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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für ein Modelleisenbahnfahrzeug, mit einem elektromagnetischen Antrieb mit zumindest einem magnetfelderzeugenden Bauelement, insbesondere einer Spule zur Erzeugung eines magnetischen Feldes und mit einem bei Spannungsbeaufschlagung der Spule relativ zu einem Grundkörper verstellbaren Stellteil, wobei die Magnetkraft zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen dem Stellteil und dem Grundkörper durch in Richtung der Relativbewegung zueinander distanzierte magnetische Bauteile bzw. Stellorgane verstärkt ist.
Aus der DE 40 15 005 A1 ist ein elektromagnetischer Antrieb für eine Kupplung eines Modelleisenbahnfahrzeuges bekannt. Dieser Antrieb umfasst einen Elektromagneten, der aus einer Spule mit einem diese durchsetzenden C-förmigen Spulenkern gebildet ist, wobei am Basisteil des im wesentlichen C-förmigen Kerns die Spule angeordnet ist. Die vom Basisteil des Spulenkerns rechtwinkelig abstehenden Schenkel stellen beim Beaufschlagen der Spule mit elektrischer Energie zueinander beabstandete, stationare Magnetpole dar. Zwischen diesen beiden Magnetpolen des C-förmigen Spulenkernes ist ein Stellelement mit zwei Permanentmagneten beweglich gelagert. Je nach Stromflussrichtung durch die Spule wird dieses Stellelement durch die magnetischen Abstossungs- und Anziehungskräfte von einem Magnetpol zum anderen Magnetpol des Spulenkernes bewegt.
Dieser im Inneren des Modelleisenbahnfahrzeuges angeordnete Antrieb ist über ein bereichsweise geführtes Drahtelement mit einem Kupplungsarm der extern angeordneten Kupplung des Modellfahrzeuges bewegungsgekoppelt. Der Kupplungsarm ist dabei mittels einer Feder in seine verriegelnde Lage vorgespannt. Zum Lösen der Kupplung muss zumindest diese Federkraft vom elektromagnetischen Antrieb überwunden werden. Nicht zuletzt aufgrund der hierbei auftretenden Reibungsverluste und der relativ hohen, aufzuwendenden Verstellkräfte ist im Inneren des Fahrzeuges ein Antrieb mit entsprechender Baugrösse erforderlich.
In der DE 196 12 263 C1 ist eine Kupplungsvorrichtung für Modelleisenbahnen zum automatischen Verbinden und bedarfsweisen Lösen zweier Modellfahrzeuge, mit einem Sperrelement und zumindest einem Kupplungskopf, beschrieben. Diese Kupplungsvorrichtung umfasst einen Kupplungskopf, der in eine Aussparung einer äquivalent ausgebildeten Kupplungsvorrichtung eingreifen kann, wobei sich die Kupplungsköpfe leitend miteinander berühren, indem sie elektrisch leitende Kontaktstreifen umfassen. Mit dieser Ausbildung wird eine einfache leitende Verbindung zwischen den einzelnen Fahrzeugen eines Zugverbandes einer Modelleisenbahn hergestellt. Es erfordert jedoch zusätzliche Manipulationen, um die Kupplungsvorrichtungen zweier Modellfahrzeuge voneinander zu trennen.
Weiters ist aus dem Katalog 97/98 der Fa. Viessmann, Seite 5, ein Antrieb in Form einer Betätigungseinrichtung bekannt, der zwei Magnetspulen aufweist, wobei Spiralfedern die Kraft der Magnetspulen auf einen Bremskolben übertragen. Der Bremskolben hat dabei für den Antrieb einen Dämpfungseffekt. Nachteilig bei diesem Antrieb ist vor allem der komplizierte Aufbau. Dar- über hinaus eignet sich dieser Antrieb nicht für alle Bewegungen.
Es wurden auch Versuche mit Werkstoffen der modernen Technologie, wie Mehrschichtwerkstoffe bzw. Memory-Metalle sowie derartige aus der Sensorik bekannte Elemente bis hin zu Piezoelementen durchgeführt. Da die Kosten für die Entwicklung, aber auch für die Beschaffung der Teile sehr hoch sind, ist deren Einsatz im Modellbaubereich zumindest derzeit noch nicht möglich.
In der JP 09-163709 A ist ein Aktor zur Erzeugung einer linearen Verstellbewegung einer Magnetspule relativ zu einem Grundkörper gezeigt. Der Grundkörper umfasst dabei ein lineares Führungsorgan für die zu diesem relativbewegliche Magnetspule. In den beiden Endbereichen des linearen Führungsorgans ist jeweils ein Permanentmagnet angeordnet. Je nach Polarität eines über die Magnetspule generierbaren Magnetfeldes erfolgt eine lineare Bewegung der verstellbar gelagerten Magnetspule entweder in den ersten oder in den davon distanzierten weiteren Endbereich des Führungsorgans. Nachteilig ist dabei, dass dieser Aktor durch die Permanentmagnete in den Endbereichen des Führungsorgans ständig eine hohe magnetische Feldstärke aufweist und daher nicht für alle Anwendungsfälle geeignet ist.
In der JP 62-268348 A ist ein weiterer Linearantrieb gezeigt. Hierbei ist eine Magnetspule auf einem linearen Führungsorgan, welches gleichzeitig einen Spulenkern bildet, linear verstellbar gelagert. In den beiden Endbereichen des Führungsorgans bzw. des Spulenkerns sind jeweils Permanentmagnete angeordnet. Je nach Ausrichtung des mittels der beweglichen Magnetspule generierbaren Magnetfeldes erfolgt eine Bewegung derselben in den ersten bzw. in den zweiten
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Endbereich des Führungsorgans. In Abhängigkeit der vorherrschenden magnetischen Abstossbzw. Anzugskräfte auf die bewegliche Magnetspule wird also eine lineare Bewegung derselben relativ zum Führungsorgan bewirkt. Auch dieser Aktor ist aufgrund der permanenten Magnetkräfte nicht für alle Anwendungsfälle zufriedenstellend einsetzbar.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung zu schaffen, die, an jeder beliebigen Stelle des Zugverbandes einer Modelleisenbahn angeordnet, ein automatisiertes Lösen der Kupplungsverbindung zwischen zwei Kupplungsvorrichtungen ermöglicht.
Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Antrieb, insbesondere dessen Grundkörper, direkt in einem Grundgehäuse der Kupplungsvorrichtung eingebaut und dabei das magnetfelderzeugende Bauelement, insbesondere die Spule, am Grundgehäuse der Kupplungsvorrichtung fixiert ist und über Verbindungsleitungen mit einer im Modelleisenbahnfahrzeug angeordneten Steuervorrichtung verbunden ist, sowie um den Umfang des Stellteils ein Rückschlussblech zur Konzentrierung der Magnetfeldlinien angeordnet und durch eine Vertikalbewegung des Stellteils ein Schwenkhebel dieser oder einer weiteren Kupplungsvorrichtung eines anderen Modelleisenbahnfahrzeuges angehoben ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass dadurch eine geringere Baugrösse für einen derartigen Antrieb mit gleichbleibender Verstellkraft geschaffen werden kann und somit ein Einsatz eines derartigen Antriebes bei Mikrosystemanwendungen sowie für miniaturisierte Bewegungsabläufe möglich ist. Vorteilhaft ist auch, dass dadurch eine kostengünstige Herstellung von Kupplungsvorrichtungen für Modelleisenbahnfahrzeuge möglich ist. Vorteilhaft ist weiters, dass durch die Anordnung dieses Antriebes bzw. der dementsprechenden Betätigungseinrichtung in der Kupplungsvorrichtung eines Modelleisenbahnfahrzeuges an jeder beliebigen Stelle ein automatisiertes Lösen einer Kupplungsverbindung zweier Modelleisenbahnfahrzeuge mit zumindest einer derartigen Kupplungsvorrichtung möglich ist.
Von Vorteil ist auch eine Ausbildung nach den Ansprüchen 2 bis 7, da dadurch handelsübliche Bauelemente eingesetzt werden können, und somit die Kosten für die Herstellung der Betätigungsvorrichtung gering gehalten werden können.
Es ist auch eine Ausgestaltung nach den Ansprüchen 8 oder 9 von Vorteil, da dadurch durch einmaliges Ansteuern des magnetfelderzeugenden Bauelementes mit Energie gleichzeitig eine Anziehungskraft und eine Abstosskraft aufgebaut werden kann.
Von Vorteil ist auch eine Ausbildung nach den Ansprüchen 10 bis 15, da dadurch unterschiedliche Kräfte für die Anziehungskraft und die Abstosskraft geschaffen werden können.
Schliesslich ist auch eine Ausbildung nach den Ansprüchen 16 oder 17 von Vorteil, da durch den einfachen Aufbau eine erhebliche Erhöhung der Stellkraft bewirkt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaubild einer Betätigungseinrichtung bzw. eines elektromagnetischen Antriebes in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung in vereinfachter, schema- tischer Darstellung;
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung in vereinfachter, schema- tischer Darstellung;
Fig. 4 ein Anwendungsbeispiel der Betätigungseinrichtung in Form einer Kupplungsvorrich- tung eines Modelleisenbahnfahrzeuges in Seitenansicht und teilweise geschnittener sowie vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 5 eine Draufsicht zum Anwendungsbeispiel nach Fig. 4 in vereinfachter, schematischer
Darstellung ;
Fig. 6 das Anwendungsbeispiel nach Fig. 4 bei aktivierter Betätigungseinrichtung in verein- fachter, schematischer Darstellung;
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Betätigungseinrichtung für eine Kupplungsvor- richtung eines Modelleisenbahnfahrzeuges in Seitenansicht und vereinfachter, sche- matischer Darstellung;
Fig. 8 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Betätigungseinrichtung für eine Kupplungsvor- richtung eines Modelleisenbahnfahrzeuges in Seitenansicht und vereinfachter, sche- matischer Darstellung;
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Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Betätigungseinrichtung für eine Kupplungsvor- richtung eines Modelleisenbahnfahrzeuges in Seitenansicht und vereinfachter, sche- matischer Darstellung;
Fig 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Betätigungseinrichtung für eine Kupplungsvor- richtung eines Modelleisenbahnfahrzeuges in Seitenansicht und vereinfachter, sche- matischer Darstellung.
Einfuhrend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen.
In den Fig. 1 bis 3 sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele einer Betätigungseinrichtung 1 in Form von Schaubildern gezeigt.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung 1 gezeigt, bei dem die Betätigungseinrichtung 1 als Antrieb 2 für einen Stellhebel oder einen Stellteil 3 dient, wobei diese vorzugsweise in Mikrosystemanwendungen und miniaturisierten Bewegungsabläufen sowie für Bewegungsabläufe im Modellbaubereich eingesetzt werden kann. Die Betätigungseinrichtung 1 weist einen Grundkörper 4 und den im Grundkörper 4 gelagerten Stellteil 3 auf, wodurch ein Bewegungsablauf des Stellteils 3 entsprechend einem dargestellten Pfeil 5 durchgeführt werden kann.
Der Grundkörper 4 der Betätigungseinrichtung 1 wird durch einen Führungssteg 6 und zwei an den beiden gegenüberliegenden Enden 7,8 des Führungssteges 6 angeordnete, magnetische Stellorgane 9,10 gebildet. Weiters weist die Betätigungseinrichtung 1 ein magnetfelderzeugendes Bauelement 11auf, welches am Führungssteg 6 beweglich gelagert ist. Das magnetfelderzeugende Bauelement 11 wird bevorzugt durch eine Spule 12 mit einem Spulenkörper 13 gebildet, wobei das magnetfelderzeugende Bauelement 11beispielsweise über eine am Stellteil 3 angeordnete, bevorzugt lösbare Verbindung 14 mit dem Stellteil 3 verbunden ist, wodurch bei einem Bewegungsvorgang des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11der Stellteil 3 entlang des Führungssteges 6 mitbewegt wird.
Die Ausbildung, insbesondere die Form des Grundkörpers 4 bzw. der einzelnen Teile, wie der Führungssteg 6, die magnetischen Stellorgane 9,10 und dem magnetfelderzeugenden Bauelement 11 kann beliebig, wie beispielsweise kreisförmig, quadratisch, usw., ausgeführt werden.
Damit das magnetfelderzeugende Bauelement 11 mit Energie beaufschlagt werden kann, ist es beispielsweise möglich, dass an einer Stirnseite des Spulenkörpers 13 Anschlüsse von Spulendrähten der Spule 12 ausgeführt sind, sodass über ein Anschlusskabel eine Verbindung der Spule 12 mit einer Energiequelle hergestellt werden kann. Selbstverständlich ist es möglich, dass jedes beliebige aus dem Stand der Technik bekannte System zum Versorgen bzw. Anspeisen einer Spule 12 mit Energie eingesetzt werden kann.
Bei dieser Betätigungseinrichtung 1 sind die magnetischen Stellorgane 9,10 durch Permanentmagnete 15,16 gebildet, wobei die Permanentmagnete 15,16 derartig an den Enden 7, 8 des Führungssteges 6 angeordnet sind, dass sich beispielsweise jeweils ein den Permanentmagnete 15,16 ausbildender Südpol 17,18, welcher in der Figur durch das Kürzel "S" dargestellt ist, dem Führungssteg 6 zugewandt bzw. zugeordnet ist, d. h., dass die Permanentmagnete 15,16 derartig an den Enden 7,8 des Führungssteg 6 angeordnet werden, dass jeweils ein gleichartiger Pol des Permanentmagneten, beispielsweise der Südpol 17,18, dem Führungssteg 6 zugewandt ist bzw. in Richtung des Führungssteges 6 ausgerichtet sind.
Der weitere Pol, nämlich ein Nordpol 19,20 jedes Permanentmagnete 15,16, welcher in der Figur mit dem Kürzel "N" dargestellt ist, erstreckt sich dabei in entgegengesetzter Richtung des Südpols 17,18. Bei einer derartigen Anordnung der Permanentmagnete 15,16 mit zueinander gerichteten Polen, nämlich den Südpolen 17,18, wird erreicht, dass der beweglich am Führungssteg 6 gelagerte Stellteil 3 in Magnetfeldern, welche durch die beiden Permanentmagnete 15,16 gebildet wird, mit gleicher Polarität angeordnet ist und somit auf die Einbaurichtung einer derartigen Betätigungseinrichtung 1 nicht Rücksicht genommen werden muss.
Weiters ist es möglich, dass durch die Verwendung der Spule 12 als magnetfelderzeugendes
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Bauelement 11 der Führungssteg 6 als Spulenkern 21 ausgebildet sein kann, sodass eine entsprechende Konzentrierung der Magnetfeldlinien eines durch die Spule 12 erzeugten Magnetfeldes bewirkt wird. Damit der Führungssteg 6 als Spulenkern 21 verwendet werden kann, wird der Führungssteg 6 aus einem metallischen Werkstoff, nämlich aus Eisen, ausgeführt, sodass, wie aus dem Stand der Technik bekannt, eine Magnetkraftverstärkung bewirkt wird, d. h., dass somit eine Spule 12 mit einem Eisenkern als magnetfelderzeugendes Bauelement 11 eingesetzt wird.
Durch die Anordnung von zwei magnetischen Stellorganen 9,10, insbesondere der Permanentmagnete 15,16, wird jeweils ein permanentes Magnetfeld 22,23 gebildet. Die Magnetfelder 22, 23 der Permanentmagnete 15, 16 sind in bezug auf den Stellteil 3 gleich ausgebildet, d. h., dass Magnetfeldlinien 24 der beiden Magnetfelder 22,23, wie in Fig. 1 dargestellt, vom Nordpol 19,20 zum Südpol 17,18 ausgebildet sind und somit in den Stellteil 3 eintreten. Selbstverständlich ist es möglich, dass die Permanentmagnete 15,16 derartig an den Enden des Führungssteges 6 angeordnet werden, dass die Nordpole 19,20 der Magnetfelder 22,23 in Richtung des Führungssteges 6 bzw. des Stellteils 3 ausgerichtet sind.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung 1 ist nunmehr der Steilteil 3 in einer Ruhelage 25 mit vollen Linien dargestellt, wogegen mit strichlierten Linien eine Arbeitsstellung 26 des Stellteils 3 eingezeichnet ist.
Damit nunmehr ein Bewegungsablauf von der Ruhelage 25 in die Arbeitsstellung 26, entsprechend dem Pfeil 5, mit dem Stellteil 3 durchgeführt werden kann, wird das magnetfelderzeugende Bauelement 11, insbesondere die Spule 12, mit Energie beaufschlagt. Durch das Beaufschlagen des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11mit Energie wird ein weiteres Magnetfeld 27, wie strichliert dargestellt, mit einem Südpol 28 und einem Nordpol 29 erzeugt. Bei diesem Magnetfeld 27 treten wiederum Magnetfeldlinien 30 vom Nordpol 29 in Richtung des Südpols 28 auf. Die beiden Pole, insbesondere der Südpol 28 und der Nordpol 29, werden in der dargestellten Figur durch die Abkürzung "S" und "N" veranschaulicht.
Damit eine Abhebebewegung des Stellteils 3 von dem dem Stellteil 3 zugeordneten magnetischen Stellorgan 10, insbesondere dem Permanentmagneten 16, erzeugt werden kann, wird die Spule 12 derartig mit Strom durchflossen, dass der vom Magnetfeld 27 gebildete Südpol 28 in Richtung des Permanentmagneten 16, also dem benachbarten bzw. anliegenden magnetischen Stellorgan 10 zugeordnet ist. Der weitere Pol, nämlich der Nordpol 29 bildet sich dabei gegenüberliegend aus, sodass dieser Nordpol 29 dem weiter entfernten, magnetischen Stellorgan 9 zugeordnet ist.
Da nunmehr zwei gleichartige Pole, insbesondere die Südpole 18 und 28, zueinander ausgerichtet sind, wird eine Abstosswirkung bzw. eine Abstosskraft des Stellteils 3 aus der Ruhelage 25 bewirkt, d. h., dass aufgrund der gegeneinanderlaufenden Magnetfeldlinien 24,30 eine Abstosskraft erzeugt wird, sodass der Stellteil 3 von seiner Ruhelage 25 in Richtung der Arbeitsstellung 26 vom Permanentmagneten 16 weggedrückt wird.
Weiters wird durch die Anordnung des weiteren magnetischen Stellorganes 9 mit einer weiteren Ausrichtung dessen Südpol 17 in Richtung des Stellteils 3 eine Anziehungskraft für den Bewegungsvorgang des Stellteils 3 von der Ruhelage 25 in die Arbeitsstellung 26 geschaffen, da nunmehr zwei gegengleiche Pole, insbesondere der Südpol 17 des Permanentmagneten 15 und der Nordpol 29 des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11 zueinander ausgerichtet sind. Dadurch wird nun erreicht, dass zusätzlich zur Abstosskraft gleichzeitig eine Anziehungskraft des gegenüberliegenden Permanentmagneten 15 auf den Stellteil 3 einwirkt und somit eine weitere Unterstützung durch Einwirkung einer weiteren Kraft für den Bewegungsablauf, entsprechend dem Pfeil 5, von der Ruhelage 25 in die Arbeitsstellung 26 des Stellteils 3 geschaffen wird.
Wird nach beendetem Bewegungsvorgang des Stellteils 3 in die Arbeitsstellung 26 die Spule 12, insbesondere das magnetfelderzeugende Bauelement 11, weiterhin mit Energie, insbesondere mit Strom und Spannung, beaufschlagt, so tritt eine Fixierung des Stellteils 3 in der Arbeitsstellung 26 ein, d. h., dass der Stellteil 3 in der Arbeitsstellung 26 durch die Ausbildung der Anziehungskraft zwischen den beiden Magnetfeldern 22 und 23 gehalten wird und somit eine Rückstellung des Stellteils 3 in die Ruhelage 25 vermieden wird. Wird nämlich die Betätigungseinrichtung 1 in vertikaler Richtung zur Erdoberfläche angewendet, so würde bei Deaktivierung des Energieflusses durch die Spule 12 das Magnetfeld 27 der Spule 12 beendet, und somit aufgrund der Erdanziehungskraft eine selbstständige Rückstellung des Stellteils 3 in die Ruhelage 25 bewirkt werden.
Bei einer horizontalen Anwendung der Betätigungseinrichtung 1 kann es ebenfalls zu einer selbststän-
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digen Rückstellung des Stellteils 3 in die Ruhelage 25 kommen, wenn nämlich durch Beendigung der Energiezufuhr zum magnetfelderzeugenden Bauelement 11 das Magnetfeld 27 erlischt und somit keine Anziehungskraft mehr auf den Stellteil 3 einwirkt, wobei jedoch eine externe Kraft, z.B. durch eine Feder auf den Stellteil 3 ausgeübt wird, wodurch eine selbstständige Rückstellung in die Ruhelage 25 hervorgerufen wird.
Es kann nunmehr gesagt werden, dass für einen Bewegungsablauf des Stellteils 3 entsprechend dem Pfeil 5 die Polarität des Magnetfeldes 27 bei Beaufschlagung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11 in bezug auf das Magnetfeld 23 des in der Ruhelage 25 benachbarten Permanentmagneten 16 oder 15 eine Abstosskraft in Richtung der Arbeitsstellung 26 aufgebaut wird und gleichzeitig mit dem entfernt liegenden Permanentmagneten 15 eine Anziehungskraft geschaffen wird, sodass ein schneller Verstellvorgang für den Stellteil 3 von der Ruhelage 25 in die Arbeitsstellung 26 oder umgekehrt erzielt wird.
Weiters wird dadurch erreicht, dass der Stellteil 3 eine entsprechend hohe Verstellkraft ausüben kann, sodass beweglich gelagerte Teile, die mit dem Stellteil 3 verbunden sind bzw. die am Stellteil 3 aufliegen oder mit diesem in Kontakt sind, wie dies beispielsweise bei einem Kupplungsbügel einer Modelleisenbahn der Fall ist, bewegt werden können.
Damit der Stellteil 3 aus der Arbeitsstellung 26 wieder in die Ruhelage 25 zurückbewegt werden kann, ist es möglich, dass eine Stromflussumkehr durch die Spule 12, insbesondere dem magnetfelderzeugenden Bauelement 11, durchgeführt wird, wodurch eine Umkehr der Polarität des Magnetfeldes 27 bewirkt wird und somit nunmehr wiederum eine Abstosskraft und Anziehungskraft im umgekehrten Sinne erzeugt wird, d. h., dass der Stellteil 3 vom benachbart angeordneten magnetischen Stellorgan 9 durch Ausbildung der Abstosskraft von der Arbeitsstellung 26 weggedrückt wird und gleichzeitig durch die Bildung der Anziehungskraft mit dem magnetischen Stellorgan 10 von diesem angezogen wird und somit wiederum die vollständige Verstellkraft vom Stellteil 3 für die Rückstellung zur Verfügung steht.
Durch eine derartige Ausbildung der Betätigungseinrichtung 1 ist es auch möglich, dass die Betätigungseinrichtung 1 in horizontaler Richtung zur Erdoberfläche bzw. in jedem Winkel zur Erdoberfläche eingesetzt werden kann, da für den Bewegungsablauf des Stellteils 3 entsprechend dem Pfeil 5, also bei der Bewegung von der Ruhelage 25 zur Arbeitsstellung 26 und von der Arbeitsstellung 26 in die Ruhelage 25, durch entsprechenden Stromfluss durch die Spule 12 immer eine Abstosskraft und Anziehungskraft auf den Stellteil 3 ausgeübt wird.
Weiters wird erreicht, dass die Betätigungsvorrichtung 1 eine geringe Baugrösse aufweisen kann, gleichzeitig jedoch eine relativ hohe Verstellkraft für den Stellteil 3 zur Verfügung steht, wodurch es nunmehr möglich ist, eine derartige Betätigungseinrichtung 1 beispielsweise in eine Kupplungsvorrichtung einer Modelleisenbahn zum Bewegen eines oder mehrerer Teile einzubauen. Derartige Ausführungsbeispiele werden nachstehend in den Fig. 4 bis 10 noch näher erläutert.
Selbstverständlich ist es möglich, dass eine derartige Betätigungseinrichtung 1 auch in anderen Bereichen, beispielsweise für einen Weichenantrieb einer Modelleisenbahn, Mikrosystemanwendungen oder für miniaturisierte Bewegungsabläufe, eingesetzt werden kann.
Weiters ist es bei den dargestellten Ausführungsbeispielen möglich, dass durch entsprechende Anordnungen von magnetfeldunterstützenden Bauteilen bzw. Materialien, wie beispielsweise einem Gehäuse, der Grundkörper 4 der Betätigungseinrichtung 1 vollständig oder teilweise umschlossen ist. Durch eine derartige Anordnung eines Gehäuses um die Permanentmagneten 15, 16, insbesondere den Grundkörper 4 der Betätigungseinrichtung 1, wird erreicht, dass eine Konzentrierung bzw. Ausrichtung der einzelnen Magnetfelder 22,23 und 27 geschaffen wird, sodass im Inneren des Grundkörpers 4, also im Verstellbereich des Stellteils 3 eine Konzentrierung der Magnetfeldlinien 24,30 erzielt wird und somit eine noch bessere und höhere Verstellkraft für den Stellteil 3 geschaffen werden kann.
Dabei ist es möglich, dass, wie schematisch mit strichpunktierten Linien dargestellt, ein Rückschlussblech 31 um die magnetischen Stellorgane 9,10, insbesondere um den Umfang des Grundkörpers 4, angeordnet ist.
Durch dieses Rückschlussblech 31 wird weiters erreicht, dass die Magnetfelder 22,23 und 27, insbesondere deren Magnetfeldlinien 24,30 nicht ausserhalb des Rückschlussbleches 31 verlaufen, sondern dass diese beim Austritt aus den Nordpolen 19,20 der Magnetfelder 22,23 direkt in das Rückschlussblech 31 eintreten und im Verstellbereich des Stellteils 3, also zwischen der Ruhelage 25 und der Arbeitsstellung 26 des Stellteils 3, wieder aus dem Rückschlussblech 31 austreten. Ein
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weiterer Vorteil liegt darin, dass die Betätigungseinrichtung 1 auch in Bereichen mit magnetfeldempfindlichen Bauelementen eingesetzt werden kann, da keine Magnetfeldlinien 24,30 ausserhalb des Rückschlussbleches 31 auftreten, und somit Störungen verhindert werden.
In Fig. 2 ist ein anderer schematischer Aufbau der Betätigungseinrichtung 1 gezeigt, wobei das Grundprinzip des Funktionsablaufes der Ausführungsform nach Fig. 1 entspricht.
Der Unterschied zu der in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform der Betätigungseinrichtung 1 liegt nun darin, dass nunmehr nur noch ein magnetisches Stellorgan 9 in Form des Permanentmagneten 15 angeordnet ist, wobei dieses magnetische Stellorgan 9 nunmehr im Stellteil 3 anstelle des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11angeordnet ist Das magnetische Stellorgan 9 bzw. der Stellteil 3 ist wiederum am Führungssteg 6 beweglich gelagert, sodass wiederum eine Verstellung des Stellteils 3 von der Ruhelage 25 - mit vollen Linien gezeigt - in die Arbeitsstellung 26 - mit strichlierten Linien gezeigt - möglich ist.
An den Enden 7,8 des Führungssteges 6, insbesondere in den Endbereichen des Führungssteges 6, sind nunmehr zwei magnetfelderzeugende Bauelemente 11und 32 angeordnet. Dabei ist es möglich, dass der Führungssteg 6 wiederum den Kern der beiden magnetfelderzeugenden Bauelemente 11 und 32 ausbildet, wodurch der Führungssteg 6 in das Innere der magnetfelderzeugenden Bauelemente 11und 32 eingeführt ist. Die beiden magnetfelderzeugenden Bauelemente 11, 32 werden nunmehr wiederum durch die Spule 12 mit dem Spulenkörper 13und einer weiteren Spule 33 mit einem weiteren Spulenkörper 34 gebildet.
Bei diesem Aufbau der Betätigungseinrichtung 1 sind nun die einzelnen für den Bewegungsablauf, entsprechend dem Pfeil 5, des Stellteils 3 erforderlichen Komponenten ausgetauscht bzw. vertauscht. Die Funktionsweise zum Verstellen des Stellteils 3 entspricht dabei der Funktionsweise, wie sie in Fig. 1 beschrieben ist, d. h., dass wiederum zum Verstellen des Stellteils 3 von der Ruhelage 25 in die Arbeitsstellung 26 eine Abstosskraft und eine Anziehungskraft auf den Stellteil 3 ausgeübt wird. Hierzu werden nunmehr die beiden magnetfelderzeugenden Bauelemente 11,32 mit Energie beaufschlagt, sodass sich die Magnetfelder 22, 23, wie in Fig. 1 beschrieben, ausbilden.
Die beiden magnetfelderzeugenden Bauelemente 11,32, insbesondere die Spulen 12,33, werden mit der gleichen Polarität der Energie betrieben bzw. angesteuert, sodass sich gleiche Pole der beiden Magnetfelder 22,23 zueinander ausrichten. Da nunmehr der Permanentmagnet 15, insbesondere das magnetische Stellorgan 9, im Stellteil 3 angeordnet ist, bildet sich wiederum eine Abstosskraft und eine Anziehungskraft auf dem Stellteil 3 aus, wodurch eine rasche Verstellung des Stellteils 3 mit einer sehr hohen Verstellkraft von der Ruhelage 25 in die Arbeitsstellung 26 oder umgekehrt ermöglicht wird Für die Rückstellung des Stellteils 3 ist es lediglich wiederum erforderlich die Polarität der Energieversorgung der beiden Spulen 12 und 33 umzukehren, damit für die Rückstellung wiederum eine Abstosskraft und Anziehungskraft auf den Stellteil 3 ausgeübt wird.
Der Vorteil bei einer derartigen Ausbildung der Betätigungseinrichtung 1 liegt nun dann, dass durch die Anordnung der magnetfelderzeugenden Bauelemente 11und 32 an den Enden 7,8 des Führungssteges 6 diese grösser dimensioniert werden können, sodass die Magnetkraft der Magnetfelder 22,23 erhöht werden kann, ohne dass dabei eine Vergrösserung des Stellteils 3 durchgeführt werden muss. Dies ist insofern von Vorteil, da dadurch das Eigengewicht des Stellteils 3 möglichst gering gehalten werden kann, wogegen eine Magnetfeldverstärkung und eine höhere Verstellkraft durch das Einsetzen höher dimensionierter, magnetfelderzeugender Bauelemente 11,32 erzielt werden kann.
Selbstverständlich ist es möglich, dass bei einer derartigen Betätigungseinrichtung 1 nicht beide magnetfelderzeugenden Bauelemente 11,32 gleichzeitig mit Energie beaufschlagt werden müssen, sondern, dass ein Hintereinanderansteuern der beiden magnetfelderzeugenden Bauelemente 11,32 möglich ist. Dadurch wird erreicht, dass zuerst die Abstosskraft zwischen dem Stellteil 3 und dem magnetfelderzeugenden Bauelement 32 geschaffen wird, wobei anschliessend durch die Beaufschlagung des weiteren magnetfelderzeugenden Bauelementes 11 die Anziehungskraft zwischen dem magnetfelderzeugenden Bauelement 11und dem Stellteil 3 aufgebaut wird.
Weiters ist es auch möglich, dass durch gegengleiches Ansteuern der beiden magnetfelderzeugenden Bauelemente 11und 32 ein Schwebezustand des Stellteils 3 erzielt werden kann, d. h., dass der Stellteil 3 durch die aufgebaute Abstosskraft zwischen dem magnetfelderzeugenden Bauelement 32 und dem Stellteil 3 von der Ruhelage 25 abgestossen wird, wobei gleichzeitig durch Ausbildung einer weiteren Abstosskraft vom weiteren magnetfelderzeugenden Bauelement 11 der
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Stellteil 3 zwischen der Ruhelage und der Arbeitsstellung 26 durch die beiden einwirkenden Abstosskräfte gehalten wird. Dadurch ist es möglich, dass mit einer derartigen Betätigungseinrichtung 1 drei unterschiedliche Stellungen des Stellteils 3 eingenommen werden können.
In Fig. 3 ist nunmehr ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aufbaus einer derartigen Betätigungseinnchtung 1, wie sie in den zuvor beschriebenen Fig. 1 und 2 dargestellt ist, gezeigt. Der Funktionsablauf für einen Bewegungsvorgang des Stellteils 3 entspricht den zuvor beschriebenen Figuren, d. h., dass wiederum auf den Stellteil 3 für den Bewegungsvorgang sowohl eine Abstosskraft als auch eine Anziehungskraft einwirkt.
Bei diesen Ausführungsbeispielen der Betätigungseinrichtung 1 ist nunmehr ein magnetfelderzeugendes Bauelement 11im Stellteil 3 angeordnet. Der Stellteil 3 wird nunmehr aus zwei Teilen 35,36 gebildet, sodass das magnetfelderzeugende Bauelement 11 im Innenraum der beiden Teile 35,36 eingesetzt ist. Durch eine derartige Ausbildung des Stellteils 3 wird erreicht, dass dieser einen Hohlraum aufweist, wodurch das Gewicht des Stellteils 3 reduziert werden kann.
An den beiden Enden 7,8 des Führungssteges 6 ist nunmehr auf einer Seite ein magnetisches Stellorgan 9, insbesondere am Ende 7 des Führungssteges 6, und am weiteren Ende 8 ein magnetfelderzeugendes Bauelement 32 angeordnet. Durch dieses Ausführungsbeispiel ist es wiederum möglich, dass durch entsprechende Beaufschlagung der magnetfelderzeugenden Bauelemente 11,32 mit Energie eine Abstosskraft in der Ruhelage 25 des Stellteils 3 geschaffen wird, wogegen gleichzeitig durch das magnetische Stellorgan 9 eine Anziehungskraft für die Arbeitsstellung 26 oder umgekehrt aufgebaut werden kann. Die Funktionsweise zum Aufbau der einzelnen Magnetfelder 22, 23 und 27 kann aus den zuvor beschriebenen Figuren entnommen werden.
Für die zuvor beschriebenen Figuren ist zu erwähnen, dass für die Bildung der Abstosskraft zwei gleiche Pole zweier Magnetfelder 22,23 oder 27 zueinander ausgerichtet sein müssen, wogegen für die Anziehungskraft zwei gegengleiche Pole zweier Magnetfelder 22,23 oder 27 zueinander ausgerichtet sein müssen. Da aufgrund des Einsatzes von magnetfelderzeugenden Bauelementen 11,32 für diese durch entsprechenden Stromfluss durch die magnetfelderzeugenden Bauelemente 11,32, dessen Polarität der Magnetfelder 22,23 oder 27 beeinflusst werden kann, ist es möglich, dass jederzeit eine Abstosskraft als auch eine Anziehungskraft untereinander aufgebaut werden kann. Es ist auch möglich, dass eine beliebige Kombination der magnetischen Stellorgane 9 und 10 sowie der magnetfelderzeugenden Bauelemente 11 und 32 durchgeführt werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass bei Anordnung des magnetischen Stellorganes 9 an dem Ende 8 oder 7, an dem das Stellorgan 3 seine Ruhelage 25 aufweist, durch die Beaufschlagung der beiden weiteren magnetfelderzeugenden Bauelemente 11,32 mit gegengleichem Stromfluss wiederum ein Schwebezustand des Stellteils 3 erzeugt werden kann. Weiters ist es möglich, dass anstelle der magnetischen Stellorgane 9 und/oder 10 ein weiteres magnetfelderzeugendes Bauelement 11,32 eingesetzt werden kann. Es ist auch möglich, anstelle eines Permanentmagneten 15,16 im Stellteil 3 nur ein metallisches Teil anzuordnen, sodass durch das Beaufschlagen zweier magnetfelderzeugender Bauelemente 11, 32 eine Verstellung des Stellteils 3 durchgeführt werden kann.
Es ist auch möglich, dass der Stellteil 3 an einem beliebigen Teil fixiert werden kann, sodass aufgrund einer Bewegung des beweglich gelagerten Führungssteges 6 eine Verstellung bzw. ein Bewegungsvorgang durchgeführt werden kann, da auf die an den Enden 7 und 8 des Führungssteges 6 angeordneten Komponenten wiederum gleichzeitig eine Abstosskraft und/oder Anziehungskraft bewirken. Hierzu wird ein oder mehrere zu bewegende Teile mit einer oder beiden an den Enden 7 oder 8 des Führungssteges 6 angeordneten Komponenten befestigt bzw. verbunden
In den nachstehend beschriebenen Figuren sind Anwendungsbeispiele für den Einsatz einer derartigen Betätigungseinrichtung 1 beschrieben.
In den Fig. 4 bis 6 wird ein Anwendungsbeispiel der Betätigungseinrichtung 1 in vereinfachter, schematischer Darstellung gezeigt. Dieses Anwendungsbeispiel betrifft eine Kupplungsverbindung 37 zweier Kupplungsvorrichtungen 38,39 zum Verbinden zweier Modelleisenbahnfahrzeugen 40, 41. Hierzu ist in Fig. 4 die Kupplungsverbindung 37 mit schematisch angedeuteten Modelleisenbahnfahrzeugen 40,41 in Seitenansicht und vereinfachter, schematischer Darstellung gezeigt, wogegen in Fig. 5 eine Draufsicht der Kupplungsverbindung 37 der beiden Kupplungsvorrichtungen 38,39 ohne den Modelleisenbahnfahrzeugen 40, 41 dargestellt ist. Weiters ist in Fig. 6 eine Seitenansicht der Kupplungsverbindung 37 im aktivierten Zustand gezeigt, wobei wiederum nur die
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beiden Kupplungsvorrichtungen 38,39 dargestellt sind.
Grundsätzlich kann zu einer derartigen Kupplungsverbindung 37 erwähnt werden, dass jedes Kupplungssystem, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, für ein derartiges Anwendungsbeispiel eingesetzt werden kann und somit auf die nachfolgenden Ausführungsvarianten der unterschiedlichen Kupplungsmöglichkeiten zweier Modelleisenbahnfahrzeugen 40,41 nicht beschränkt ist.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist beispielsweise eine Kupplungsverbindung 37 gezeigt, bei denen die beiden Kupplungsvorrichtungen 38,39 unterschiedlicher Bauart sind. Die beiden Kupplungsvorrichtungen 38,39 weisen ein Grundgehäuse 42,43 auf, an dem jeweils ein Kupplungskopf 44,45 angeformt ist. Das Grundgehäuse 42,43 kann beispielsweise über eine Drehachse gelenkig mit den Modelleisenbahnfahrzeugen 40,41 verbunden sein, wodurch es möglich ist, dass die Kupplungsvorrichtungen 38,39 bei Kurvenfahrten der Modelleisenbahnfahrzeuge 40,41 ausgeschwenkt werden können.
Damit ein Zusammenkuppeln der beiden Kupplungsvorrichtungen 38,39 möglich ist, weist nunmehr die Kupplungsvorrichtung 38 einen am Kupplungskopf 44 angeformten Gegenhalter 46 auf, wogegen die weitere Kupplungsvorrichtung 39 einen Schwenkhebel 47, der gelenkig am Grundgehäuse 43 gelagert ist, aufweist. Durch ein derartiges System eines Gegenhalters 46 und eines Schwenkhebels 47 wird erreicht, dass beim Zusammenfahren zweier Modelleisenbahnfahrzeugen 40, 41, wie es bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist, der Schwenkhebel 47 über den Gegenhalter 46 durch eine am Gegenhalter 46 schräg verlaufende Fläche 48 angehoben wird, sodass der Schwenkhebel 47 hinter dem Gegenhalter 46 abfällt und somit mit dem Gegenhalter 46 in Eingriff kommt, wodurch eine sichere Kupplungsverbindung 37 zweier Modelleisenbahnfahrzeuge 40, 41 hergestellt wird.
Auf den genauen Funktionsablauf bezüglich des Einkuppelns der beiden Kupplungsvorrichtungen 38,39 wird nicht näher eingegangen, da diese Kupplungsverbindung 37 der beiden Kupplungsvorrichtungen 38,39 bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist. Selbstverständlich ist es möglich, dass jede Kupplungsvorrichtung 38,39 einen Gegenhalter 46 und einen Schwenkhebel 47 aufweist, wobei jedoch hierzu die einzelnen Teile analog ausgebildet werden müssen, sodass ein gegenseitiges Hintergreifen der Schwenkhebeln 47 hinter dem Gegenhalter 46 möglich ist.
Damit jedoch ein Entkuppeln der beiden Kupplungsvorrichtungen 38,39 durchgeführt werden kann, wird in die Kupplungsvorrichtung 38, also an jener Kupplungsvorrichtung 38,39, an der der Gegenhalter 46 angeordnet ist, die Betätigungseinrichtung 1 angeordnet. Hierzu ist die Betätigungseinrichtung 1, insbesondere der Grundkörper 4, in das Grundgehäuse 42 der Kupplungsvorrichtung 38 eingebaut. Dabei wird nunmehr jener Teil, insbesondere das magnetfelderzeugende Bauelement 11am Grundgehäuse 42 der Kupplungsvorrichtung 38 fixiert, wobei nunmehr für die Verstellung bzw. für einen Bewegungsvorgang eine Verstellung der an den Enden 7 und 8 angeordneten Teile, insbesondere der magnetischen Stellorgane 9,10, über den Führungssteg 6 durchgeführt wird.
Hierzu wird für einen Verstellvorgang bzw. für einen Bewegungsablauf ein an einem Ende 7 oder 8 angeordnetes, magnetisches Stellorgan 9 oder 10 durch Ausbildung einer Abstosskraft von dem fixierten, magnetfelderzeugenden Bauelement 11 abgestossen, wogegen das vom magnetfelderzeugenden Bauelement 11weiter entfernt angeordnete, magnetische Stellorgan 9 oder 10 durch Ausbildung einer Anziehungskraft die Verstellbewegung des Entkupplungshebels 49 unterstützt.
Damit nunmehr ein Verstellvorgang bzw. Bewegungsablauf mit der Betätigungseinrichtung 1 durchgeführt werden kann, ist an einem der beiden magnetischen Stellorgane 9,10, insbesondere am magnetischen Stellorgan 10, der Stellteil 3 angeordnet, wobei der Stellteil 3 einen Entkupplungshebel 49 ausbildet. Dieser Entkupplungshebel 49 kann L-förmig ausgebildet sein, wobei sich dieser vom magnetischen Stellorgan 10 in Richtung des Gegenhalters 46 erstreckt. Der L-förmig abgewinkelte Schenkel des Entkupplungshebels 49 erstreckt sich in Eingriffstellung des Schwenkhebels 47 in einem Freiraum hinter dem Gegenhalter 46, also zwischen dem Gegenhalter 46 und den der Kupplungsvorrichtung 38 zugeordnetem Modelleisenbahnfahrzeug 40.
In Fig. 4 ist nunmehr die Kupplungsverbindung 37 im gekuppelten Zustand gezeigt, wogegen in Fig. 6 die Kupplungsverbindung 37 in gelöster Stellung dargestellt ist.
Damit das magnetfelderzeugende Bauelement 11, insbesondere die Spule 12, mit Energie versorgt werden kann, ist die Spule 12 über Verbindungsleitungen 50,51 mit einer im Modelleisen-
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bahnfahrzeug 40 angeordneten Steuervorrichtung 52 verbunden, wobei von dieser aus die Beaufschlagung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11 mit Energie erfolgt.
Wird nunmehr von der Steuervorrichtung 52 das magnetfelderzeugende Bauelement 11mit Energie beaufschlagt, so bilden sich die entsprechend in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Magnetfelder 22,23 und 27 zwischen den magnetischen Stellorganen 9, 10 und dem magnetfelderzeugenden Bauelement 11aus, sodass nunmehr eine Verstellung des Entkupplungshebels 49 von der in Fig. 4 gezeigten Ruhelage 25 in die in Fig. 6 gezeigte Arbeitsstellung 26 durch die vertikale Verschiebung der magnetischen Stellorgane 9,10 entlang des Führungssteges 6 durchgeführt wird, wodurch der Schwenkhebel 47 der weiteren Kupplungsvorrichtung 39 über den Gegenhalter 46 angehoben wird, sodass bei einer Fahrbewegung zumindest eines Modelleisenbahnfahrzeuge 40,41 eine Entkupplung der Kupplungsverbindung 37 durchgeführt wird.
Nachdem sich die beiden Modelleisenbahnfahrzeuge 40,41, insbesondere ein Modelleisenbahnfahrzeug 40 von dem weiteren Modelleisenbahnfahrzeug 41, wegbewegt haben, kann von der Steuervorrichtung 52 eine Deaktivierung der Betätigungseinrichtung 1 durchgeführt werden, sodass aufgrund der Erdanziehungskraft nunmehr eine Rückstellung der Betätigungseinrichtung 1 durchgeführt wird, d.h., dass der Entkupplungshebel 49 von der Arbeitsstellung 26, wie in Fig. 6 gezeigt, in die Ruhelage 25, wie in Fig. 4 dargestellt, durch das Gewicht des Entkupplungshebels 49 und der Erdanziehungskraft durch die vertikale Verwendung der Betätigungseinrichtung 1 zurückbewegt wird.
Hierzu ist es selbstverständlich möglich, dass durch Energieumkehr am magnetfelderzeugenden Bauelement 11 durch Umkehr der Magnetfelder 22,23 und 27 eine Unterstützung bei der Rückstellung des Entkupplungshebels 49 in die Ausgangslage möglich ist, wie dies bereits in den Fig. 1 bis 3 beschrieben ist.
Selbstverständlich ist es möglich, dass bei derartigen Kupplungsverbindungen 37 gleichartige Kupplungen eingesetzt werden können, sodass jeweils von den in den Modelleisenbahnfahrzeugen 40,41 angeordneten Steuervorrichtungen 52 eine Aktivierung der Betätigungseinrichtung 1 in den Kupplungsvorrichtungen 37,38 durchgeführt werden kann, sodass ein Anheben des Schwenkhebels 47 der weiteren Kupplungsvorrichtung 38 oder 39 ebenfalls durchgeführt wird und somit ein Entkuppeln an einer beliebigen Stelle eines Schienensystems möglich wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiters noch ersichtlich, dass am Schwenkhebel 47 ein Fortsatz 53, der in Richtung der Aufstandsfläche der Modelleisenbahnfahrzeuge 40,41 ausgerichtet ist, angeordnet ist, sodass auch handelsübliche Entkupplungssysteme, die am Schienenkörper von Modelleisenbahnanlagen angeordnet sind, eingesetzt werden können, d. h., dass durch das Überfahren eines derartigen Entkupplungssystems der Schwenkhebel 47 durch den Fortsatz 53 angehoben wird und somit wiederum ein Entkuppeln der beiden Kupplungsvorrichtungen 38,39 durch Überheben des Gegenhalters 46 erzielt wird.
Selbstverständlich ist es möglich, dass jede beliebige andere Ausbildung des Stellteils 3, insbesondere des Entkupplungshebels 49, eingesetzt werden kann. Es ist auch möglich, dass eine exakte Ausbildung der Betätigungsvorrichtung 1, wie sie in den Fig. 1 bis 3 beschrieben ist, in eine derartige Kupplungsvorrichtung 38 eingebaut werden kann.
Hierzu wird der Stellteil 3, insbesondere der Entkupplungshebel 49 mit dem magnetfelderzeugenden Bauelement 11bzw mit jenem Teil der Betätigungseinrichtung 1, der am Führungssteg 6 beweglich gelagert ist, verbunden, sodass durch entsprechende Verstellung des beweglich gelagerten Teils am Führungssteg 6, wie es in den Fig. 1 bis 3 beschrieben ist, eine Anhebung des Entkupplungshebels 49 erreicht wird und somit wiederum das Überheben des Schwenkhebels 47 der weiteren Kupplungsvorrichtung 39 über den Entkupplungshebel 49 durchgeführt werden kann. Hierzu werden die an den Enden 7,8 angeordneten magnetischen Stellorgane 9, 10 mit dem Grundgehäuse 42 oder 43 der Kupplungsvorrichtungen 37 oder 38 verbunden.
In Fig. 7 ist eine andere Ausführungsform der Kupplungsverbindung 37 zweier Kupplungsvorrichtungen 38,39 mit der darin angeordneten Betätigungseinrichtung 1 gezeigt.
Die beiden Kupplungsvorrichtungen 38,39 werden wiederum aus den Einzelteilen, wie bei den Ausführungsbeispielen entsprechend der Fig. 4 bis 6, gebildet. Der Unterschied zu der in Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsform liegt nun darin, dass die in der Kupplungsvorrichtung 38 eingebaute Betätigungseinrichtung 1 anders ausgebildet ist.
Die Betätigungseinrichtung 1 wird nunmehr ohne Führungssteg 6 aufgebaut, d. h., dass der Entkupplungshebel 49 über ein Drehgelenk 54 am Grundgehäuse 42 der Kupplungsvorrichtung 38
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gelagert ist, wobei jedoch die Betätigungseinrichtung 1 wiederum aus dem magnetischen Stellorganen 9 und 10 und einem magnetfelderzeugenden Bauelement 11 gebildet ist. Hierzu wird das magnetfelderzeugende Bauelement 11im Inneren bzw. im Grundgehäuses 42 der Kupplungsvorrichtung 38 angeordnet, wobei das magnetische Stellorgan 9 am Entkupplungshebel 49 angeordnet ist und somit wiederum dem magnetfelderzeugenden Bauelement 11zugeordnet ist.
Damit jedoch ein Anheben des Schwenkhebels 47 der weiteren Kupplungsvorrichtung 39 möglich ist, wird der Entkupplungshebel 49 an der Unterseite der Kupplungsvorrichtung 38 über das Drehgelenk 54 gelagert, d. h., dass der Entkupplungshebel 49, der wiederum L-förmig ausgebildet ist, auf der vom Schienenaufbau für Modellfahrzeuge angeordneten Seite der Kupplungsvorrichtung 38 über das Drehgelenk 54 am Grundgehäuse 42 gelenkig befestigt ist. Hierzu ist es von Vorteil, dass das Drehgelenk 54 für den Entkupplungshebel 49 zwischen der Betätigungseinrichtung 1 und dem Modelleisenbahnfahrzeug 40, welches der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, jedoch aus der Anordnung aus Fig. 4 ersichtlich ist, angeordnet wird.
Die Betätigungseinrichtung 1 ist wiederum zwischen dem Gegenhalter 46 und dem Drehgelenk 54 bzw. dem Modelleisenbahnfahrzeug 40 angeordnet, wobei zwischen dem Gegenhalter 46 und der Betätigungseinrichtung 1 ein Freiraum für den Entkupplungshebel 49 ausgebildet ist, sodass durch die L-förmige Ausbildung des Entkupplungshebels 49 ein Schenkel von diesem zwischen dem Gegenhalter 46 und der Betätigungseinrichtung 1 in den Freiraum eingreifen kann.
Bei einer derartigen Ausbildung der Betätigungseinrichtung 1 wird nun erreicht, dass durch das Beaufschlagen des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11 im Inneren des Grundgehäuses 42 ein Magnetfeld erzeugt wird, wobei der Pol dieses Magnetfeldes einen gegengleichen Pol zu dem am Entkupplungshebel 49 angeordneten, magnetischen Stellorganes 9 bildet und durch die gebildete Anziehungskraft zwischen den beiden ausgebildeten Magnetfeldern wird der Entkupplungshebel 49, insbesondere der Stellteil 3, in Richtung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11 bewegt, sodass der Schwenkhebel 47 der weiteren Kupplungsvorrichtung 39 über den Gegenhalter 46 durch den Entkupplungshebel 49 angehoben wird.
Damit der Entkupplungshebel 49 in die gezeichnete Ruhelage 25 zurückgestellt werden kann, ist es möglich, dass die Energiebeaufschlagung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11 unterbrochen wird, sodass aufgrund der Erdanziehungskraft eine Rückstellung des Entkupplungshebels 49 durchgeführt wird. Selbstverständlich ist es möglich, dass durch Umpolung des Energieflusses durch das magnetfelderzeugende Bauelement 11eine Magnetfeldumkehrung durchgeführt wird, sodass sich zwei gleiche Pole der Magnetfelder des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11und des magnetischen Stellorganes 9 gegenüberliegen und somit eine Abstosskraft aufgebaut wird, wodurch der Entkupplungshebel 49 vom magnetfelderzeugenden Bauelement 11 weggedrückt bzw. abgestossen wird.
Bei einer derartigen Ausbildung der Betätigungseinrichtung 1 ist es auch möglich, dass durch ein Anordnen eines weiteren magnetfelderzeugenden Stellorganes 10, an der gegenüberliegenden Seite des Entkupplungshebels 49, die gebildete Anziehungskraft durch das permanent ausgebildete Magnetfeld verstärkt werden kann.
Es ist auch möglich, bei einer derartigen Kupplungsverbindung 37 die beiden Teile, insbesondere das magnetfelderzeugende Bauelement 11 und das magnetische Stellorgan 9, zu vertauschen, wobei wiederum durch Beaufschlagung des magnetischen Bauelementes 11 die Anziehungskraft und Abstosskraft nunmehr ausgehend vom Entkupplungshebel 49 aufgebaut werden kann.
Der Vorteil einer derartigen Kupplungsverbindung 37 mit der Betätigungseinrichtung 1 liegt nun darin, dass die beiden Modelleisenbahnfahrzeuge 40, 41 an jeder beliebigen Stelle eines Schienenaufbaus entkuppelt werden können, wobei hierzu lediglich eine Energiebeaufschlagung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11benötigt wird. Dies kann insofern erfolgen, dass durch entsprechende Ansteuerung des Modelleisenbahnfahrzeuges 40 mit einem Steuersignal die dann angeordnete Steuervorrichtung eine Energiebeaufschlagung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11durchführt.
In Fig. 8 ist ein anderes Ausführungsbeispiel für eine Kupplungsverbindung 37 gezeigt, wobei nunmehr nur eine Kupplungsvorrichtung 38 dargestellt ist.
Bei dieser Ausbildung der Kupplungsvorrichtung 38 ist wiederum in der Kupplungsvorrichtung 38, insbesondere im Grundgehäuse 42, die Betätigungseinrichtung 1 angeordnet. Die Ausbildung
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der Betätigungseinrichtung 1 entspricht dabei der zuvor beschriebenen Ausführungsform nach Fig. 7, d. h., dass anstelle des Führungssteges 6 der Entkupplungshebel 49 über das Drehgelenk 54 verschwenkbar am Grundgehäuse 42 angeordnet ist. Bei dieser Ausbildung der Kupplungsvorrichtung 38 ist zusätzlich zu dem Gegenhalter 46 der Schwenkhebel 47 an der Kupplungsvorrichtung 38 angeordnet.
Damit eine derartige Kupplungsvorrichtung 38 mit einer weiteren Kupplungsvorrichtung 39 zusammengekuppelt werden kann, ist die weitere Kupplungsvorrichtung 39 analog zu dieser Kupplungsvorrichtung 38 ausgebildet, wodurch ein Hintergreifen der beiden Schwenkhebeln 47 der Kupplungsvorrichtungen 38 und 39 hinter den Gegenhaltern 46 der weiteren Kupplungsvorrichtungen 38 und 39 möglich ist.
Damit eine derartige Kupplungsverbindung 37 gelöst werden kann, ist wie in den zuvor beschriebenen Figuren eine Beaufschlagung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11 der Betätigungseinrichtung 1 mit Energie notwendig. Hierdurch wird wiederum erreicht, dass der Entkupplungshebel 49 mit dem daran angeordneten, magnetischen Stellorgan 9 in Richtung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11bewegt wird, wobei aufgrund der Ausbildung des Entkupplungshebels 49 nunmehr der Schwenkhebel 47 der eigenen Kupplungsvorrichtung 38 über den Gegenhalter 46 der weiteren Kupplungsvorrichtung 39 angehoben wird.
Dies wird insofern erreicht, indem der Entkupplungshebel 49 auf den am Schwenkhebel 47 angeordneten Fortsatz 53 angepresst wird, wodurch aufgrund der Bewegung des Entkupplungshebels 49 der Schwenkhebel 47 über den Gegenhalter 46 angehoben wird und somit durch eine Bewegung der Modelleisenbahnfahrzeuge 40,41 ein Entkupplung dieser stattfindet.
Damit jedoch eine derartige Kupplungsverbindung 37 entkuppelt werden kann, ist es erforderlich, dass beide Kupplungsvorrichtungen 38,39 eine entsprechende Betätigungseinrichtung 1 mit dem magnetfelderzeugenden Bauelement 11 und dem magnetischen Stellorgan 9 aufweisen, sodass durch beidseitiges Beaufschlagen der magnetfelderzeugenden Bauelemente 11die Anziehungskraft für den Entkupplungshebel 49 aufgebaut wird, sodass ein Bewegungsablauf entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt wird.
Die Funktion der Betätigungseinrichtung 1 kann aus den zuvor beschriebenen Figuren entnommen werden.
In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung 38 für eine Kupplungsverbindung 37 zweier Modelleisenbahnfahrzeuge 40,41 gezeigt. Diese Ausführungsform entspricht der in Fig. 8 beschriebenen Ausführungsform, wobei nunmehr anstelle eines Entkupplungshebels 49 der Schwenkhebel 47 mit den daran angeordneten Fortsatz 53 einen weiteren an den Schwenkhebel 47 angeformten Betätigungsbügel 55 aufweist.
Selbstverständlich ist es möglich, dass der Schwenkhebel 47 mit dem daran angeformten Betätigungsbügel 55 aus mehreren Einzelteilen gebildet sein kann. Am Betätigungsbügel 55 wird wiederum das magnetische Stellorgan 9 angeordnet, sodass durch Anordnung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11im Grundgehäuse 42 der Kupplungsvorrichtung 38 die Betätigungseinrichtung 1 realisiert wird.
Die Form des Betätigungsbügels 55 kann beliebig ausgeführt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Betätigungsbügel 55 auf der den Fortsatz 53 gegenüberliegenden Seite angeordnet, wobei sich dieser in Richtung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11 erstreckt. Hierdurch wird erreicht, dass aufgrund der Anordnung des magnetischen Stellorganes 9 am Betätigungsbügel 55 das Grundprinzip der Betätigungseinrichtung 1 verwirklicht wird, d.
h., dass aufgrund des permanenten Magnetfeldes vom magnetischen Stellorgan 9 durch Beaufschlagung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11mit Energie eine Anziehungskraft oder Abstosskraft aufgebaut werden kann, sodass aufgrund der Bewegung des Betätigungsbügels 55 in Richtung des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11eine Anhebung des Schwenkhebels 47 über den Gegenhalter 46 der weiteren Kupplungsvorrichtung 39 oder 38 bewirkt wird und somit wiederum ein Lösen der Kupplungsverbindung 37 zweier Kupplungsvorrichtungen 38,39 zustande kommt.
In Fig. 10 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Kupplungsverbindung 37 zweier Kupplungsvorrichtungen 38,39 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Kupplungsvorrichtungen 38 und 39 entsprechend den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 bis 6 ausgebildet, d h , dass die Kupplungsvorrichtung 38 nunmehr wiederum den Gegenhalter 46 aufweist, wogegen an der weiteren Kupplungsvorrichtung 39 der Schwenkhebel 47 angeordnet ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist in vollen Linien die eingekuppelte Stellung der
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beiden Kupplungsvorrichtungen 38,39 dargestellt, wogegen in strichlierten Linien die Entkupplungsstellung dargestellt ist.
Die Betätigungseinrichtung 1 wird nunmehr nicht in vertikaler Richtung zur Aufstandsfläche der Modelleisenbahnfahrzeuge 40,41 ausgebildet, sondern in horizontaler Richtung, also in Richtung der Kupplungsvorrichtung 38 oder 39, ausgeführt, wobei die Betätigungseinrichtung 1 aus dem magnetfelderzeugenden Bauelement 11 und den beiden über den Führungssteg 6 gekoppelten, magnetischen Stellorganen 9,10 gebildet.
Hierzu ist das magnetfelderzeugende Bauelement 11mit dem Grundgehäuse 42 der Kupplungsvorrichtung 38 verbunden, wogegen die beiden magnetischen Stellorgane 9,10 über den Führungssteg 6 beweglich am magnetfelderzeugenden Bauelement 11 gelagert sind und somit den Stellteil 3, insbesondere den Entkupplungshebel 49, bildet. Durch Beaufschlagen des magnetfelderzeugenden Bauelementes 11 werden nunmehr die beiden magnetischen Stellorgane 9,10 und der Führungssteg 6 in Längsrichtung der Kupplungsvorrichtung 38 durch die Bildung der Anziehungskraft und der gleichzeitig ausgebildeten Abstosskraft verstellt.
Damit eine Anhebung des Schwenkhebels 47 der weiteren Kupplungsvorrichtung 39 durchgeführt werden kann, weist das magnetische Stellorgan 10 in Richtung des Gegenhalters 46 eine schräg verlaufende Fläche 56 auf, sodass durch die Horizontalbewegung des magnetischen Stellorganes 10 der Schwenkhebel 47 entlang der schräg verlaufenden Fläche 56 über den Gegenhalter 46 angehoben wird.
Selbstverständlich ist es möglich, dass die einzelnen Teile der Betätigungseinrichtung 1 eine beliebige Form aufweisen können. Es muss nur sichergestellt werden, dass aufgrund der Horizontalbewegung der Betätigungseinrichtung 1 der Schwenkhebel 47 der weiteren oder der eigenen Kupplungsvorrichtung 38 oder 39 über den Gegenhalter 46 angehoben wird.
Grundsätzlich ist zu erwähnen, dass der Einsatz einer derartigen Betätigungseinrichtung 1 diese nicht nur auf Kupplungsvorrichtungen 38,39 von Modelleisenbahnfahrzeugen 40,41 angewandt werden kann, sondern dass eine derartige Betätigungseinrichtung 1 für beliebige Anwendungen eingesetzt werden kann. Es ist auch möglich, dass eine derartige Betätigungseinrichtung 1 einen Antrieb für eine Weiche einer Modelleisenbahn oder für andere Bewegungsabläufe, beispielsweise für miniaturisierte Ventile für Flüssigkeiten oder dgl. eingesetzt werden kann.
Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Betätigungseinrichtung 1 und der Kupplungsvorrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmassstäblich und/oder vergrössert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Bezugszeichenaufstellung
1 Betätigungseinrichtung 41 Modelleisenbahnfahrzeug
2 Antrieb 42 Grundgehäuse
3 Stellteil 43 Grundgehäuse
4 Grundkörper 44 Kupplungskopf
5 Pfeil 45 Kupplungskopf
6 Führungssteg 46 Gegenhalter
7 Ende 47 Schwenkhebel
8 Ende 48 Fläche
9 magnetisches Stellorgan 49 Entkupplungshebel
10 magnetisches Stellorgan 50 Verbindungsleitung
11 magnetfelderzeugendes Bauelement 51 Verbindungsleitung
12 Spule 52 Steuervorrichtung
13 Spulenkörper 53 Fortsatz
14 Verbindung 54 Drehgelenk
15 Permanentmagnet 55 Betätigungsbügel
16 Permanentmagnet 56 Fläche
17 Südpol
18 Südpol
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19 Nordpol 20 Nordpol 21 Spulenkern 22 Magnetfeld 23 Magnetfeld 24 Magnetfeldlinien 25 Ruhelage 26 Arbeitsstellung 27 Magnetfeld 28 Südpol 29 Nordpol 30 Magnetfeldlinien 31 Rückschlussblech 32 magnetfelderzeugendes Bauelement 33 Spule 34 Spulenkörper 35
Teil 36 Teil 37 Kupplungsverbindung 38 Kupplungsvorrichtung 39 Kupplungsvorrichtung 40 Modelleisenbahnfahrzeug
PATENTANSPRÜCHE: 1.Kupplungsvorrichtung für ein Modelleisenbahnfahrzeug, mit einem elektromagnetischen
Antrieb mit zumindest einem magnetfelderzeugenden Bauelement, insbesondere einer
Spule zur Erzeugung eines magnetischen Feldes und mit einem bei Spannungsbeauf- schlagung der Spule relativ zu einem Grundkörper verstellbaren Stellteil, wobei die Mag- netkraft zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen dem Stellteil und dem Grundkörper durch in Richtung der Relativbewegung zueinander distanzierte magnetische Bauteile bzw.
Stellorgane verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb, insbesondere dessen
Grundkörper (4), direkt in einem Grundgehäuse (42) der Kupplungsvorrichtung (38) einge- baut und dabei das magnetfelderzeugende Bauelement (11), insbesondere die Spule (12), am Grundgehäuse (42) der Kupplungsvorrichtung (38) fixiert ist und über Verbindungslei- tungen (50, 51) mit einer im Modelleisenbahnfahrzeug angeordneten Steuervorrichtung (52) verbunden ist, sowie um den Umfang des Stellteils (3) ein Rückschlussblech (31) zur
Konzentrierung der Magnetfeldlinien angeordnet und durch eine Vertikalbewegung des
Stellteils (3) ein Schwenkhebel (47) dieser oder einer weiteren Kupplungsvorrichtung (38 oder 39) eines anderen Modelleisenbahnfahrzeuges (40, 41 ) angehoben ist.