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Die
Erfindung betrifft einerseits ein bistabiles Ventil mit einer oder
mehr elektrischen Spulen und einem verlagerbaren Schaltelement zum
Schalten des bistabilen Ventils in verschiedene Schaltzustände. Andererseits
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schalten eines Ventils,
insbesondere eines bistabilen Ventils, bei welchem ein verlagerbares
Schaltelement mittels einer oder mehr elektrischen Spulen in verschiedene
Schaltpositionen bewegt werden kann.
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Ventile
und insbesondere bistabile Ventile sind aus dem Stand der Technik
hinlänglich
bekannt. Neben bistabilen Ventilen, die einen einmal eingestellten
Schaltzustand beispielsweise mittels Federkraft halten, existieren
beispielsweise weiter auch bistabile Ventile, welche Elektrizität nicht
nur benötigen,
um das bistabile Ventil von einem ersten Schaltzustand in einen
weiteren Schaltzustand zu überführen. Vielmehr
benötigen
solche bistabilen Ventile auch Elektrizität, um einen einmal geschalteten
Zustand beizubehalten. Somit ist es bei solchen bistabilen Ventilen
erforderlich, dass immer eine Spannung an dem Ventil anliegt und
damit Elektrizität
permanent zur Verfügung
steht.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung gattungsgemäße Ventile
weiter zu entwickeln und hierdurch Vorteile bei bekannten Anwendungsgebieten
zu erzielen und/oder neue Anwendungsgebiete zu eröffnen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird von einem bistabilen Ventil mit einer
oder mehr elektrischen Spulen und einem verlagerbaren Schaltelement
zum Schalten des bistabilen Ventils in verschiedene Schaltzustände gelöst, wobei
sich das bistabile Ventil durch wenigstens einen Permanentmagneten
auszeichnet, mittels welchem das verlagerbare Schaltelement in verschiedenen
Schaltpositionen gehalten werden kann.
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Vorteilhafter
Weise ist es vorliegend nicht erforderlich, eine elektrische Spannung
in einer elektrischen Spule aufrecht zu halten, um das verlagerbare Schaltelement
in einer gewünschten
Schaltposition und damit das bistabile Ventil in einem gewünschten Schaltzustand
zu halten. Vorliegend wird zum Schalten des bistabilen Ventils lediglich
ein kurzer Stromimpuls benötigt,
mittels welchem an der elektrischen Spule ein elektromagnetisches
Feld erzeugt und hierdurch das verlagerbare Schaltelement in die gewünschte Schaltposition
bewegt wird.
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Einmal
in dieser Schaltposition angelangt, wird das verlagerbare Schaltelement
dort mittels des Permanentmagneten gehalten. Selbst dann noch, wenn
das elektromagnetische Feld der elektrischen Spule abgeschaltet
wird.
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Vorliegend
kann das Schaltelement selbst einen Permanentmagneten umfassen.
Eine ebenso konstruktiv besonders einfache Ausführungsvariante sieht vor, dass
das Schaltelement ein Permanentmagnet ist. Vorteilhafter Weise kann
das bistabile Ventil hierbei lediglich mittels eines Permanentmagneten
in zwei Schaltzuständen
dauerhaft gehalten werden.
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Unter
dem Begriff „Permanentmagneten" versteht man vorliegend
einen Magneten, der dauerhaft auch ohne Stromzufuhr ein Magnetfeld
um sich herum aufbaut und damit in der Lage ist, auf magnetisierbare
Materialien insbesondere eine Anziehungskraft auszuüben.
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Dementsprechend
wird die Aufgabe vorliegender Erfindung auch von einem Verfahren
zum Schalten eines Ventils, insbesondere eines bistabilen Ventils,
bei welchem ein verlagerbares Schaltelement mittels einer oder mehr
elektrischen Spulen in verschiedene Schaltpositionen bewegt werden
kann, gelöst,
welches sich dadurch auszeichnet, dass mittels einer ersten elektrischen
Spule ein elektromagnetisches Feld initiiert, das verlagerbare Schaltelement
mittels des elektromagnetischen Feldes der ersten elektrischen Spule
in eine erste Schaltposition bewegt, das erste elektromagnetische
Feld der ersten elektrischen Spule abgeschaltet und das verlagerbare
Schaltelement mittels eines Permanentmagneten in der ersten Schaltposition
gehalten wird.
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Der
eingestellte Schaltzustand des bistabilen Ventils ändert sich
erst dann, wenn beispielsweise mittels einer weiteren elektrischen
Spule ein weiteres elektromagnetisches Feld initiiert, das verlagerbare Schaltelement
mittels des weiteren elektromagnetischen Feldes der weiteren elektrischen
Spule in eine weitere Schaltposition bewegt und dort beispielsweise
mittels eines weiteren Permanentmagneten in der weiteren Schaltposition
gehalten wird.
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Je
nach Aufbau des bistabilen Ventils kann bereits eine einzige elektrische
Spule zum Bewegen des verlagerbaren Schaltelementes und ein einziger Permanentmagnet
zum Halten eines gewählten Schaltzustandes
ausreichen.
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Vorteilhaft
ist es, wenn in diesem Zusammenhang das weitere elektromagnetische
Feld abgeschaltet und das verlagerbare Schaltelement mittels des
weiteren Permanentmagneten in der weiteren Schaltposition gehalten
wird.
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Hierdurch
eignet sich das vorliegende bistabile Ventil insbesondere für den Einsatz
in explosionsgefährdeten
Bereichen, da das Ventil in einer seiner eingestellten Schaltpositionen
ohne Stromzufuhr verbleibt.
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Eine
Verfahrensvariante sieht vor, dass das verlagerbare Schaltelement
das Ventil in der ersten Schaltposition öffnet.
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Demzufolge
ist es vorteilhaft, wenn das verlagerbare Schaltelement das Ventil
in der weiteren Schaltposition verschließt.
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Vorteilhafter
Weise bleibt ein gewählter Schaltzustand
des Ventils selbst dann erhalten, wenn an der elektrischen Spule
keine Spannung mehr anliegt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn Schaltvorgänge
nur sehr selten vorgenommen werden müssen und demzufolge eine Verlagerung
des verlagerbaren Schaltelements nur sehr selten erforderlich ist.
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Eine
Ausführungsvariante
sieht vor, dass eine erste elektrische Spule und ein erster Permanentmagnet
eine erste Schalteinheit bilden.
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Dementsprechend
ist es vorteilhaft, wenn eine zweite elektrische Spule und ein zweiter
Permanentmagnet eine zweite Schalteinheit bilden.
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Derart
aufgebaute Schalteinheiten erlauben es, wie vorstehend bereits erläutert, vorliegendes Ventil
lediglich mit einem sehr geringen elektrischen Energieaufwand zu
schalten, wobei ein einmal an dem vorliegenden Ventil eingestellter
Schaltzustand unbegrenzt ohne Elektrizität beibehalten werden kann.
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Das
bistabile Ventil baut besonders einfach, wenn zwischen zwei Permanentmagneten
das verlagerbare Schaltelement angeordnet ist.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn zwischen zwei Permanentmagneten
eine oder mehr elektrische Spulen angeordnet sind.
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Durch
den geringen Strombedarf eignet sich das vorliegende bistabile Ventil
besonders im Zusammenhang mit einer Batterie oder einem Akkumulator,
wobei die Batterie oder der Akkumulator als elektrische Energiequelle
dient.
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Dementsprechend
sieht eine bevorzugte Ausführungsvariante
vor, dass das bistabile Ventil insbesondere eine Vorrichtung zum
Verschließen und/oder
zum Befüllen
einer einzelnen galvanischen Zelle, beispielsweise einer Batterie
oder eines Akkumulators, aufweist, wobei die Vorrichtung Mittel
zum Ermitteln eines Flüssigkeitsstandes
aufweist, und die Vorrichtung sich des Weiteren durch weitere Mittel zum
Ermitteln wenigstens eines weiteren Zellenzustandes auszeichnet.
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Vorliegende
Vorrichtung kann somit zum einen besonders gut dazu verwendet werden,
eine galvanische Zelle dicht zu verschließen und gleichzeitig zum anderen
mittels geeigneter Mittel, idealerweise stets, mehr als zwei Zellenzustände zu ermitteln.
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Hierdurch
gelingt es, mittels eines „Verschlussstopfens" einen Zellenzugang
dicht zu verschließen
und gleichzeitig nahezu beliebig viele Informationen über die
physikalischen Zustände
vorzugsweise aller galvanischen Zellen einer Batterie oder eines
Akkumulators zu erhalten, ohne eine spezielle Prüfeinrichtung hierzu zusätzlich verwenden
zu müssen.
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Die
vorliegende Vorrichtung kann in jeder beliebigen Zugangsöffnung einer
galvanischen Zelle angeordnet sein. Insbesondere kann für das Anordnen
eine Einfüllöffnung der
galvanischen Zelle verwendet werden.
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Der
Begriff „galvanische
Zelle" beschreibt
im Sinne der Erfindung eine Zelle, mittels welcher elektrische Energie
bereit gestellt werden kann. Vorliegend beschreibt der Begriff der
galvanischen Zelle vorzugsweise eine einzelne Zelle einer Batterie
oder eines Akkumulators.
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Ein
weiterer Vorteil vorliegender Erfindung ist, dass mittels des bistabilen
Ventils eine exaktere Beschickung der galvanischen Zelle mög lich ist. Auch
ist die Gefahr verringert, dass auf Grund eines Schwimmerdefektes
der Nachfüllvorgang
einer galvanischen Einzelzelle gestört wird.
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Vorzugsweise
versorgt sich das vorliegende elektromagnetisch betätigbare
Ventil mit Energie aus der Batterie und/oder aus dem Akkumulator
bzw. aus der galvanischen Einzelzelle, in deren oder an deren Einfüllöffnung die
Verschluss- bzw. Befüllvorrichtung angeordnet
ist.
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Insbesondere
bei bistabilen Ventilen ergibt sich der Vorteil, dass sie zum Halten
einer Dauerfunktion, wie beispielsweise „Ventil offen" oder „Ventil zu" idealer Weise keine
Energie benötigen.
Erst wenn eine Aktion ausgeführt
wird, also ein erster Dauerzustand des Ventils in einen anderen
Dauerzustand des Ventils übergeht,
ist hierfür
Energie erforderlich.
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Eine
bevorzugte Ausführungsvariante
sieht vor, dass die vorliegende Vorrichtung Mittel zum automatischen
Befüllen
der einzelnen galvanischen Zelle, Mittel zum Anzeigen des Flüssigkeitszustandes
der einzelnen galvanischen Zelle, Mittel zum Ermitteln einer Temperatur
der einzelnen galvanischen Zelle, Mittel zum Ermitteln einer Dichte
eines Elektrolyten der einzelnen galvanischen Zelle, Mittel zum
Ermitteln einer Zellenspannung der galvanischen Zelle, Mittel zum
Ermitteln eines Lade- und/oder Entladestroms der einzelnen galvanischen
Zelle, Mittel zum Anzeigen eines Zustandes des Lade- und/oder Ladestroms
der einzelnen galvanischen Zelle, Mittel zum Ermitteln einer Kapazität der einzelnen
galvanischen Zelle, Mittel zum Ermitteln eines Widerstandes der einzelnen
galvanischen Zelle, Mittel zum Ermitteln einer Zellenidentifikation
der einzelnen galva nischen Zelle und/oder Mittel zum Steuern der
Vorrichtung und/oder eines der genannten Mittel der Vorrichtung aufweist.
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Insbesondere
Verschlussvorrichtungen aus dem Stand der Technik weisen derartige
Mittel oder eine Kombination derartiger Mittel nicht auf. Diese Mittel
erweitern die Funktionen einer bekannten Verschlussvorrichtung jedoch
erheblich.
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So
erleichtern Mittel zum automatischen Befüllen der einzelnen galvanischen
Zelle das zielgenaue Nachfüllen
einer galvanischen Zelle erheblich.
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Die
Mittel zum Anzeigen des Flüssigkeitsstandes
visualisieren unmittelbar den Funktionsfüllstand der galvanischen Zelle.
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Die
Mittel zum Ermitteln einer Temperatur erlauben beispielsweise Rückschlüsse auf
die Belastung und/oder die Belastbarkeit der galvanischen Zelle.
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Die
Mittel zum Ermitteln einer Dichte des Elektrolyten geben insbesondere
Hinweise auf den Wartungszustand der galvanischen Zelle.
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Die
Mittel zum Ermitteln einer Zellenspannung der einzelnen galvanischen
Zelle können
Rückschlüsse auf
die momentane und zukünftig
erzielbare Leistungsfähigkeit
der galvanischen Zelle liefern.
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Eine
exaktere Überwachung
einer Batterie bzw. eines Akkumulators kann mittels der Mittel zum Anzeigen
des Lade- und/oder Entladestroms insbesondere der vorliegenden Verschluss-
bzw. Befüllvorrichtung
vorgenommen werden. Insbesondere können Rückschlüsse auf die noch zu erwartende
Lebensdauer jeder einzelnen galvanischen Zelle vorgenommen werden.
Kumulativ oder alternativ zeichnet sich insbesondere die Vorrichtung
durch diese Anzeigemittel aus, die idealer Weise auch alle ermittelten oder
errechneten Zustandsgrößen bereitstellen
und gegebenenfalls anzeigen können.
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Besonders
vorteilhaft für
die Beurteilung der Leistungskapazität bzw. des Zustandes jeder
der galvanischen Zellen sind die Mittel zum Ermitteln einer Kapazität und/oder
der Mittel zum Ermitteln eines Widerstandes einer einzelnen galvanischen
Zelle.
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Damit
die ermittelten Daten eindeutig einer einzelnen galvanischen Zelle
zugeordnet werden, ist es vorteilhaft, wenn insbesondere die Vorrichtung Mittel
zum Ermitteln einer Zellenidentifikation aufweisen.
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Zum
Steuern der einzelnen Funktionen, insbesondere auch zum Steuern
des Funktionsfüllstandes,
der vorliegenden Vorrichtung sind darüber hinaus Steuermittel vorteilhaft.
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Je
nach Einsatzort oder Anforderungen an die Batterie- oder Akkumulatorenüberwachung
kann insbesondere die vorliegende Vorrichtung über alle genannten Mittel verfügen oder
auch nur über
eine Kombination der vorstehend genannten Mittel. In vielen Fällen ist
es nicht erforderlich, dass alle genannten Funktionen vorhanden
sind. In diesen Fällen kann
eine einfache Ausführung
zum Einsatz kommen.
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Da
ein Monitoring von Batterien bzw. Akkumulatoren auf Grund der Komplexität und Vielzahl
an Einsatzmöglichkeiten,
insbesondere im Automobil- und Gabelstaplerbereich, in Zukunft zunehmend
an Bedeutung gewinnen wird, ist es vorteilhaft, wenn insbesondere
die Vorrichtung Mittel zur Fernüberwachung
der einzelnen galvanischen Zelle aufweist. Hierdurch lassen sich
Wartungs-, Reparatur- und/oder Austauscharbeiten an bzw. von im
Einsatz befindlichen Batterien und/oder Akkumulatoren vorteilhaft
vornehmen.
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Für einen
uneingeschränkten
Datenaustausch ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Datenschnittstelle
zum Übermitteln
von Daten der einzelnen galvanischen Zelle vorgesehen ist.
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Es
ist vorteilhaft, wenn insbesondere die Vorrichtung Mittel für eine elektronische,
insbesondere für
die digitale, Datenübertragung
aufweist.
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Um
möglichst
genaue Daten zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn Mittel zum Reinigen
und/oder Mittel zum Spülen
von Sensoren der Vorrichtung und/oder deren Mittel vorhanden sind.
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Damit
vorliegend keine entfernte Energiezufuhr benötigt wird, ist es vorteilhaft,
wenn Mittel zum Abgreifen von Energie aus wenigstens einer galvanischen
Zelle vorgesehen sind.
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Um
insbesondere die Vorrichtung möglichst kompakt
bauen zu können,
ist es vorteilhaft, wenn insbesondere die Vorrichtung einen Grundkörper aus einem
elektrisch isolierten Kunststoff und/oder aus einem elektrisch leitenden
Kunststoff aufweist. Bei einer derartigen Ausführungsvariante kann auf zusätzliche
Leiterbauteile verzichtet werden. Insbesondere mit dem elektrisch
leitenden Kunststoff können
Messsignale besonders unproblematisch weitergeleitet werden.
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Damit
das bistabile Ventil und damit in Verbindung stehende Bauteile und/oder
Bauteilgruppen problemlos mit Energie versorgt werden können, ist es
vorteilhaft, wenn eine Vorrichtung zum Abgreifen von elektrischem
Strom an einem elektrischen Kabel vorgesehen ist, und das Kabel
mit einer Isolierung umgeben ist, und die Abgreifvorrichtung zum
Durchdringen der Isolierung eine Kontakteinrichtung aufweist, wobei
die Kontakteinrichtung eine Kontaktspitze umfasst. Durch eine derartige
Abgreifvorrichtung ist es baulich besonders einfach möglich, Elektrizität selbst
von isolierten Kabeln abzugreifen, ohne das isolierte elektrische
Kabel an sich mit einer dafür
vorgesehenen Entnahmestelle für
elektrischen Strom auszustatten. Besonders vorteilhaft ist es, dass
die vorliegende Kontakteinrichtung eine Kontaktspitze umfasst, so
dass mittels der Kontaktspitze besonders einfach die Isolierung
des elektrischen Kabels durchdrungen werden kann. In einer besonders
einfachen Ausgestaltung der Erfindung kann die Kontakteinrichtung
lediglich durch die Kontaktspitze bereitgestellt sein.
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Eine
bevorzugte Ausführungsvariante
sieht vor, dass die Kontaktspitze konisch ausgebildet ist. Durch
die Konizität
der Kontaktspitze wird die Isolierung des elektrischen Kabels an
einer Einstichstelle um so mehr gequetscht, je tiefer die Kontaktspitze
in das elektrische Kabel eindringt. Hierdurch wird die Einstichstelle,
in welcher die Isolierung des elektrischen Kabels durch die Kontaktspitze
verletzt wird, besonders gut abgedichtet. Hierdurch ist wiederum sichergestellt,
dass Feuchtigkeit, wenn überhaupt, nur
sehr bedingt ins Innere des elektrischen Kabels, dessen Isolierung
durchdrungen wurde, gelangt.
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Es
hat sich gezeigt, dass eine etwas langer ausgebildete Kontaktspitze
besonders geeignet für den
Einsatz im Zusammenhang mit flexiblen elektrischen Kabeln ausgebildet
ist. Somit ist es hinsichtlich einer Ausführungsvariante vorteilhaft,
wenn die Kontaktspitze eine Länge
zwischen 10 mm und 30 mm aufweist. Es versteht sich, dass je nach
Kabeldicke auch längere
Kontaktspitzen zum Einsatz kommen können.
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Handelt
es sich bei den elektrischen Kabeln jedoch um starre Kabel, wie
etwa starre Verbinder mit einem Kern aus einem elektrisch leitfähigen Vollmaterial
zwischen galvanischen Zellen beziehungsweise zwischen einzelnen
Batterien oder Akkumulatoren, ist es von Vorteil, wenn die Kontaktspitze
kürzer ausgebildet
ist. Dementsprechend sieht eine Ausführungsvariante für Einsatzbereiche
mit starren Kabeln eine Kontaktspitze vor, deren Länge weniger
als 10 mm beträgt.
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Um
elektrischen Strom von der Kontaktspitze zu einem Verbraucher, wie
etwa das vorliegende bistabile Ventil, leiten zu können, ist
es vorteilhaft, wenn die vorliegende Kontakteinrichtung oder die vorliegende
Kontaktspitze in einem Verbindungsbereich an einer elektrischen
Anschlussleitung angeschweißt
ist oder eine sonstige stabile und innige Verbindung aufweist. Es
versteht sich, dass die Kontakteinrichtung beziehungsweise die Kontaktspitze
in diesem Verbindungsbereich an der elektrischen Anschlussleitung
auch mittels anderer Verbindungstechniken dauerhaft in Kontakt gebracht
werden kann. Hauptsache die gewählte
Verbindungsart stellt ein wirtschaftlich preisgünstiges Verbindungsverfahren
dar, welches eine hohe Verbindungsgüte und eine lange hoch belastbare
Verbindungsdauer gewährleistet.
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Um
insbesondere die Abgreifvorrichtung beispielsweise an die vorliegende
Verschluss- beziehungsweise Befüllvorrichtung
anschließen
zu können,
ist es vorteilhaft, wenn die elektrische Anschlussleitung fest aber
lösbar
an einer Batterie- oder Akkumulatorüberwachungsvorrichtung anschließbar ist.
Es versteht sich, dass die Abgreifvorrichtung mittels der elektrischen
Anschlussleitung auch vorteilhaft an weitere Stromverbraucher anschließbar ist.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die elektrische Anschlussleitung
flexibel ist. So können
selbst ungünstig
liegende Verbraucher erreicht werden.
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Damit
der „abgezapfte" Strom gefahrlos
mittels der elektrischen Anschlussleitung weitergeleitet werden
kann, ist es vorteilhaft, wenn die elektrische Anschlussleitung
eine isolierende Ummantelung aufweist.
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Hierbei
ist es vorteilhaft, wenn die isolierende Ummantelung der elektrischen
Anschlussleitung bis in einem Abstand von weniger als 10 mm, vorzugsweise
bis in einem Abstand von weniger als 5 mm, an den Verbindungsbereich
heran angeordnet ist. Mittels dieses geringen Abstandes ist gewährleistet, dass
nur ein sehr kurzer unisolierter Übergangsbereich zwischen der
Kontaktspitze und der elektrischen Anschlussleitung mittels einer
zusätzlichen Isolierung
nach dem Herstellen der Verbindung zwischen der Kontaktspitze und
dem elektrischen Anschlusskabel überbrückt werden
muss.
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Um
insbesondere den Überbrückungsbereich
zwischen der Kontakteinrichtung beziehungsweise der Kontaktspitze
und der elektrischen Anschlussleitung baulich besonders einfach
zu isolieren, ist es vorteilhaft, wenn die vorliegende Vorrichtung
eine isolierende Hülle
aufweist, welche einen Übergangsbereich
zwischen der Kontakteinrichtung und der Kontaktspitze und einer
elektrischen Anschlussleitung umgibt. Vorteilhafter Weise wird die isolierende
Hülle vorliegend
um die entsprechenden Bauteile gespritzt.
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Damit
die isolierende Hülle
dauerhaft eine gute Verbindung zu der elektrischen Anschlussleitung
beibehält,
ist es vorteilhaft, wenn die isolierende Hülle die elektrische Anschlussleitung
zumindest teilweise umgibt.
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Eine
ausreichende Überlappung
zwischen der isolierenden Hülle
und der elektrischen Anschlussleitung ist gewährleistet, wenn die isolierende Hülle die
elektrische Anschlussleitung und/oder die Ummantelung der elektrischen
Anschlussleitung bis 30 mm, vorzugsweise bis 50 mm, ausgehend vom Ende
der den Übergangsbereich
zugewandten Ummantelung umhüllt.
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Damit
einerseits ein blanker, unisolierter Kontaktspitzenteil die Isolierung
des elektrischen Kabels durchdringen und andererseits die elektrische Anschlussleitung
die isolierende Hülle
durchstoßen kann,
ist es vorteilhaft, wenn die isolierende Hülle eine Kontaktspitzenaustrittsöffnung und
eine Anschlussleitungsaustrittsöffnung
aufweist.
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Wie
erläutert,
wird die Einstichstelle an der Isolierung des elektrischen Kabels
bereits auf Grund der konischen Gestalt gut abgedichtet. Eine weitere Abdichtung
wird darüber
hinaus erzielt, wenn die Abgreifvorrichtung Dichtmittel aufweist,
mittels der die Einstichstelle der Kontaktspitze an dem elektrischen Kabel
abdichtbar ist.
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Nur
der Vollständigkeit
halber sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Dichtmittel an der
Seite der Kontaktspitze angeordnet sind, um die Einstichstelle in
der Isolierung des elektrischen Kabels zusätzlich abzudichten.
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Hierzu
ist es vorteilhaft, wenn die Dichtmittel eine um die Kontaktspitze
umlaufende Erhebung aufweisen. Die Dichtmittel bilden im Sinne vorliegender Erfindung
somit eine erste Erhebung um die Kontaktspitze.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Dichtmittel ringförmig um die Kontaktspitze angeordnet
sind.
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Eine
besonders einfache Konstruktion liegt vor, wenn die Dichtmittel
mittels der isolierenden Hülle
gebildet sind.
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Darüber hinaus
ist es vorteilhaft, wenn die vorliegende Abgreifvorrichtung an dem
isolierten elektrischen Kabel dauerhaft und betriebssicher angeordnet
ist. Dies ist dann besonders gut gewährleistet, wenn die Abgreifvorrichtungen
Justiermittel aufweist, mittels welcher die Abgreifvorrichtung gegenüber dem
elektrischen Kabel ausrichtbar ist und ausgerichtet an dem elektrischen
Kabel verbleibt.
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Beispielsweise
ist mit derartigen Justiermitteln gewährleistet, dass die Abgreifvorrichtung
verdrehsicher an dem elektrischen Kabel befestigt ist.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Justiermittel an
der Seite der Kontaktspitze angeordnet sind.
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Baulich
besonders einfach sind die Justiermittel mittels Erhebungen der
isolierenden Hülle
gebildet.
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Eine
bevorzugte Ausführungsvariante
sieht vor, dass die Erhebungen sich gegenüberliegen und zwischen den
Erhebungen die Kontaktspitze angeordnet ist.
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Da
die Kontaktspitze im Zusammenhang mit den Dichtmitteln bereits von
einer ersten Erhebung umgeben ist, sieht eine Ausführungsvariante
mit Justiermitteln vor, dass die Justiermittel äußere Erhebungen um die Kontaktspitze
bilden. In einem solchen Fall werden die Dichtmittel von einer inneren
Erhebung gebildet.
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Damit
die Abgreifvorrichtung nicht nur verdrehsicher an dem elektrischen
Kabel angeordnet ist, sondern darüber hinaus fest fixierbar anordenbar
ist, ist es vorteilhaft, wenn die Abgreifvorrichtung eine Fixierung
zum Befestigen der Abgreifvorrichtung an dem elektrischen Kabel
aufweist.
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Es
versteht sich, dass eine derartige Fixierung auf unterschiedliche
Weise konstruktiv realisiert sein kann.
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In
der Praxis hat es sich herausgestellt, dass die Fixierung besonders
vorteilhaft ausgebildet ist, wenn sie ein biegsames Fixierband aufweist,
welches um das elektrische Kabel herumgebogen werden kann. Mittels
dieses biegsamen Fixierbandes kann die vorliegende Abgreifvorrichtung
sicher und fest an dem elektrischen Kabel befestigt werden.
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Damit
die Fixierung und somit die Abgreifvorrichtung auch mit einer sehr
hohen Kraft an dem elektrischen Kabel befestigbar ist und die Gefahr
hierdurch verringert ist, dass sich das biegsame Fixierband unbeabsichtigt
löst, ist
es vorteilhaft, wenn die Fixierung eine Fixierbandaufnahme umfasst,
in welcher das biegsame Fixierband einsteckbar und fixierbar ist.
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Die
vorliegende Fixierung ist baulich besonders einfach hergestellt,
wenn die Fixierung einen Teil der isolierenden Hülle bildet.
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Vorteilhaft
ist es, wenn das biegsame Fixierband Rastmittel umfasst, welche
mit weiteren Rastmittel der Laschenaufnahme korrespondieren und eine
Relativbewegung zwischen biegsamem Fixierband und Fixierbandaufnahme
lediglich in eine Bewegungsrichtung zulassen. Somit kann das biegsame
Fixierband nur in eine Bewegungsrichtung durch die Fixierbandaufnahme
bewegt werden. Folglich kann hierdurch die Umschließung des
biegsamen Fixierbandes um das elektrische Kabel herum sehr fest gezogen
werden. Gelöst
werden kann diese Verbindung ohne Betätigung einer Entriegelung jedoch nicht.
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Ist
die beschriebene Fixierung an der Abgreifvorrichtung beziehungsweise
an der Hülle
der Abgreifvorrichtung selbst nicht vorgesehen, ist es vorteilhaft,
wenn die Abgreifvorrichtung ein Aufnahmeplateau für externen
Fixiermitteln aufweist, mittels welchen die Abgreifvorrichtung an
dem elektrischen Kabel befestigbar ist. Derartige Aufnahme- beziehungsweise
Platziermittel können
kumulativ oder alternativ zu der beschriebenen Fixierung an der
vorliegenden Abgreifvorrichtung vorgesehen sein.
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An
dieser Stelle sei angemerkt, dass die vorliegende Abgreifvorrichtung
nicht nur im Zusammenhang mit vorliegendem bistabilen Ventil oder
mit vorliegender Verschließ-
und Befüllvorrichtung
vorteilhaft zum Einsatz kommen kann. Vielmehr erschließen sich
mittels der Abgreifvorrichtung vielzählige weitere Einsatzgebiete,
an denen es erforderlich ist, einem isolierten elektrischen Kabel
Elektrizität
zu entnehmen beziehungsweise einen Teil der Elektrizität von diesem
isolierten elektrischen Kabel abzuzweigen.
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Dementsprechend
sind alle Merkmale im Zusammenhang mit der erläuterten Abgreifvorrichtung auch
ohne die übrigen
Merkmale vorliegender Erfindung vorteilhaft und erfinderisch.
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Weitere
Ziele, Vorteile und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden
an Hand der Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in
welcher Beispielhaft ein erfindungsgemäßes bistabiles Ventil dargestellt
ist.
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Es
zeigt
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1 schematisch
einen Längsschnitt
eines bistabilen Ventils mit zwei Spulen, einem verlagerbaren Schaltelement
zum Schalten des bistabilen Ventils in verschiedene Schaltzuständen und
mit zwei Permanentmagneten, mittels welchen das verlagerbare Schaltelement
in verschiedenen Schaltpositionen gehalten werden kann und
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2 eine
Tabelle, in welcher Alternativen zum Aufbau eines bistabilen Ventils
dokumentiert sind.
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Das
in der Figur gezeigte bistabile Ventil 1 weist einen Grundkörper 2 auf,
in welchem ein verlagerbares Schaltelement 3, ein erstes
Permanentmagnet 4, ein zweites Permanentmagnet 5,
eine erste Spule 6 und eine zweite Spule 7 angeordnet
sind.
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Wird
durch die erste Spule 6 ein Strom geleitet, wirkt ein erstes
elektromagnetisches Feld (hier nicht gezeigt) auf das verlagerbare
Schaltelement 3 ([B], siehe auch Tabelle der 2)
derart, dass sich das verlagerbare Schaltelement 3 in eine
erste Richtung 8 auf das erste Permanentmagnet 4 zu
bewegt. Das so bewegte Schaltelement 3 kommt somit in den Wirkbereich
des ersten Permanentmagneten 4 und wird von dem ersten
Permanentmagneten 4 angezogen und dabei in einer ersten
Schaltposition 9 [A] gehalten. In dieser ersten Schaltposition 9 verharrt
das verlagerbare Schaltelement 3 selbst dann, wenn mittels
der ersten Spule 6 das erste elektromagnetische Feld nicht
weiter initiiert ist.
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Soll
sich der Schaltzustand des bistabilen Ventils 1 ändern, wird
ein Strom durch die zweite Spule 7 geleitet, wodurch ein
zweites elektromagnetisches Feld (hier nicht explizit dargestellt)
initiiert wird. Das zweite elektromagnetische Feld wirkt derart auf
das verlagerbare Schaltelement 3, dass dieses sich in Schaltrichtung 10 und
in eine zweite Schaltposition 11 [C] bewegt.
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Im
Bereich der Schaltposition 11 gelangt das verlagerbare
Schaltelement 3 in den Wirkbereich des zweiten Permanentmagneten 5,
von welchem es selbst dann in der zweiten Schaltposition 11 gehalten wird,
wenn das zweite elektromagnetische Feld abgeschaltet ist.
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Mittels
des hier gezeigten bistabilen Ventils mit seinen zwei sich gegenüberliegenden
Permanentmagneten 4 und 5 ist ein bistabiles Magnet
geschaffen, welches seine Schaltzustände halten kann, selbst dann,
wenn an einer der beiden Spulen 6, 7 keine Spannung
mehr anliegt.
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An
dieser Stelle sei angemerkt, dass das hier erläuterte bistabile Ventil lediglich
ein Ausführungsbeispiel
eines bistabilen Ventils mit zwei Permanentmagneten darstellt. Es
versteht sich, dass bistabile Ventile in unterschiedlichsten Konstruktionen
möglich
sind, bei welchen die Funktionsweise eines Permanentmagneten jedoch
eine wesentliche Rolle zum Halten eines einmal eingestellten Schaltzustandes des
bistabilen Ventils darstellt.
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Die
in der 2 gezeigte Tabelle 20 illustriert weitere
Möglichkeiten,
wie ein oder mehrere Permanentmagnete an vorliegendem bistabilen
Ventil vorgesehen sein können.
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Möglichkeit
eins sieht vor, dass neben den Permanentmagneten 4 und 5 auch
das verlagerbare Schaltelement 3 zumindest einen Permanentmagneten
umfasst oder an sich aus einem Permanentmagneten besteht.
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Die
zweite Möglichkeit
sieht vor, dass das verlagerbare Schaltelement 3 aus einem
Werkstoff besteht, der von einem Permanentmagneten 4, 5 angezogen
werden kann. Derartige zumindest temporär magnetisierbare Werkstoffe
sind in der Tabelle 20 mit dem Großbuchstaben „S" gekennzeichnet.
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Die
Möglichkeit
drei zeigt eine Konstellation eines bistabilen Ventils, bei welchem
das verlagerbare Schaltelement 3 zumindest einen Permanentmagneten
umfasst. An einer ersten Schaltposition A befindet sich dann ein
Werkstoff, der von einem Permanentmagneten angezogen werden kann.
An der Schaltposition C ist ein Permanentmagnet vorgesehen.
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Bei
der vierten Möglichkeit
besteht das verlagerbare Schaltelement 3 aus einem Permanentmagneten.
Ebenfalls ist an einer ersten Schaltposition A ein Permanentmagnet
vorgesehen. An der weiteren Schaltposition C hingegen ist bei dieser
vierten Möglichkeit
ein Werkstoff, der von einem Permanentmagneten angezogen wird, vorgesehen.
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Bei
der fünften
in der Tabelle 20 gezeigten Möglichkeit umfasst lediglich
das verlagerbare Schaltelement 3 einen Permanentmagneten.
Ein Werkstoff, der von einem Permanentmagneten angezogen werden
kann, ist an den beiden Schaltpositionen A und C vorgesehen.
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Anhand
der in der Tabelle 20 gezeigten Möglichkeiten eins bis fünf wird
deutlich, dass bistabile Ventile mit Permanentmagneten in unterschiedlichster
Bauweise ausgeführt
sein können,
sodass hierdurch noch mals verdeutlicht ist, dass es sich hinsichtlich
der 1 beschriebenen bistabilen Ventils lediglich um
ein erstes Ausführungsbeispiel
vorliegender Erfindung handelt.