2 개폐 접점 부재(2)가 주축(3)의 방향으로 움직이는 동안 구동 핀(18)이 양팔 구동 레버(15)의 일 레버 암의 포크형 단부에 삽입됨으로써, 선형 운동이 양팔 구동 레버(15)의 피벗 운동으로 전환된다. 양팔 구동 레버(15)의 피벗을 가능케 하기 위해, 구동 로드(17)의 홈 바닥에 리세스(20)가 형성된다. 상기 리세스(20)에 의해서는 양팔 구동 레버(15)의 포크 단부들이 이들 각각의 블로킹 위치로부터 피벗될 수 있다. 양팔 구동 레버(15)가 2개의 암을 구비하여 형성됨으로써, 제1 개폐 접점 부재(1)에 제공된 슬롯(13) 및 종동 요소(14)와의 상호 작용 시 제2 개폐 접점 부재(2)의 운동 방향이 전환되며, 다시 말해 두 개폐 접점 부재(1, 2)가 모두 동일한 방향으로, 즉 주축(3)을 따라 움직이는 동안에는 이 운동이 항시 역방향으로 이루어지며, 그 결과 상기 두 개폐 접점 부재(1, 2)는 서로를 향해 이동되거나 서로 멀어지는 방향으로 이동된다.

도 2, 도 3 및 도 4에는 제1 개폐 접점 부재(1)의 스위치-온 위치[도 1에서 주축(3)의 아래]로부터 스위치-오프 위치[도 4 및 도 1에서 주축(3)의 위]로의 운동 진행이 도시되어 있다. 스위치-오프 운동을 위해서는, 구동 장치(6)에 의해 제2 정격 전류 접점 부재(5) 및 제2 개폐 접점 부재(2)가 제1 개폐 접점 부재(1) 혹은 제1 정격 전류 접점 부재(4)로부터 멀어지는 방향으로 운동이 야기된다. 그럼으로써, 2개의 정격 전류 접점 부재(4, 5) 및 2개의 개폐 접점 부재(1, 2)의 갈바닉 접촉이 중단된다. 구동 장치(6)의 스위치-오프 운동 방향은 도 1에서 화살표(19)로 표시되어 있다. 화살표(19) 방향으로의 운동 시, 제2 개폐 접점 부재(2) 및 제2 정격 전류 접점 부재(5)와 각도 고정 방식으로 연결된 절연 노즐(16)이 함께 움직인다. 그에 상응하게, 구동 로드(17) 및 이에 고정된 구동 핀(18)도 함께 움직인다. 구동 핀(18)은 양팔 구동 레버(15)의 포크형 단부에 삽입되어, 상기 양팔 구동 레버(15)가 시계 반대 방향으로 피벗되도록 한다. 구동 로드(17)의 U자형 프로파일의 바닥 영역에 리세스(20)가 제공되며, 양팔 구동 레버(15)의 포크형 단부가 피벗 과정 중에 상기 리세스를 관통할 수 있다. 이때, 구동 로드(17)의 홈 영역에서의 리세스(20)의 축방향 연장 치수는, 피벗 레버가 자신의 스위치-온 위치로부터 스위치-오프 위치로 피벗되는 동안에도 상기 피벗 레버의 위치는 계속 보장되도록, 다시 말해 스위치-온 위치로부터 스위치-오프 위치로 (그리고 그 반대로) 전환되는 동안에도 양팔 구동 레버(15)의 위치는 고정되도록 정해지며, 그 결과 제2 개폐 접점 부재(2)와의 결합을 통해 제1 개폐 접점 부재(1)의 위치가 규정되고, 상기 제1 개폐 접점 부재(1)의 돌발성 변위가 불가능해진다.

양팔 구동 레버(15)의 피벗 운동 동안 종동 요소(14)도 마찬가지로 시계 반대 방향으로 피벗되며, 이때 종동 요소(14)의 운동은 제1 개폐 접점 부재(1)의 슬롯(13)으로 전달되고, 이 피벗 운동은 다시 선형 운동으로 전환된다. 양팔 구동 레버(15)의 형상 및 커플링으로 인해 구동 운동의 방향 전환이 이루어지고, 이 방향 전환은 제2 정격 전류 접점 부재(5) 혹은 제2 개폐 접점 부재(2)로부터 전달되어 전기 개폐 장치의 전환(switch-over)을 야기한다.

스위치-오프 위치[도 4; 및 도 1에서 주축(3)의 위]에서 이루어지는 스위치-오프 운동의 종료 시에는, 양팔 구동 레버(15)의 포크형 단부가 바깥쪽으로 피벗 되기 전에 다시 구동 레버(17)의 홈 바닥에 고정된다. 스위치-온 과정은 이와 역순으로 이루어진다.

전기 개폐 장치의 기본적인 기능과, 제1 개폐 접점 부재(1) 및 기구학적 체인의 작용은 도 1 내지 도 4에 기술되어 있다. 도 5, 도 6, 도 7, 도 7a, 도 8, 도 8a, 도 8b, 도 9, 도 9a, 도 10, 도 10a, 도 11, 도 11a, 도 12 및 도 12a에는 단지 종동 요소(14)의 가이드 섹션(10) 및 이 영역에 존재하는 요소들의 가능 구성 들만 상세하게 기술된다.

도 5는 제1 개폐 접점 부재(1)의 가이드 섹션(10)을 보여주고 있으며, 여기서 가이드 섹션(10)에는 볼록한 접촉면(12)이 제공되어 있다. 볼록한 접촉면(12)은 각각 원형 횡단면을 갖는 원통 외측면의 부분이다. 이 원형 횡단면은 도면에서 굴곡선으로 도시되어 있다. 이 경우 접촉면(12)의 만곡 축은 주축(3)을 통과한다. 또한, 가이드 경로(9)가 반대 방향으로 정렬된 2개의 접촉면을 갖는 점도 알 수 있으며, 이들 지지면은 각각 평평하게 형성되어 있다. 가이드 경로(9)의 평평한 접촉면들에는 제1 개폐 접점 부재(1)의 가이드 섹션(10)의 볼록한 접촉면(12)이 접한다. 선형의 연장부를 갖는 장공으로 형성된 슬롯(13)을 종동 요소(14)가 관통하고, 이때 볼록한 접촉면(12)의 만곡 축이 상기 장공을 관통하여 연장된다. 이때 종동 요소(14)는, 슬롯(13)의 상호 매칭되게 성형된 평평한 측면에 접하는 평평한 접촉면(22)을 갖도록 형성된다. 종동 요소(14)는 서로 평행하게 정렬된 2개의 평평한 접촉면(22)을 가지며, 이들 접촉면은 슬롯(13)의 서로 반대 방향으로 정렬된 측면들과 동일한 형태로 맞물린다. 따라서, 종동 요소(14)는 슬라이딩 블록(sliding block)을 형성하게 된다.

종동 요소(14)의 형상은 도 6에 상세하게 도시되어 있다. 도면을 통해 알 수 있는 사실은, 종동 요소(14)가 대체로 직사각형의 횡단면을 가지며, 모서리들이 둥글게 절단되어 있다는 점이다. 본 실시예에서 종동 요소(14)는 각각 서로에 대해 평행하게 정렬된 접촉면(22)을 가지며, 이들 접촉면은 평평하게 형성된 동시에 슬롯(13)의 측면들과 맞물려 있다. 또한, 종동 요소(14)가 부싱(23) 안에 지지되어 있는 점도 알 수 있다. 부싱(23)은 내마모성 재료로 형성되며, 여기서는 부싱(23)이 종동 요소(14)에 각도 고정 방식으로 연결되어 있다. 양팔 구동 레버(15) 내에서는 부싱(23)이 다시 회전할 수 있게 포지셔닝되며, 그럼으로써 종동 요소(14)는 구동 레버(15)에 대해 회전할 수 있게 지지된다. 이로써, 구동 레버(15)의 피벗 운동 시 평평한 접촉면(22)이 슬롯(13)의 선형 장공 내에서 안내되어도 슬롯(13) 내에서 구동 요소(14)의 기울어짐이 전혀 발생하지 않게 된다.

도 7 및 도 7a는 도 6에 공지된 가이드 섹션(10)의 사시도를 보여주고 있다. 본 부분도에서는 특히 양팔 구동 레버(15) 내에서의 부싱(23)의 위치를 확인할 수 있다. 본 실시예에서 부싱(23)은 종동 요소(14)와 각도 고정 방식으로 연결되어 있다. 또한, 부싱(23)이 종동 요소(14)를 회전 가능하게 둘러싸고, 자신은 구동 레버(15)에 각도 고정 방식으로 고정될 수도 있다.

도 8, 도 8a 및 도 8b는 종동 요소(14)의 제1 변형 실시예를 보여주고 있다. 부싱(23)은 평평한 접촉면들(22)을 가지며, 이때 상기 부싱(23)은 종동 요소(14)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 종동 요소(14)는 양팔 구동 레버(15)에 고정 지지 되어 있다. 대안으로, 부싱(23)이 종동 요소(14)에 단단히 고정될 수 있고, 종동 요소(14)가 양팔 구동 레버(15)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.

모든 도면에 도시된 구성들에서, 동일 평면에 배치된 2개의 슬롯(13) 내에서 개별 종동 요소(14)가 평행하게 안내된다. 슬롯들(13) 사이에 있는 중앙 영역에서 각각의 양팔 구동 레버(15)에 개별 종동 요소(14)가 지지된다. 도 8, 도 8a 및 도 8b에 따른 실시예에서는 각각의 슬롯(13) 내에서 별도의 부싱(23)이 안내된다.

도 9 및 도 9a에는 종동 요소(14)의 제2 변형 실시예가 도시되어 있다. 종동 요소(14)는 양팔 구동 레버(15)를 관통하는 중앙 핀(14a)을 구비하며, 상기 핀(14a)은 각각 자신의 자유 단부에서 양팔 구동 레버(15) 위로 구형 캡 모양으로 돌출한다. 대안으로, 상기 양팔 구동 레버(15)는 예를 들어 종동 요소(14)를 형성하기 위해 구형 캡 모양의 돌출부를 갖도록 형성될 수도 있다. 종동 요소(14)의 구형 캡 모양의 표면들은 각각 선형 홈[슬롯(13)]에 맞물리며, 이 선형 홈은 바람직하게 반원형 홈 프로파일을 갖는다. 그에 상응하게 접촉 영역의 표면적이 확대되며, 이 접촉 영역은 구동 레버(15)의 피벗 운동 시 홈 모양의 슬롯(13)을 통과하여 슬라이딩되고, 양팔 구동 레버(15)의 피벗 운동이 제1 개폐 접점 부재(1)의 선형 운동으로 전환되도록 한다. 구동 레버(15)가 최종 위치에서 포크형 단부에 의해 블록킹됨으로써, 종동 요소(14)가 홈에서 이탈되는 현상이 방지된다.

도 10 및 도 10a는 도 9 및 도 9a에 공지된 종동 요소(14)의 실시예에 기초한 제4 변형 실시예를 보여주고 있다. 도 10 및 도 10a에 따르면, 양팔 구동 레버(15) 내에 원통형 관통 보어가 제공되며, 상기 관통 보어 내부에 구형 종동 요소(14)가 삽입되어 있다. 구형 종동 요소(14)는 다시 동일 평면에 놓인 2개의 슬롯(13) 내부에 삽입되어 있으며, 이들 슬롯은 바람직하게 서로 매칭되는 프로파일 형상을 가지며 반대 방향으로 배치된 2개의 홈을 구비한다. 종동 요소(14)가 동일한 형태의 2개의 슬롯(13) 내에서 반대 방향으로 안내됨으로써, 구형 종동 요소(14)가 관통 보어로부터 밖으로 밀려나가는 현상이 방지된다. 양팔 레버(15)의 피벗 범위가 제한됨으로써, 구형 종동 요소(14)가 슬롯(13)으로부터 이탈되는 현상이 방지된다.

도 11 및 도 11a는 도 10 및 도 10a에 공지된 구형 종동 요소(14)의 제4 변형 실시예를 보여주고 있으며, 본 실시예에서는 각각 하나의 슬롯(13) 내에서 안내되는 2개의 구체를 사용하는 점이 제안하는데, 이 경우 구동 레버(15)의 관통 보어 내에서의 종동 요소(14)의 2개 구체의 위치를 설정하기 위해 환형 볼 베어링이 제공되며, 이 볼 베어링은 개별 슬롯(13) 내에서 상기 구체들을 반대 방향으로 보유한다. 상기 환형 볼 베어링은 구동 레버(15)의 관통 보어 내에서 종동 요소(14)를 반경 방향으로 안내하고, 2개의 구체를 개별 슬롯(13) 내부로 밀어넣는다.

종동 요소(14)의 형상과 상관없이, 도 12 및 도 12a에서는 부싱(23)의 대안으로서 또는 그에 추가로 슬롯(13)의 측면들에도 내마모성 삽입물을 사용할 수 있음을 알 수 있다. 종동 요소(14)를 위한 접촉면으로서 이용되는 슬롯(13)의 측면 들에 내마모성 재료로 이루어진 삽입물이 삽입될 수 있다. 그럼으로써 슬롯(13)의 융기 혹은 확장이 방지되며, 이 경우 슬롯(13)에서 마모에 임박한 영역들만 내마모성 재료로 제조되면 된다.

또한, 운동 중 구동 핀(18)이 그 내부로 삽입되는, 양팔 구동 레버(15)의 포크형 단부의 접촉면에 내마모성 재료로 이루어진 삽입물이 제공될 수도 있다. 이 경우에도, 구동 핀(18)이 맞물리거나 접하게 되는 양팔 구동 레버(15)의 접촉면이 상응하게 기계적으로 보강되며, 이로써 양팔 구동 레버(15)의 포크 단부가 융기 혹은 마모에 의해 확장될 가능성이 줄어든다.