DE102016105000A1 - Bistable sensor and actuator device, method and use of such - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Bistabile Sensor- und Aktorvorrichtung mit einer eine entlang einer Bewegungsrichtung langgestreckte Stößeleinheit (16) aufweisenden und Permanentmagnetmittel (14) aufweisenden oder zum Zusammenwirken mit stationären Permanentmagnetmitteln ausgebildeten Ankereinheit (12), die durch pneumatische Antriebsmittel (24, 28) in eine von mindestens zwei stabilen End- und/oder Anschlagspositionen bewegbar ist, wobei einem die Ankereinheit zumindest abschnittsweise umschließenden Gehäuse (10) stationäre Magnetfelddetektormittel (30, 32) zum berührungslosen Zusammenwirken mit der Stößeleinheit in zumindest einer zur Ankerpositionsdetektion vorgesehenen der End- bzw. Anschlagspositionen zugeordnet sind, die Stößeleinheit endseitig einen durch Wirkung der Antriebsmittel aus dem Gehäuse heraus bewegbaren An- und/oder Eingriffsabschnitt zum berührenden und kraftschlüssigen Zusammenwirken mit einem Detektionspartner (40) so aufweist, dass ein kraftschlüssiges Berühren und/oder Betätigen durch den Detektionspartner einen insbesondere entgegengerichteten Bewegungsvorgang der Ankereinheit in die mindestens eine End- bzw. Anschlagsposition bewirkt, in welcher die Ankereinheit durch Wirkung der Permanentmagnetmittel stabil verbleibt, und die Magnetfelddetektormittel zum Erzeugen und Ausgeben eines dieser End- bzw. Anschlagsposition entsprechenden Detektorsignals insbesondere nach dem Berühren bzw. Betätigen angeordnet und beschaltet sind.The invention relates to a bistable sensor and actuator device having a one along a movement elongated ram unit (16) and having permanent magnet means (14) or for cooperation with stationary permanent magnet means formed anchor unit (12) by pneumatic drive means (24, 28) in a is at least two stable end and / or stop positions movable, wherein the armature unit at least partially enclosing housing (10) stationary magnetic field detector means (30, 32) for contactless interaction with the plunger unit in at least one provided for anchor position detection of the end or stop positions assigned are, the ram unit end by a drive means of the housing out of the housing movable and / or engaging portion for the contact and non-positive interaction with a detection partner (40) so that a frictional Touching and / or actuation by the detection partner causes a particular oppositely directed movement of the armature unit in the at least one end or stop position in which the armature unit remains stable by the action of the permanent magnet means, and the magnetic field detecting means for generating and outputting one of these end or stop position corresponding detector signal in particular after touching or pressing are arranged and connected.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine bistabile Sensor- und Aktorvorrichtung. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung einer derartigen bistabilen Sensor- und Aktorvorrichtung, und die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen bistabilen Sensor- und Aktorvorrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein System bestehend aus einer derartigen bistabilen Sensor- und Aktorvorrichtung sowie einem zur Positions- und/oder Bewegungsdetektion auszuwertenden oder zu überwachenden Detektionspartner, welcher insbesondere einem Fahrzeug, und dort wiederum bevorzugt einem schienengebundenen Fahrzeug, zugeordnet ist.The present invention relates to a bistable sensor and actuator device. Furthermore, the present invention relates to a use of such a bistable sensor and actuator device, and the present invention relates to a method for operating such a bistable sensor and actuator device. Finally, the present invention relates to a system consisting of such a bistable sensor and actuator device as well as a position and / or motion detection to be evaluated or monitored detection partner, which in particular a vehicle, and there again preferably a rail vehicle is assigned.
Bistabile Aktorvorrichtungen, welche auf einem elektromagnetischen Antriebsprinzip basieren, sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt; so offenbart etwa die
Insbesondere auf dem technischen Gebiet der Nockenwellenverstellung von Verbrennungsmotoren haben sich derartige Technologien allgemein durchgesetzt, wobei neben hohen Schaltzykluszahlen und langen Standzeiten insbesondere auch eine automatisierte Fertig- und Montierbarkeit für eine weite Verbreitung dieser Technologie gesorgt haben.Especially in the technical field of camshaft adjustment of internal combustion engines, such technologies have generally prevailed, in particular, in addition to high switching cycle numbers and long service lives have ensured an automated Fertig- and mountability for widespread use of this technology.
Als aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist es ferner, einer solchen elektromagnetischen Aktorvorrichtung, insbesondere einer ankerseitigen Permanentmagnetmittel aufweisenden Aktorvorrichtung, Detektionsmittel zum Erfassen einer aktuellen Anker- bzw. Stößelposition zuzuordnen. Dies ist etwa im beschriebenen Anwendungskontext einer Nockenwellenverstellung vor dem Hintergrund sinnvoll und nützlich, dass der Stellpartner für eine Rückführung bzw. Rückstellung der Ankereinheit (samt Stößel) sorgt, wobei jedoch Störungen bzw. unbestimmte Schaltzustände und damit aktuelle Positionierungen der Ankereinheit nicht generell ausgeschlossen werden können, insbesondere in einem unbestromten Spulenzustand. Dabei ist es einerseits bekannt, etwa mittels gängiger und dann zum Zusammenwirken mit den ankerseitigen Permanentmagneten vorgesehenen stationären Magnetfelddetektoren (z. B. Hall-Sensoren) eine Ankerposition zu erfassen und ein entsprechend elektrisch auswertbares Signal zur Verfügung zu stellen. Andererseits ist es gleichermaßen zur Positionsdetektion bekannt, in einem Nicht-Bestromungszustand der Spule in diese durch eine Bewegung der (die Permanentmagnetmittel aufweisenden) Ankereinheit induzierte Spannung zu messen, so dass sogar separate Sensorbaugruppen unnötig werden, allerdings ist diese Variante nur in einem Nicht-Bestromungszustand der Spule sinnvoll.As is generally known from the prior art, it is further associated with such an electromagnetic actuator device, in particular an actuator device having armature-side permanent magnet means, detection means for detecting a current armature or plunger position. This is useful and useful, for example, in the described context of application of a camshaft adjustment against the background that the actuating partner ensures return or return of the armature unit (including plunger), but disturbances or indeterminate switching states and thus actual positioning of the armature unit can not generally be ruled out , Especially in a de-energized coil state. On the one hand, it is known, for example, to detect an anchor position by means of stationary magnetic field detectors (eg, Hall sensors) which are provided for cooperation with the armature-side permanent magnets, and to provide a signal which can be evaluated in accordance with electrical evaluation. On the other hand, it is equally known for position detection to measure in a non-energized state of the coil in this voltage induced by a movement of the armature unit (having the permanent magnet means), so that even separate sensor assemblies become unnecessary, however, this variant is only in a non-energization state the coil makes sense.
Insbesondere in einem Fahrzeugkontext, und dort wiederum bekannt im Zusammenhang mit einer Positions- bzw. Bewegungsdetektion von schienengebundenen Fahrzeugen, ist es vorteilhaft, auch über einen längeren Zeitraum ohne elektrische Energieversorgung festzustellen, ob ein (Schienen)Fahrzeug bzw. ein mit diesem zusammenwirkender Detektionspartner (also etwa ein durch Bewegung des Fahrzeugs bewegter Geber) eine Bewegung erfahren hat. Eine konkrete Anwendung einer derartigen Problematik liegt für Schienenfahrzeuge bei der sogenannten Cold Movement Detection (CMD), nämlich der Aufgabe zu erkennen, ob ein stromlos geschaltetes Schienenfahrzeug (in diesem stromlosen Zustand) bewegt wurde. Ist dies nämlich der Fall, muss das Schienenfahrzeug einen Konfigurations- bzw. Positionierungsprozess durchlaufen, um Positions- bzw. Streckeninformationen zuzuordnen, ein derartiger aufwändiger Prozess kann jedoch entfallen, wenn – zuverlässig – festgestellt werden kann, dass seit dem Abschalten der Stromversorgung keine Bewegung des Fahrzeugs stattgefunden hat.In particular, in a vehicle context, and there in turn known in connection with a position or movement detection of rail vehicles, it is advantageous to determine even for a longer period without electrical power supply, whether a (rail) vehicle or a cooperating with this detection partner ( that is, about a donor moved by movement of the vehicle) has experienced a movement. A concrete application of such a problem is for rail vehicles in the so-called Cold Movement Detection (CMD), namely to recognize the task of whether a de-energized rail vehicle (in this de-energized state) has been moved. If this is the case, the rail vehicle must undergo a configuration or positioning process to assign position or distance information, but such a complex process can be omitted if - reliably - can be determined that since switching off the power supply no movement of Vehicle has taken place.
Die
Allerdings ist eine derartige Technologie aufwändig in der Herstellung und in der Wartung, und zusätzlich ist die offenbarte Mechanik insbesondere angesichts stark divergierender Witterungsbedingungen, mechanischer und thermischer Belastung sowie potentieller Verschmutzung störungsanfällig und daher insbesondere für einen langjährigen Einsatz im Zusammenhang mit Schienenfahrzeugen nur bedingt geeignet.However, such a technology is expensive to manufacture and to maintain, and in addition, the disclosed mechanism is susceptible to failure, especially in the face of highly divergent weather conditions, mechanical and thermal stress, and potential contamination, and is therefore of limited use especially for many years of use in railway vehicles.
Zwar ist es denkbar, eine eingangs beschriebene bekannte elektromagnetisch angetriebene Aktorvorrichtung mit einer Ankerpositionserkennung für einen CMD-Anwendungszweck zu nutzen, insbesondere dann, wenn etwa durch geeignete Ausgestaltung der magnetischen Kreise, und insbesondere auch der mittels der (ankerseitigen) Permanentmagnetmittel realisierten permanentmagnetischen Kreise, eine Bistabilität bzw. ein stromloses Halten der Ankereinheit an jeweiligen Endpositionen gewährleistet ist, jedoch ist auch der elektromagnetische Aktuatorantrieb für das Herausführen der Ankereinheit samt Stößel aus dem zugeordneten Gehäuse aufwändig in der Hardware-Realisierung und verlangt nach einer geeigneten Steuerung bzw. Beschaltung samt zugeordneter Verkabelung.Although it is conceivable to use a known electromagnetically driven actuator device described above with an anchor position detection for a CMD application purpose, in particular if, for example, by suitable design of the magnetic circuits, and in particular by means of the (armature side) permanent magnet means realized permanent magnetic circuits, a Bistability or a currentless hold the Anchor unit is ensured at respective end positions, however, is also the electromagnetic actuator drive for leading out the anchor unit together with plunger from the associated housing complex in the hardware implementation and calls for a suitable control or wiring together with associated wiring.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bewegungsdetektorvorrichtung auch für Betriebszustände mit unterbrochener Stromversorgung zu schaffen, welche, insbesondere in Form einer bistabilen Sensor- und Aktorvorrichtung, zuverlässig eine Bewegung einer Ankereinheit bzw. einem damit verbundenen Stößel zusammenwirkenden Detektionspartners erkennt und die dadurch bewirkte Anker-Positionsänderung zuverlässig detektieren kann (etwa wenn, nach Beendigung des stromlosen Zustands, eine Re-Aktivierung des technologischen Gesamtkontexts erfolgt ist). Dabei ist eine derartige Vorrichtung einfach und betriebssicher zu realisieren, wobei insbesondere auch ein Betrieb mit langer Standzeit und unter stark variierenden bzw. potentiell problematischen Umgebungsbedingungen gewährleistet sein soll. Ferner ist ein Betriebsverfahren für eine derartige Vorrichtung zu schaffen, und es ist ein System zu schaffen, welches eine derartige Vorrichtung mit einem Detektionspartner, insbesondere einem eine Bewegung eines (Schienen)Fahrzeugs repräsentierenden Detektionspartner, zusammenbringt.Object of the present invention is therefore to provide a motion detection device for operating conditions with an interrupted power supply, which, in particular in the form of a bistable sensor and actuator device, reliably detects a movement of an armature unit or a plunger associated therewith cooperating detection partner and thereby caused anchor Position change can reliably detect (for example, if, after completion of the de-energized state, a re-activation of the overall technological context has taken place). In this case, such a device is simple and reliable to implement, in particular, an operation with a long service life and under widely varying or potentially problematic environmental conditions should be guaranteed. Furthermore, an operating method for such a device is to be provided, and it is a system to provide, which brings together such a device with a detection partner, in particular a movement of a (rail) vehicle representing detection partner.
Die Aufgabe wird durch die bistabile Sensor- und Aktorvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Zusätzlich Schutz im Rahmen der Erfindung wird beansprucht für eine Verwendung einer derartigen bistabilen Sensor- und Aktorvorrichtung als Bewegungs- und/oder Positionssensor für den insbesondere einem Fahrzeug, bevorzugt einem schienengebundenen Fahrzeug, zugeordneten Detektionspartner und/oder zur Detektion einer Bewegung oder Positionsveränderung eines solchen Detektionspartners, und es wird Schutz im Rahmen der Erfindung beansprucht für ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen bistabilen Sensor- und Aktorvorrichtung.The object is achieved by the bistable sensor and actuator device having the features of the main claim; advantageous developments of the invention are described in the subclaims. Additional protection within the scope of the invention is claimed for a use of such a bistable sensor and actuator device as movement and / or position sensor for the particular a vehicle, preferably a rail vehicle, associated detection partner and / or for detecting a movement or position change of such a detection partner , and it is claimed protection within the scope of the invention for a method for operating a bistable sensor and actuator device according to the invention.
In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise greift die vorliegende Erfindung den Gedanken auf, eine mit Positionssensoren versehene sowie stromlosbistabil mit Permanentmagnetmitteln versehene Aktorvorrichtung für den vorgesehenen Detektionszweck zu nutzen, ersetzt jedoch das elektromagnetische Antriebsprinzip durch die erfindungsgemäßen pneumatischen Antriebsmittel, welche die erfindungsgemäße Ankereinheit in eine von mindestens zwei stabilen End- bzw. Anschlagspositionen bewegen. Dabei ist als „stabil” im Sinne der Erfindung eine solche Anschlagsposition zu verstehen, welche, nachdem durch den erfindungsgemäßen Antrieb eine derartige Position durch die Ankermittel erreicht wurde, diese Position nicht ohne zusätzliche gesteuerte Einflüsse, etwa durch den Detektionspartner oder weiterbildungsgemäß vorsehbare Rückstellmittel, änderbar ist.In accordance with the invention advantageously, the present invention takes up the idea to use a provided with position sensors and stromlosbistabil provided with permanent magnet means actuator device for the intended detection purpose, but replaces the electromagnetic drive principle by the pneumatic drive means according to the invention, the anchor unit according to the invention in one of at least two stable Move end or stop positions. It is to be understood as a "stable" within the meaning of the invention, such a stop position, which after the drive of the invention such a position was achieved by the anchor means, this position not without additional controlled influences, such as by the detection partner or further education providable return means, changeable is.
Vorteilhaft nutzt dabei die Erfindung den Umstand, dass im Regelfall in einem (Schienen)Fahrzeugkontext ohnehin eine auch in einem unbestromten Zustand vorhandene Druckluftversorgung gegeben ist, so dass sich der erfindungsgemäße pneumatische Antrieb im einfachsten Fall mit lediglich einem Pneumatikventil steuern lässt.Advantageously, the invention makes use of the circumstance that in a (rail) vehicle context a compressed air supply which is present even in a de-energized state is given anyway, so that in the simplest case the pneumatic drive according to the invention can be controlled with only one pneumatic valve.
Gleichzeitig sorgen die erfindungsgemäß vorgesehenen Permanentmagnetmittel, welche einerseits und bevorzugt an der bewegbaren Ankereinheit, ergänzend oder alternativ jedoch auch stationär und etwa in End- bzw. Anschlagbereichen eines zugeordneten Gehäuses vorgesehen sein können, sowohl für ein (stromlos) bistabiles Halten bzw. Haften der Ankereinheit an einer jeweiligen End- bzw. Anschlagsposition im Gehäuse, als auch für die Möglichkeit, mittels (typischerweise randseitig bzw. geeignet am Gehäuse stationär vorgesehener) Magnetfelddetektormittel eine positionsabhängige Änderung des Permanentmagnetfeldes zu detektieren, so dass mit einfachster Hardware und Infrastruktur ein einer End- bzw. Anschlagsposition entsprechendes Detektorsignal für eine Weiterverarbeitung erzeug- und ausgebbar ist.At the same time, the permanent magnet means provided according to the invention, which can be provided on the one hand and preferably on the movable armature unit, in addition or alternatively also stationary and approximately in end or stop areas of an associated housing, ensure both a (currentless) bistable holding or adhesion of the armature unit at a respective end or stop position in the housing, as well as for the possibility of detecting a position-dependent change of the permanent magnetic field by means of magnetic field detection means (typically provided peripherally or suitably on the housing), so that with the simplest hardware and infrastructure a final or Stop position corresponding detector signal for further processing can be generated and output.
Besonders geeignet, und insoweit als erfindungsgemäße Verwendung beansprucht, ist eine derartige Technologie für eine Realisierung der diskutierten Cold Motion Detektion im Zusammenhang mit Schienenfahrzeugen, da die erfindungsgemäße Sensor- und Aktorvorrichtung, entsprechend der permanentmagnetisch ermöglichten bzw. unterstützten Bistabilität, auch in einem vollständig stromlosen Kontext in einer jeweils voreingestellten bzw. dann durch Bewegung des Detektionspartners geänderten Position verbleibt, und eine entsprechende Überprüfung dieser Ursprungs- bzw. geänderten Position dann durch die Magnetfelddetektormittel (nach einem entsprechenden Wieder-Einschalten der Stromversorgung) zuverlässig feststellbar ist.Particularly suitable and insofar claimed as use according to the invention, such a technology for a realization of the discussed cold motion detection in connection with rail vehicles, as the sensor and actuator device according to the invention, according to the permanent magnetically enabled or supported bistability, even in a completely de-energized context in a respectively preset or then changed by movement of the detection partner position remains, and a corresponding check this origin or changed position then by the magnetic field detector means (after a corresponding restarting the power supply) can be reliably detected.
Vorteil dieser Technologie, neben ihrer technologischen und konstruktiven Einfachheit, ist zusätzlich ihre hohe Toleranz gegenüber verschiedensten Umweltbedingungen, etwa auch Wärmeschwankungen in großer Bandbreite, so dass die vorliegende Erfindung insbesondere für einen langjährigen Alltagsbetrieb mit minimalem Wartungsaufwand günstig geeignet ist.Advantage of this technology, in addition to its technological and constructive simplicity, is also their high tolerance to various environmental conditions, such as heat fluctuations in a wide range, so that the present invention is particularly suitable for a long-term everyday operation with minimal maintenance.
Damit kann, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen bistabilen Sensor- und Aktorvorrichtung, zunächst durch Ansteuern der pneumatischen Antriebsmittel die langgestreckte Stößeleinheit aus dem Gehäuse heraus in eine stabile End- und/oder Anschlagsposition bewegt werden (und dort auch in dieser Position, mittels der Magnetfelddetektormittel, detektiert werden). Erfolgt dann, etwa im Wege einer Fahrzeugbewegung, ein Betätigen des An- und/oder Eingriffsabschnitts der Stößeleinheit durch einen die Fahrzeugbewegung repräsentierenden Detektionspartner so, dass ein kraftschlüssiges Berühren bzw. Betätigen des Stößels durch den Detektionspartner die Ankereinheit bewegt und damit die Stößeleinheit in das Gehäuse hineinführt, ist die Voraussetzung geschaffen, durch ein nachfolgendes Detektieren dieser (geänderten) End- bzw. Anschlagsposition festzustellen, dass die Fahrzeugbewegung (etwa auch während eines unbestromten Ruhezustands des Fahrzeugs) stattgefunden hat. Entsprechend dem geltenden technologischen Umgebungskontext wären dann die notwendigen Positionierungs- bzw. Initialisierungsschritte zu tätigen. Thus, according to the inventive method for operating the bistable sensor and actuator device according to the invention, first by driving the pneumatic drive means, the elongated ram unit out of the housing are moved into a stable end and / or stop position (and there also in this position, by the magnetic field detector means are detected). Then, for example, by means of a vehicle movement, actuation of the on and / or engagement portion of the plunger unit by a detection partner representing the vehicle movement so that a frictional contact or actuation of the plunger by the detection partner moves the armature unit and thus the plunger unit in the housing leads, the condition is created by a subsequent detection of this (changed) end or stop position to establish that the vehicle movement has taken place (approximately even during a de-energized idle state of the vehicle). In accordance with the prevailing technological environmental context, the necessary positioning or initialization steps would then have to be carried out.
In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise sind die pneumatischen Antriebsmittel realisiert mittels einer elektromagnetisch betätigten Ventilvorrichtung; hier lässt sich, kostengünstig zuverlässig und betriebssicher, Standardtechnologie einsetzen. Gleichermaßen ist es weiterbildend bevorzugt, die Permanentmagnetmittel als an der Stößeleinheit vorgesehenen Permanentmagnetkörper auszugestalten, welcher weiter bevorzugt scheibenförmig ist. Eine derartige Technologie greift wiederum auf bewährte Ansätze elektromagnetischer Stellvorrichtungen zurück und wendet diese vorteilhaft auf den vorliegenden Erfindungskontext an.In accordance with the invention advantageously, the pneumatic drive means are realized by means of an electromagnetically actuated valve device; In this case, standard technology can be used cost-effectively, reliably and reliably. Similarly, it is further preferred to design the permanent magnet means as provided on the ram unit permanent magnet body, which is further preferably disc-shaped. Such technology, in turn, uses proven approaches of electromagnetic actuators and applies them advantageously to the present invention context.
Dies gilt dann auch für die erfindungsgemäßen Magnetfelddetektormittel, welche im Rahmen bevorzugter Weiterbildungen der Erfindung auf Halbleiterbasis bzw. mit einer Detektorspule realisiert und so am Gehäuse vorgesehen sind, dass an zur Anker-Positionsdetektion vorgesehenen End- bzw. Anschlagspositionen das Gehäuse, etwa mittels geeigneter Aussparungen in einem magnetisch flussleitenden Gehäusemantel, so für das permanentmagnetische Feld der Permanentmagnetmittel durchlässig ist, dass von einer Gehäuseaußenseite die dort vorgesehenen Magnetfelddetektoren zuverlässig die Ankerposition durch Wechselwirkung mit den Permanentmagnetmitteln feststellen können.This then also applies to the magnetic field detector means according to the invention, which are realized in the context of preferred developments of the invention on a semiconductor basis or with a detector coil and are provided on the housing, that provided for armature position detection end or stop positions the housing, such as by means of suitable recesses in a magnetically flow-conducting housing jacket, so permeable to the permanent magnetic field of the permanent magnet means that the magnetic field detectors provided there can reliably determine the anchor position by interaction with the permanent magnet means of a housing outside.
Entsprechend dem gewünschten Einsatzzweck und der Art bzw. Ausgestaltung des Detektionspartners (dieser ist nicht selbst Gegenstand der die bistabile Sensor- und Aktorvorrichtung betreffenden Erfindung, vielmehr ein für diese Vorrichtung geeigneter Partner) ist der An- oder Eingriffsabschnitt geeignet auszugestalten; dies kann sowohl im Hinblick auf die Art bzw. Richtung der durch den Detektionspartner einzubringenden Kräfte sein, als auch im Hinblick auf eine mögliche Bidirektionalität der Kraftwirkung – so ist es etwa denkbar, dass der Detektionspartner nicht nur eine in eine Richtung ausgerichtete (Schub)Kraft auf den Stößel ausübt, sondern etwa auch in einer entgegengesetzten Richtung diesen ziehen kann.According to the desired application and the nature or configuration of the detection partner (this is not itself the subject of the invention, the bistable sensor and actuator device, but rather a suitable for this device partner) is the engaging or engaging portion suitable to design; This can be both with regard to the type or direction of the forces to be introduced by the detection partner, as well as with regard to a possible bidirectionality of the force effect - so it is conceivable that the detection partner not only a direction (thrust) force in one direction on the ram, but can also pull it in an opposite direction.
Gleichermaßen ist es weiterbildungsgemäß möglich und von der Erfindung umfasst, der Ankereinheit Kraftspeichermittel – etwa realisiert mittels einer Spiral- oder Druckfeder – zuzuordnen, so dass insbesondere eine Vorbelastung bzw. Vorspannung entgegen einer Richtung der Berührung bzw. Betätigung durch den Detektionspartner erfolgen kann.Equally, it is further development possible and includes the invention, the armature unit force storage means - about realized by means of a coil or compression spring - assign, so that in particular a preload or bias against a direction of contact or actuation by the detection partner can take place.
Eine weitere bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, für welche isoliert jedoch auch im Zusammenwirken mit beliebigen anderen vorteilhaften Weiterbildungen Schutz beansprucht wird, sieht ergänzende, pneumatisch wirkende Rückstellmittel vor, welche zum Zurückführen der Ankereinheit in eine eingeschobene Position der Stößeleinheit im Gehäuse vorsehbar sind. Diese wirken entgegen einer Antriebsrichtung der Antriebsmittel und sind etwa für Situationen vorgesehen, bei welchen, zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Betätigung durch den Detektionspartner, eine durch die Vorrichtung selbst induzierte bzw. herbeigeführte Gegenbewegung zur eigentlichen Antriebs- bzw. Stellbewegung der Ankereinheit erfolgen muss. Eine derartige Rückstellung kann wiederum weiterbildend auch durch eine Unterdruck-Versorgung des Gehäuses erfolgen, so dass hier etwa dann eine gemeinsame Pneumatik-Zuführung zum Gehäuse mit den eigentlichen Antriebsmitteln erfolgen kann, lediglich die Druckrichtung bzw. die Druckwirkung würde vertauscht.A further preferred embodiment of the invention, for which, however, isolated in combination with any other advantageous developments protection is claimed, provides additional, pneumatically acting return means, which are providable for returning the armature unit in an inserted position of the plunger unit in the housing. These act counter to a drive direction of the drive means and are provided for situations in which, in addition to the actuation according to the invention by the detection partner, induced by the device itself or brought about counter-movement to the actual drive or adjusting movement of the anchor unit must be done. Such a provision can, in turn, also take place by means of a vacuum supply to the housing, so that a common pneumatic supply to the housing with the actual drive means can take place here, only the pressure direction or the pressure effect would be reversed.
Im Ergebnis erreicht die vorliegende Erfindung damit in überraschend einfacher und eleganter Weise die Realisierbarkeit einer CMD für Schienenfahrzeuge, die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Anwendung beschränkt. Vielmehr ist die vorliegende Erfindung besonders bevorzugt geeignet für jegliches Einsatzgebiet, bei welchem, idealerweise bei bereits vorhandener Pneumatikfluidversorgung, die Vorteile permanentmagnetischer, bistabiler Aktorik mit der konstruktiven Einfachheit pneumatischer Aktoren kombiniert werden können.As a result, the present invention achieves in a surprisingly simple and elegant manner the feasibility of a CMD for railway vehicles, but the invention is not limited to such an application. Rather, the present invention is particularly preferably suitable for any application, in which, ideally with already existing pneumatic fluid supply, the advantages of permanent magnetic, bistable actuators can be combined with the constructive simplicity of pneumatic actuators.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Figuren; diese zeigen inFurther advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and with reference to the figures; these show in
Die
Die jeweiligen Endpositionen der Teilillustrationen (a), (b) einerseits und (c) andererseits werden gehalten bzw. stabilisiert durch magnetisch leitende Endabschnitte
Bewirkt wird dies beim Ausführungsbeispiel der
Die
Die
Die
Die
So zeigt das Ausführungsbeispiel der
Die am Beispiel der
Die
Die
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Nicht nur lassen sich die gezeigten Varianten und Weiterbildungen beliebig kombinieren und variieren, auch ist etwa der beschriebene Einsatzkontext einer Bewegungsdetektion in einem Schienenfahrzeug-Umfeld zwar bevorzugt, beschränkt jedoch nicht das vorteilhafte Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung.The present invention is not limited to the embodiments shown. Not only can the variants and developments shown be combined and varied as desired, but also the described context of use of motion detection in a rail vehicle environment is preferred, but does not limit the advantageous field of application of the present invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 20114466 U1 [0002] DE 20114466 U1 [0002]
- US 2012/0241566 A1 [0006] US 2012/0241566 A1 [0006]
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