DE102019116541B4

DE102019116541B4 - Zuhaltung und ein Verfahren zum Betrieb einer Zuhaltung

Info

Publication number: DE102019116541B4
Application number: DE102019116541.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Uhlenbrock; Jens Mehnert; Siegfried Mroch; Dieter Böhl; Michael Herbote; Thomas Buchwald
Original assignee: SCHMERSAL K A HOLDING & CO KG GmbH; KA Schmersal Holding GmbH and Co KG
Current assignee: SCHMERSAL K A HOLDING & CO KG GmbH; KA Schmersal Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2023-12-28
Anticipated expiration: 2039-06-19
Also published as: DE102019116541A1

Abstract

Zuhaltung (6), mit- einer ersten Erregerspule (12) zur Erzeugung eines ersten magnetischen Feldes,- einer zweiten Erregerspule (14) zur Erzeugung eines zweiten magnetischen Feldes, und- einem Verriegelungselement (16), welches zumindest einen ferromagnetischen Kernabschnitt (20) aufweist und mittels des ersten und/oder des zweiten magnetischen Feldes zwischen einer ersten und einer zweiten Lage bewegbar ist, wovon eine der beiden Lagen mit einer Verriegelungsposition korrespondiert,- wobei der Kernabschnitt (20) in der ersten Lage weiter innerhalb der ersten Erregerspule (12) angeordnet ist als in der zweiten Lage, und- wobei der Kernabschnitt (20) in der zweiten Lage weiter innerhalb der zweiten Erregerspule (14) angeordnet ist als in der ersten Lage, wobei- eine Detektionsvorrichtung an die erste Erregerspule (12) angeschlossen ist, wobei die Detektionsvorrichtung zur Ermittlung der Induktivität der ersten Erregerspule (12) und zur Verarbeitung der ermittelten Induktivität zur Ausgabe eines Detektionssignals ausgelegt ist, das anzeigt, ob sich das Verriegelungselement (16) in der ersten Lage befindet, und wobei- die Detektionsvorrichtung auch an die zweite Erregerspule (14) angeschlossen und zur Ermittlung der Induktivität der zweiten Erregerspule (14) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zuhaltung zum Verschließen oder Verriegeln bzw. Öffnen einer Zugangsschutzeinrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Zuhaltung.
Zuhaltungen können sich bspw. an Türen, Toren, Fenstern, Klappen und Luken finden. Ein besonderer Anwendungsbereich der Erfindung sind sicherheitstechnische Zuhaltungen zur Verwendung in der Automatisierungstechnik an Zugangsschutzeinrichtungen als Teil eines Verschlussmechanismus.
Es sind bistabile Hubmagnete bekannt, die unter Anwendung magnetischer Kräfte ein Absperrelement in einen gesperrten oder einen geöffneten Zustand verfahren. Ein derartiger bistabiler Hubmagnet ist beispielsweise aus der DE 10 2011 108464 A1 bekannt. Diese zeigt einen bistabilen Hubmagneten zur Lenkungsverriegelung, aufweisend ein Gehäuse und innerhalb des Gehäuses angeordnete Mittel zum elektromagnetischen Antrieb eines linear beweglich in dem Gehäuse gelagerten Stößel in eine erste Richtung und in eine zweite Richtung bis in entsprechende Endlagen auf. Ferner umfasst ein solcher bistabiler Hubmagnet mindestens ein Haltemittel zur Fixierung der Position des Stößels in den beiden Endlagen sowie ein mechanisches Antriebsmittel, das eine permanente zusätzliche Antriebs- bzw. Haltekraft in die erste oder in die zweite Richtung ausübt.
Aus der EP 891 271 B1 ist zudem ein elektromagnetisches Schloss bekannt. Das Schloss weist dabei einen beweglichen Teil auf, welcher gegen Verdrehen oder Verschieben mittels eines Sperrbolzens arretiert ist. Dieser Sperrbolzen greift in eine Aussparung des beweglichen Teils ein, wobei dem Sperrbolzen zudem Sicherungsstifte zugeordnet sind. Sperrbolzen und Sicherungsstifte sind als Anker eines jeweils als bestrombare Spule ausgebildeten Elektromagneten ausgebildet. Zudem sind sie durch eine Feder druckbeaufschlagt. Wird eine Spule bestromt, so wird der Sperrbolzen, bzw. der entsprechende Sicherungsstift jeweils entgegen der auf ihn wirkenden Federkraft zurückgezogen in eine Freigabeposition. Unbestromt drücken die Federn das jeweilige Bauteil in eine Arretierposition, wobei die Sicherungsstifte bei unbestromter Spule auch dazu ausgebildet sind, sich mittels der jeweiligen Federkraft vor den Sperrbolzen zu schieben, um diesen in der Freigabeposition zu halten.
Zudem ist aus der DE 60 2004 012 391 T2 eine Vorrichtung zur elektrischen Energieversorgung eines motorbetriebenen Schlosses bekannt. Am Türrahmen sind galvanische Kontakte vorgesehen, welche mit einer elektrischen Energiequelle verbunden sind. Bei geschlossener Tür kommen die galvanischen Kontakte in Berührung mit weiteren galvanischen Kontakten, welche wiederum an dem Türflügel angeordnet und mit dem Schloss verbunden sind. Bei Berührung kann dann eine externe Steuereinheit das motorbetriebene Schloss ansteuern.
Schließlich ist aus der EP 692 584 B1 ein Safe mit Schließfächern bekannt, welche jeweils ein in einem Rahmen verstellbar angeordnetes Türelement mit einem Schloss aufweisen. Das Schloss weist einen sperrbaren Hauptriegel und einen elektrischen Antrieb in Form einer Spule mit einem U-förmig ausgebildeten Eisenkern auf. Der Spule ist ein festlegbarer Sperrriegel zugeordnet. Soll ein Schließfach geöffnet werden, wird der Antrieb mit Strom versorgt. Der Sperrriegel wird an eine Stirnseite des Eisenkerns herangezogen und in seiner Position fixiert. Der Hauptriegel kann sich dann relativ zum Sperrriegel bewegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuhaltung und ein Verfahren zum Betrieb hierfür vorzuschlagen, welche einfach und günstig sind, sowie die Eignung zur Verriegelung von sicherheitsrelevanten Zugangseinrichtungen aufweisen.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Zuhaltung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Zuhaltung gemäß Anspruch 14. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen.
Die erfindungsgemäße Zuhaltung weist eine erste Erregerspule zur Erzeugung eines ersten magnetischen Feldes, sowie eine zweite Erregerspule zur Erzeugung eines zweiten magnetischen Feldes auf. Die erste und die zweite Erregerspule können bspw. im Wesentlichen über eine Mittenachse axial zueinander angeordnet sein. Die Erregerspulen können so gewickelt sein, dass sie jeweils einen Raum aufspannen. Gemeinsam können diese Räume im Wesentlichen als ein Innenraum betrachtet werden. Die Erregerspulen können identische oder unterschiedliche Wicklungszahlen und/oder Wicklungsmaterialien aufweisen.
Die erfindungsgemäße Zuhaltung weist außerdem ein Verriegelungselement auf, welches zumindest einen ferromagnetischen Kernabschnitt aufweist und mittels des ersten und/oder des zweiten magnetischen Feldes zwischen einer ersten und einer zweiten Lage bewegbar ist, wovon eine der beiden mit einer Verriegelungsposition korrespondiert. Das Verriegelungselement ist bevorzugt mindestens zum Teil in dem von den Erregerspulen aufgespannten Innenraum angeordnet.
Das Verriegelungselement kann bspw. als langgestreckter Körper ausgebildet sein, wobei dieser bevorzugt eine zylindrische, besonders bevorzugt eine kreiszylindrische Form aufweist. An einem oder an beiden Enden des Verriegelungselements kann ein Verschlusselement angeordnet sein. Auch ist es denkbar, dass das Verriegelungselement selbst an einem oder an beiden Enden als Verschlusselement ausgebildet ist, bspw. als Schließbolzen. Ein zusätzliches Verschlusselement kann bspw. ein Rastkolben darstellen, welcher durch die Bewegung des Verriegelungselements zwischen der ersten und der zweiten Lage und/oder zwischen der zweiten und der ersten Lage in ein aufnehmendes Gegenstück hineingeschoben bzw. hinausgezogen wird und entsprechend die Verriegelungsposition oder eine Freigabeposition einnehmen kann. Bevorzugt wird das Verriegelungselement entlang der Mittenachse bewegt. Das Verriegelungselement kann aus einem beliebigen metallischen oder nicht-metallischen Werkstoff hergestellt werden, wie bspw. ferritischem oder austenitischem Stahl, Aluminium, Kunststoffen oder auch Verbundwerkstoffen.
Der Kernabschnitt des Verriegelungselements ist bevorzugt zumindest teilweise in wenigstens einem der Innenräume angeordnet. Der Kernabschnitt weist sich bevorzugt durch stark magnetische Werkstoffe, respektive Werkstoffe hoher magnetischer Permeabilität aus. Solche Werkstoffe sind bspw. Mu-Metall, Ferrite oder andere ferromagnetische Werkstoffe. Es ist möglich, dass das Verriegelungselement gänzlich aus magnetisierbaren Werkstoffen besteht, wobei der Kernabschnitt besonders bevorzugt eine höhere magnetische Permeabilität aufweist als der Rest des Verriegelungselements. Es ist möglich, dass das Verriegelungselement im Bereich des Kernabschnitts eine Ummantelung aus einem der vorgenannten Werkstoffe aufweist. Der Kernabschnitt weist bevorzugt wenigstens teilweise einen größeren Durchmesser auf als der Rest des Verriegelungselements.
Die erfindungsgemäße Zuhaltung weist sich dadurch aus, dass der Kernabschnitt in der ersten Lage weiter innerhalb der ersten Erregerspule angeordnet ist als in der zweiten Lage, und dadurch, dass der Kernabschnitt in der zweiten Lage weiter in der zweiten Erregerspule angeordnet ist als in der ersten Lage. Der Kernabschnitt ist bevorzugt kürzer als die Ausdehnung der ersten und der zweiten Erregerspule zusammen in Richtung der Mittenachse.
Die erfindungsgemäße Zuhaltung weist eine Detektionsvorrichtung auf, die an die erste Erregerspule angeschlossen ist, wobei die Detektionsvorrichtung zumindest zur Ermittlung der Induktivität der ersten Erregerspule und zur Verarbeitung der ermittelten Induktivität zur Ausgabe eines Detektionssignals ausgelegt ist, das anzeigt, ob sich das Verriegelungselement in der ersten Lage befindet. Abhängig von der Lage des Verriegelungselements und damit der Anordnung des Kernabschnitts innerhalb der ersten Erregerspule ändert sich deren Induktivität. Der Kernabschnitt fungiert dabei bspw. als Spulenkern. Durch Ermittlung der Induktivität kann somit festgestellt werden, ob sich das Verriegelungselement in der ersten Lage befindet.
Zur Ermittlung der Induktivität kann die Detektionsvorrichtung die erste Erregerspule bevorzugt mit einer Messspannung beaufschlagen. Die Messspannung liegt bevorzugt zwischen 5V und 12V, besonders bevorzugt zwischen 6V und 8V. Außerdem kann die Detektionsvorrichtung bspw. messtechnische Vorrichtungen umfassen, welche zumindest zur zeitabhängigen Ermittlung einer Stromstärke und/oder einer Spannung ausgelegt ist. Dafür ist es bspw. möglich, die an einem zumindest der ersten Erregerspule zugeordneten Messwiderstand abfallende Spannung als Messwert zu erfassen, um daraus einen Wert für die Stromstärke zu ermitteln. Weiter kann die Detektionsvorrichtung eine Auswerteeinrichtung umfassen, die bspw. die gemessene Induktivität verarbeiten und daraus das Detektionssignal erzeugen kann. Das Detektionssignal kann bspw. als ein zu jeder Zeit erfassbares kontinuierliches Signal oder auch als ein zeitdiskretes Signal ausgebildet sein. Die Auswerteeinrichtung kann bspw. einen oder mehrere Mikrocontroller umfassen.
Die erfindungsgemäße Zuhaltung weist sich durch eine einfachere Bauweise und eine gleichzeitig zur Verwendung als sicherheitstechnische Zuhaltung geeignete Betriebsweise aus. Außerdem bietet sie ein günstiges und universell einsetzbares System mit großer Zuverlässigkeit. Gegenüber bekannten Varianten von Zuhaltungen ohne bspw. entsprechende Sensorik weist sich die erfindungsgemäße Zuhaltung als vorteilhaft aus.
Es ist denkbar, dass sich das Verriegelungselement, wenn es sich nicht in der ersten Lage befindet, in einer Zwischenlage, oder bspw. einem fehlerhaften Zustand, befindet. Deshalb muss das Fehlen der Information, dass sich das Verriegelungselements in der ersten Lage befindet, bspw. nicht zwangsläufig anzeigen, dass sich das Verriegelungselements in der zweiten Lage befindet. Die Ermittlung der Induktivität der zweiten Erregerspule kann daher als Kontrollinformation genutzt werden. Erfindungsgemäß ist die Detektionsvorrichtung daher auch an die zweite Erregerspule angeschlossen und zur Ermittlung der Induktivität der zweiten Erregerspule ausgebildet. Die Detektionsvorrichtung kann bspw. dieselben Mittel, welche zur Messung der ersten Erregerspulen vorangehend beschrieben wurden, auch für die zweite Erregerspule umfassen. Weiter kann die Detektionsvorrichtung bevorzugt auch die zweite Erregerspule mit einer Messspannung beaufschlagen. Auch ist es möglich, dass die Mittel zur Messung der ersten Erregerspule auch für die Messung der zweiten Erregerspule nutzbar gemacht werden können. Dies hat den Vorteil, dass eine belastbare Aussage über die Position des Verriegelungselements auch in der zweiten Lage getroffen werden kann. Das Detektionssignal kann bspw. aus der Kombination der Informationen bzgl. beider Induktivitäten erzeugt werden.
Um die durch die ermittelten Induktivitäten angezeigten Informationen einordnen zu können, kann es hilfreich sein, die Messwerte beider Erregerspulen miteinander zu vergleichen. Bspw. kann die bekannte Induktivität einer Erregerspule ohne Spulenkern (Luftspule) und die Induktivität derselben Erregerspule mit vollständig im entsprechenden Innenraum aufweisenden Kernabschnitt zur Kalibrierung der Detektionsvorrichtung dienen. Dahingehend ist die Detektionsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zum Vergleich der ermittelten Induktivitäten beider Erregerspulen mit einem oder mehreren Referenzwerten ausgelegt. Dies hat den Vorteil, dass die Verlässlichkeit auf die Information des Detektionssignals respektive der Positionsbestimmung des Verriegelungselements weiter erhöht wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Detektionsvorrichtung dazu ausgelegt, auf Grundlage der Vergleiche das Detektionssignal zu ermitteln, welches anzeigt, ob sich das Verriegelungselement in der ersten oder in der zweiten Lage befindet. Dies hat den Vorteil, dass die Detektionsvorrichtung damit in der Lage ist, die Anzeige zur Positionsbestimmung des Verriegelungselements auf der Grundlage einer redundanten Doppelbestimmung zu treffen. So kann bspw. die aus der Messung und Verarbeitung des Werts der Induktivität der ersten Spule erhaltene Information, dass sich das Verriegelungselement in der ersten Lage befindet, kombiniert werden mit der aus der Messung und Verarbeitung des Werts der Induktivität der zweiten Spule erhaltenen Information, dass sich das Verriegelungselement nicht in der zweiten Lage befindet. Durch eine solche Kombination von Informationen kann eine Fehlerquote im Detektionssignal deutlich reduziert werden.
Es ist generell möglich, dass die von der ersten bzw. der zweiten Erregerspule erzeugten magnetischen Felder dieselbe oder entgegengesetzte Richtungen und/oder Feldstärken aufweisen. Für die Bewegung des Verriegelungselements sind das erste und das zweite magnetische Feld bevorzugt gleichgerichtet, wobei die Richtung der Bewegung abhängig von der Bestromung einstellbar ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die erste Erregerspule und die zweite Erregerspule in Reihe geschaltet und zumindest für eine Bewegung des Verriegelungselements weisen das erste magnetische Feld und das zweite magnetische Feld eine gleiche magnetische Richtung auf. Dies hat den Vorteil, dass eine durch beide Erregerspulen gleichgerichtete Kraft zur Bewegung des Verriegelungselements aufgebracht werden kann. Gleichzeitig könnte für eine äquivalente Kraft gegenüber einer Variante, in der nur eine Erregerspule eine Bewegung erzeugt, die Baugröße durch die bevorzugte Ausführungsform reduziert werden.
Damit die erste und die zweite Erregerspule in Reihe geschaltet werden können, gleichzeitig aber auch an beiden Erregerspulen jeweils von der Detektionsvorrichtung insbesondere separate Messungen durchgeführt werden können, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zwischen der ersten Erregerspule und der zweiten Erregerspule ein Mittelabgriff angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Detektionsvorrichtung in einem sensorischen Teil der Schaltung unabhängig von einem aktorischen Teil der Schaltung, zur Bewegung des Verriegelungselements, arbeiten kann. An dem Mittelabgriff zwischen den in Reihe geschalteten Erregerspulen ist bevorzugt die Detektionsvorrichtung so angeordnet, dass sie jeweils mit der ersten bzw. der zweiten Erregerspule separat schaltbare sensorische erste bzw. zweite Messschaltkreise ausbildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der ersten Erregerspule und der zweiten Erregerspule ein Permanentmagnet angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das Verriegelungselement auch ohne Einfluss magnetischer Kraft stabil in der ersten bzw. der zweiten Lage gehalten werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Detektionsvorrichtung zur Ermittlung der Induktivität der ersten oder der zweiten Erregerspule durch Beaufschlagung der ersten oder der zweiten Erregerspule mit einer Messspannung zur Erzeugung eines ersten oder eines zweiten Messmagnetfelds ausgelegt, wobei das erste Messmagnetfeld mindestens im Bereich der ersten Erregerspule dem Magnetfeld des Permanentmagneten entgegengerichtet ist, und wobei das zweite Messmagnetfeld mindestens im Bereich der zweiten Erregerspule dem Magnetfeld des Permanentmagneten entgegengerichtet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Messung entgegen einer potentiellen magnetischen Sättigung des Kernabschnitts erfolgt. Befindet sich dieser tatsächlich in Sättigung, so steigt bei einer weiteren Erhöhung des magnetischen Feldes die Flussdichte nur noch schwach an, während in magnetisch entgegengesetzter Richtung zur Sättigung stärkere Gradienten maßgeblich sind, welche eine sensible sensorische Erfassung möglich machen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Detektionsvorrichtung Mittel zur Erzeugung einer Messspannung und zur Stromüberwachung auf. Dies hat den Vorteil, dass die Erzeugung und die Überwachung aller Signale einfach in-situ erfolgen kann. Die Stromüberwachung kann bevorzugt am Mittelabgriff hinter den Spulen angeordnet sein (Low-Side-Überwachung) und in Echtzeit erfolgen. Die Messspannung kann bspw. lokal über eine Batterie oder einen Akkumulator oder dezentral über eine Speisung erzeugt werden. Für eine Low-Side-Überwachung kann bspw. u.a. ein Messwiderstand, z.B. ein Shunt, zwischen der Last (Erregerspule) und der Masse (GND) geschaltet werden. Es ist bspw. möglich, den ersten bzw. den zweiten Messschaltkreis einzeln mit einer Messspannung zu beaufschlagen und dadurch über einen einstellbaren Zeitraum ein Messmagnetfeld zu erzeugen, um jeweils eine aktuelle Induktivität zu ermitteln. Dadurch, dass der erste und der zweite Messschaltkreis separiert sind, kann dieser Messprozess bspw. sequenziell und stetig wiederholend ablaufen. Entsprechend können nacheinander ermittelte Werte für die Induktivität zur gegenseitigen redundanten Kontrolle genutzt werden.
Zur Messung eines geringen Spannungsabfalls an einem Messwiderstand kann es hilfreich sein, dieses Signal zu verstärken. Dem verstärkten Messsignal kann dann bevorzugt ein Bauteil nachgeschaltet werden, welches nach Ablauf der Messung einer Erregerspule in einem entsprechenden Messschaltkreis die Messspannung unterbricht, so dass sich die gemessene Erregerspule abmagnetisieren kann. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Detektionsvorrichtung dazu einen Differenzenverstärker und einen Schwellenwertschalter auf. Der Schwellenwertschalter kann bspw. als Schmitt-Trigger ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Detektionsvorrichtung Mittel zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Induktivitätssignals auf, deren Frequenzen von der Induktivität der ersten bzw. der zweiten Erregerspule abhängig sind. Dies hat den Vorteil eines einfachen und gleichzeitig sicherheitstechnisch redundanten Messprinzips mit entsprechenden Vergleichsmöglichkeiten der Induktivitäten.
Die Detektionsvorrichtung kann bspw. mit Hilfe des wenigstens einen Mikrocontrollers die Messwerte aus der Stromüberwachung und aktuelle Werte für die Induktivitäten erfassen. Bei einer bevorzugt zeitabhängigen Messung kann der Schwellenwertschalter genutzt werden, um die über den Messwiderstand abfallende Spannung von einem unteren Schwellenwert bis zu einem oberen Schwellenwert über die Zeit ansteigend zu erfassen. Dieser Verlauf kann insbesondere abhängig sein von der zeitaktuellen Induktivität der bemessenen Erregerspule. Bei Erreichen des oberen Schwellenwerts kann der Schwellenwertschalter die Messspannung abschalten. Im Zuge der Abmagnetisierung der gemessenen Erregerspule erreicht der Strom bspw. den unteren Schwellenwert, wobei dann die Messspannung wieder angeschaltet wird und eine neue Messung vorgenommen werden kann. Der absinkende Strom hat bevorzugt den identischen linearen Verlauf wie der ansteigende Strom, wobei bei Erreichen des unteren Schwellenwerts ein Messzyklus durchlaufen sein kann. Dieser Messzyklus kann bspw. als eine Periode eines zeitabhängigen Induktivitätssignals betrachtet werden, welches gemäß des jeweiligen zeitabhängigen Anstiegs und Abfalls der korrelierenden Strommessung bevorzugt von der Detektionsvorrichtung erzeugt wird. Die Frequenz des Induktivitätssignals zeigt somit den Wert der Induktivität an und ist einfach auszuwerten, bspw. mittels eines Zählers. Ein solcher Messzyklus kann als zeitabhängige Größe bspw. auch als Schrittweite angesehen werden. Diese Schrittweite kann sich bspw. entsprechend der Induktivität der bemessenen Erregerspule verlängern, wenn der Kernabschnitt in einem nächsten Durchlauf stärker in eben dieser Spule angeordnet ist als vorher.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die erste Erregerspule, die zweite Erregerspule und der Permanentmagnet in einem als magnetisches Joch ausgebildetem Gehäuse angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass diese Anordnung die Bildung von bistabilen Lagen ermöglicht. Es kann bspw. auch das Verriegelungselement durch dieses Gehäuse geführt werden, wobei der Kernabschnitt entsprechend in dem Gehäuse angeordnet ist. Bevorzugt ist der Kernabschnitt kleiner als das Gehäuse. Das Gehäuse kann bspw. so ausgebildet sein, dass die erste Erregerspule und die zweite Erregerspule jeweils von dem magnetischen Joch umgriffen werden.
Das Verriegelungselement kann in der ersten Lage bzw. in der zweiten Lage das magnetische Joch jeweils bevorzugt so mit dem Kernabschnitt kontaktieren, dass sich um die erste Erregerspule bzw. um die zweite Erregerspule ein magnetischer Kreis schließt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist dazu das magnetische Joch einen ersten Anschlag und einen zweiten Anschlag auf, an denen das Verriegelungselement in der ersten bzw. der zweiten Lage gehalten wird. Dies hat den Vorteil, dass im stromlosen Zustand das Verriegelungselement in der ihm zugewiesenen Position verbleibt. Das magnetische Joch kann bspw. jeweils endseitig in den Innenraum eingreifen, so dass der Kernabschnitt an dem Joch anschlägt, da bspw. des Verriegelungselements an der mit dem Kernabschnitt ummantelten Stelle einen entsprechend größeren Durchmesser aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Ansteuereinheit mit der ersten und/oder der zweiten Erregerspule verbunden zum Anlegen einer Bewegungsspannung oder eines Bewegungsstroms zur Bewegung des Verriegelungselements zwischen der ersten und der zweiten Lage. Die Bewegungsspannung ist bevorzugt höher als eine zur Ermittlung der Induktivität angelegte Messspannung und liegt bspw. bevorzugt zwischen 18V und 30V, besonders bevorzugt zwischen 22V und 26V. Die Ansteuereinheit kann mit der Detektionsvorrichtung so gekoppelt sein, dass zwischen Bewegung des Verriegelungselements und der Ermittlung der Induktivität selektiert werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Zuhaltung, umfassend eine erste Erregerspule, eine zweite Erregerspule, und ein Verriegelungselement, welches zumindest einen Kernabschnitt aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass in einem Aktorikbetrieb die erste Erregerspule ein erstes magnetisches Feld erzeugt, die zweite Erregerspule ein zweites magnetisches Feld erzeugt, und das Verriegelungselement mittels des ersten und/oder des zweiten magnetischen Feldes zwischen einer ersten und einer zweiten Lage bewegt wird, wovon eine der beiden Lagen mit einer Verriegelungsposition korrespondiert, wobei der Kernabschnitt in der ersten Lage weiter innerhalb der ersten Erregerspule angeordnet ist als in der zweiten Lage, und wobei der Kernabschnitt in der zweiten Lage weiter innerhalb der zweiten Erregerspule angeordnet ist als in der ersten Lage, und wobei für einen Sensorikbetrieb eine Detektionsvorrichtung an die erste Erregerspule und auch an die zweite Erregerspule angeschlossen ist, welche die Induktivität der ersten Erregerspule und auch der zweiten Erregerspule ermittelt und die ermittelte Induktivität zur Ausgabe eines Detektionssignals verarbeitet, das anzeigt, ob sich das Verriegelungselement in der ersten Lage oder in der zweiten Lage befindet.
Die Detektionsvorrichtung kann wie vorangehend beschrieben einen oder mehrere Mikrocontroller umfassen. Es ist möglich, dass die Messwerterfassung, die Erzeugung des Detektionssignals und/oder die Funktionen der Ansteuereinheit von einem Mikrocontroller mit entsprechenden softwareseitigen Sub-Routinen übernommen werden. Für die Erzeugung von Mess- und Bewegungsspannung können dazu bspw. eine oder mehrere externe Spannungsquellen vorgesehen sein, welche von dem einen Mikrocontroller ansteuerbar sind.
Details der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1,2 Schematische Ansicht einer Zuhaltung gemäß einer Ausführungsform in erster und zweiter Lage;
3 eine Schaltskizze eines Teils der Zuhaltung aus 1;
4 Darstellung des zeitlichen Verlaufs von Messgrößen aus 3.

1 zeigt eine Zuhaltung 6 und veranschaulicht den Aufbau eines sich mit einem Verschlussglied 8 in Eingriff befindlichen bistabilen Hubmagneten 10. Der bistabile Hubmagnet 10 ist mit einer EMSR-Einheit 26 verbunden. Die EMSR-Einheit 26 umfasst eine Detektionsvorrichtung und eine Ansteuereinheit, welche beide nicht dargestellt sind.
In dem bistabilen Hubmagneten 10 sind eine erste und eine zweite Erregerspule 12,14 rotationssymmetrisch zu einer Mittenachse M ausgebildet. Diese spannen gemeinsam einen Innenraum auf, in dem ein längliches kreiszylindrisches Verriegelungselement 16 angeordnet ist. Die Erregerspulen 12,14 sind entlang der Mittenachse M durch einen zwischen ihnen liegenden Permanentmagneten 18 voneinander beabstandet. Der Permanentmagnet 18 besteht aus Neodym und ist als Ringmagnet mit radialer Magnetisierung ausgebildet. Wie auch 1 zeigt, ist der Südpol der Permanentmagneten 18 nach innen in Richtung des Verriegelungselements 16 gerichtet, der Nordpol nach außen. Beide Erregerspulen sind von identischer Bauart. Sie weisen in dieser Ausführungsform jeweils eine Wicklung aus Kupferdraht mit einer Wicklungszahl von 804 auf, wobei die Wicklungszahl in anderen Ausführungsformen auch bspw. zwischen 500 und 1200 betragen kann.
Das Verriegelungselement 16 ist entlang der Mittenachse M beweglich gelagert. Es kann zwischen einer ersten Lage und einer zweiten Lage bidirektional bewegt werden. In der ersten Lage (1) befindet sich das Verriegelungselement 16 in einer Verschlussposition und im Eingriff mit dem Verschlussglied 8. In der zweiten Lage (2) befindet sich das Verschlusselement 16 in einer Freigabeposition und nicht im Eingriff mit dem Verschlussglied 8. Befindet sich der bistabile Hubmagnet 10 bspw. an dem Rahmen einer Zugangsvorrichtung, bspw. einer Sicherheitstür, und das Verschlussglied 8 an der Zugangsvorrichtung selbst, so ergibt sich in der ersten Lage nach dem vorgenannten Schema eine Verriegelung und in der zweiten Lage eine Entriegelung der Zugangsvorrichtung.
In einem Bereich ist das Verriegelungselement 16 von einem ferromagnetischen Kernabschnitt 20 fest ummantelt. Der Kernabschnitt 20 besteht aus Mu-Metall und misst ungefähr 120% der Ausdehnung einer Erregerspule 12,14 in Richtung der Mittenachse M. Der Außendurchmesser des Kernabschnitts d_K beträgt ungefähr 180% des Durchmessers dvdes Verriegelungselements. Der Kernabschnitt 20 funktioniert bzgl. der ersten bzw. der zweiten Erregerspule 12,14 wie ein Spulenkern. In der ersten Lage ist der Kernabschnitt 20 weiter innerhalb der ersten Erregerspule 12 angeordnet als in der zweiten Lage. In der zweiten Lage ist der Kernabschnitt 20 entsprechend weiter innerhalb der zweiten Erregerspule 14 angeordnet als in der ersten Lage. Somit ist die Induktivität der ersten Erregerspule 12 in der ersten Lage höher als in der zweiten Lage. Die Induktivität der zweiten Erregerspule 14 ist entsprechend in der zweiten Lage höher als in der ersten Lage.
Der bistabile Hubmagnet 10 ist in einem Gehäuse 22 angeordnet, welches zugleich als magnetisches Joch fungiert. Das Gehäuse 22 besteht aus einer Eisen-Nickel-Legierung und ist rotationssymmetrisch um das Verriegelungselement 16 ausgebildet. Wie 1,2 darstellen, ragt das Verriegelungselement 16 beidseitig aus dem Gehäuse 22. Entlang der Mittenachse M weist das Gehäuse 22 daher endseitige kreisrunde Öffnungen 25a,25b auf, welche ungefähr den Durchmesser dv haben. Im Bereich der Öffnungen 25a,25b umgreift das Gehäuse 22 die Erregerspulen 12,14 jeweils so, dass es einen ersten Anschlag 24abzw. einen zweiten Anschlag 24b ausbildet. Die Anschläge 24a,24b sind zugleich als Lagerung für das Verriegelungselement 16 ausgebildet und führen dieses bei einer Bewegung. Wie 1 zeigt, schlägt der Kernabschnitt 20 in der ersten Lage an dem ersten Anschlag 24a an. Wie 2 zeigt, schlägt der Kernabschnitt 20 hingegen in der zweiten Lage an dem zweiten Anschlag 24b an. Damit ergibt sich für die Bewegung des Verriegelungselements 16 bzgl. der Anschläge 24a,24b ein maximaler Verschiebeweg V für den Kernabschnitt 20.
Die EMSR-Reinheit 26 kann den bistabilen Hubmagneten 10 in einem Aktorik- und in einem Sensorikbetrieb ansteuern. In dem Aktorikbetrieb wird das Verriegelungselement 16 in dem bistabilen Hubmagneten 10 mit Hilfe eines ersten und eines zweiten magnetischen Feldes bewegt, welche von der ersten bzw. der zweiten Erregerspule 12,14 erzeugt werden. In dem Sensorikbetrieb wird die Position des Verriegelungselements 16 erfasst.
Die EMSR-Einheit 26 beaufschlagt den bistabilen Hubmagneten 10 im Aktorikbetrieb mit einer von V_sourcei kommenden Bewegungsspannung von 24V. Die Erregerspulen 12,14 erzeugen dabei gleichgerichtete magnetische Felder, welche so auf den Kernabschnitt 20 wirken können, dass dieser mit dem gesamten Verriegelungselement 16 zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage bewegt wird.
Das Gehäuse 22 ist durch den Permanentmagneten 18 so magnetisiert, dass der Kernabschnitt 20 auch ohne die Einwirkung der magnetischen Felder in der ersten Lage bzw. der zweiten Lage lagestabil gehalten wird. Ist der Kernabschnitt 20, wie in 1 veranschaulicht, in der ersten Lage angeordnet, so schließt sich ausgehend von dem Permanentmagneten 18 ein magnetischer Kreis über den die erste Erregerspule 12 umfassenden Teil des Gehäuses 2.2 und den Kernabschnitt 20. Analog ist dies für den anderen Teil des Gehäuses 22 und die zweite Erregerspule 14 der Fall, wenn der Kernabschnitt 20 in der zweiten Lage 14 angeordnet ist (2).
Die Sensorik des bistabilen Hubmagneten 10 ist in der EMSR-Einheit 26 angeordnet. Die Sensorik wird in 3 veranschaulicht. Die Erregerspulen 12,14 des bistabilen Hubmagneten 10 sind darin in einer H-Brücke 28 so in Reihe geschaltet, dass ein Ausgang M1 der H-Brücke 28 mit einem Spulenende L1+ und ein Ausgang M2 mit einem Spulenende L2-verbunden ist. Die Spulenenden L1-, L2+ sind mit einem Mittelabgriff M3 verbunden, so dass der bistabile Hubmagnet 10 insgesamt dreipolig verschaltet ist. An dem Mittelabgriff M3 ist die Sensorik der Zuhaltung angeschlossen, welche sie zu einer Sicherheitszuhaltung ausbildet.
An den Mittelabgriff M3 ist ein Shunt-Widerstand 30 angeschlossen, welcher über einen MOSFET 32 zur Masse 34 verschaltet ist. Der MOSFET 32 wird über ein Signal Test_on/off geöffnet bzw. geschlossen. Über den Shunt-Widerstand 30 fällt eine Spannung Us ab, welche von einem Differenzenverstärker 36 verstärkt wird. Dem nachgeschaltet ist ein Schmitt-Trigger 38. Diesem ist ein Spannungsteiler in Mitkopplung zugeschaltet, über den ein Referenzwert zur Einteilung des oberen und unteren Schwellenwerts eingestellt werden kann. Der Schmitt-Trigger 38 gibt als binäres Signal entweder die höchstmögliche Spannung (logisch 1) oder die kleinstmöglichste Spannung (logisch o) aus, womit eine Messspannung ab- bzw. anschaltet.
Im Sensorikbetrieb ist der MOSFET 32 eingeschaltet. Wie 4 veranschaulicht wird zum Startzeitpunkt ts an der H-Brücke 28 eine Messspannung von 7V auf eine der Erregerspulen 12,14 angelegt. Die Messspannung wird von der EMSR-Einheit 26 über V_source2 bezogen.
Dann fließt, wie auch 3 zeigt, ein Strom I(L) über die entsprechende Erregerspule und weiter über den Mittelabgriff M3 bis zu einem Shunt-Widerstand 30 und darüber über den MOSFET 32 bis zu einer Masse 34. Der Strom fließt für eine Messung somit entweder von M1 durch die erste Erregerspule 12 nach M3 und über den Shunt-Widerstand 30 zur Masse 34 oder auf identische Weise von M2 kommend durch die zweite Erregerspule 14 bis zur Masse 34. Die Messspannung erzeugt an der gemessenen Erregerspule 12,14 jeweils ein Messmagnetfeld, welches der Richtung des Magnetfeldes des Permanentmagneten 18 im Bereich der gemessenen Erregerspule 12,14 entgegengerichtet ist. Die Messung erfolgt somit entgegen einer potentiellen magnetischen Sättigung des Kernabschnitts 20 und damit in Richtung größer Gradienten der magnetischen Flussdichte.
An dem Shunt-Widerstand 30 fällt bei einer Messung eine Spannung Us ab, welche von dem Differenzenverstärker 36 verstärkt wird. Dieses verstärkte Signal wird dem Schmitt-Trigger 38 zugeführt. Diesem ist ein unterer und ein oberer Schwellenwert eingeprägt, wobei letzterer einer Referenzspannung U_R gleichkommt. Der Strom steigt in dem Schmitt-Trigger 38 von dem unteren Schwellenwert bis zu dem oberen Schwellenwert an.
4 zeigt bspw., dass der Strom I(L2) und die Shunt-Spannung Us über die zweite Erregerspule 14 bei einer Messung vom Startzeitpunkt ts bis zum Zeitpunkt to linear bis zum Erreichen der Referenzspannung U_R ansteigt. Dies geht mit der Aufmagnetisierung der gemessenen Erregerspule 12,14 einher, wobei die Steigung von der Induktivität der gemessenen Erregerspule 12,14 abhängt. Dann wird die Messspannung von dem Schmitt-Trigger 38 abgeschaltet und die gemessene Spule geht in eine identisch linear verlaufende Abmagnetisierung bis zum Erreichen des unteren Schwellenwerts zum Zeitpunkt tu über. Somit ergibt sich für das Signal der Stromstärke I(L2) und der Shunt-Spannung Us eine Dreieckscharakteristik.
Die Dauer vom Beginn der Aufmagnetisierung bis zum Ende der Abmagnetisierung in 4 kann als Schrittweite S1 angesehen werden (Volllinie). Bei einer größeren Induktivität der gemessenen Erregerspule 12,14 ergibt sich eine entsprechend größere Schrittweite S2, S3 (Strichlinie, bzw. Punktstrichlinie). Die Zeit wird über das Signal_det (3) gemessen, so dass darüber eine Frequenz der On/Off-Zyklen ermittelt, bspw. ausgezählt, wird. Eine Änderung der Lage des Verriegelungselements 16, bzw. des Kernabschnitts 20 im Innenraum, geht mit einem Sprung der Frequenz einher, welche damit detektiert wird. Unabhängig von einer Änderung der Lage des Verriegelungselements 16 kann über die Messung der ersten Erregerspule 12 und der zweiten Erregerspule 14 und dem damit ermöglichten Vergleich der Frequenzen beider Messzyklen darauf ein Rückschluss erfolgen wo sich das Verriegelungselement aktuell befindet. Dementsprechend kann eine sichere Aussage erfolgen, ob sich das Verriegelungselement 16 in Eingriff mit dem Verschlussglied 8 befindet und eine Verriegelungsposition einnimmt oder ob es sich in der Freigabeposition befindet.
Wird im Aktorikbetrieb von der EMSR-Einheit 26 die Bewegungsspannung von 24V an den bistabilen Hubmagneten 10 angelegt, fließt der Strom von der ersten Erregerspule 12 direkt zu der zweiten Erregerspule 14 bzw. umgekehrt. Dabei ist der MOSFET 32 ausgeschaltet. Die Entscheidung der Betriebsart und über den Zustand des MOSFET 32 wird durch einen hier nicht dargestellten Mikrocontroller getroffen, der das Signal Test_on/off an den MOSFET 32 sendet. Ein solcher Mikrocontroller ist Teil der EMSR-Einheit 26. Weiter ist die Detektionsvorrichtung der EMSR-Einheit 26 dazu ausgelegt, die Frequenzen beider Messzyklen, entsprechend den Induktivitäten beider Erregerspulen 12,14, jeweils mit einem Referenzwert zu vergleichen. Dabei ist die Redundanz der Vergleichsergebnisse wichtig. Ist bspw. die Frequenz bzgl. der ersten Erregerspule 12 kleiner als der Referenzwert (erhöhte Induktivität), dann muss auch gleichzeitig die Frequenz bzgl. der zweiten Erregerspule 14 größer sein (geringere Induktivität) als der Referenzwert, damit der Mikrocontroller entscheidet, dass sich das Verriegelungselement 16 in der ersten Lage befindet.
Die EMSR-Einheit 26 gibt dann schlussendlich ein Signal aus (Signal_inf in 1,2), welches über die Lage des Verriegelungselements 16 informiert. Das Signal kann bspw. angeben, ob die Zuhaltung sicher verriegelt oder entriegelt ist. Befindet sich das Verriegelungselement 16 wegen eines Fehlers z.B. zwischen den Lagen, kann das Signal bspw. entweder auf diesen hinweisen oder auch einen entriegelten Zustand angeben.
Bezugszeichenliste

6: Zuhaltung
8: Verschlussglied
10: bistabiler Hubmagnet
12: erste Erregerspule
14: zweite Erregerspule
16: Verriegelungselement
18: Permanentmagnet
20: Kernabschnitt
22: Gehäuse
24a, 24b: Anschlagspositionen
25a, 25b: Öffnungen
26: EMSR-Einheit
28: H-Brücke
30: Shunt-Widerstand
32: MOSFET
34: Masse
36: Differenzenverstärker
38: Schmitt-Trigger
dv: Durchmesser Verriegelungselement
dK: Außendurchmesser Kernabschnitt
UR: Referenzspannung
Uo: Schmitt-Spannung
IL: Stromstärke (Spule)
Us: Shunt-Spannung
M1/M2: Ausgang H-Brücke
L1+: erstes Spulenende
L2-: zweites Spulenende
M3: Mittelabgriff
M: Mittenachse
V: Verschiebeweg

Claims

Zuhaltung (6), mit - einer ersten Erregerspule (12) zur Erzeugung eines ersten magnetischen Feldes, - einer zweiten Erregerspule (14) zur Erzeugung eines zweiten magnetischen Feldes, und - einem Verriegelungselement (16), welches zumindest einen ferromagnetischen Kernabschnitt (20) aufweist und mittels des ersten und/oder des zweiten magnetischen Feldes zwischen einer ersten und einer zweiten Lage bewegbar ist, wovon eine der beiden Lagen mit einer Verriegelungsposition korrespondiert, - wobei der Kernabschnitt (20) in der ersten Lage weiter innerhalb der ersten Erregerspule (12) angeordnet ist als in der zweiten Lage, und - wobei der Kernabschnitt (20) in der zweiten Lage weiter innerhalb der zweiten Erregerspule (14) angeordnet ist als in der ersten Lage, wobei - eine Detektionsvorrichtung an die erste Erregerspule (12) angeschlossen ist, wobei die Detektionsvorrichtung zur Ermittlung der Induktivität der ersten Erregerspule (12) und zur Verarbeitung der ermittelten Induktivität zur Ausgabe eines Detektionssignals ausgelegt ist, das anzeigt, ob sich das Verriegelungselement (16) in der ersten Lage befindet, und wobei - die Detektionsvorrichtung auch an die zweite Erregerspule (14) angeschlossen und zur Ermittlung der Induktivität der zweiten Erregerspule (14) ausgebildet ist.
Zuhaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung zum Vergleich der ermittelten Induktivitäten beider Erregerspulen (12/14) mit einem oder mehreren Referenzwerten ausgelegt ist.
Zuhaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung auf Grundlage der Vergleiche das Detektionssignal ermittelt, welches anzeigt, ob sich das Verriegelungselement (16) in der ersten oder in der zweiten Lage befindet.
Zuhaltung nach Anspruch einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erregerspule (12) und die zweite Erregerspule (14) in Reihe geschaltet sind und zumindest für eine Bewegung des Verriegelungselements (16) das erste magnetische Feld und das zweite magnetische Feld eine gleiche magnetische Richtung aufweisen.
Zuhaltung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Erregerspule (12) und der zweiten Erregerspule (14) ein Mittelabgriff (M3) angeordnet ist.
Zuhaltung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Erregerspule (12) und der zweiten Erregerspule (14) ein Permanentmagnet (18) angeordnet ist.
Zuhaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - die Detektionsvorrichtung ausgelegt ist zur Ermittlung der Induktivität der ersten (12) oder der zweiten Erregerspule (14) durch Beaufschlagung der ersten (12) oder der zweiten Erregerspule (14) mit einer Messspannung zur Erzeugung eines ersten oder eines zweiten Messmagnetfeldes, - wobei das erste Messmagnetfeld mindestens im Bereich der ersten Erregerspule (12) dem Magnetfeld des Permanentmagneten (18) entgegengerichtet ist, und - wobei das zweite Messmagnetfeld mindestens im Bereich der zweiten Erregerspule (14) dem Magnetfeld des Permanentmagneten (18) entgegengerichtet ist.
Zuhaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung Mittel zur Erzeugung einer Messspannung und zur Stromüberwachung aufweist.
Zuhaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung einen Differenzenverstärker (36) und einen Schwellenwertschalter (38) aufweist.
Zuhaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung Mittel zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Induktivitätssignals aufweist, deren Frequenzen von der Induktivität der ersten (12) bzw. der zweiten Erregerspule (14) abhängig sind.
Zuhaltung nach einem der Ansprüche 6-10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erregerspule (12), die zweite (12) Erregerspule und der Permanentmagnet (18) in einem als magnetisches Joch ausgebildetem Gehäuse (22) angeordnet sind.
Zuhaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Joch einen ersten Anschlag (24a) und einen zweiten Anschlag (24b) aufweist, an denen das Verriegelungselement (16) in der ersten bzw. der zweiten Lage gehalten wird.
Zuhaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansteuereinheit mit der ersten (12) und/oder der zweiten Erregerspule (14) verbunden ist zum Anlegen einer Bewegungsspannung oder eines Bewegungsstroms zur Bewegung des Verriegelungselements (16) zwischen der ersten und der zweiten Lage.
Verfahren zum Betrieb einer Zuhaltung, umfassend eine erste Erregerspule (12), eine zweite Erregerspule (14), und ein Verriegelungselement (16), welches zumindest einen ferromagnetischen Kernabschnitt (20) aufweist, - wobei in einem Aktorikbetrieb die erste Erregerspule (12) ein erstes magnetisches Feld erzeugt, die zweite Erregerspule (14) ein zweites magnetisches Feld erzeugt, und wobei das Verriegelungselement (16) mittels des ersten und/oder des zweiten magnetischen Feldes zwischen einer ersten und einer zweiten Lage bewegt wird, wovon eine der beiden mit einer Verriegelungsposition korrespondiert, wobei der Kernabschnitt (20) in der ersten Lage weiter innerhalb der ersten Erregerspule (12) angeordnet ist als in der zweiten Lage, und wobei der Kernabschnitt (20) in der zweiten Lage weiter innerhalb der zweiten Erregerspule (14) angeordnet ist als in der ersten Lage, und - wobei für einen Sensorikbetrieb eine Detektionsvorrichtung an die erste Erregerspule (12) und auch an die zweite Erregerspule (14) angeschlossen ist, welche die Induktivität der ersten Erregerspule (12) und auch der zweiten Erregerspule (14) ermittelt und die ermittelten Induktivitäten zur Ausgabe eines Detektionssignals verarbeitet, das anzeigt, ob sich das Verriegelungselement (16) in der ersten Lage oder in der zweiten Lage befindet.