KR20190037301A - 2개의 요소들의 상대적인 움직임 감시 - Google Patents
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Abstract
서로에 대한 움직임을 위해 2개의 요소들이 장착된다. 2개의 요소들의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 디바이스는, 서로 체결되고 그리고 서로 필드 연결되는 표시 수단 및 센서를 포함하며; 여기서 센서는 필드에 기초하여 표시 수단을 무접촉식으로 검출하도록 설계되며; 여기서 표시 수단은 요소들 중 하나의 요소에 부착되도록 설계되며; 그리고 여기서 센서는, 요소들이 서로에 대해 이동될 때 요소들 중 다른 하나의 요소에 의해 표시 수단으로부터 제거되기 위해 요소들 중 다른 하나의 요소를 위한 작동 표면을 갖는다.
Description
본 발명은 2개의 요소들의 상대적인 움직임의 감시에 관한 것이며, 특히, 본 발명은 서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들과의 움직임 방지 수단의 트리거링의 감지에 관한 것이다.
2개의 요소들은 서로에 대해 이동가능하도록 장착되며, 여기서 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임은 단지 미리 정해진 조건 하에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 2개의 요소들은, 미리 정해진 힘이 이들 사이에서 전달될 수 있는 방식으로 서로에 연결될 수 있지만, 상대적으로 큰 힘이 요소들의 상대적인 움직임을 유발시킨다. 일 실시예에서, 2개의 요소들은 오버로드 클러치를 형성하며, 그리고 상대적인 움직임은 요소들 중 하나의 티어링 오프(tearing off), 전단(shearing) 또는 변형을 포함할 수 있다. 요소들 사이의 미리 정해진 상대적인 움직임의 발생은 또한, 트리거링(triggering)으로서 지칭될 수 있다.
이러한 트리거링을 감시하기 위해, 예를 들어, 일 실시예에서 서로에 대해 2개의 요소들의 움직임이 존재할 때 변형되거나 연결해제되는 핀(pin)을 포함하는 기계적인 인디케이터를 사용하는 것이 가능하다. 만약 트리거링이 발생했다면, 신호를 이용가능하게 하는 전기 감시 디바이스는 더 유리하다.
본 발명이 기초되는 목적은 서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 개선된 기술을 특정하는 것이다. 본 발명은 독립항들의 주제들에 의해 이러한 목적을 달성한다. 종속항들은 바람직한 실시예들을 제공한다.
서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 디바이스는 서로 부착되고 그리고 서로에 대한 필드 연결(field connection)을 가지는 인코더 및 센서를 포함한다. 센서는 필드에 기초하여 인코더의 무접촉 검출을 위해 구성된다. 인코더는 요소들 중 하나의 요소에 체결하기 위해 구성되며, 그리고 센서는, 요소들이 서로에 대해 이동되는 경우, 요소들 중 다른 하나의 요소에 의해 인코더로부터 제거될, 요소들 중 다른 하나의 요소를 위한 접촉 면을 갖는다.
필드에 의해 센서에 인코더를 커플링시키는 결과로써, 인코더가 필드의 범위에 있는지 아닌지의 여부를 센서가 필드에 기초하여 무접촉 유형으로 결정하는 것이 가능하다. 그 결과, 트리거링이 발생하는지 아닌지의 여부가 신뢰가능하게 결정될 수 있다. 인코더 및 센서는 서로로부터 밀폐식으로 분리될 수 있으며, 그 결과, 습기, 먼지, 오일 또는 일부 다른 유체는 센서 또는 인코더를 관통할 수 없다. 특히, 인코더와 센서 사이의 전기 분리(galvanic separation)가 구현될 수 있다. 인코더는, 인코더가 센서와 통합되는 방식으로 구체화될 수 있으며, 이는 디바이스의 취급을 용이하게 할 수 있다. 센서는, 특히, 센서가 트리거링 상태(트리거링됨 또는 트리거링되지 않음)를 표시하는 신호 또는 트리거링 결과를 이용가능하게 한다는 점에서 전기 평가 장치에 대한 연결을 위해 구성될 수 있다.
디바이스는, 특히 티어-오프(tear-off) 또는 전단 센서로서 사용될 수 있다. 요소들 중 하나의 요소는,
이 요소가 요소들 중 다른 하나 요소에 대해 선형적으로 미끄러지거나 회전될 수 있는 방식으로 장착될 수 있다. 인코더는 요소들 중 하나의 요소에 통합되어 제공될 수 있다. 그 후, 센서는, 이것이 필요하다면, 특히 트리거링한 후에, 다른 요소들 상에 개량되거나 대체될 수 있다. 인코더는 바람직하게는 수동형이고, 그리고 이에 따라 그의 자체가 전원 공급부를 가지지 않고, 그리고 대응하여 간단하고 비용 효율적인 방식으로 구체화될 수 있다. 트리거링이 발생했다면, 센서를 인코더 상에 다시 대체하거나 제공하는 것은 용이하게 수행될 수 있다.
제1 변경예에서, 자기의 결정이 실행된다. 이러한 목적을 위해, 인코더는 자기장을 이용가능하게 하기 위한 영구 자석을 포함할 수 있으며, 그리고 센서는 자기장 센서를 포함할 수 있다. 자기장 센서는 능동 유형으로, 예를 들어, 홀 센서(hall sensor)로서 또는 수동 유형으로, 예를 들어, 리드 접촉(reed contact)으로서 구체화될 수 있다. 자기장은, 센서가 인코더에 부착되는 한, 용이하게 그리고 신뢰가능하게 검출될 수 있다. 추가의 실시예에서, 자기 전도 요소는 센서의 영역에서 자기 요소를 형성하기 위해 제공될 수 있으며, 그 결과, 자기 전도 요소는, 트리거링이 발생하지 않는 한, 센서의 영역에서 증폭된다(amplified).
제2 변경예에서, 유도(inductive) 결정이 실행된다. 이러한 맥락에서, 센서는 전자기장을 이용가능하게 하기 위한 코일(coil)을 포함할 수 있으며, 그리고 인코더는 전자기장에 영향을 주기 위한 요소를 포함할 수 있다. 특히, 인코더는 전자기장을 형성하기 위해 연질-자기(soft-magnetic) 요소를 포함할 수 있으며, 그 결과, 인코더 존재시에 센서의 영역에서의 필드 강도 또는 코일의 파워 드레인(power drain)이 영향을 받을 수 있다. 코일은 교류 전류로 보통 구동되며, 여기서 전원은 센서에 포함될 수 있거나 외부에서 구현될 수 있다. 전자기장은 바람직하게는 코일을 통해 흐르는 전류 또는 코일에 적용되는 전압에 기초하여 결정된다. 추가의 실시예들에서, 그러나, 전자기장을 결정하기 위한 전용 센서를 제공하는 것이 또한 가능하다.
제3 변경예에서, 정전용량 결정이 실행되며, 여기서 센서는 바람직하게는 전원을 포함하며, 그리고 인코더는 유전 요소를 포함한다. 이러한 맥락에서, 센서와 인코더 사이에, 전기장이 존재하며, 전기장의 필드 강도는 영향을 받을 수 있고, 특히 유전 요소에 의해 증폭될 수 있다. 인코더가 센서로부터 연결해제될 수 있다면, 특히, 전원의 연결들 사이의 정전용량에서 발생할 변경이 가능하며, 이 변경은 적합한 평가 장치에 의해 결정될 수 있다. 평가 장치는 센서에서 포함될 수 있거나, 외부에서 이용가능하게 만들어질 수 있다.
특정한 상황들 하에서, 이러한 특정된 변경예들은 또한 서로 조합될 수 있다. 이러한 맥락에서, 복수의 필드들은 또한, 센서 인디케이터(sensor indicator)가 부착되는 한, 인코더 및 센서를 서로 연결시킬 수 있다. 이는 평가 신뢰도를 개선시킬 수 있다.
인코더가 파괴되지 않고 센서로부터 분리될 수 있는 것이 또한 바람직하다. 따라서, 에너지 흡수 장치의 요소들 중 하나의 요소 상에 인코더의 대체는 제거될 수 있다. 다른 한편으로, 센서가 에너지 흡수 장치의 트리거링 공정 동안 손상된다면, 센서는 용이하게 확인될 수 있고, 적합하다면, 대체될 수 있다. 일 실시예에서, 연결 요소는 인코더와 센서 사이에 제공되며, 이 연결 요소는, 일부 실시예들에서, 트리거링에 의해 손상되거나 파괴될 수 있다. 연결 요소는 간단한 대체 또는 간단한 수리를 위해 구성될 수 있다.
상이한 변경예들은 또한, 센서를 인코더에 부착하기 위해 고려가능하다. 제1 변경예에서, 센서는 재료 결합식 유형(materially joined fashion)으로 인코더에 부착된다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어, 접착제 또는 경화 질량체는 센서와 인코더 사이에 제공될 수 있으며, 경화 질량체는 접착력들에 의해 센서를 인코더에 고정시킨다. 질량체는, 예를 들어, 경화 밀봉 질량체 또는 접착 질량체 또는, 예를 들어, 밀봉 래커 타입(sealing lacquer type)의 표면 코팅제를 포함할 수 있다. 센서와 인코더 사이 연결이 신뢰 가능하게 견뎌야만 하는 부하들에 따라, 가해질 수 있는 최대 접착력들이 적응될 수 있어서, 인코더로부터의 센서의 연결해제가, 예를 들어 진동들, 온도 영향들 또는 시효(aging)로 인해, 부정확하게 허용되지는 않는다. 따라서, 에너지 흡수 장치의 트리거링의 부정확한 표시는 개선된 방식으로 회피될 수 있다.
제2 변경예에서, 센서는 마찰 고정식 유형(frictionally locking fashion)으로 인코더에 부착된다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어, 기계적인 스냅-작용 연결, 마찰력에 기초되는 폴트-로딩된(fault-loaded) 연결 또는 자기력에 의한 연결이 사용될 수 있다. 마지막으로 언급된 실시예는 유리하게는, 센서가 인코더에 의해 이용가능하게 되는 자기장을 스캔하기 전에 언급된 실시예와 조합될 수 있다.
제3 변경예에서, 센서는 포지티브 고정식 유형으로 인코더에 부착된다. 이러한 변경예는 이미 위에서 언급되어 있는 연결 요소를 포함할 수 있다. 부착의 3개의 유형들의 조합들이 또한 가능하다.
추가의 실시예에서, 디바이스는 요소들 중 다른 하나의 요소로부터의 거리를 결정하기 위한 추가의 장치를 포함한다. 이러한 장치는 바람직하게는 센서에 부착되며, 그 결과 추가의 장치는, 트리거링이 발생하기 전까지 센서와 함께 인코더에 고정된다. 그 결과, 인코더로부터 센서의 분리를 유발시키지 않는 요소들 사이의 미리 정해진 상대적인 움직임은 더 정확히 결정되거나 분석될 수 있다. 이러한 경우에, 트리거링은, 상대적인 움직임이 미리 정해진 진행을 초과할 때까지 유발시키지 않는다.
추가의 실시예들에서, 추가의 센서들 또는 측정된 값 픽업들(pickups)은 또한, 디바이스에 포함될 수 있다. 이러한 픽업들은 바람직하게는 언급된 제1 센서에 부착되고, 센서의 또는 요소들 중 하나의 요소의 작동 상태를 더 정확히 결정하는 역할을 할 수 있다.
에너지 흡수 장치는 저항에 대항하여 서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 제1 및 제2 요소, 및 이전의 청구항들 중 하나의 청구항에 따른 디바이스를 포함한다. 인코더가 요소들 중 하나의 요소에 부착되며, 그리고 센서가, 센서의 작동 면이 요소들 중 다른 하나의 요소의 축 방향 면을 향하여 회전하는 방식으로 요소들 중 다른 하나의 요소에 부착되는 것이 본원에서 바람직하다. 에너지 흡수 장치는 오버로딩에 대항하여 2개의 요소들 사이의 힘 전달을 보호할 수 있으며, 그리고 트리거링을 유발시키는 힘들이 발생한다면, 상기 에너지 흡수 장치는 에너지를 브레이크 다운(break down)시킬 수 있다. 에너지의 흡수는, 특히, 요소들 중 하나의 요소의 변형을 통해 발생할 수 있다.
에너지 흡수 장치는, 특히, 서로에 대해 동축으로 미끄럼가능하도록 장착되는 내부 튜브 부품 및 외부 튜브 부품을 포함할 수 있다. 튜브 부품들은, 특히, 신축자재식 유형으로 하나가 다른 하나 안으로 미끄러질 수 있다. 이러한 맥락에서, 특히, 디바이스의 인코더는 내부 튜브 부품에 부착될 수 있으며, 그리고 또한, 센서는, 센서의 작동 면이 외부 튜브 부품의 축 방향 면을 향하여 회전하는 방식으로 인코더에 부착될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 튜브 부품들은 소성 변형 없이 하나를 다른 하나 안으로 축 방향으로 미끄러지도록 구성된다. 요소들의 상대적인 움직임은 여기서 보통 가역적이다(reversible). 이러한 공정에서, 작동 유체는 튜브 부품들 사이의 영역에서 보통 압축되거나 이러한 영역으로부터 추출된다. 유체는 스로틀(throttle)을 통해 진행할 수 있고, 작동 공간에 수용될 수 있다. 이러한 공정에서, 특히, 유체의 가열을 통해 에너지의 재생적인 흡수가 발생할 수 있다. 이러한 에너지 흡수 장치는, 예를 들어, 추력 방향 또는 견인 방향으로 작동하는 유체정역학적 버퍼(hydrostatic buffer), 가스-유압식 버퍼로서 또는 트윈 스트로크 버퍼(twin stroke buffer)로서 구체화될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 튜브 부품들은 튜브 부품들 중 적어도 하나의 소성 변형을 통해 에너지의 파괴적인 흡수를 구현하도록 구성된다. 내부 튜브 부품은, 특히, 반경 방향 안쪽으로 변형될 수 있거나, 외부 튜브 부품은 반경 방향 바깥쪽으로 변형될 수 있다. 소성 변형을 통해, 예를 들어, 에너지 흡수 장치에 작동하는 추력 에너지가 튜브 부품들 중 적어도 하나의 변형 에너지로 변환되는 것이 가능하다. 변형은 보통 비가역적이며(irreversible), 그리고 변형되는 튜브 부품은 일반적으로 교체되어야 한다.
특히, 2개의 궤도 차량들(rail vehicles)을 서로 커플링시키기 위한 커플링 로드는 전술된 에너지 흡수 장치를 포함할 수 있다. 이러한 맥락에서, 에너지의 재생적인 또는 파괴적인 흡수가 선택적으로 발생할 수 있다.
디바이스는 인코더 및 인코더에 부착되는 센서를 포함한다. 인코더는 제1 요소에 부착되며, 그리고 센서는 제1 요소에 대해 이동가능하도록 장착되는 제2 요소를 위한 접촉 면을 갖는다. 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 방법은, 인코더와 센서 사이에 존재하는 필드에 기초하여 센서에 의해 인코더의 무접촉 검출의 단계; 및 인코더가 센서로부터 제거되었다면, 요소들이 서로에 대해 이동된 것으로 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명은 이제 첨부 도면들에 관하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 에너지 흡수 디바이스 및 에너지 흡수 장치가 트리거링되는지의 여부를 감시하기 위한 디바이스를 갖는 커플링 로드를 도시한다.
도 2는 추가의 실시예에서 도 1로부터의 디바이스를 갖는 커플링 로드를 도시한다.
도 3은 도 1 또는 도 2에 따른 디바이스에 의해 트리거링하기 위한 커플링 로드의 감시에 관한 흐름도를 도시한다.
도 1은 에너지 흡수 디바이스 및 에너지 흡수 장치가 트리거링되는지의 여부를 감시하기 위한 디바이스를 갖는 커플링 로드를 도시한다.
도 2는 추가의 실시예에서 도 1로부터의 디바이스를 갖는 커플링 로드를 도시한다.
도 3은 도 1 또는 도 2에 따른 디바이스에 의해 트리거링하기 위한 커플링 로드의 감시에 관한 흐름도를 도시한다.
도 1은, 예를 들어, 에너지 흡수 장치(105) 및 디바이스(110)를 포함하는 커플링 로드(100)를 도시한다. 상대적인 움직임에 대해 2개의 요소들을 감시하기 위한 제안된 기술이 또한 커플링 로드(100)와 다른 장치 상에 사용될 수 있고, 그리고 이와는 독립적으로, 에너지 흡수 장치(105)의 사용 없이 사용될 수 있는 것이 유의될 수 있다.
디바이스(110)는 에너지 흡수 장치(105)의 트리거링을 결정하도록 구성된다. 커플링 로드(100)는 바람직하게는 2개의 궤도 차량들(rail vehicles) 사이의 연결의 부분으로서 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 커플링 로드(100)는, 예를 들어, 궤도 차량의 보기(bogie)와 커플링, 예를 들어 Scharfenberg 커플러(coupler) 사이에 배열될 수 있다.
에너지 흡수 장치(105)는 미리 정해진 유형으로 서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 제1 요소(115) 및 제2 요소(120)를 포함한다. 움직임은 바람직하게는, 도 1의 예시에서 수평으로 이어지는 단지 하나의 치수를 따라 슬라이딩하는 것과 같이 발생한다. 바람직한 일 실시예에서, 커플링 로드(100) 및/또는 에너지 흡수 장치(105)는 견인 하중(tractive loading)에 대해 강성적이고 그리고, 추력 하중이 미리 정해진 절대 값을 초과한다면, 추력 하중(thrust loading)에 대해 이동가능하다. 추력 하중은 압축 방식으로 에너지 흡수 장치(105) 상에 작용하며, 그 결과 도 1의 예시에서, 제1 요소(115)가 오른쪽으로 푸시되며, 그리고 제2 요소(120)가 왼쪽으로 푸시된다. 제1 요소(115)는 바람직하게는 내부 튜브 부품으로서 구체화되며, 그리고 제2 요소(120)는 외부 튜브 부품으로서 구체화되며, 그 결과 제1 요소(115)는 제2 요소(120)로 신축자재식 방식으로 미끄러질 수 있다.
요소들(115, 120)은 바람직하게는, 이러한 맥락에서, 요소들(115, 120) 중 적어도 하나의 소성 변형이, 특히, 반경 방향으로 발생하는 방식으로 치수가 정해진다. 압축 하중이 미리 정해진 절대 값 미만인 경우에, 슬라이딩 인(sliding in)은 방지된다. 미리 정해진 절대 값(이는 영 일수 있음)을 초과하여 축 방향으로 제2 요소(120) 내로의 제1 요소(115)의 슬라이딩 인은 트리거링(triggering)으로서 지칭된다. 요소들(115, 120) 중 적어도 하나의 슬라이딩 인에 연결되는 소성 변형으로 인해, 에너지 흡수 장치(105)의 하중 용량이 변경되며, 그 결과 에너지 흡수 장치(105)는 가능하게는 힘 또는 에너지의 미리 정해진 전달을 계속 보장할 수 있기 위해 대체되어야 한다. 디바이스(110)는 에너지 흡수 장치(105)의 트리거링을 검출하도록 그리고 트리거링을 표시하는 신호를 이용가능하게 하도록 구성된다. 신호는 특히, 감시 장치 또는 제어 장치로 패스 온될(passed on) 수 있고, 바람직하게는 전기 형태로 존재한다.
에너지 흡수 디바이스(105)가 없는 디바이스(110)의 사용이 계획된다면, 요소들(115, 120)은 또한, 상이하게 구체화될 수 있고, 특히 또한, 운동 에너지의 실질적인 흡수 없이 서로에 대해 이동가능하도록 장착될 수 있다.
디바이스(110)는 제1 요소(115)에 부착되는 인코더(125), 및 인코더(125)에 부착되는 센서(130)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 인코더(125)는 인코더 하우징(135)에 수용되며, 그리고 센서(130)는 센서 하우징(140)에 수용된다. 센서(130)가 인코더(125)에 대해 가능한 한 밀폐식으로 밀봉되는 것이 특히 바람직하다. 특히, 센서(130)가 인코더(125)에 대해 전기적으로(galvanically) 절연되는(isolated) 것이 바람직하다. 센서(130)가, 심지어 인코더(125)로부터의 연결 해제 후에, 전압-전도 부품들이 외측에 위치되지 않는 방식으로 구성되는 것이 더 바람직하다. 인코더(125)는 바람직하게는 단지 수동 유형으로 구성된다. 센서(130)는, 다른 한편으로, 국부적 또는 케이블-결속된 전원 공급부를 가질 수 있다.
센서(130)와 인코더(125) 사이에, 센서(130)를 인코더(125)에 커플링시키는 필드(field)(145)가 존재한다. 센서(130)는 필드(145)의 강도, 방향 또는 타입을 결정하도록 그리고 인코더(125)가 센서(130) 상에 위치하는지 그렇지 않은지의 여부를 그 결과에 따라 추정하도록 구성된다. 인코더(125)는 필드(145)를 초래하거나 이 필드에 영향을 주도록 구성된다.
제1 변경예에서, 필드(145)는 자기장이며, 여기서 인코더(125)는 영구 자석을 포함하며, 그리고 센서(130)는 자기장을 결정하도록 구성된다. 센서 하우징(140)은, 특히, 이러한 변경예에서 비자기식으로(non-magnetically) 구체화될 수 있다. 센서(130)는, 센서가 에너지의 추가의 공급 없이 자기장에 반응하는 점에서, 수동 유형으로, 또는 센서가 에너지의 사용으로 자기장을 결정한다는 점에서 능동 유형으로 구성될 수 있다. 수동형 센서(130)는 리드 접촉(Reed contact)을 포함하며, 그리고 능동형 센서(130)는 홀 센서(Hall sensor)를 포함한다. 센서(130)가 자기장(145)을 표시하는 아날로그(analog) 또는 다수-값의 디지털(digital) 변수를 결정하도록 구성된다면, 비교가 센서(130)의 영역에서 또는 원격 위치에서 디바이스에 의해 임계값과 이루어질 수 있다.
제2 변경예에서, 센서(130)는 전자기장(145)을 이용가능하게 하기 위한 코일을 포함한다. 센서(130)는 바람직하게는 또한, 코일을 구동시키기 위한 전원을 포함하며, 여기서 전원은 바람직하게는 교류 전압을 출력한다. 필드(145)는 여기서 전자기장 또는 교번 자기장(alternating field)이다. 인코더(125)는, 예를 들어, 코일 코어의 방식으로 전자기장(145)에 영향을 주기 위한 요소, 특히 연질-자석 재료를 포함한다. 그 결과, 인코더(125)는, 센서(130)가 인코터(125)에 부착되는 한 자기장(145)에 영향을 준다. 코일에 존재하는 전압 또는 코일을 통해 흐르는 전류는 인코더(125)의 존재 또는 부재를 표시할 수 있다.
제3 변경예에서, 센서(130)는 전기 및/또는 전자 컴포넌트이며, 이 컴포넌트는 자기장, 정전용량 장 및/또는 전기장 또는 광학적 구조물들/패턴들을 감지할 수 있다. 필드 또는 광학적 구조물/패턴은 본원에서 인코더(125)에서 생성된다. 이는, 예컨대, 자석, 정전용량 표면, 코일, 광학적 구조물 또는 색상 마킹에 의해 실행될 수 있다. 센서(130) 및 인코더(125)가 서로 멀어지게 이동한다면, 센서에 의해 감지되는 필드 또는 감지된 광학 구조물 또는 색상 패턴이 변경되며, 그 결과 연결해제가 검출된다.
실시예에 따라, 에너지 공급이 외측, 하나 이상의 배터리들(batteries) 또는 에너지 하베스팅(energy harvesting)으로부터 제공될 수 있다. 데이터는 와이어-결속된 또는 무선 연결을 통해 전송될 수 있다.
인코더(125)는 제1 요소(115) 상에 영구적으로 유지하도록 구성될 수 있다.
센서(130)는 바람직하게는 에너지 흡수 장치(105)의 제2 요소(120)의 축 방향 면(155)을 향하여 회전되는 접촉 면(150)을 포함한다. 에너지 흡수 장치(105)가 트리거링될 때, 제2 요소(120)는, 축 방향 면(155)이 접촉 면(150)에 맞닿아 지탱할 때까지, 센서(130)를 향하여 이동된다. 그 후, 센서(130)는 쉐어링 오프(shearing off) 원리에 따라 제1 요소(115)에 대한 제2 요소(120)의 추가의 움직임에 의해 인코더(125)로부터 제거된다. 센서(130)를 향하여 본래 회전되었던 인코더(125)의 하나의 측은 제2 요소(120)에 의해 본원에 커버링될 수 있으며, 그 결과 인코더(125)에 대한 센서(130)의 물리적인 근접성은 처음에 복구될 수 없다.
센서(130)가 인코더(125)로부터 연결해제될 때, 연결(160)은 해제될 수 있다. 상이한 변경예들에서, 연결(160)은 마찰 고정하여(frictionally locking) 또는 포지티브 고정하여(positively locking) 재료적으로(materially) 결합될 수 있으며; 조합이 또한 가능하다. 재료 결합식 연결을 제조하기 위해, 연결(160)은, 특히 경화 타입의 특히, 접착제 또는 글루(glue)를 포함할 수 있다.
도 2는 추가의 실시예에서 도 1로부터의 디바이스(110)를 갖는 에너지 흡수 장치(105)를 도시한다. 여기서, 에너지 흡수 장치(105)의 트리거링 상태를 표시하는 신호를 이용가능하게 하는 단자(205)는 센서(130)에 직접적으로 연결되지 않지만, 오히려 센서(130)에 자체 연결되는 제어 장치(210)에 연결된다. 제어 장치(210)는, 특히, 직류 전원 또는 교류 전원, 전류 센서, 전압 센서 또는 센서(130)를 구동시키기 위한 위에서 언급된 부가의 요소들 중 하나의 요소를 포함할 수 있다.
예시된 실시예에서, 디바이스(110)는 부가적으로 또한, 센서(130)에 기계식으로 커플링되는 하나 이상의 추가의 센서들을 포함할 수 있다. 여기서, 센서들은 센서 하우징(140)에 수용된다. 제1 센서(215)는 요소들(115 및 120)의 상대적인 움직임 방향을 따라 에너지 흡수 장치(105)의 제2 요소(120)로부터의 거리를 결정하도록 구성된다. 이러한 목적을 위해, 참조 요소(220)는 센서(130)를 향하여 회전되는, 제2 요소(120)의 하나의 면에 부착될 수 있으며, 이 참조 요소(220)는 참조 요소(220)로부터의 거리를 결정하기 위해 제1 센서(215)에 의해 감지될 수 있다. 참조 요소(220)는, 예를 들어, 영구 자석을 포함할 수 있으며, 여기서 자기장의 강도는 제2 요소(120)로부터의 거리를 표시할 수 있다. 제2 센서(225)는 센서(130)의 가속을 결정하도록 구성될 수 있다. 제3 센서(230)는 센서(130)의 영역에서 온도를 결정하도록 제공될 수 있다. 제어 장치(210)는 센서(130), 추가의 센서들(215, 225 및 230)을 주기적으로 또는 연속적으로 샘플링하도록(sample) 구성될 수 있다. 에너지 흡수 장치(105)가 트리거링된다면, 인코더(125)로부터 센서(130)의 연결해제를 초래하는 상황들의 개선된 분석은 센서들(215, 225, 230)의 샘플링된 값들에 기초하여 실행될 수 있다. 이러한 데이터는 에너지 흡수 장치(105)의 트리거링에 관한 이벤트의 재구성을 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 에너지 흡수 장치(105)의 상태는 이러한 정보에 기초하여 더 양호하게 액세싱될(assessed) 수 있다.
도 3은 도 1 또는 도 2 중 하나에 따른 디바이스(110)에 의해 트리거링하기 위해 에너지 흡수 장치(105)를 감시하기 위한 방법(300)의 흐름도를 도시한다.
단계(305)에서, 센서(130)는 인코더(125)에 부착된다. 이러한 맥락에서, 인코더(125)가 에너지 흡수 장치(105)의 제1 요소(115)에 이미 부착된 것이 가정된다. 센서(130)가 제1 요소(115) 상에 인코더(125)의 설치의 시간에 이미 인코더(125)에 부착된다면, 단계(305)는 또한 생략될 수 있다.
단계(310)에서, 필요하다면, 센서(130)를 인코더(125)에 커플링시키는 필드(145)가 상기 센서(130)에 의해 생성된다. 일부 실시예들에서, 필드(145)는 인코더(125)에 의해 생성되고, 센서(130)에 의해 능동적으로 생성될 필요가 없거나, 영향을 받을 필요가 없다. 단계(315)에서, 센서(130)와 인코더(125) 사이의 필드(145)는 무접촉 방식으로 결정된다. 필드(145)가 전원, 코일 또는 전극들로서 센서(130)에 의해, 특히, 전기 장치에 의해 생성된다면, 전기 매개변수는 필드(145)를 결정하기 위해 대응하는 수단에서 샘플링될 수 있다.
단계(320)에서, 샘플링된 필드(145)가, 인코더(125)가 센서(130)의 감지 범위에 위치되는 것을 표시하는지의 여부가 확인된다. 감지 레인징(sensing ranging)은 보통 작은 공간 치수들로 주어지며, 그 결과 수 밀리미터 또는 수 센티미터의 인코더(125)로부터의 센서(130)의 거리가 감지 범위에서 나오는데 충분하다. 인코더(125)가 감지 범위에 위치된다면, 방법(300)은 바람직하게는 단계(310)와 함께 연속하고 다시 전체적으로 동작할 수 있다.
그렇지 않으면, 단계(325)에서, 에너지 흡수 장치(105)의 트리거링에 동등한, 인코더(125)로부터의 센서(130)의 테어링 오프(tearing off)가 결정된다. 대응하는 신호는 단자(205)를 통해 출력될 수 있다.
선택적인 단계(330)에서, 에너지 흡수 장치(105)는 교환될 수 있다. 센서(130)는 재사용될 수 있거나, 센서가 트리거링 공정 동안 겪는 손상을 가진다면, 센서는 대체될 수 있다. 특정한 상황들 하에서, 제1 요소(115)는 추가적으로 사용될 수 있거나, 인코더(125)와 함께 재사용될 수 있다.
에너지 흡수 장치(105) 및 디바이스(110)가 수리된 후에, 본 방법(300)은 단계(305)와 함께 연속할 수 있고, 다시 전체적으로 동작할 수 있다.
100
커플링 로드
105 트리거링 디바이스
110 디바이스
115 제1 요소(내부 튜브 부품)
120 제2 요소(외부 튜브 부품)
125 인코더
130 센서
135 인코더 하우징
140 센서 하우징
145 필드
150 접촉 면
155 축 방향 면
160 연결
205 단자
210 제어 장치
215 제1 센서
220 참조 요소
225 제2 센서
230 제3 센서
300 방법
305 센서를 인코더에 부착시킴
310 가능하게 필드를 생성함
315 필드를 결정함
320 인코더가 감지 범위에 있음?
325 테어링 오프를 결정함
330 센서 또는 연결 요소를 대체함
105 트리거링 디바이스
110 디바이스
115 제1 요소(내부 튜브 부품)
120 제2 요소(외부 튜브 부품)
125 인코더
130 센서
135 인코더 하우징
140 센서 하우징
145 필드
150 접촉 면
155 축 방향 면
160 연결
205 단자
210 제어 장치
215 제1 센서
220 참조 요소
225 제2 센서
230 제3 센서
300 방법
305 센서를 인코더에 부착시킴
310 가능하게 필드를 생성함
315 필드를 결정함
320 인코더가 감지 범위에 있음?
325 테어링 오프를 결정함
330 센서 또는 연결 요소를 대체함
Claims (12)
- 서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들(115, 120) 사이의 상대적인 움직임을 감시하기(monitoring) 위한 디바이스(device)(110)로서,
상기 디바이스(110)는:
서로 부착되고 그리고 서로에 대한 필드(field)(145) 연결을 가지는 인코더(encoder)(125) 및 센서(sensor)(130)를 포함하며;
상기 센서(130)는 상기 필드(145)에 기초하여 상기 인코더(125)의 무접촉 검출(contactless detection)을 위해 구성되며;
상기 인코더(125)는 상기 요소들(115, 120) 중 하나의 요소에 체결하기 위해 구성되며; 그리고
상기 센서(130)는, 상기 요소들(115, 120) 중 다른 하나의 요소를 위한 작동 면(150)을 가지며, 상기 작동 면(150)이 상기 요소들(115, 120)이 서로에 대해 이동된다면, 상기 요소들(115, 120) 중 다른 하나의 요소에 의해 상기 인코더(125)로부터 제거되는,
서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 디바이스(110). - 제1 항에 있어서,
상기 인코더(125)는 자기장(magnetic field)(145)을 이용가능하게 하기 위한 영구 자석을 포함하며, 그리고 상기 센서(130)는 자기장 센서를 포함하는,
서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 디바이스(110). - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 센서(130)는 전자기장(electromagnetic field)(145)을 이용가능하게 하기 위한 코일(coil)을 포함하며, 그리고 상기 인코더(125)는 상기 전자기장(145)에 영향을 주기 위한 요소를 포함하는,
서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 디바이스(110). - 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서(130)는 전원(voltage source)을 포함하며, 그리고 상기 인코더(125)는 유전 요소(dielectric element)를 포함하는,
서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 디바이스(110). - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인코더(125)는 파괴되지 않고 상기 센서(130)로부터 분리될 수 있는,
서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 디바이스(110). - 제5 항에 있어서,
상기 센서(130)는 재료 결합식 유형(materially joined fashion)으로 상기 인코더(125)에 부착되는,
서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 디바이스(110). - 제5 항 또는 제6 항에 있어서,
상기 센서(130)는 마찰 고정식 유형(frictionally locking fashion)으로 상기 인코더(125)에 부착되는,
서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 디바이스(110). - 제5 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서(130)는 포지티브 고정식 유형(positively locking fashion)으로 상기 인코더(125)에 부착되는,
서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 디바이스(110). - 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요소들(115, 120) 중 다른 하나의 요소로부터의 거리를 결정하기 위한 추가의 장치(215)를 또한 포함하는,
서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임을 감시하기 위한 디바이스(110). - 에너지 흡수 장치(105)로서,
상기 에너지 흡수 장치는, 저항에 대항하여 서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 제1 요소(115) 및 제2 요소(120), 그리고 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 디바이스(110)를 포함하며,
상기 인코더(125)는 상기 요소들(115, 120) 중 하나의 요소에 부착되며, 그리고 상기 센서(130)는, 상기 센서(130)의 작동 면(150)이 상기 요소들(115, 120) 중 다른 하나의 요소의 축 방향 면(155)을 향하여 회전되는 방식으로 상기 요소들(115, 120) 중 다른 하나의 요소들에 부착되는,
에너지 흡수 장치(105). - 특히 2개의 궤도 차량들(rail vehicles)을 커플링시키기 위한 커플링 로드(coupling rod)(100)로서,
제10 항에 따른 에너지 흡수 장치(105)를 포함하는,
특히 2개의 궤도 차량들을 커플링시키기 위한 커플링 로드(100). - 디바이스(110)에 의해 서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들(115, 120) 사이의 상대적인 움직임을 결정하기 위한 방법(300)으로서,
상기 디바이스(110)는 상기 요소들(115, 120) 중 하나의 요소에 부착되는 인코더(125), 및 상기 인코더(125)에 부착되는 센서(130)를 포함하며, 상기 센서(130)는 상기 요소들(115, 120) 중 다른 하나의 요소를 위한 작동 면(150)을 가지며, 그리고 상기 방법(300)은:
상기 인코더(125)와 상기 센서(130) 사이에 존재하는 필드(145)에 기초하여 상기 센서(130)에 의해 상기 인코더(125)를 무접촉 검출하는 단계(contactless detection)(320); 및
상기 인코더(125)가 상기 센서(130)로부터 제거되었다면, 상기 요소들(115, 120)이 서로에 대해 이동된 것으로 결정하는 단계(325)를 포함하는,
디바이스에 의해 서로에 대해 이동가능하도록 장착되는 2개의 요소들 사이의 상대적인 움직임을 결정하기 위한 방법.
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