KR20160000868A - 스위칭 어레인지먼트 - Google Patents

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KR20160000868A
KR20160000868A KR1020150089695A KR20150089695A KR20160000868A KR 20160000868 A KR20160000868 A KR 20160000868A KR 1020150089695 A KR1020150089695 A KR 1020150089695A KR 20150089695 A KR20150089695 A KR 20150089695A KR 20160000868 A KR20160000868 A KR 20160000868A
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하리 코흐
마티아스 크뢰커
크리스티안 린드너
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티이 커넥티버티 저머니 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 2개의 접촉부들(3) 및 스위칭 디바이스(5)를 갖는, 특히 고전압 및/또는 고전류 구역을 위한 스위칭 어레인지먼트(1)에 관한 것으로, 스위칭 디바이스(3)는 접촉부들(3)이 서로 전기적으로 분리되는 분리된 포지션(i)으로 움직일 수 있다. 본 발명의 목적은 스위칭 어레인지먼트(1)가 절연되는지를 용이하게 그리고 신뢰적으로 확인하는 것이 가능한 솔루션을 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면, 이는, 분리된 포지션(i)에서의 스위칭 디바이스(5)의 존재가 스위칭 디바이스(5)의 포지션의 비접촉 측정에 의해 검출되는 것에서 달성된다. 본 발명에 따른 스위칭 어레인지먼트(1)는 검출기(8)를 포함하고, 검출기(8)를 이용하여, 분리된 포지션(i)에서의 스위칭 디바이스(5)의 존재가 비접촉 방식으로 검출될 수 있다.

Description

스위칭 어레인지먼트{SWITCHING ARRANGEMENT}
본 발명은, 2개의 접촉부들 및 스위칭 디바이스를 갖는, 특히 고전압 및/또는 고전류 구역을 위한 스위칭 어레인지먼트 또는 스위칭 어셈블리에 관한 것으로, 스위칭 디바이스는 분리된 포지션으로 이동될 수 있으며, 분리된 포지션에서 접촉부들이 서로 전기적으로 분리된다.
이러한 스위칭 어레인지먼트들은 예를 들어, 전기적으로 동작하는 자동차들에서 이용된다. 유지보수 작업의 경우에, 예를 들어, 어떠한 위험 전압들도 존재하지 않는다는 것을 보장하기 위해, 스위칭 어레인지먼트가 적절하게 절연되는 것을 검출할 수 있을 필요가 있다.
이전의 방법의 경우, 측정은 이에 의해, 전기 회로에서 직접적으로 수행된다. 이러한 경우, 보조 계전기들이 측정 디바이스들을 회로에 커플링하도록 기능한다. 그러나, 이는 매우 복잡하다.
상이한 이전의 방법의 경우, 스위칭 디바이스의 포지션은 마이크로-스위치를 이용하여 감지된다. 그러나, 이는 신뢰적이지 않은데, 그 이유는 마이크로-스위치의 부분들이 고장날 수 있고 결과적으로 스위칭 어레인지먼트가 영향받을 수 있어서 더이상 신뢰적으로 기능하지 않기 때문이다. 더욱이, 이러한 해결책은 종종 허용가능하지 않은데, 그 이유는 특정 환경들 하에서 마이크로-스위치에 고전압이 존재할 수 있기 때문이다.
본 발명의 목적은, 스위칭 어레인지먼트가 절연되는지를 용이하고 신뢰적으로 확인하는 것이 가능한 해결책을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이는, 분리된 포지션에서의 스위칭 디바이스의 존재가, 스위칭 디바이스의 포지션의 무접촉(contact-free) 측정에 의해 검출되는 점에서 달성된다. 이러한 목적을 위해, 본 발명에 따른 스위칭 어레인지먼트는 검출기를 포함하고, 검출기를 이용시, 분리된 포지션에서의 스위칭 디바이스의 존재가 무접촉 방식으로 검출될 수 있다.
본 발명에 따른 해결책은, 보조 계전기들을 이용한 종래 기술로부터 알려진 측정보다 더 단순하다는 이점을 갖는다. 더욱이, 비접촉식(contactless) 측정은, 고전압들 또는 고전류가 검출기에 전송될 수 있는 것을 방지한다. 더욱이, 검출기의 결함은 스위치의 장애들을 초래하지 않는다. 그러므로, 본 발명에 따른 해결책은 또한 더 신뢰적이다.
본 발명에 따른 해결책은 다음의 구성들 및 추가의 발전들을 이용하여 추가로 개선될 수 있으며, 구성들 및 추가의 발전들은 그 자체로 각각 유리하며 원하는 대로 서로 결합될 수 있다.
스위칭 디바이스는 브리징 포지션으로 이동가능할 수 있으며, 브리징 포지션에서, 접촉부들은 스위칭 디바이스에 의해 전기 전도성 방식으로 서로 연결된다. 스위칭 디바이스가 브리징 포지션에 로케이팅되는지를 또한 확인할 수 있기 위해, 브리징 포지션에서의 스위칭 디바이스의 존재가 검출기를 이용하여 무접촉 방식으로 검출될 수 있도록, 상기 검출기가 구성될 수 있다. 대응하는 방법에서, 브리징 포지션에서의 스위칭 디바이스의 존재는 스위칭 디바이스의 포지션의 무접촉 측정에 의해 검출된다.
분리된 포지션 및/또는 브리징 포지션에서의 존재뿐만 아니라, 이들 사이에 놓이는 포지션들에서의 존재가 또한, 적절하게 구성된 검출기를 이용하여 검출될 수 있다. 특히, 검출기가 높은 또는 무한한 수의 중간 포지션들을 검출할 수 있도록 검출기가 구성될 수 있어서, 브리징 포지션과 분리된 포지션 사이의 연속적인 또는 준-연속적인(quasi-continuous) 구역에서의 스위칭 디바이스의 포지션의 결정이 가능하다.
따라서, 검출기가 포지션의 충분히 높은 분해능(resolution)을 허용하는 경우, 더 긴 시간 기간들에 걸쳐 발생되는 스위칭 디바이스 또는 접촉부들의 마모(wear) 및 손상(tear)이 검출기를 이용하여 또한 검출될 수 있다. 결과적으로, 예를 들어, 마모가 식별될 수 있다. 검출기의 적절하게 높은 일시적 분해능이 존재하는 경우, 이러한 마모 측정은 또한, 스위칭 디바이스, 또는 특정 시간 포인트들에서 스위칭 디바이스를 구동시키는 엘리먼트의 포지션을 측정함으로써 수행될 수 있다. 이러한 시간 포인트들은 특히, 스위칭 디바이스에 의한 접촉부들 사이의 접촉의 확립 및 스위칭 디바이스 및/또는 스위칭 디바이스를 구동시키는 엘리먼트의 엔드 포지션(end position)의 점유(occupation)이다.
접촉부들은 접촉 스위칭 챔버에 배열될 수 있다. 결과적으로, 외부 영향들로부터 접촉부들의 보호 및 접촉부들로부터 다른 엘리먼트들의 보호가 달성될 수 있다. 스위칭 어레인지먼트는 중계기 또는 보호 디바이스일 수 있다.
스위칭 어레인지먼트는 신호-투과성 벽 구역을 가질 수 있으며, 신호-투과성 벽 구역은 신호들에 대해 투과성이며, 그 신호들은 검출기에 의해 검출될 수 있다. 신호-투과성 벽 구역은 예를 들어, 벽 또는 벽의 부분의 리세스 또는 개구일 수 있거나, 벽을 형성할 수 있다. 이러한 벽은 하우징 벽, 예를 들어, 외부 또는 내부 하우징 벽일 수 있다.
스위칭 디바이스는 접촉 브리지를 위한 드라이브(drive)를 포함할 수 있다. 검출기는 드라이브를 향해 지향될 수 있다. 분리된 상태의 검출은, 접촉 브리지 스스로 기록해야 함이 없이 수행될 수 있다. 특히, 검출기는, 접촉부들을 등진, 드라이브의 측부 상에 배열될 수 있다. 벽 구역은 검출기와 드라이브 사이에 존재할 수 있고, 벽 구역은 신호들에 대해 투과성이며, 그 신호들은 검출기에 의해 검출될 수 있다. 이는 단순하고 컴팩트한 설계를 가능하게 한다.
드라이브는 접촉 브리지와 벽 구역 사이에 배열될 수 있고, 벽 구역은 신호들에 대해 투과성이며, 그 신호들은 검출기에 의해 검출될 수 있다. 드라이브는 접촉 브리지와 검출기 사이에 배열될 수 있다. 검출기는, 드라이브에 대해 접촉 브리지의 맞은편에 놓이는, 스위칭 어레인지먼트의 측부 상에 배열될 수 있다. 결과적으로, 각각의 경우에서, 컴팩트한 구성이 인에이블될 수 있다.
스위칭 디바이스는 코일에 배열된 아마추어(armature)를 포함할 수 있고, 아마추어의 포지션은 검출기를 이용하여 무접촉 방식으로 검출될 수 있다. 아마추어가 포지티브 록킹 방식으로, 특히 강성으로(rigidly) 스위칭 디바이스의 레스트(rest)에 연결될 수 있어서, 스위칭 디바이스의 포지션은, 아마추어의 포지션으로부터 결론 내려질 수 있고, 특히, 분리된 포지션에서의 스위칭 디바이스의 존재가 식별될 수 있다. 아마추어는 스위칭 디바이스를 구동시키도록 기능할 수 있다. 코일을 통해 전류가 흐르는지 여부 및 그 코일 상에서 그 전류가 갖는 세기 및 배향에 따라, 코일은 스위칭 디바이스를 분리된 포지션으로 또는 브리징 포지션으로 또는 그의 밖으로 이동시키는 것을 시도할 수 있다. 여기서, 아마추어는 그러므로, 아마추어가 힘 및/또는 움직임을 스위칭 디바이스에 전송하는 기능을 충족할 뿐만 아니라, 동시에 스위칭 디바이스의 포지션에 대한 표시자 엘리먼트로서 기능한다.
신호-투과성 벽 구역은 드라이브의 구역, 특히 코일의 구역에 배열될 수 있다. 예를 들어, 신호-투과성 벽 구역은 코일의 후면의 구역에 배열될 수 있다. 스위칭 디바이스, 특히 접촉 브리지에 커플링된 드라이브의 엘리먼트는 신호-투과성 벽 구역에 의해 감지될 수 있다. 그 엘리먼트는, 특히 직접적으로, 즉, 중간 엘리먼트들 없이 감지될 수 있다. 이는 단순한 구성을 가능하게 한다.
검출기는 하우징 외부에 배열될 수 있고 접촉부들은 하우징 내부에 배열될 수 있다. 특히, 하우징은 접촉 스위칭 챔버를 포함할 수 있다. 검출기가 동일한 하우징에 배열되지 않는 경우, 특히, 접촉 스위칭 챔버에 또는 접촉 스위칭 챔버 가까이 배열되지 않는 경우, 검출기는, 스위칭, 예를 들어 아크 형성(arc formation)의 결과로서 발생되는 로드들에 노출되지 않는다. 그 결과로, 검출기가 보호되고 더 오랫동안 사용될 수 있다. 검출기는 하우징 없이 설계될 수 있다. 검출기는, 접촉부들이 배열되는 하우징 외부에 배열될 수 있다. 검출기는 예를 들어, 별개의 하우징에 수용될 수 있거나 그 자체의 하우징을 가질 수 있다. 이는, 검출기로부터의 접촉부들의 용이한 분리를 가능하게 할 수 있다.
스위칭 디바이스의 포지션은 영속적으로 모니터링될 수 있다. 특별한 측정 단계는 생략될 수 있고, 그 결과로, 동작이 단순해진다.
스위칭 어레인지먼트는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 차례로, 고전압 구역 및 저전압 구역을 포함할 수 있고, 접촉부들은 고전압 구역에 배열되고 검출기는 저전압 구역에 배열된다. 결과적으로, 고전압 및 저전압의 분리가 달성될 수 있다. 하우징은 전체적으로 기체- 및/또는 액체-불침투성일 수 있고, 먼지(dust)의 유입을 방지할 수 있다. 더욱이, 하우징은 고전압 불침투성일 수 있어서, 어떠한 위험한 고전압들도 하우징 밖으로 이탈(escape)할 수 없다.
제 1 구성에서, 고전압 구역 및 저전압 구역은 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 구역들 양쪽 모두는 단일 챔버에 놓일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 각각의 경우에서 하우징 내부적으로, 접촉부들은 하우징의 일 측 상에 배열될 수 있고, 검출기는 하우징의 맞은 측 상에 배열될 수 있어서, 검출기는 스위칭 디바이스의 포지션을, 그러나 스위칭 디바이스에 대한 직접적인 접촉 없이, 검출할 수 있다.
추가의 구성에서, 고전압 구역 및 저전압 구역은, 기체- 및/또는 액체-불침투성의, 신호-투과성 벽 구역에 의해 서로 분리될 수 있다. 특히, 이러한 벽 구역은 저전압 구역으로의 고전압의 침투(penetration)를 방지할 수 있다. 벽 구역은 동시에, 검출기를 이용한 무접촉 측정에서 이용되는 신호들에 대해 투과성이다. 전자기파들을 이용한 측정의 경우, 벽 구역은 전자기파들에 대해 투과성일 수 있다. 그 벽 구역은, 유전체 매체(dielectric medium) 또는 자기적으로 투과성인 재료로 생성될 수 있다. 측정이 광학적으로 수행되는 경우, 벽 구역은 예를 들어, 투명한 윈도우 또는 투명한 파티션일 수 있다. 자기 측정의 경우, 벽 구역은 자기적으로 투과성이거나 전도성일 수 있다.
신호-투과성 벽 구역은, 다른 방식으로 개방되는 챔버를 2개의 부분들로 분할하는 파티션일 수 있다. 다른 구성에서, 신호-투과성 벽 구역은, 고전압 구역을 저전압 구역으로부터 서로 분리시키는 벽의 윈도우이다. 구성들 양쪽 모두의 경우에서, 고전압 구역 및 저전압 구역은 서로 신뢰적으로 분리되어서, 고전압들이 저전압 구역으로 침투할 수 없다. 그러므로, 전기 엘리먼트들에 대한 손상 또는 사용자들에 대한 부상의 위험이 감소된다.
추가의 유리한 구성에서, 접촉부들은 고전압 하우징에 배열되고 그리고/또는 검출기는 저전압 하우징에 배열되고, 고전압 하우징 및/또는 저전압 하우징은 각각의 경우에서, 기체- 및/또는 액체-불침투성이다. 이는 그러므로, 각각의 경우에서, 이탈하는 전압들의 결과로서 사용자들에 대한 위험 그 자체를 감소시키는 별개의 하우징들을 포함할 수 있다. 무접촉 측정을 가능하게 하기 위해, 벽 구역들은 고전압 하우징 상에 및/또는 저전압 하우징 상에 존재할 수 있으며, 이들은 측정 신호의 침투를 허용한다. 예를 들어, 윈도우들이 벽들 또는 전체 벽들에 존재할 수 있거나, 전체 하우징이 신호에 대해 투과성이도록 구성될 수 있다.
하나의 특히 유리한 구성에서, 접촉부들은 고전압 하우징에 배열될 수 있고, 검출기는 저전압 하우징에 배열될 수 있으며, 저전압 하우징은 고전압 하우징과 접합될 수 있다. 제 1 실시예에서, 고전압 하우징은 서로 접합된 상태(joined-together state)에서 기체- 및/또는 액체-불침투성이다. 특히, 고전압 하우징은 서로 접합되지 않은 상태(non-joined together state)에서 기체- 및/또는 액체-불침투성이어야 하는 것이 아니라, 오히려, 저전압 하우징과 서로 접합함으로써만 기체- 및/또는 액체-불침투성이 될 수 있다. 이러한 구성의 경우, 제조 및 유지보수가 단순해진다.
하우징(들) 또는 접촉 스위칭 챔버의 기체- 및/또는 액체-불침투성 구성이 항상 필요한 것은 아니다. 특히, 전압-불침투성, 특히 고전압-불침투성 구성이 유리하다. 더욱이, 먼지-불침투성 구성이 유리하다.
제 2 실시예에서, 서로 접합된 상태에서 고전압 하우징은 저전압 하우징과 함께, 기체- 및/또는 액체-불침투성 전체 하우징을 형성한다. 이러한 경우에서 또한, 고전압 하우징 및/또는 저전압 하우징은, 아직 서로 접합되지 않은 상태에서 기체- 및/또는 액체-불침투성이어야 하는 것은 아니다. 이러한 실링은 2개의 하우징들을 서로 접합함으로써만 달성될 수 있다. 이러한 구성의 경우, 제조 방법이 또한 단순해진다.
하나의 단순한 구성에서, 하우징은 적어도 부분적으로는 접촉 스위칭 챔버의 벽들에 의해 그리고 적어도 부분적으로는 검출기 챔버의 벽들에 의해 형성된다. 결과적으로, 요구되는 컴포넌트들의 수가 감소된다.
측정될 엘리먼트에 대한 검출기의 포지션의 단순한 조정을 생성하기 위해, 스위칭 어레인지먼트는 조정 수단을 가질 수 있다. 이는 예를 들어, 모든 3개의 공간 방향들에서의 그리고 상이한 각도들을 따르는 검출기의 포지션을 가능하게 할 수 있다.
하나의 유리한 구성에서, 무접촉 측정을 수행하는 검출기는 광학 센서일 수 있다. 예를 들어, 이는, 분리된 포지션에서의 스위칭 엘리먼트의 존재를 검출하는 광 배리어, 특히 반사 광 배리어일 수 있다. 이러한 검출기는 특히, 전송기 및 수신기를 포함할 수 있다.
대안적으로, 다른 센서들, 예를 들어 초음파 센서, 또는 스위칭 엘리먼트의 자기적으로 전도성의 부분의 존재를 검출하는 센서가 또한 가능하다.
무접촉 측정을 수행하는 검출기는 자기장 센서일 수 있다. 이러한 자기장 센서는 자기장의 세기 또는 세기의 변화를 검출할 수 있다. 자기장은 예를 들어, 부착된 자석, 특히 영구 자석에 의해 생성될 수 있다. 이는 특히 홀 센서(Hall sensor)일 수 있다. 코일과 같은 추가의 자기장-생성 엘리먼트들이 존재하는 경우, 이는 자기장 센서가, 이러한 엘리먼트들이 활성화되지 않은 경우, 예를 들어 코일이 무전류(current-free)인 경우의 검출을 위해서만 이용되는 것을 초래할 수 있다. 이는 예를 들어, 분리된 포지션에 있을 수 있다.
검출기는 신호 출력부를 가질 수 있고, 스위칭 디바이스가 분리된 포지션에 로케이팅된 경우, 신호 출력부에서 제 1 신호가 방출되고, 스위칭 디바이스가 분리된 포지션에 로케이팅되지 않은 경우, 신호 출력부에서, 제 1 신호와 상이한 적어도 하나의 추가의 신호가 전송된다. 이러한 구성은 단순한 신호 평가를 가능하게 한다. 스위칭 디바이스가 브리징 포지션에 로케이팅된 경우 ― 브리징 포지션에서, 접촉부들이 스위칭 디바이스에 의해 서로 연결됨 ―, 제 1 신호 및 추가의 신호들과 상이한 제 2 신호가 신호 출력부에서 전송될 수 있다. 결과적으로, 스위칭 디바이스가 브리징 포지션에 로케이팅된다는 포지티브 피드백이 생성될 수 있다. 추가의 신호들이 신호 출력부에 존재할 수 있으며, 특히 연속적인 또는 준-연속적인 신호 구역이 제 1 신호와 제 2 신호 사이에 존재할 수 있어서, 예를 들어, 스위칭 디바이스의 포지션이 더 정확하게 결정될 수 있다. 이는 스위칭 디바이스의 움직임의 더 정확한 모니터링을 허용한다.
본 발명에 따른 해결책은 또한, 본 발명에 따른 스위칭 어레인지먼트를 위한 스위치를 포함한다. 이러한 스위치는, 무접촉 측정을 수행하는 검출기를 이용한 측정을 가능하게 하도록 구성된다. 이러한 목적을 위해, 측정 신호가 통과하는 것을 가능하게 하는 신호-투과성 벽 구역이 존재할 수 있다. 예를 들어, 이러한 벽 구역은 개구 또는 윈도우일 수 있다.
특히, 벽 구역은 기체- 및/또는 액체-불침투성 및/또는 고전압 불침투성일 수 있어서, 어떠한 고전압도 이탈할 수 없다. 예를 들어, 윈도우는 벽의 개구에 피팅(fit)될 수 있다.
본 발명에 따른 일 방법에서, 검출은 하우징 벽을 통해 수행될 수 있다.
본 발명은 예시로서, 도면들을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명된다. 도면들에서 도시된 유리한 구성들 및 추가의 발전들은 그 자체들로서 각각 유리하며, 임의의 원하는 방식으로 서로 결합될 수 있다.
도면들에서.
도 1은 본 발명에 따른 스위칭 어레인지먼트의 단면의 개략도를 도시하고;
도 2는 스위치의 개략적인 단면 사시도를 도시하고;
도 3a, 도 3b는 본 발명에 따른 스위칭 어레인지먼트의 추가의 실시예의 상세들을 도시한다.
스위칭 어레인지먼트(1)가 도 1에 도시된다. 스위칭 어레인지먼트(1)는, 접촉 스위칭 챔버(4)에 배열되는 2개의 접촉부들(3)을 갖는 스위치(2)를 포함한다. 스위칭 디바이스(5)는 2개의 접촉부들(3) 사이의 전기 연결을 확립 또는 연결해제하도록 기능한다. 이러한 목적을 위해, 스위칭 디바이스(5)는 도 1에 도시된 분리된 포지션(I)과 브리징 포지션 사이에서 이동가능하며, 분리된 포지션(I)에서 접촉부들(3)은 서로 전기적으로 분리되고, 브리징 포지션에서 접촉부들(3)은 스위칭 디바이스(5)에 의해 전기 전도성 방식으로 서로 연결된다.
스위칭 디바이스(5)는 접촉 브리지(18) 및 아마추어(6)를 포함한다. 아마추어(6)는 코일(7)에 배열되며, 코일(7)은, 추가의 엘리먼트들의 뷰를 가능하게 하기 위해 도 1에서 부분적으로 절삭되어 도시된다. 코일에서 전류가 흐르는지 여부 그리고 어떤 세기 및 어느 방향으로 흐르는지에 따라, 아마추어(6) 및 따라서 스위칭 디바이스(5)는 스위칭 방향(S)으로 이동되거나 스위칭 방향(S)에 역행하며, 스위치(2)는 따라서, 접촉부들(3) 사이에서 전기 전도성이거나 전기적으로 절연된다. 아마추어(6)는 접촉 브리지(20)를 위한 드라이브(20)의 부분을 나타낸다.
예를 들어, 전기 구동 자동차들에서 이용되는 바와 같은, 특히 고전류들 또는 고전압들이 접촉부들(3)에 존재할 수 있다. 전기 접촉부들(3)은 사용 동안 스위칭 디바이스(5)에 웰딩(weld)될 수 있다. 이는, 스위치(2)를 개방하는 것이 더이상 가능하지 않은 것을 초래할 수 있는데, 즉, 적절한 절연이 더이상 달성될 수 없다. 이는, 예를 들어, 유지보수 인력이 작업을 수행할 때, 위험을 초래한다. 스위치(2)가 적절하게 절연되는 것을 보장할 수 있기 위해, 스위칭 어레인지먼트(1)는 스위칭 디바이스(5)의 포지션을 검출하는 검출기(8)를 갖는다. 특히, 검출기(8)는 스위칭 디바이스(5)가 분리된 포지션(I)에 있는지를 검출한다. 이러한 목적을 위해, 검출기(8)는 아마추어(6)의 후면(61)의 구역을 향해 정렬된다.
검출기는, 광학 측정(8)을 수행하는 검출기(8)이다. 검출기(8)는 반사광 배리어로서 설계된다. 검출기(8)는, 광 빔(82)을 전송하는 전송기(81)를 포함한다. 광 빔(82)은, 아마추어(6) 및 후면(61)의 포지션에 따라 아마추어(6)의 후면(61)의 구역에서 상이한 방식들로 반사되어서, 후면(61)의 포지션에 따라, 광빔(82)의 더 많은 또는 더 적은 광이 수신기(83)로 반사된다. 수신기(83)가 광을 전기 신호로 변환하여서, 다운스트림 전자기기들(도시되지 않음)은, 스위칭 디바이스(5)가 분리된 포지션(I)에 있는지 아닌지를 평가할 수 있다.
검출기(8)는 또한, 브리징 포지션에서의 스위칭 디바이스(5)의 존재가 검출되도록 구성될 수 있다.
충분히 높은 시간적 및/또는 공간적 분해능의 경우, 스위칭 디바이스(5)의 움직임 및/또는 아마추어(6)의 움직임은, 시간적 및/또는 공간적 분해능으로, 전체 아마추어 스트로크(armature stroke)에 걸쳐 측정될 수 있다. 이러한 측정은 예를 들어, 스위칭 디바이스의 마모를 식별하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 마모는 예를 들어, 스위칭 디바이스(5) 및/또는 아마추어(6)의 스트로크가 더 길어지는 것 그리고/또는 스위칭 방향(S)을 따라 변위되는 것에서 나타날 수 있다. 변화된 움직임 프로파일이 또한 마모를 나타낼 수 있다. 이러한 변화된 움직임 프로파일은 예를 들어, 더 일찍의 그리고 현재의 위치/시간 특징들을 대조함으로서 식별될 수 있다. 특히, 예를 들어, 접촉부들(3)의 클로징의 시간 포인트에서의 아마추어(6)의 포지션 및 아마추어(6)의 단부 위치(end location)가 측정될 수 있다. 그 다음으로, 마모는 이러한 데이터로부터 결론내려질 수 있는데, 그 이유는 이러한 길이는 서비스 수명이 증가됨에 따라 연장되기 때문이다.
광빔(82)이 아마추어(6)의 후면(61)을 스트라이크하는 것을 가능하게 하기 위해, 스위치(2)의 하우징(9)은 신호-투과성 벽 구역(10)을 가지며, 신호-투과성 벽 구역(10)은 도 1에 따른 구성에서 개구 또는 리세스로서 구성된다. 다른 구성들에서, 신호-투과성 벽 구역(10)은 예를 들어, 투명한 윈도우로 또한 이루어질 수 있다. 이러한 구성의 경우, 벽 구역(10)은, 측정을 위해 필요한 신호들이 통과하도록 허용하지만, 하우징(9)의 실링, 특히 기체- 및/또는 액체-불침투성 실링 및 고전압-불침투성 실링을 가능하게 한다. 신호-투과성 벽 구역(10)은 하우징(9)의 후면 상에 배열된다. 드라이브(20)는 접촉 브리지(18)와 벽 구역(10) 사이에 놓인다. 더욱이, 드라이브는 접촉 브리지(18)와 검출기(8) 사이에 놓인다. 드라이브(20)는 하우징(9) 외부에 놓인다. 기체- 및 액체-불침투성 실링은 절대적으로 필수적이지는 않다. 전압-불침투성의, 특히 고전압 불침투성의 실링이 일반적으로 충분하다. 먼지-불침투성 실링이 또한 유리하다.
벽 구역(10)은 코일(7)의 구역, 즉, 드라이브(20)의 구역에 놓인다. 이는, 추가의 중간 엘리먼트들 없이, 드라이브(20)의 엘리먼트의, 즉, 아마추어(6)의 직접적인 감지를 허용한다.
도 1에 도시된 실시예의 경우, 검출기(8) 및 스위치(2)는 서로 분리된다. 양쪽 모두는 각각의 경우에서, 그들 자체의 하우징들에 로케이팅된다. 대안적인 구성들에서, 검출기(8) 및 스위치(2)는 단일 하우징(9)에 통합될 수 있다. 이와 같은 하우징은 전체적으로, 기체- 및/또는 액체- 및/또는 고전압-불침투성일 수 있다. 접촉부들(3)이 배열되는 고전압 구역 및 저전압-동작 엘리먼트들, 예를 들어 검출기(8)가 배열되는 저전압 구역이 이러한 하우징(9)에 존재할 수 있다. 구역들 양쪽 모두는 신호-투과성 벽 구역(10)에 의해 서로 분리될 수 있는데, 특히 기체- 및/또는 액체- 및/또는 고전압-불침투성 방식으로 서로 분리될 수 있다.
도 1의 구성과 유사한 일 구성에서, 접촉부들은 제 1 하우징에 배열될 수 있고, 검출기(8)는 제 2 하우징(9)에 배열될 수 있다. 접촉부들(3)을 갖는 하우징은 고전압 하우징이고, 검출기(8)를 갖는 하우징은 저전압 하우징이다. 2개의 하우징들은, 예를 들어 개방 포인트들 때문에, 고전압 하우징이, 서로 접합된 상태에서만 고전압-방지 방식(high-voltage-proof manner)으로 실링 오프(seal off)되도록, 예를 들어 벽 구역(10)이 또한 저전압 하우징에 의해 실링 오프될 수 있도록 서로 접합될 수 있다. 특히, 서로 접합된 상태의 고전압 하우징 및 저전압 하우징은, 기체- 및/또는 액체- 및/또는 고전압-불침투성인 전체 하우징을 생성할 수 있지만, 서로 접합되지 않은 상태에서, 적어도 하나의 하우징은 기체- 및/또는 액체- 및/또는 고전압-불침투성이 아니다.
검출기는 드라이브(20)를 향해 지향된다. 접촉 브리지(18)의 포지션의 직접적인 검출은 필요하지 않다. 검출기(8)는, 접촉부들(3)을 등진, 드라이브(20)의 측부 상에 배열된다. 검출기(8)를 이용한 측정의 신호들에 대해 투과성인 벽 구역(10)은 검출기(8)와 드라이브(20) 사이에 배열된다. 이러한 어레인지먼트, 특히 검출기(8)가 접촉부들(3) 인근에 배열되지 않는다는 점, 특히 스위칭 챔버(4)에 접촉되지 않는다는 또는 하우징(9) 내에 있지 않다는 점은, 검출기(8)가 보호되는 것을 초래하는데, 그 이유는 스위칭 프로세스 동안 검출기(8)가 로드들 또는 오염에 노출되지 않기 때문이다. 특히, 검출기(8)는, 개방 동안 발생되는 아크 플라즈마에 노출되지 않는다.
스위치(2)의 부분 단면도가 도 2에 사시도로 도시된다. 스위칭 디바이스(5)가 브리징 포지션에 로케이팅된 경우 ― 도시되지 않음 ―, 스위칭 디바이스(5)는 다시, 전기 전도성 방식으로 접촉부들(3)에 연결된다. 이러한 목적을 위해, 스위칭 엘리먼트(5)는 아마추어(6) 및 그에 연결된 접촉 브리지(18)를 포함한다. 여기서, 연결은 연결 엘리먼트(11)를 통해 간접적이다. 스프링(12)은 접촉 브리지를 연결 엘리먼트(11)의 상부측을 향해 가압하거나, 또는 브리징 상태에서는 접촉부들(3)을 향해 가압한다. 아마추어(6)는 코일(7)에 배열되는 마찰 베어링들(13)에 배열된다. 여기서, 스프링(14)은 분리된 포지션(I)의 방향으로 아마추어에 프리스트레스(prestress)를 가한다. 코일(7)은 코일 몸체(15) 및 권선들(16)을 포함하고, 코일 몸체(15) 및 권선들(16)은 단지 개략적으로만 도시된다.
여기서 하우징(9)에 개구로서 구성되는 신호-투과성 벽 구역(10)은 특히 명백하다. 아마추어(6) 및 따라서, 스위칭 디바이스(5)의 포지션은 벽 구역(10)을 통해 무접촉 방식으로 검출될 수 있다. 무접촉 감지의 결과로서, 어떠한 고전압도 검출기에 전송되지 않는다는 것이 보장된다.
스위칭 어레인지먼트(1)의 상이한 구성의 상세들이 도 3a 및 도 3b에 개략적으로 도시되며, 이 경우, 아마추어(6)의 포지션의 무접촉 측정이 또한 수행된다. 여기서 이용된 검출기(8)는 자기장을 측정할 수 있는 센서를 포함한다. 이는 예를 들어, 홀 센서를 포함할 수 있다. 아마추어(6)의 포지션에 따라, 자기 회로(17)가 폐쇄 또는 개방되어서, 홀 센서는 자기장(M)의 상이한 방향 및/또는 강도를 측정한다. 따라서, 아마추어 및 그에 연결된 스위칭 엘리먼트(5)의 포지션이 또한 추론될 수 있다. 또한, 측정은 무접촉 방식으로 수행된다.
1 : 스위칭 어레인지먼트
2 : 스위치
3 : 접촉부
4 : 접촉 스위칭 챔버
5 : 스위칭 디바이스
6 : 아마추어
7 : 코일
8 : 검출기, 자기장 센서
9 : 하우징
10 : 벽 구역
11 : 접촉 스프링
12 : 연결 엘리먼트
13 : 부시 베어링
14 : 릴리즈 스프링
15 : 코일 몸체
16 : 권선
17 : 센서 플럭스 가이드
18 : 접촉 브리지
20 : 모터
61 : 아마추어의 후면
81 : 광원
82 : 광 빔
83 : 광 센서
I : 정지 포지션
S : 스위칭 방향

Claims (15)

  1. 스위칭 어레인지먼트(1)로서,
    상기 스위칭 어레인지먼트(1)는, 특히 고전압 및/또는 고전류 구역을 위한 것이며, 2개의 접촉부들(3) 및 스위칭 디바이스(5)를 가지며,
    상기 스위칭 디바이스(5)는, 상기 접촉부들(3)이 서로 전기적으로 분리되는 정지 포지션(rest position)(I)으로 이동될 수 있고,
    상기 스위칭 어레인지먼트(1)는 검출기(8)를 포함하고,
    상기 검출기(8)를 이용하여, 상기 분리된 포지션(I)에서의 상기 스위칭 디바이스(5)의 존재가 무접촉 방식(contact-free manner)으로 검출될 수 있는,
    스위칭 어레인지먼트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스(5)는 접촉 브리지(18)를 위한 모터(20)를 포함하고,
    상기 검출기는 상기 모터(20)를 향해 지향되는,
    스위칭 어레인지먼트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스(5)는 코일(7)에 배열된 아마추어(armature)(6)를 포함하고,
    상기 아마추어(6)의 포지션은 상기 검출기(8)를 이용하여 무접촉 방식으로 검출될 수 있는,
    스위칭 어레인지먼트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    브리징 포지션(bridging position)에서의 상기 스위칭 디바이스(5)의 존재는 상기 검출기(8)를 이용하여 무접촉 방식으로 검출될 수 있고,
    상기 브리징 포지션에서, 상기 접촉부들(3)은 상기 스위칭 디바이스(5)에 의해 서로 연결되는,
    스위칭 어레인지먼트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉부들(3)은 내부(9)에 배열되고,
    상기 검출기(8)는 하우징(9) 외부에 배열되는,
    스위칭 어레인지먼트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉부들(3)은 고전압 하우징에 배열되고, 그리고/또는
    상기 검출기(8)는 저전압 하우징에 배열되고,
    상기 고전압 하우징 및/또는 상기 저전압 하우징은 기체- 및/또는 액체-기밀성(tight)인,
    스위칭 어레인지먼트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 어레인지먼트(1)는 하우징(9)을 포함하고,
    상기 하우징(9)은 고전압 구역 및 저전압 구역을 포함하고,
    상기 접촉부들(3)은 상기 고전압 구역에 배열되고,
    상기 검출기(8)는 상기 저전압 구역에 배열되는,
    스위칭 어레인지먼트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    무접촉 방식으로 측정을 수행하는 상기 검출기(8)는 자기장 센서, 특히 홀 센서(Hall sensor)인,
    스위칭 어레인지먼트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    무접촉 방식으로 측정을 수행하는 상기 검출기(8)는 광학 센서인,
    스위칭 어레인지먼트.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출기(8)는 신호 출력부를 갖고,
    상기 스위칭 디바이스(5)가 상기 정지 포지션(I)에 로케이팅된 경우, 상기 신호 출력부에서 제 1 신호가 방출되고,
    상기 스위칭 디바이스(5)가 상기 정지 포지션(I)에 로케이팅되지 않은 경우, 상기 신호 출력부에서 상기 제 1 신호와 상이한 적어도 하나의 추가의 신호가 방출되는,
    스위칭 어레인지먼트.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 스위칭 어레인지먼트(1)를 위한 스위치(2)로서,
    상기 스위치(2)의 하우징(9)의 벽은 신호-투과성 벽 구역(10)을 갖는,
    스위치.
  12. 스위칭 어레인지먼트(1)의 스위칭 상태를 측정하기 위한 방법으로서,
    상기 스위칭 어레인지먼트(1)는 2개의 접촉부들(3) 및 스위칭 디바이스(5)를 갖고,
    상기 스위칭 디바이스(5)는, 상기 접촉부들(3)이 서로 전기적으로 분리되는 정지 포지션(I)으로 이동될 수 있고,
    상기 정지 포지션(I)에서의 상기 스위칭 디바이스(5)의 존재는, 상기 스위칭 디바이스(5)의 포지션의 무접촉 측정에 의해 검출되는,
    스위칭 어레인지먼트의 스위칭 상태를 측정하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스(5)는 코일(7)에 배열된 아마추어(6)를 포함하고,
    상기 아마추어(6)의 포지션은 무접촉 방식으로 검출되는,
    스위칭 어레인지먼트의 스위칭 상태를 측정하기 위한 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    검출은 하우징 벽을 통해 수행되는,
    스위칭 어레인지먼트의 스위칭 상태를 측정하기 위한 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스위칭 어레인지먼트(1) 및/또는 스위칭 디바이스(5)의 마모는, 무접촉 방식으로 측정을 수행하는 검출기(8)의 신호들의 평가에 의해 식별되는,
    스위칭 어레인지먼트의 스위칭 상태를 측정하기 위한 방법.
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