DE102016105000A1 - Bistable sensor and actuator device, method and use of such - Google Patents

Bistable sensor and actuator device, method and use of such Download PDF

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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 DE 201 14 466 U1 der Anmelderin eine bistabile elektromagnetische Aktorvorrichtung, welche eine Permanentmagnetmittel aufweisende Ankereinheit sowie eine der Ankereinheit zugeordnete, langgestreckte Stößeleinheit aufweist. Diese Ankereinheit samt Stößel wird durch stationäre elektromagnetische Antriebsmittel in Form einer stationären Kerneinheit samt geeignet bestrombarer Spule so angetrieben, dass, bei Bestromung der Spule, die Stößeleinheit aus einem Aktorgehäuse herausgeführt und in Eingriff mit einem Stellpartner gebracht werden kann.Bistable actuator devices based on an electromagnetic drive principle are well known in the art; such as the DE 201 14 466 U1 the Applicant a bistable electromagnetic actuator device having an armature unit having permanent magnet means and an elongated ram unit associated with the armature unit. This anchor unit together with plunger is driven by stationary electromagnetic drive means in the form of a stationary core unit together with a suitable energizable coil so that, when energizing the coil, the plunger unit can be led out of an actuator housing and brought into engagement with a control partner.

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 US 2012/0241566 A1 befasst sich mit einer derartigen Problemstellung der Cold Movement Detection, wobei unter Nutzung gravitativer Kräfte und durch diese bewegter Permanentmagneten eine Lösung für eine Bewegungserkennung in einem stromlosen Zustand offenbart ist.The US 2012/0241566 A1 deals with such a problem of cold movement detection, wherein using gravitational forces and these moving permanent magnets, a solution for motion detection in a de-energized state is disclosed.

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

1 in Teilfiguren (a) bis (c) eine Schemadarstellung der bistabilen Sensor- und Aktorvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel (ohne Magnetfelddetektoren dargestellt) in verschiedenen Betriebszuständen zur Darstellung des Funktionsablaufs; 1 in sub-figures (a) to (c) is a schematic representation of the bistable sensor and actuator device according to a first embodiment (without Magnetic field detectors shown) in different operating states for the representation of the functional sequence;

2 eine Detaildarstellung zum Illustrieren einer zu detektierenden stabilen End- bzw. Anschlagsposition durch Wirkung der Permanentmagnetmittel im Ausführungsbeispiel der 1; 2 a detailed representation for illustrating a to be detected stable end or stop position by action of the permanent magnet means in the embodiment of 1 ;

3 eine Darstellung des Ausführungsbeispiels analog 1, zusätzlich weitergebildet durch pneumatische Rückstellmittel, und mit schematisch beidends dargestellten Magnetfeldsensoren als Magnetfelddetektormittel; 3 a representation of the embodiment analog 1 additionally developed by pneumatic return means, and with magnetic field sensors shown schematically at both ends as magnetic field detector means;

4 mit Teildarstellungen (a) bis (b) das Zurückstellen (Betätigen) durch einen als Verschiebekulisse schematisch dargestellten Detektionspartner, wobei Teilbild (a) den Betriebszustand vor dem Eingriff des Detektionspartners und (b) den zurückgestellten Zustand zeigt; 4 with partial representations (a) to (b) the resetting (actuating) by a detection partner schematically represented as a displacement circuit, where partial image (a) shows the operating state before the engagement of the detection partner and (b) the reset state;

5 in Teildarstellungen den Ablauf des Zurückstellens mittels zusätzlicher pneumatischer Rückstellmittel gemäß 3; 5 in partial representations, the expiry of the reset by means of additional pneumatic return means according to 3 ;

6 eine Variante des Ausführungsbeispiels der 1 mit zusätzlichem Überdruckventil für schnelles Rückstellen durch den Detektionspartner; 6 a variant of the embodiment of 1 with additional pressure relief valve for quick reset by the detection partner;

7 eine Variante des Ausführungsbeispiels der 6 mit durch Unterdruck realisierten Rückstellmitteln und alternativ stirnseitig vorgesehenen Sensoren als Magnetfelddetektormittel; 7 a variant of the embodiment of 6 with reset means realized by negative pressure and, alternatively, sensors provided on the front as magnetic field detector means;

8 eine Variante des Ausführungsbeispiels der 7 mit zusätzlicher, im Gehäuse vorgesehener Druckfeder und 8th a variant of the embodiment of 7 with additional, provided in the housing compression spring and

9 eine weitere Variante der 7 bzw. B. 9 another variant of 7 respectively. B ,

Die 1 zeigt in drei Teildarstellungen (a) bis (c) eine erste schematische Illustration der bistabilen Sensor- und Aktorvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, jedoch ohne die Magnetfelddetektormittel. In einem zylindrischen Gehäuse 10 ist eine Ankereinheit 12 bestehend aus einem scheibenförmigen Permanentmagnetkörper 14 und einer daran sitzenden Stößeleinheit 16 axial bewegbar aufgenommen, und zwar so, dass ein Eingriffsende 18 des Stößels 16, im eingeschobenen Zustand (a) nur leicht aus dem Gehäuse 10 herausragend, in einem vollständig herausgeführten bzw. vorgeschobenen Zustand der Teildarstellung (c) an bzw. auf einen Detektionspartner greifen kann, etwa ein Geberelement (nicht gezeigt) eines schienengebundenen Fahrzeugs.The 1 shows in three partial views (a) to (c) a first schematic illustration of the bistable sensor and actuator device according to a first embodiment, but without the magnetic field detection means. In a cylindrical housing 10 is an anchor unit 12 consisting of a disc-shaped permanent magnet body 14 and a ram unit sitting thereon 16 received axially movable, in such a way that an engagement end 18 of the plunger 16 , in the inserted state (a) only slightly out of the housing 10 outstanding, in a completely led out or advanced state of the partial representation (c) can engage or on a detection partner, such as a donor element (not shown) of a rail-bound vehicle.

Die jeweiligen Endpositionen der Teilillustrationen (a), (b) einerseits und (c) andererseits werden gehalten bzw. stabilisiert durch magnetisch leitende Endabschnitte 20 bzw. 22, welche, vergleiche die Detaildarstellung der 2 zum Anschlagzustand von 1(a), in diesem (eingeschobenen) Anschlagzustand einen permanentmagnetischen Fluss- und Haftkreis ausbilden, welcher erst durch entsprechende (höhere) Gegenkräfte überwunden werden muss.The respective end positions of the partial illustrations (a), (b) on the one hand and (c) on the other hand are held or stabilized by magnetically conductive end sections 20 respectively. 22 , which, compare the detailed representation of 2 to the stop state of 1 (a) , Form in this (inserted) stop state a permanent magnetic flux and adhesion circle, which must be overcome only by appropriate (higher) counter forces.

Bewirkt wird dies beim Ausführungsbeispiel der 1 durch Pneumatikfluid, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Luft, welche durch eine Pneumatikleitung 24 in einen Druckkammerbereich 26 des Gehäuses durch Wirkung eines elektromagnetisch betriebenen 3/2-Pneumatikventils 28 gebracht werden kann. Wie diesbezüglich die Schemadarstellungen in 1 erläutern, ist dieses Pneumatikventil, federnd vorgespannt, stromlos geschlossen und wird bei Aktivierung bzw. Bestromung (Teildarstellung (b)) so geschaltet, dass aus einer (nicht gezeigten) Pneumatik-Druckquelle das Pneumatikfluid in den Druckraum 26 eintreten und, entsprechend Teildarstellung (c), die Ankereinheit 12 in die ausgeschobene Eingriffsstellung am Detektionspartner verbringen kann. Auch hier erfolgt durch Zusammenwirken der Permanentmagnetscheibe 14 mit den in der Figur im linksseitigen Bereich vorgesehenen magnetisch flussleitenden und stationär angebrachten Partnern 22 eine stabile Fixierung bzw. ein Halten an diesem Anschlagzustand.This is effected in the embodiment of 1 by pneumatic fluid, in the present embodiment, air, which through a pneumatic line 24 in a pressure chamber area 26 the housing by the action of an electromagnetically operated 3/2-pneumatic valve 28 can be brought. As in this regard the schema representations in 1 explain, this pneumatic valve, spring-biased, normally closed and is switched on activation or energization (partial view (b)) so that from a (not shown) pneumatic pressure source, the pneumatic fluid in the pressure chamber 26 enter and, according to partial representation (c), the anchor unit 12 can spend in the ejected engagement position on the detection partner. Again, by interaction of the permanent magnet disc 14 with the magnetic flux-conducting and stationary mounted partners provided in the figure in the left-hand area 22 a stable fixation or holding at this stop state.

Die 3 verdeutlicht, insoweit analog zum Teilbild 1(c), die Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der 1 mit einem jeweiligen der endseitigen Anschlagzustände zugeordneten Magnetfeldsensor 30 bzw. 32, welcher, als Hall-Sensor ausgebildet, das Permanentmagnetfeld des benachbart befindlichen Permanentmagneten 14 detektiert und so entsprechend der Ankerposition ein Positionssignal (geeignet durch nicht gezeigte Auswertelektronik auswert- und verarbeitbar) bereitstellt. Zusätzlich zeigt die 3 in Form eines links-seitigen weiteren und fakultativ zum Rückstellen einsetzbaren Elektromagnet-Pneumatikventils 34 samt Pneumatikzuleitung 36 in einen dem Bereich 26 gegenüberliegenden Druckbereich 38 eine Möglichkeit zur Zurückführung der Vorrichtung in den Zustand des Teilbildes der 1(a), was etwa für den Fall nützlich sein kann, wenn nicht ausschließlich durch den (nicht gezeigten) Detektionspartner das Zurückführen erfolgt, oder aber, etwa zu Kalibrierungs- bzw. Testzwecken, vor einem tatsächlichen Überwachungs- bzw. Messbetrieb eine Bewegung bzw. ein Antrieb der Ankereinheit 12 in beide Bewegungsrichtungen zwischen den gezeigten Endlagen durchgeführt werden soll.The 3 clarified, insofar as analogous to the field 1 (c) , The embodiment of the embodiment of 1 with a respective one of the end-side stop conditions associated magnetic field sensor 30 respectively. 32 , which, designed as a Hall sensor, the permanent magnetic field of the adjacent permanent magnet 14 detected and thus according to the anchor position, a position signal (suitable evaluation by evaluation electronics, not shown) and provides. In addition, the shows 3 in the form of a left-side further and optionally applicable for resetting solenoid solenoid valve 34 including pneumatic supply 36 in one of the area 26 opposite pressure range 38 a way to return the device in the state of the field of 1 (a) , which may be useful in the event, for example, if not exclusively by the (not shown) detection partner, the return takes place, or, for calibration or test purposes, before an actual monitoring or measuring operation, a movement or a drive of the anchor unit 12 should be performed in both directions of movement between the end positions shown.

Die 4 verdeutlicht, im schematischen Zusammenwirken mit der vorbeschriebenen (wiederum lediglich teilweise gezeigten) Sensor- und Aktorvorrichtung, wie der Detektionspartner, hier dargestellt als sich bewegendes Kontur- bzw. Profilelement 40, die Zurückführung bzw. Rückstellung der Vorrichtung aus der (Betriebs-)Position der 1(c) in einen Ausgangszustand der 1(a) bewirkt, etwa um damit, in eingangs beschriebener Weise, eine (im unbestromten bzw. deaktivierten Zustand) erfolgte Bewegung des mit dem Geber 40 verbundenen Fahrzeugs anzuzeigen. Konkret gleitet, im Fall einer Bewegung entlang Pfeilrichtung 42 in 4, eine Flanke 43 des Profilelements 40 am Eingriffsabschnitt 18 ab, wobei eine Haltekraft der Permanentmagnetscheibe 14 am endseitigen Haltepartner 22 überwunden wird und die Ankereinheit, aus der Position der 4(a) gelöst, zurück in die eingeschobene Position der 4(b) geführt wird. Dieser Zustand wird dann durch den Sensor 32 (3) detektiert, so dass dem nachgeschalteten System die Information ansteht, dass, angezeigt durch die Bewegung des Geberkörpers 40 in Zusammenwirken mit dem Stößel 16, 18, eine Fahrzeugbewegung stattgefunden hat. Im vorbeschriebenen Schienenfahrzeug-Kontext führt dies dann zu der Konsequenz, dass bei einer nächsten Fahrzeug-Inbetriebnahme zunächst eine Initialisierung bzw. Neupositionierung erfolgen muss.The 4 clarified, in schematic cooperation with the above-described (again only partially shown) sensor and Actuator, as the detection partner, shown here as a moving contour or profile element 40 , the return or return of the device from the (operating) position of the 1 (c) in an initial state of 1 (a) causes about this, in the manner described above, a (in the de-energized or deactivated state) movement of the with the encoder 40 connected vehicle. Specifically slides, in the case of a movement along the arrow direction 42 in 4 , a flank 43 of the profile element 40 at the engagement section 18 from, wherein a holding force of the permanent magnet disc 14 at the end holding partner 22 is overcome and the anchor unit, from the position of 4 (a) solved, back to the retracted position of the 4 (b) to be led. This condition is then passed through the sensor 32 ( 3 ) detected, so that the downstream system is present information that, indicated by the movement of the encoder body 40 in cooperation with the pestle 16 . 18 , a vehicle movement has taken place. In the rail vehicle context described above, this then leads to the consequence that initial initialization or repositioning must first take place at the next vehicle startup.

Die 5 verdeutlicht, insoweit mögliche Betriebszustände des Ausführungsbeispiels der 3 illustrierend, wie, nach erfolgtem Verbringen der Ankereinheit in die ausgefahrene Detektorposition der 1(c), nicht durch Wirkung der Gebereinheit 40 (4), sondern durch Wirkung der Pneumatik-Rückstelleinheit 34, 36 (3) ein Zurückführen erfolgt. Auch hier wird deutlich, wie durch Aktivieren des (3/2-Wege-)Pneumatikventils 34, im Teilbild der 5(b), der über die Leitung 36 in den Druckbereich 38 eintretende Fluiddruck die Ankervorrichtung zurück in die Ausgangslage verbringt.The 5 illustrates, as far as possible operating states of the embodiment of the 3 illustrating how, after the anchor unit has been moved to the extended detector position, 1 (c) , not by effect of the encoder unit 40 ( 4 ), but by the action of the pneumatic reset unit 34 . 36 ( 3 ) a return takes place. Again, it becomes clear how by activating the (3/2-way) pneumatic valve 34 , in the drawing of the 5 (b) who is over the line 36 in the printing area 38 entering fluid pressure, the anchor device spends back to the starting position.

Die 6 bis 9 zeigen weitere Varianten bzw. Weiterbildungen der Erfindung, welche, auch über die konkrete Konfiguration hinaus, in beliebiger Weise mit den vorbeschriebenen Varianten bzw. Ausführungsbeispielen kombiniert werden können. Auch hier bedeuten gleiche Bezugszeichen identische bzw. gleichwirkende Funktionskomponenten.The 6 to 9 show further variants or developments of the invention, which, in addition to the specific configuration beyond, can be combined in any way with the above-described variants or embodiments. Again, the same reference numerals mean identical or equivalent functional components.

So zeigt das Ausführungsbeispiel der 4, insoweit die vorgenannten Ausführungsbeispiele weiterbildend, ein zusätzliches Rückschlagventil 45, welches insbesondere nützlich sein kann, um im Fall einer starken Rückstell-Kraftbeaufschlagung der Stößeleinheit 16, 18 bzw. im Fall eines schnellen Zurückführens durch eine dort angreifende Rückstellkraft (etwa den Geber 40 der 4) eine schnelle Druckentleerung des Gehäusezylinders 10 zu ermöglichen.Thus, the embodiment of the shows 4 in so far as the aforementioned embodiments further, an additional check valve 45 , which may be particularly useful in case of strong return force application of the ram unit 16 . 18 or in the case of a rapid return by an acting there restoring force (such as the encoder 40 of the 4 ) a fast pressure discharge of the housing cylinder 10 to enable.

Die am Beispiel der 7 gezeigten Varianten zeigen zunächst alternative Anbringungsmöglichkeiten der Sensoreinheiten 30 bzw. 32 (3), welche, gleichwohl nach wie vor durchflutet von endseitigen permanentmagnetischen Flusskreisen, auch in der in 7 gezeigten Weise stirnseitig des Gehäuses vorgesehen sein können. Auch zeigt die 7, neben dem Rückschlagventil 45, eine Rückstellvariante in Form eines Doppelventils 44, welches einerseits, zum Verbringen etwa der Ankereinheit samt Stößel in die gezeigte ausgefahrene Position der 7, die Zuleitung 24 mit Druckluft (also Fluid mit positivem Druck) versorgen kann, während, etwa im Fall einer Rückstellung, die Ventileinheit 44, etwa geeignet dann mit einer Unterdruckwelle verbunden, eine Rückstellung der Ankereinheit 12 mittels Unterdruck bewirken kann.The example of the 7 shown variants initially show alternative mounting options of the sensor units 30 respectively. 32 ( 3 ), which, however, still flooded by end - side permanent magnetic flux circuits, also in the 7 shown manner may be provided frontally of the housing. Also shows the 7 , next to the check valve 45 , a return variant in the form of a double valve 44 , which on the one hand, to spend about the anchor unit including plunger in the extended position shown the 7 , the supply line 24 can supply with compressed air (ie, fluid with positive pressure), while, about in the case of a provision, the valve unit 44 , then suitably connected to a vacuum wave, a provision of the anchor unit 12 can cause by means of negative pressure.

Die 8 fügt dieser Ventilvariante zusätzlich Kraftspeichermittel 46 in Form einer die Ankereinheit in die rechte (eingeschobene) Position vorspannenden Druckfeder hinzu, um insoweit das Bewegungsverhalten, gegebenenfalls auch eine Reaktionsempfindlichkeit sowie ein vollständiges Zurückführen bei Aktivierung durch einen Geber zu unterstützen.The 8th adds this valve variant in addition force storage means 46 in the form of a pressure spring biasing the armature unit in the right (inserted) position, in order to support insofar as the movement behavior, optionally also a reaction sensitivity and a complete return upon activation by a donor.

Die 9 variiert diesen Ansatz weiter und zeigt, wie die Baugruppe 44 durch einen externen Geber aktiviert werden kann; die Ankereinheit sieht hier keinen Stößel vor.The 9 varies this approach further and shows how the assembly 44 can be activated by an external encoder; the anchor unit does not provide a ram here.

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]

Claims (12)

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.Bistable sensor and actuator device with a ram unit elongated along a direction of movement ( 16 ) and permanent magnet means ( 14 ) or for interaction with stationary permanent magnet means formed anchor unit ( 12 ) by pneumatic drive means ( 24 . 28 ) is movable in one of at least two stable end and / or stop positions, wherein the anchor unit at least partially enclosing housing ( 10 ) stationary magnetic field detector means ( 30 . 32 ) for non-contact cooperation with the plunger unit are provided in at least one provided for armature position detection of the end or stop positions, the plunger unit end a movable by action of the drive means out of the housing and / or engagement portion for the contact and non-positive cooperation with a detection partner ( 40 ) such that a force-locking contact 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 are arranged and connected in particular after touching or pressing. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die pneumatischen Antriebsmittel elektromagnetisch betätigte Ventilmittel für in das Gehäuse einzubringendes und die Ankereinheit antreibendes Pneumatikfluid aufweisen.Apparatus according to claim 1, characterized in that the pneumatic drive means comprise electromagnetically actuated valve means for introducing into the housing and the armature unit driving pneumatic fluid. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnetmittel als an der Stößeleinheit vorgesehener, bevorzugt scheibenförmiger Permanentmagnetkörper (14) so ausgebildet sind, dass die mindestens zwei End- bzw. Anschlagspositionen ein Anschlagen des Permanentmagnetkörpers an einem jeweiligen Anschlags- und/oder Endabschnitt des Gehäuses vorsehen.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the permanent magnet means as provided on the ram unit, preferably disc-shaped permanent magnet body ( 14 ) are formed so that the at least two end or stop positions provide for abutment of the permanent magnet body at a respective abutment and / or end portion of the housing. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf Halbleiterbasis und/oder mit einer Detektorspule realisierten Magnetfelddetektormittel am Gehäuse so vorgesehen sind, dass an der zur Anker-Positionsdetektion vorgesehenen der End- bzw. Anschlagspositionen das Gehäuse detektionswirksam für das permanentmagnetische Feld der Permanentmagnetmittel durchlässig ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the realized on a semiconductor basis and / or with a detector coil magnetic field detection means are provided on the housing so that provided at the armature position detection provided the end or stop positions, the housing detection effective for the permanent magnetic Field of the permanent magnet means is permeable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der An- oder Eingriffsabschnitt (18) zum Herstellen einer in oder entgegengesetzt der Bewegungsrichtung auf Druck und/oder Zug wirksamen mechanischen Berührung und/oder Verbindung mit dem Detektionspartner ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the engaging or engaging portion ( 18 ) is designed for producing a mechanical contact and / or a connection with the detection partner which is effective in terms of pressure and / or tension in or opposite to the direction of movement. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der An- oder Eingriffsabschnitt (18) eine mechanische Kupplung, einen Gewindeabschnitt, eine randseitige Nut, eine Hinterschneidung und/oder einen zum Zusammenwirken mit dem Detektionspartner ausgebildeten Tastkopf aufweist oder ausbildet.Apparatus according to claim 5, characterized in that the engaging or engaging portion ( 18 ) has or forms a mechanical coupling, a threaded portion, an edge-side groove, an undercut and / or designed for cooperation with the detection partner probe. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankereinheit Kraftspeichermittel (46) zum Erzeugen einer der Richtung der Berührung bzw. Betätigung durch den Detektionspartner entgegenwirkenden Gegenkraft zugeordnet sind, die insbesondere als konzentrisch zur Stößeleinheit ausgebildete Spiral- und/oder Druckfeder realisiert sind.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the anchor unit (power storage means 46 ) are assigned to generate a counteracting force counteracting the direction of the touch or actuation by the detection partner, which are realized, in particular, as a spiral and / or compression spring formed concentrically to the ram unit. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch entgegen einer Antriebsrichtung der Antriebsmittel pneumatisch wirkende Rückstellmittel (34, 36; 44) zum Zurückführen der Ankereinheit in eine eingeschobene Position der Stößeleinheit im Gehäuse.Device according to one of claims 1 to 7, characterized by counter to a drive direction of the drive means pneumatically acting return means ( 34 . 36 ; 44 ) for returning the armature unit in an inserted position of the plunger unit in the housing. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellmittel (44) zum Beaufschlagen des Gehäuses mit einem Pneumatikfluid-Unterdruck ausgebildet sind.Apparatus according to claim 8, characterized in that the return means ( 44 ) are designed to act on the housing with a pneumatic fluid negative pressure. Verwendung der bistabilen Sensor- und Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 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.Use of the bistable sensor and actuator device according to one of claims 1 to 9 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. Verfahren zum Betreiben der bistabilen Sensor- und Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Schritte: – Ansteuern der pneumatischen Antriebsmittel so, dass die langgestreckte Stößeleinheit aus dem Gehäuse heraus in eine stabile End- und/oder Anschlagsposition bewegt wird; – Betätigen des An- und/oder Eingriffsabschnitts der Stößeleinheit durch einen Detektionspartner so, dass ein kraftschlüssiges Berühren bzw. Betätigen des An- bzw. Eingriffsabschnitts durch den Detektionspartner einen die Stößeleinheit in das Gehäuse hinein führenden Bewegungsvorgang der Ankereinheit in eine weitere der End- bzw. Anschlagspositionen bewirkt und – Detektieren der weiteren End- bzw. Anschlagspositionen durch Erfassen und Auswerten eines dieser End- bzw. Anschlagsposition entsprechenden Detektorsignals der Magnetfelddetektormittel.Method for operating the bistable sensor and actuator device according to one of claims 1 to 9, characterized by the steps of: - controlling the pneumatic drive means so that the elongated plunger unit is moved out of the housing into a stable end and / or stop position; - Actuating the on and / or engaging portion of the plunger unit by a detection partner so that a frictional contact or actuation of the engagement or engagement section by the detection partner a plunger unit in the housing leading into movement of the armature unit in a further causes the end or stop positions and - Detect the other end or stop positions by detecting and evaluating one of these end or stop position corresponding detector signal of the magnetic field detector means. System bestehend aus einem zur Positions- und/oder Bewegungsdetektion auszuwertenden oder zu überwachenden Detektionspartner und der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei bevorzugt der Detektionspartner zur Rückstellung der Ankereinheit in eine eingeschobene Position der Stößeleinheit im Gehäuse ausgebildet ist.System comprising a detection partner to be evaluated or monitored for position and / or movement detection and the device according to one of claims 1 to 9, wherein preferably the detection partner is designed to return the armature unit to an inserted position of the tappet unit in the housing.
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