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Die
Erfindung betrifft einen Halter, insbesondere einen Trinkgefäßhalter,
in einem Kraftfahrzeug, mit einem Aufnahmeraum für mindestens einen Gegenstand,
insbesondere ein Trinkgefäß, wobei
der Umfang des Aufnahmeraums durch mindestens eine variable Halteeinrichtung
begrenzt wird.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 197 24 599 A1 ist ein Halter für ein Trinkgefäß in einem
Kraftfahrzeug bekannt, bei dem eine das Trinkgefäß umfangsmäßig umfassende Wand elastisch verformbare
Mittel zur Fixierung von Trinkgefäßen mit unterschiedlichen Außendurchmessern
aufweist. Weitere Trinkgefäßhalter
sind aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 296 06 583 U1 , der deutschen Offenlegungsschrift
DE 101 43 635 A1 ,
der deutschen Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2004 014 433 U1 ,
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 102 25 068 A1 , der deutschen Offenlegungsschrift
DE 102 06 267 A1 und
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 199 23 128 A1 bekannt. Die bekannten Trinkgefäßhalter
sind mechanisch meist aufwendig ausgeführt, um unterschiedliche Trinkgefäße oder
Getränkebehälter aufnehmen
zu können.
Die dafür
erforderliche Durchmesseranpassung wird zum Beispiel mit einem Federmechanismus
realisiert. Des Weiteren ist aus der deutschen Patentanschrift
DE 197 44 919 C2 ein elektrisch
betätigter
Flaschenhalter bekannt, der einen Elektromotor umfasst, der über eine
Kontakteinrichtung antreibbar ist, um eine Führungsstütze zu betätigen. Aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 298 13 131 U1 ist
ein Halter mit einem Rückenteil
und einem Bodenteil bekannt, bei dem das Rückenteil und das Bodenteil
aufblasbar aus einem Flachmaterial hergestellt sind. Aus der deutschen
Offenlegungsschrift
DE
199 52 268 A1 ist ein Gefäßhalter mit einer pneumatisch
aufblasbaren Blase bekannt, die eine lichte Greifweite des Halters
für eine
Anpassung an verschiedene Querschnittsgrößen der Gefäße zwischen einem maximalen
und einem minimalen Wert stufenlos verändern lässt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Halter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 im Hinblick auf die Handhabbarkeit zu optimieren.
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Die
Aufgabe ist bei einem Halter, insbesondere einem Trinkgefäßhalter,
in einem Kraftfahrzeug, mit einem Aufnahmeraum für mindestens einen Gegenstand,
insbesondere ein Trinkgefäß, wobei
der Umfang des Aufnahmeraums durch mindestens eine variable Halteeinrichtung
begrenzt wird, die mit Hilfe einer pneumatischen Aktoreinrichtung
variierbar beziehungsweise bewegbar ist, um die Größe und/oder die
Gestalt des Aufnahmeraums an die Größe und/oder die Gestalt des
Gegenstands anzupassen, dadurch gelöst, dass die pneumatische Aktoreinrichtung,
insbesondere über
eine Steuereinrichtung, mit einer Sensoreinrichtung zusammenwirkt.
Die Sensoreinrichtung wird vorzugsweise dazu verwendet, das Abstellen
eines Gegenstands ohne weitere Interaktion des Benutzers zu erfassen.
Darüber
hinaus kann die Sensoreinrichtung dazu verwendet werden, eine Situation
zu erkennen, in der ein Benutzer den Gegenstand aus dem Halter entnehmen
will. Dadurch kann eine weitgehend kraftfreie Entnahme des Gegenstands
ermöglicht
werden.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Halters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung
mindestens ein Sensorelement umfasst, das, bezogen auf die Schwerkraft,
unter dem Aufnahmeraum angeordnet ist. Durch das Sensorelement wird
zum Beispiel die Normalkraft erfasst, die durch den Gegenstand auf
eine Aufstandsfläche
des Halters wirkt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Halters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung
einen Kraftsensor, einen Schwingungssensor, einen Drucksensor und/oder
einen Abstandssensor umfasst. Die Kraftmessung kann zum Beispiel über die
Leitfähigkeit
halbleitender Elastomere beziehungsweise Dehnungsmessstreifen erfolgen.
Bei der Verwendung eines Schwingungssensors wird die Aufstandsfläche in eine
erzwungene, mechanische Oberflächenschwingung versetzt.
Durch den Abstandssensor wird zum einen ein abgestellter Gegenstand
erfasst. Zum anderen wird durch den Abstandssensor erfasst, wenn
der Gegenstand entnommen wird.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Halters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung
mindestens ein in Umfangsrichtung des Aufnahmeraums wirksames Sensorelement
umfasst. Dieses Sensorelement wird zum Beispiel dafür verwendet,
bei einem Überschreiten
eines vorgegebenen Grenzwertes eine weitere Druckerhöhung in
einem Luftbalg oder in einer pneumatischen Aktoreinrichtung zu verhindern.
Dadurch können
Beschädigungen
des Gegenstands im Betrieb des Halters sicher verhindert werden.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Halters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung
mindestens einen Luftbalg umfasst, der durch die pneumatische Aktoreinrichtung gezielt
mit unterschiedlichen Drücken
beaufschlagbar ist. Der Luftbalg ist so ausgeführt, dass er seinen inneren
Durchmesser verändert,
wenn er mit unterschiedlichen Drücken
beaufschlagt wird.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Halters ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der Luftbalg in
Umfangsrichtung des Aufnahmeraums erstreckt und einen druckabhängig variablen Innendurchmesser
aufweist. Der Luftbalg ist vorzugsweise schlauchartig ausgebildet.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Halters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung
mindestens eine Klemmbacke umfasst, die durch die pneumatische Aktoreinrichtung,
bezogen auf den Aufnahmeraum, druckabhängig in radialer Richtung bewegbar
ist. Die Klemmbacke ist zum Beispiel an eine Tragstruktur angelenkt, die
den Aufnahmeraum in Umfangsrichtung umgibt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Halters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung
mehrere Klemmbacken umfasst, die durch die pneumatische Aktoreinrichtung,
bezogen auf den Aufnahmeraum, druckabhängig in radialer Richtung bewegbar
sind. Vorzugsweise umfasst die Halteeinrichtung drei Klemmbacken.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Halters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken gleichmäßig über den
Umfang des Aufnahmeraums verteilt angeordnet sind. Es sind aber
auch andere Anordnungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Halters ist dadurch gekennzeichnet, dass die pneumatische Aktoreinrichtung
mindestens einen Pneumatikzylinder umfasst, der über eine Ventileinrichtung
mit einer Druckquelle oder einer Drucksenke verbindbar ist. Bei
der Druckquelle handelt es sich vorzugsweise um eine Pumpe. Der
Pneumatikzylinder dient dazu, den Durchmesser des Aufnahmeraums
zum Beispiel mit Hilfe eines Hebelmechanismus gezielt zu variieren.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Halters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung
mehrere Wegeventile, insbesondere zwei 3/2-Wegeventile, umfasst.
Die Wegeventile dienen dazu, den Pneumatikzylinder, je nach Bedarf,
mit Überdruck
oder Umgebungsdruck zu beaufschlagen. Anstatt des bevorzugten 3/2-Wegeventils
kann auch ein 5/2-Wegeventil
eingesetzt werden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
mehrere Ausführungsbeispiele
im Einzelnen beschrieben sind.
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Dabei
zeigen:
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1 bis 3 verschiedene
Zustandsdiagramme des erfindungsgemäßen Halters;
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4 ein
Ausführungsbeispiel
einer Halteeinrichtung in verschiedenen Zuständen;
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5 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer Halteeinrichtung in der Draufsicht;
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6 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer Halteeinrichtung im Schnitt;
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7 ein
weiteres Zustandsdiagramm des erfindungsgemäßen Halters und
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8 einen
Pneumatikschaltplan zur Steuerung des erfindungsgemäßen Halters.
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In 1 ist
ein Zustandsdiagramm mit zwei Ellipsen 1, 2 und
zwei Pfeilen 3, 4 dargestellt. Die Ellipse 1 deutet
einen Zustand an, in dem ein Halter drucklos ist. Die Ellipse 2 deutet
einen Zustand an, in dem der Halter mit Druck beaufschlagt ist und
sich im Haltezustand befindet. Durch den Pfeil 3 ist angedeutet,
dass der Halter in seinen Haltezustand gelangt, wenn der Benutzerwunsch "Halten" erfasst wird. Durch
den Pfeil 4 ist angedeutet, dass der Halter, der auch als
Cupholder bezeichnet wird, aus seinem Haltezustand 2 in
seinen drucklosen Zustand 1 gelangt, wenn der Benutzerwunsch "Lösen" erfasst wird.
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Durch
den erfindungsgemäßen Halter
mit automatisierter Benutzerwunscherkennung, vorzugsweise auf Basis
eines pneumatischen Haltebalgs und einer geeigneten Sensorik, kann
das Abstellen eines Getränkebehälters ohne
weitere Interaktion des Benutzers erkannt werden. Das führt zu einem
sicheren Festhalten des Getränkebehälters mit
Hilfe eines pneumatischen Aktors. Der Benutzerwunsch "Getränkebehälter entnehmen" wird ohne zusätzliche
Bedienschalter ebenfalls durch eine geeignete Sensorik erkannt.
Das führt
zu einer weitgehend kraftfreien Entnahme des Behälters. Durch die Beaufschlagung
des pneumatischen Aktors mit Überdruck
verändert
dieser den inneren Durchmesser des Halters so, dass unterschiedlichste
Getränkebehälter oder
andere Gegenstände
ohne Beeinträchtigung
ihrer Gestalt sicher festgehalten werden können.
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In 2 ist
ein Zustandsdiagramm mit zwei Ellipsen 11, 12 und
drei Pfeilen 13, 14, 15 dargestellt. Die
Ellipse 11 entspricht dem Zustand, wenn ein Getränkebehälter eingestellt
ist. Die Ellipse 12 entspricht dem Zustand "Entnahmewunsch". Durch Einstellen
eines Getränkebehälters verringert
ein in dem Halter vorgesehener Bodensensor proportional zur eingebrachten
Normalkraft seinen Widerstand. Eine geeignete Auswerteschaltung
gibt bei Unterschreitung des Einschaltpegels ein High-Signal aus,
was dem Zustand 11 entspricht. Durch Anheben des Getränkebehälters erhöht der Bodensensor
proportional zur Entlastung seinen Widerstand. Die Widerstandsänderung
des Bodensensors wird vorzugsweise mit einem Tiefpass (RC-Glied)
bedämpft,
so dass Störungen
aufgrund äußerer Erschütterungen
und Vibration die Auswerteschaltung nicht beeinträchtigen. Wenn
der Getränkebehälter ausreichend
schnell nach oben gezogen wird, dann ist die Widerstandserhöhung schneller
als die minimale Änderungsrate und
die Auswerteschaltung gibt ein Low-Signal aus, das dem Zustand 12 entspricht.
Durch den Pfeil 13 ist eine Zustandsänderung angedeutet, bei der
der Widerstand kleiner als der Einschaltpegel ist. Durch den Pfeil 14 ist
die Zustandsänderung
angedeutet, bei der die Widerstandserhöhung schneller als die minimale Änderungsrate
ist. Durch den Pfeil 15 ist angedeutet, dass nach Überschreiten
des Ausschaltpegels von der Auswerteschaltung ebenfalls ein Low-Signal
ausgegeben wird.
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In 3 ist
ein Zustandsdiagramm mit zwei Ellipsen 21, 22 und
zwei Pfeilen 23, 24 dargestellt. Die Ellipse 21 entspricht
einem Zustand, in dem der Ausgang High, also die maximale Anpresskraft
erreicht ist. Die Ellipse 22 entspricht dem Zustand Ausgang
Low, also Anpresskraft erhöhen.
Bei dem in 3 angedeuteten Ausführungsbeispiel
wird ein Umfangssensor verwendet, der seinen Widerstand entgegengesetzt
zur eingeleiteten Kraft ändert. Durch
den Pfeil 23 ist angedeutet, dass bei Unterschreiten eines
definierten Widerstandswerts eine Auswerteschaltung ein High-Signal ausgibt, das heißt, die
maximale Anpresskraft ist erreicht. Durch Pfeil 24 ist
angedeutet, dass ein Low-Signal ausgegeben wird, wenn der Widerstand
größer als
ein vorgegebener Ausschaltpegel ist. Um Instabilitäten zu vermeiden,
wird eine Schalthysterese verwendet.
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Zur
Umsetzung der vorab beschriebenen Funktionalität wird unter anderem ein pneumatischer Aktor
für die
Durchmesseranpassung und die Haltefunktion benötigt. Darüber hinaus wird eine Sensorik zur
Benutzerwunscherkennung sowie eine elektronische Schaltung zur Auswertung
der Sensorik und zur Ansteuerung des pneumatischen Aktors benötigt.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
wird mit Hilfe eines Kraftsensors, der unterhalb der Aufstandsfläche für den Getränkebehälter angeordnet ist,
die Normalkraft unterhalb der Aufstandsfläche gemessen. Wird ein Getränkebehälter eingestellt,
dann ändert
sich gewichtsbedingt die Normalkraft und der Benutzerwunsch "Getränkebehälter einklemmen
und festhalten" wird
erkannt. Bei gewünschter
Entnahme des Getränkebehälters wird
die Normalkraft durch leichtes Anheben des Getränkebehälters reduziert, wodurch der
Benutzerwunsch "Lösen und
Entnehmen" erkannt
wird. Die Kraftmessung kann zum Beispiel über die Leitfähigkeit
halbleitender Elastomere beziehungsweise Dehnungsmessstreifen, die
Absorption eines durch die eingeleitete Kraft verformten Lichtwellenleiters
oder eine Federwegmessung vorgenommen werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel wird
ein Schwingungssensor auf der Aufstandsfläche für den Getränkebehälter vorgesehen. Die Aufstandsfläche wird
in eine erzwungene, mechanische Oberflächenschwingung versetzt, die
sensiert wird. Wird ein Getränkebehälter auf
die Aufstandsfläche gestellt,
dann ändert
sich das Schwingungsverhalten, so dass der Benutzerwunsch "Getränkebehälter einklemmen
und festhalten" erkannt
wird. Bei einer gewünschten
Entnahme des Getränkebehälters wird durch
die Berührung
des Getränkebehälters durch den
Benutzer das Schwingungsverhalten erneut verändert, so dass der Benutzerwunsch "Lösen und Entnehmen" erkannt werden kann.
Die Anregung und Sensierung kann zum Beispiel piezoelektrisch, induktiv
oder kapazitiv erfolgen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel wird
in der Zuleitung des pneumatischen Aktors ein Drucksensor vorgesehen.
Durch Anheben des Getränkebehälters verändert sich
der pneumatische Druck im Aktor, was mit einem geeigneten Sensor detektiert
werden kann, um den Benutzerwunsch "Lösen
und Entnehmen" einzuleiten.
Da das Einstellen des Getränkebehälters hiermit
nicht detektiert werden kann, muss der Benutzerwunsch "Getränkebehälter einklemmen
und festhalten durch zusätzliche
Sensorik erkannt werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel wird
eine Abstandsmessung zwischen dem Behälterboden und der Aufstandsfläche für den Behälter vorgenommen.
Wird der Abstand Getränkebodenbehälter zur
Aufstandsfläche
gemessen, dann kann ein eingestellter Behälter detektiert werden, um
den Benutzerwunsch "Getränkebehälter einklemmen
und festhalten zu erkennen. Wenn der Benutzer den Getränkebehälter leicht
anhebt, dann vergrößert sich der
Abstand zwischen dem Getränkebehälterboden und
der Aufstandsfläche,
so dass der Benutzerwunsch "Lösen und
Entnehmen" erkannt
wird. Die Abstandsmessung kann optisch, kapazitiv oder zum Beispiel
durch Ultraschall erfolgen.
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Zur
Durchmesseranpassung und für
die Haltefunktion wird vorzugsweise ein pneumatischer Aktor verwendet,
der auch als Pneumatikaktor bezeichnet wird. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
wird ein zu dem Aufnahmeraum beziehungsweise dem Getränkebehälter konzentrischer
Luftbalg verwendet, der bei Druckbeaufschlagung seinen Innendurchmesser
verringert. Dadurch kann der Getränkebehälter auf einfache Art und Weise
eingeklemmt und sicher festgehalten werden. Da der Luftbalg, der
auch als Haltebalg bezeichnet wird, zum Einstellen des kleinsten
Durchmessers einen erheblichen Druck benötigt, der größere Pappgefäße zerquetschen
könnte,
wird die Kraft auf den Getränkebehälter vorzugsweise
durch einen auf dem Umfang aufgebrachten Sensor erfasst. Bei Überschreiten
eines Grenzwertes wird eine weitere Druckerhöhung verhindert.
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In 4 ist
das Arbeitsprinzip einer Halteeinrichtung 30 mit einem
konzentrischen Luftbalg 31, 32 angedeutet. Mit 31 ist
der Luftbalg bei geringem Innendruck bezeichnet. Mit 32 ist
der Luftbalg bei hohem Innendruck bezeichnet.
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Anstelle
des Luftbalgs können
auch pneumatische Klemmmodule verwendet werden, die über den
Umfang des Aufnahmeraums verteilt angeordnet sind. Durch die Klemmmodule
wird der Getränkebehälter nicht über den
gesamten Umfang gehalten, sondern nur über einige radial per Luftdruck
verstellbare Flächen.
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In 5 ist
das Arbeitsprinzip einer Halteeinrichtung 35 gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
angedeutet. Die Halteeinrichtung 35 umfasst ein Durchmesserausgleichselement 36,
das auch als Klemmbacke bezeichnet wird. Die Klemmbacke 36 ist
an einer Anlenkstelle 37 an eine Tragstruktur 38 angelenkt,
die einen Aufnahmeraum für
einen Getränkebehälter umgibt.
Der Getränkebehälter wird auch
als Trinkgefäß bezeichnet.
An einem der Anlenkstelle 37 abgewandten Ende der Klemmbacke 36 greift
eine pneumatische Aktoreinrichtung 39 an. Die pneumatische
Aktoreinrichtung 39 umfasst einen Pneumatikzylinder 40 mit
einem Kolben, von dem eine Kolbenstange 41 ausgeht. Das
freie Ende der Kolbenstange 41 ist an die Klemmbacke 36 angelenkt.
Durch Betätigung
der pneumatischen Aktoreinrichtung 39 kann die Klemmbacke 36 durch
die Kolbenstange 41 in Richtung eines Doppelpfeils 42 hin und
her bewegt werden.
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In 6 ist
eine Halteeinrichtung 45 für einen Getränkebehälter 44 gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
vereinfacht im Schnitt dargestellt. Die Halteeinrichtung 45 umfasst
mehrere Klemmbacken, von denen im Schnitt nur eine Klemmbacke 46 sichtbar
ist. In der Nähe
der Klemmbacke 46 ist ein vorab beschriebener Umfangssensor 47 angedeutet.
Die Halteeinrichtung 45 umfasst eine Haltestruktur 49,
die sich um den Getränkebehälter 44 herum
erstreckt. Die Klemmbacke 46 ist an der Haltestruktur 49 befestigt.
Der Umfangssensor 47 kann ebenfalls an der Haltestruktur 49 befestigt
sein. Nach unten hin ist die Haltestruktur 49 durch einen Boden 50 abgeschlossen.
Zwischen dem Boden 50 und dem Getränkebehälter 44 ist eine Bodenplatte 51 bewegbar
angebracht. Die Bodenplatte 51 weist eine Aufstandsfläche 52 für den Behälter 44 auf.
Zwischen der Bodenplatte 51 und dem Boden 50 ist
ein Bodensensor 54 angeordnet.
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Bei
dem Bodensensor 54 handelt es sich um einen so genannten
Force Sensitive Resistor (FSR). Der Bodensensor 54 nimmt
aufgrund der in Normalrichtung frei verschiebbaren Aufstandsfläche 52 die Gewichtkraft
des eingestellten Getränkebehälters 44 auf.
Der Bodensensor wird gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung durch das Gewicht der Bodenplatte 51 vorgespannt,
was zu einer gewünschten Empfindlichkeitssteigerung
gegenüber
leichten Getränkebehältern führt. Der
Bodensensor 54 ändert proportional
zur eingeleiteten Kraft seinen Widerstand. Da der vorzugsweise verwendete
FSR auf Wegänderungen
reagiert, wird vorzugsweise in die Kraftwirkungslinie Aufstandsfläche 52-FSR
ein federndes Element eingebracht. Bei dem federnden Element handelt
es sich zum Beispiel um ein elastisches Kunststoffpad, das eine
Dicke von 1 bis 3,5 mm aufweist.
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In 7 ist
ein Zustandsdiagramm einer Logikschaltung zur Steuerung eines pneumatischen Aktors
mit vier Ellipsen beziehungsweise Kreisen 61 bis 64 und
sechs Pfeilen 65 bis 70 dargestellt. Durch die
Ellipse 61 ist der drucklose Zustand des Halters angedeutet.
Durch den Kreis 62 ist der Zustand "Druck erhöhen" angedeutet. Durch die Ellipse 63 ist der
Zustand "Druck halten" angedeutet. Durch
die Ellipse 64 ist der Zustand "Druck verringern" angedeutet. Durch den Pfeil 65 ist
angedeutet, dass der Druck erhöht
wird, wenn der Bodensensor das Signal "High" ausgibt,
was bedeutet, dass ein Getränkebehälter eingestellt
wurde. Durch den Pfeil 66 ist angedeutet, dass der Druck
gehalten wird, wenn der Umfangssensor das Signal "High" ausgibt, weil die
maximale Anpresskraft erreicht wurde. Durch den Pfeil 67 ist
angedeutet, dass der Druck verringert wird, wenn eine vorgegebene
Zeitspanne verstrichen ist und der Bodensensor das Signal "Low" ausgibt, das heißt ein Entnahmewunsch
vorliegt. Durch den Pfeil 68 ist angedeutet, dass der Halter
nach dem Verstreichen einer zur Entnahme vorgegebenen Zeitspanne
in den drucklosen Zustand versetzt wird. Durch den Pfeil 69 ist
angedeutet, dass der Druck auch dann erhöht wird, wenn der Umfangssensor
im Zustand 63 das Signal "Low" ausgibt.
Durch den Pfeil 70 ist angedeutet, dass der Druck im Zustand 62 verringert
wird, wenn eine zum Einspannen vorgegebene Zeitspanne verstrichen
ist und der Bodensensor das Signal "Low" ausgibt,
das heißt
ein Entnahmewunsch vorliegt.
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Die
zwei Digitalsignale "Low" und "High" der Auswerteschaltung
des Boden- und Umfangssensors werden in einer Logikschaltung verarbeitet.
Zwei Magnetmagnetventile werden gemäß dem in 8 dargestellten
Zustandsdiagramm angesteuert. Zu Anfang befindet sich der Halter
im drucklosen Zustand 61, das heißt, es ist kein Getränkebehälter eingestellt.
Wenn ein Getränkebehälter eingestellt
wird, dann gibt die Auswerteschaltung des Bodensensors ein High-Signal
aus und die Magnetventile werden in den Zustand "Druck erhöhen" geschaltet. Um die während des
Einspannvorgangs auftretenden mechanischen Störungen nicht auszuwerten, wird
der Bodensensor während
der zum Einspannen vorgesehene Zeitspanne nicht ausgewertet und
angenommen, dass der Getränkebehälter nicht
entnommen wird. Wenn die Auswerteschaltung des Umfangssensors zur
Anpresskraftbegrenzung ein High-Signal ausgibt, dann werden die
Magnetventile in den Zustand "Druck
halten" geschaltet.
Wenn die Auswerteschaltung des Umfangssensors aufgrund von Druckverlusten
ein Low-Signal ausgibt, dann werden die Magnetventile in den Zustand "Druck erhöhen" zurückgeschaltet.
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Wenn
die zum Einspannen vorgesehene Zeitspanne abgelaufen ist und die
Auswerteschaltung des Bodensensors wegen eines Entnahmewunschs ein
Low-Signal ausgibt, dann werden die Magnetventile sowohl aus dem
Zustand "Druck halten" 63 als
auch aus dem Zustand "Druck
erhöhen" 62 in den
Zustand "Druck verringern" 64 geschaltet. Um
sicherzustellen, dass der Luftbalg vollständig entleert wird, wird der
Zustand "Druck verringern" 64 während der
Zeitspanne, die für
die Entnahme des Behälters
vorgesehen ist, beibehalten. Erst nach Ablauf dieser Zeitspanne
wird erneut geprüft,
ob ein Getränkebehälter eingestellt
ist.
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In 8 ist
ein Pneumatikschaltplan mit zwei 3/2-Wegeventilen 71 und 72 dargestellt.
Die beiden 3/2- Wegeventile 71, 72 werden
jeweils durch einen Magneten 73, 74 angesteuert.
Im unbestromten Zustand der Magneten 73, 74 befinden
sich die 3/2-Wegeventile 71, 72 in den in 8 dargestellten
Schaltstellungen. Wenn die Magnete 73, 74 bestromt
werden, dann werden die 3/2-Wegeventile 71, 72 jeweils in
ihre zweite Stellung bewegt. Die 3/2-Wegeventile 71, 72 weisen
jeweils drei Anschlüsse
auf. Das 3/2-Wegeventil 71 steht über eine Leitung 75 mit
einem Pneumatikzylinder 76 in Verbindung. In dem Pneumatikzylinder 76 ist
ein Kolben 77 mit einer Kolbenstange 78 hin und
her bewegbar aufgenommen. Das 3/2-Wegeventil 71 steht über eine
Leitung 79 mit einer (nicht dargestellten) Druckquelle,
insbesondere einer Pumpe in Verbindung. Darüber hinaus steht das 3/2-Wegeventil 71 über Leitung 80 mit
dem weiteren 3/2-Wegeventil 72 in Verbindung. Das weitere 3/2-Wegeventil 72 steht über Leitungen 81 und 82 mit Umgebungsdruck
in Verbindung.
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In
dem in 8 dargestellten Zustand sind beide Magneten 73, 74 stromlos,
das heißt
unbestromt. In diesem Zustand wird der Druck in dem Pneumatikzylinder 76 gehalten.
Wenn der Magnet 73 bestromt wird, dann wird das 3/2-Wegeventil 71 in seine
zweite Stellung geschaltet, so dass der Pneumatikzylinder 76 über die
Leitung 79 mit einem höheren
Druck beaufschlagt wird. Das zweite 3/2-Wegeventil 72 verbleibt
in dem in 8 dargestellten Zustand.
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Wenn
der Magnet 74 bestromt wird, dann wird das zweite 3/2-Wegeventil 72 aus
der in 8 dargestellten Schaltstellung in seine zweite
Schaltstellung bewegt. Dann wird der Druck in dem Pneumatikzylinder 76 über die
Leitung 82 verringert. Das erste 3/2-Wegeventil 71 verbleibt
in der in 8 dargestellten Schaltstellung.
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Alternativ
kann ein 5/3-Wegeventil verwendet werden. Das Prinzip des vorab
beschriebenen adaptiven elektropneumatischen Halters lässt sich auf
Ablagen und Stauräume
in beliebigen Ausführungen
anwenden.