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Dokumentenidentifikation DE102006019087A1 08.11.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Fixieren und Lokalisieren eines Gegenstandes in einer Endlage sowie zum Freigeben aus dieser Endlage
Anmelder NT Neue Technik Elektronik GmbH, 63636 Brachttal, DE
Erfinder Holscher, Fritz, 63636 Brachttal, DE
Vertreter Brüning, R., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 63486 Bruchköbel
DE-Anmeldedatum 23.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006019087
Offenlegungstag 08.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.11.2007
IPC-Hauptklasse E05C 17/56(2006.01)A, F, I, 20060711, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fixieren und Lokalisieren eines Gegenstandes (12) in einer Endlage sowie zum Freigeben aus dieser Endlage. Um ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das ausschließlich mit elektrischen Signalen arbeitet und zum Fixieren des Gegenstands in der Endlage keine Energie benötigt, wird vorgeschlagen, dass der Gegenstand (12) in der Endlage permanentmagnetisch fixiert wird und elektromagnetisch freigegeben werden kann und dass beim Erreichen und/oder beim Verlassen der Endlage jeweils ein elektrisches Signal erzeugt wird, das elektronisch ausgewertet wird. In einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist zumindest ein Permanentmagnet (18), ein von dessen Magnetfeld durchflossener Elektromagnet (20) und eine mit dem Elektromagneten (20) und mit einem Signalgeber (22) elektrisch verbundene elektronische Mess- und Steuereinheit (24) vorzusehen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fixieren und Lokalisieren eines Gegenstandes in einer Endlage sowie zum Freigeben aus dieser Endlage. Weiterhin betrifft die Erfindung eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung.

Häufig kommt es vor, dass ein Gegenstand, beispielsweise eine Türe oder Klappe, in einer Endlage festgehalten werden soll. Insbesondere bei einer durch Rückstellkraft in die Schließlage bewegten Türe ist eine der Rückstellkraft entgegenwirkende Kraft erforderlich, um die Türe im geöffneten Zustand, also in der Endlage, zu fixieren. Bekannt sind einfache mechanische Halterungen, die eine Rastung aufweisen. Diese Rastung kann mechanisch oder elektromechanisch geöffnet werden, so dass die Türe bzw. allgemein der Gegenstand aus der Endlage freigegeben wird. Bei einer Fernbetätigung ist außerdem eine Fernmeldung erforderlich, die meldet, ob sich der Gegenstand in der Endlage befindet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das ausschließlich mit elektrischen Signalen arbeitet und zum Fixieren des Gegenstands in der Endlage keine Energie benötigt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Gegenstand in der Endlage permanentmagnetisch fixiert wird und elektromagnetisch freigegeben werden kann und dass beim Erreichen und/oder beim Verlassen der Endlage jeweils ein elektrisches Signal erzeugt wird, das elektronisch ausgewertet wird.

Bei einem derartigen Verfahren wir der Gegenstand, beispielsweise eine Türe, von Hand in die Endlage gebracht, so dass ein Permanentmagnet eine ferromagnetisches Gegenstück berührt und mit ausreichender Magnetkraft festhält. Ein gleichfalls betätigter Signalgeber kann das Erreichen der Endlage signalisieren. Das Freigeben des Gegenstands kann elektromagnetisch erfolgen, wobei die Magnetkraft des Permanentmagneten so lange durch einen Elektromagneten kompensiert wird, bis der Permanentmagnet so weit vom ferromagnetischen Gegenstück entfernt hat, dass die Anziehungskraft nicht mehr zum Festhalten ausreicht. Beispielsweise ist bei einer zur Federkraft in die Schließlage bewegte Türe nur ein kurzer Augenblick und somit nur eine sehr geringer Bedarf an elektrischer Energie zum Freigeben erforderlich, währen im fixierten Zustand der Endlage dank permanentmagnetischer Haltekraft überhaupt keine Energie erforderlich ist.

Zur Vermeidung von Verschleißerscheinungen an einem Signalgeber ist es vorteilhaft, wenn das elektrische Signal induktiv erzeugt wird. Dies kann in besonders eleganter Weise dadurch erfolgen, dass das elektrische Signal mit den zur elektromagnetischen Freigabe vorgesehenen Mitteln erzeugt wird. Mit anderen Worten kann ein beim Erreichen oder beim Verlassen der Endlage ein im Elektromagneten entstehender Induktionsstrom als kurzer Spannungsimpuls an den Zuleitungen des Elektromagneten elektronisch festgestellt und ausgewertet werden, denn die Stromrichtung ist beim Erreichen der Endlage umgekehrt zur Stromrichtung des Impulses beim Entfernen aus der Endlage.

Für eine weitere Steuerung ist es vorteilhaft, wenn das elektrische Signal beim Erreichen der Endlage als Startsignal für eine elektronische Zeitmessung dient.

Beispielsweise im Falle einer Türe für einen Sicherheitsbereich ist es wichtig, dass die geöffnete Türe nur eine kurze Zeit offen offen bleibt und auch dann geschlossen wird, wenn die durchschreitende Person keine Hand frei hat. Daher ist es von besonderem Vorteil, wenn nach Ablauf einer einstellbaren Zeit die elektromagnetische Freigabe des Gegenstandes erfolgt. Da zum Festhalten in der Endlage keine Energie und zur Freigabe nur Energie für einen kurzen Augenblick benötigt wird, kann die Steuerung ohne hohen Energieaufwand über einen langen Zeitraum hinweg aus einer Batterie betrieben werden.

In einem anderen Fall, beispielsweise bei einer im Grundzustand offenen Brandschutztüre, bei der zum Schließen ein von einem Rauchmelder gegebenes Signal verwendet wird, ist es wünschenswert, dass einer Zentrale gemeldet wird, wenn die Türe von Hand geschlossen wird. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das elektrische Signal beim Verlassen der Endlage ein Warnsignal auslöst.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll zumindest einen Permanentmagneten, einen von dessen Magnetfeld durchflossenen Elektromagneten und eine mit dem Elektromagneten und mit einem Signalgeber elektrisch verbundene elektronische Mess- und Steuereinheit aufweisen. Im einfachsten Fall können beispielsweise Elektromagnet und Signalgeber fest installiert sein und der Permanentmagnet kann am Gegenstand angebracht sein und sich in der Endlage den Eisenkern des Elektromagneten berühren. In diesem Fall sind an beiden Magneten etwa U-förmige Polschuhe vorzusehen, so dass in der Endlage ein geschlossener Magnetkreis entsteht. Der Signalgeber kann als Berührungsschalter ausgebildet sein.

Eine Reduzierung der Bauteile ist möglich, wenn der Elektromagnet zugleich als Signalgeber ausgebildet ist. Insbesondere ist dies eine Frage der elektronischen Schaltung in der Mess- und Steuereinheit, die hier nicht unter Schutz gestellt werden soll.

Wird, wie vorstehend beschrieben die Freigabe des Gegenstands nach einer bestimmten Zeit nach Erreichen der Endlage gewünscht, so kann die elektronische Mess- und Steuereinheit ein einstellbares Zeitmessglied aufweisen, das nach Erfassen des elektrischen Signals beim Erreichen der Endlage eine elektronische Zeitmessung startet und nach Ablauf der eingestellten Zeit die Steuereinheit für den Elektromagneten aktiviert. Wie bereits erwähnt wird zur Messung und Steuerung nur sehr wenig elektrische Energie benötigt, so dass die Mess- und Steuereinheit mit einer eingebauten Batterie über einen längeren Zeitraum von beispielsweise mehr als einem Jahr funktionsfähig ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen, für sich und/oder in Kombination, sondern auch aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fixieren und Lokalisieren eines Gegenstandes in einer Endlage sowie zum Freigeben aus dieser Endlage,

2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

3 in einem Diagramm schematisch den zeitlichen Verlauf der Induktionsspannung beim Erreichen der Endlage,

4 in einem Diagramm schematisch den zeitlichen Verlauf der Induktionsspannung beim Verlassen der Endlage und

5 in einem Diagramm schematisch den zeitlichen Verlauf der Speisespannung für den Elektromagneten zum Freigeben eines Gegenstandes.

1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 10 zum Fixieren und Lokalisieren eines Gegenstandes 12 in einer Endlage sowie zum Freigeben aus dieser Endlage. Der in der fixierten Endlage dargestellte Gegenstand 12 ist um eine vertikal zur Zeichnungsebene verlaufende Achse 14 schwenkbar und mit einer Rückstellvorrichtung 16 versehen. Am Gegenstand 12 ist ein etwa U-förmiger Permanentmagnet 18 befestigt, dessen Polschuhe an den Polschuhen eines fest installierten Elektromagneten 20 anliegen, so dass dieser vom Magnetfeld des Permanentmagneten 18 durchflossenen wird. Neben dem Elektromagneten 20 ist ein Signalgeber 22 angeordnet. Elektromagnet 20 und Signalgeber 22 sind elektrisch verbundenen mit einer elektronischen Mess- und Steuereinheit 24. Die elektronischen Mess- und Steuereinheit 24 ist mit einer Schaltung versehen, die vom Signalgeber 22 erzeugte Signale auswertet und den Elektromagneten 20 kurzzeitig mit elektrischer Energie versorgt, um das magnetische Feld des Permanentmagneten 18 zu kompensieren und somit den Gegenstand 12 aus der Endlage freizugeben.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Elektromagnet 120 zugleich als Signalgeber ausgebildet ist. Elektromagnet 120 und Permanentmagnet 118 sind parallel nebeneinander angeordnet und an ihren vom Gegenstand 112 abgewandten Ende über ein Joch 26 aus Weicheisen magnetisch miteinander gekoppelt. Am Gegenstand 112 ist als ferromagnetischer Anker eine Platte 28 aus Stahl elastisch befestigt, die in der fixierten Endlage exakt an den freien Polschuhen der Magnete 118, 120 anliegt. Die Mess- und Steuereinheit 124 ist batteriebetrieben. Im übrigen entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten.

3 zeigt für das zweite Ausführungsbeispiel in einem unmaßstäblichen Diagramm schematisch den zeitlichen Verlauf der vom Elektromagneten 120 abgegebenen Induktionsspannung wenn die Platte 28 die Endlage erreicht. Der beim Schließen des Magnetkreises induzierte Spannungsimpuls, auch als Schließimpuls bezeichnet, hat eine Dauer im Bereich etwa einer Millisekunde. Auf der Ordinate ist die Spannung U, auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen.

4 zeigt ebenfalls für das zweite Ausführungsbeispiel in einem Diagramm schematisch den zeitlichen Verlauf der vom Elektromagneten 120 abgegebenen Induktionsspannung wenn die Platte 28 aus der Endlage entfernt wird. Der beim Öffnen des Magnetkreises induzierte Spannungsimpuls, auch als Öffnungsimpuls bezeichnet, hat die umgekehrte Polarität wie der Schließimpuls und ebenfalls eine Dauer im Bereich etwa einer Millisekunde.

5 zeigt in einem Diagramm schematisch den zeitlichen Verlauf der Speisespannung für den Elektromagneten 120 zum Freigeben eines Gegenstandes 112. Je nach anliegender Rückstellkraft und Trägheit der Masse des Gegenstands 112 ist eine Zeitdauer im Bereich von bis zu 1/10 Sekunde erforderlich. Die dazu erforderliche Energie wird der Batterie in der Mess- und Steuereinheit 124 mit geringer Stromstärke entnommen und in einem Kondensator gespeichert.


Anspruch[de]
Verfahren zum Fixieren und lokalisieren eines Gegenstandes (12) in einer Endlage sowie zum Freigeben aus dieser Endlage, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand in der Endlage permanentmagnetisch fixiert wird und elektromagnetisch freigegeben werden kann und dass beim Erreichen und/oder beim Verlassen der Endlage jeweils ein elektrisches Signal erzeugt wird, das elektronisch ausgewertet wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal induktiv erzeugt wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal mit den zur elektromagnetischen Freigabe vorgesehenen Mitteln erzeugt wird. Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal beim Erreichen der Endlage als Startsignal für eine elektronische Zeitmessung dient. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablauf einer einstellbaren Zeit die elektromagnetische Freigabe des Gegenstandes erfolgt. Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal beim Verfassen der Endlage ein Warnsignal auslöst. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Permanentmagnet (18, 118), ein von dessen Magnetfeld durchflossener Elektromagnet (20, 120) und eine mit dem Elektromagneten (20, 120) und mit einem Signalgeber (22) elektrisch verbundene elektronische Mess- und Steuereinheit (24, 124) vorgesehen sind. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (120) zugleich als Signalgeber ausgebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Mess- und Steuereinheit (24, 124) ein einstellbares Zeitmessglied aufweist, das nach Erfassen des elektrischen Signals beim Erreichen der Endlage eine elektronische Zeitmessung startet und nach Ablauf der eingestellten Zeit die Steuereinheit für den Elektromagneten (20, 120) aktiviert.






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