CH649854A5

CH649854A5 - Position sensor for a actuator.

Info

Publication number: CH649854A5
Application number: CH1063579A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Saur
Original assignee: Elektrowatt Ag
Priority date: 1979-11-29
Filing date: 1979-11-29
Publication date: 1985-06-14
Also published as: FR2470955B1; SE448028B; SE8007356L; GB2065888B; DE3039696A1; DE3039696C2; GB2065888A; FR2470955A1

Description

649 854 2 649 854 2

PATENTANSPRÜCHE 12. Stellungsgeber nach Anspruch 1, gekennzeichnet PATENT CLAIMS 12. Position transmitter according to claim 1, characterized

1. Stellungsgeber für einen Stellantrieb, mit einem mit durch eine zur gradlinigen Bewegungsbahn des Abtastendem Stellantrieb zu kuppelnden Abtastelement, welches ments zwischen Sender (154) und Empfänger (156) einer das durch den Stellantrieb zwischen zwei Endstellungen, denen je Abtastelement (144) bildenden Lichtschranke geneigt ange-ein elektrischer Grenzwert zugeordnet ist, verstellbar ange- 5 ordneten Abdeckblende (140), wobei die Lichtschranke als ordnet ist, um einen von der Momentanstellung des Stellan- einstellbare Mittel auf einem Schlitten (148) um eine ausser-triebes abhängigen elektrischen zwischen den Grenzwerten halb ihres Mittelpunktes angeordnete Achse (158) drehbar ist liegenden Wert zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass und einen auf der Abdeckblende angreifenden Mitnehmer durch das Abtastelement (28,54,62,96,112,144) einstellbare (160) aufweist, um bei der erstmaligen Verstellung in eine der Mittel (34,36; 48,44,46; 72,82,74; 90,92; 124,126; 162) vor- i0 Endlagen verdreht zu werden. 1. Position transmitter for an actuator, with a coupling element to be coupled with a linear movement path of the scanning actuator, which element between transmitter (154) and receiver (156) is one that is formed by the actuator between two end positions, each forming the scanning element (144) The light barrier is inclined and an electrical limit value is assigned, the cover panel (140) is arranged so as to be adjustable, the light barrier being arranged as a means of a means which can be set on the momentary setting of the actuating element on a slide (148) around an electrical which is dependent on the drive between the limit values half of its center axis (158) is rotatable lying value to be determined, characterized in that and having a driver acting on the cover plate by the scanning element (28,54,62,96,112,144) adjustable (160) in order to first adjustment to one of the means (34.36; 48.44.46; 72.82.74; 90.92; 124.126; 162) previous i0 Endla to be twisted.

gesehen sind, um bei der erstmaligen Verstellung des Abtastelementes über den gesamten Stellweg (0-1) mindestens eine are seen to be at least one during the first adjustment of the scanning element over the entire travel range (0-1)

der Endstellungen zu verschieben und festzulegen. to move and fix the end positions.

2. Stellungsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellungsgeber für einet, dass die einstellbaren Mittel mindestens ein der jeweiligen is nen Stellantrieb nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Endstellung zugeordnetes Endlagenelement (34,36; 48,46; Ein solcher Stellungsgeber dient insbesondere in der Rege-72,74; 90,92; 124,126) aufweisen, welches durch das Abtast- lungstechnik zur Rückmeldung der momentanen Stellung ei-element (28; 54; 62; 96; 112,114,116) in bezug auf die andere nes elektromotorischen, hydraulischen oder ähnlich wirken-Endstellung verschiebbar ist. den Stellantriebes an eine Vergleicherschaltung im Regler 2. Position transmitter according to claim 1, characterized in- The invention relates to a position transmitter for a that the adjustable means at least one of the respective is NEN actuator according to the preamble of claim 1. End position associated end position element (34,36; 48,46; Such a position transmitter is used in particular in Rege-72,74; 90,92; 124,126), which uses the scanning technique to report the current position of the egg element (28; 54; 62; 96; 112,114,116) with respect to the other nes electromotive, hydraulic or similar acting end position is displaceable. the actuator to a comparator circuit in the controller

3. Stellungsgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- 20 oder in einem dem Regler nachgeschalteten Servoverstärker. net, dass die beiden elektrischen Grenzwerte (0 und 100%) Ein Stellantrieb hat beispielsweise in der Heizungs-, Lüf-durch zwei Endlagenelemente auf einem Abtastkörper (26; tungs- und Klimatechnik die Aufgabe, ein Stellglied in eine 44; 80;) festgelegt sind. dem Ausgangssignal des Reglers proportionale Stellung zu 3. Position transmitter according to claim 2, characterized in 20 or in a servo amplifier connected downstream of the controller. net that the two electrical limit values (0 and 100%) An actuator has the task, for example in the heating, ventilation by two end position elements on a sensing body (26; ventilation and air conditioning technology, an actuator in a 44; 80;) are. position proportional to the output signal of the controller

4. Stellungsgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- verstellen. Das Stellglied kann beispielsweise ein Ventil, ein net, dass der Abtastkörper (26) ortsfest angeordnet ist, und 25 Mischer oder eine Stellklappe für Luft sein. Um einerseits die die Endlagenelemente (34,36) relativ zum Abtastkörper be- volle Verstellmöglichkeit des Stellgliedes auszunutzen und an-wegbar angeordnet sind. dererseits stabile Regelvorgänge zu erzielen, ist es erforder- 4. Position transmitter according to claim 3, characterized marked. The actuator can be, for example, a valve, a net that the scanning body (26) is arranged in a fixed position, and 25 mixers or a control flap for air. In order on the one hand to utilize the adjustment possibility of the actuator, which is full of the end position elements (34, 36) relative to the scanning body, and are arranged such that they can be moved. to achieve stable control processes, it is necessary

5. Stellungsgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- lieh, dass der Stellweg des Stellantriebes an denjenigen des net, dass der Abtastkörper (44) mit einem der Endlagenele- Stellgliedes angepasst ist. Da unterschiedliche Stellglieder mente (48) fest verbunden und zusammen mit diesem beweg- 30 auch unterschiedliche Hübe oder Drehwinkel aufweisen, ist es bar angeordnet ist. erforderlich, den mit dem Stellglied zu kuppelnden Stellan- 5. Position transmitter according to claim 3, characterized gekennzeich- loan that the travel of the actuator to that of the net that the sensing body (44) is adapted with one of the end position actuator. Since different actuators (48) are firmly connected and together with this movable 30 also have different strokes or angles of rotation, it is arranged in bar. required to connect the actuator to be coupled to the actuator

6. Stellungsgeber nach einem der Ansprüche 4 oder 5, da- trieb an den erforderlichen Hub bzw. Drehwinkel anzupas-durch gekennzeichnet, dass der Abtastkörper (26; 44) ein sen, damit das jeweilige Stellglied beispielsweise bei einer Än-elektrisches Widerstandselement und das Abtastelement (28, derung eines genormten Ausgangssignals des Reglers von 54) ein auf dem Widerstandselement verschiebbarer Schleifer 35 100% seinen vollen Stellweg durchläuft. 6. Position transmitter according to one of claims 4 or 5, drive to adapt to the required stroke or angle of rotation-characterized in that the scanning body (26; 44) is a so that the respective actuator, for example in the case of an electrical resistance element, and the Scanning element (28, a standardized output signal from the controller of 54) a slider 35 displaceable on the resistance element runs through its full travel path 100%.

ist, wobei die Endanschlüsse (34,36; 48,46) des Widerstands- Um eine solche Anpassung vorzunehmen, ist es bekannt, , the end connections (34,36; 48,46) of the resistor- To make such an adjustment, it is known

dementes die Endlagenelemente bilden. in einen Stellantrieb ein Rückführpotentiometer als Stellungs- dementes form the end position elements. a feedback potentiometer as a position

7. Stellungsgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- geber einzubauen, welches durch eine entsprechende Übernet, dass der Abtastkörper (80) eine durch die Endlagenele- oder Untersetzung an den Stellweg des Stellgliedes angepasst mente (72,74) gehalterte Abdeckblende ist, die zwischen Sen- 40 ist. Da sich für verschiedenartige Stellglieder gleichartige der und Empfänger (64) einer das Abtastelement (62) bilden- Stellantriebe verwenden lassen, ist es wegen der unterschied-den Lichtschranke angeordnet ist. liehen Stellwege erforderlich, Stellantriebe mit unterschied- 7. Position transmitter according to claim 3, characterized in to incorporate the indicator, which by means of a corresponding overnet that the scanning body (80) is adapted to the travel of the actuator by means of the end position or reduction gear (72, 74), which is between Sen- 40 is. Since actuators of the same type and receivers (64) forming the scanning element (62) can be used for different actuators, it is arranged because of the different light barriers. travel paths required, actuators with different

8. Stellungsgeber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich- liehen Stellungsgebern herzustellen oder die Stellungsgeber net, dass die Abdeckblende (80) eine zur gradlinigen Bewe- individuell anzupassen. Die Anpassung erfordert jedoch ei-gungsbahn des Abtastelementes (62) geneigt angeordnete 45 nen Eingriff in das Innere des Stellantriebes und kann deshalb Fahne ist, deren Neigung in zunehmendem Abstand der End- nur von einem speziell ausgebildeten Fachmann vorgenom-lagenelemente (72,79) voneinander geringer ist. men werden. Eine solche Anpassung kann auch dann erfor- 8. Position transmitter according to claim 7, characterized in making position indicators or the position transmitter net that the cover panel (80) individually to adapt to a straight line. However, the adjustment requires an inclined path of the scanning element (62) in the interior of the actuator and can therefore be a flag, the inclination of which increases with increasing distance only by a specially trained specialist (72, 79). from each other is less. men. Such an adjustment can also be required

9. Stellungsgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- derlich sein, wenn bei einem Ventil der Kvs-Wert in der An-net, dass der Abtastkörper (90,92) zwei in bezug zueinander läge angepasst werden muss oder wenn die durch das Stellverstellbare erste Kondensatorelektroden (86,88) aufweist, so glied zu verstellende maximale Leistung beispielsweise aus denen je als Endlageelement ein Anschlag (98,100) zugeord- . Stabilitätsgründen begrenzt werden muss. Sowohl die Lagernet ist und dass das Abtastelement (96) mindestens eine den haltung gleichartiger Stellantriebe mit unterschiedlichen Stel-ersten Kondensatorelektroden gegenüberliegende zweite lungsgebern als auch die individuelle Anpassung der Stel-Kondensatorelektrode nach Art eines Differentialkondensa- lungsgeber an das verwendete Stellglied sind unwirtschaftlich, tors aufweist, welche in jeder Verstellrichtung mit einem der 55 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Anschlagelemente zusammenwirkt, um jede der beiden ersten Stellungsgeber zu schaffen, der sich mit dem geringsten Auf-Kondensatorelektroden in eine der Endstellung entspre- wand an den erforderlichen Stellweg bzw. Stellwinkel anpaschende Lage zu bewegen. sen lässt. 9. Position transmitter according to claim 3, characterized in that, in the case of a valve, the Kvs value in the An-net that the scanning body (90, 92) must be adjusted in relation to one another or when the first one can be adjusted by the adjustment Has capacitor electrodes (86, 88), maximum power to be adjusted, for example from which a stop (98, 100) is assigned as the end position element. Stability reasons must be limited. Both the bearing network and the fact that the scanning element (96) has at least one second lung sensor opposite the position of the same actuators with different actuator-first capacitor electrodes and the individual adaptation of the sensor capacitor electrode in the manner of a differential capacitor to the actuator used are uneconomical The object of the invention is therefore to cooperate with a stop element in order to create each of the first two position transmitters which, with the least amount of on-capacitor electrodes, corresponded to the end position to the required travel range or To adjust the adjusting angle. leaves.

10. Stellungsgeber nach Anspruch 2, gekennzeichnet Die gestellte Aufgabe gelingt erfindungsgemäss durch die durch die Anordnung mindestens einer Induktionsspule (114, 60 im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten 10. Position transmitter according to claim 2, characterized The object is achieved according to the invention by the arrangement of at least one induction coil (114, 60 in the characterizing part of claim 1)

116), deren Induktivität durch Verstellung des Abtastelemen- Merkmale. 116), whose inductance by adjusting the scanning element features.

tes (112,114,116) veränderbar ist. ~ Der erfindungsgemässe Stellungsgeber ermöglicht in der tes (112,114,116) is changeable. ~ The position transmitter according to the invention enables in the

11. Stellungsgeber nach Anspruch 10, dadurch gekenn- Praxis eine selbsttätige Einstellung mindestens einer der Endzeichnet, dass das Abtastelement zwei Induktionsspulen Stellungen, durch welche der wirksame Abtastbereich des Ab-(114,116) aufweist, deren Induktivitäten durch eine Relativ- 65 tastelementes begrenzt wird. Der mit dem erfindungsgemäs-verschiebung zu je einem Metallelement (124,126) gegenläu- sen Stellungsgeber ausgerüstete Stellantrieb kann in einer fig veränderbar sind, wobei je ein Endlagenelement (136,138) Grundstellung ausgeliefert werden. Nach der Montage des mit einem der Metallelemente verbunden ist. Stellantriebes mit dem Stellglied braucht der Stellantrieb nur 11. Position transmitter according to claim 10, characterized in practice an automatic setting of at least one of the end drawing points that the scanning element has two induction coil positions through which the effective scanning range of the scanning (114, 116), the inductance of which is limited by a relative sensing element. The actuator equipped with the displacement according to the invention to a metal element (124, 126) counter to each other can be changed in one figure, with one end position element (136, 138) being delivered in the basic position. After mounting it is connected to one of the metal elements. Actuator with the actuator only needs the actuator

einmal in seine beiden Endlagen gesteuert zu werden, um die automatische Anpassung des Stellungsgebers an den Stellweg vorzunehmen. to be controlled once in its two end positions in order to automatically adjust the position transmitter to the travel range.

Ferner weist der erfindungsgemässe Stellungsgeber eine Reihe weiterer Vorteile auf. Im Herstellerwerk müssen weniger Typen des Stellantriebes hergestellt und am Lager gehalten werden. Der Kunde kann ohne grossen Aufwand nach dem Baukastensystem Stellantriebe und Stellglieder selbst zusammenstellen. Der Monteur kann den Stellantrieb ohne grosse Justierarbeit montieren. Solange der Arbeitshub des Stellgliedes innerhalb demjenigen des Stellantriebes liegt, findet dieser seinen Arbeitshub selbst. Der Stellantrieb kann auch von weniger qualifiziertem Personal zuverlässig montiert werden. Der Servicemann hat keine zusätzlichen Einstellarbeiten am Stellantrieb und am Regler vorzunehmen. Ein Parallellauf mehrerer Stellantriebe ist gewährleistet. Der Stellweg zu gross bemessener Ventile oder anderer Stellglieder kann durch Endanschläge oder Endschalter auf einen beliebigen Wert begrenzt werden, da der erfindungsgemässe Stellungsgeber an jeden beliebigen Stellweg anpassbar ist. Furthermore, the position transmitter according to the invention has a number of further advantages. Fewer types of actuator need to be manufactured and kept in stock at the manufacturer's plant. The customer can easily assemble actuators and actuators using the modular system. The fitter can install the actuator without much adjustment work. As long as the working stroke of the actuator lies within that of the actuator, it finds its working stroke itself. The actuator can also be reliably installed by less qualified personnel. The serviceman does not have to make any additional adjustments to the actuator and controller. A parallel operation of several actuators is guaranteed. The travel of valves or other actuators which are too large can be limited to any value by means of end stops or limit switches, since the position transmitter according to the invention can be adapted to any travel.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigen: Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 ein Diagramm zur Einstellung beider Endlagen eines Stellungsgebers, 1 is a diagram for setting both end positions of a position transmitter,

Fig. 2 ein Diagramm mit einer festen und einer einstellbaren Endlage eines Stellungsgebers, 2 shows a diagram with a fixed and an adjustable end position of a position transmitter,

Fig. 3 eine Ausführung des Stellungsgebers als Potentiometer, 3 shows an embodiment of the position transmitter as a potentiometer,

Fig. 4 eine weitere Ausführung des Stellungsgebers als Potentiometer, 4 shows another embodiment of the position transmitter as a potentiometer,

Fig. 5 eine Ausführung des Stellungsgebers mit einer Lichtschranke, 5 shows an embodiment of the position transmitter with a light barrier,

Fig. 6 eine Ausführung des Stellungsgebers mit einem Dif-ferenzialkondensator in der Draufsicht, 6 shows an embodiment of the position transmitter with a differential capacitor in a top view,

Fig. 7 eine Ansicht nach der Fig. 6 im Längsschnitt, Fig. 8 ein Stellungsgeber mit Induktionsspulen in einer Seitenansicht, 7 shows a view according to FIG. 6 in longitudinal section, FIG. 8 shows a position transmitter with induction coils in a side view,

Fig. 9 eine Frontansicht nach der Fig. 8, 9 is a front view of FIG. 8,

Fig. 10 eine Draufsicht nach der Fig. 9, 10 is a plan view of FIG. 9,

Fig. 11 ein weiterer Stellungsgeber mit einer Lichtschranke in der Frontansicht, und 11 shows another position transmitter with a light barrier in the front view, and

Fig. 12 eine Seitenansicht der Fig. 11. 12 is a side view of FIG. 11th

Im Diagramm nach der Fig. 1 sind auf der Ordinaten-achse 10 die elektrischen Werte aufgetragen, welche der Stellungsgeber in Abhängigkeit vom auf der Abszissenachse 12 aufgetragenen Stellweg bestimmt. Der elektrische Wert des Stellungsgebers kann ein an einem Potentiometer abgegriffener elektrischer Widerstand, eine abgegriffene Spannung oder ein Strom sein. Die den Endstellungen des Stellungsgebers zugeordneten Werte sind auf der Ordinatenachse 10 mit 0 und 100% angegeben. Die beiden Endstellungen des Stellungsgebers sind auf der Abszissenachse 12 mit 0 und I angegeben. Die Stellung 0 kann beispielsweise der geschlossenen Stellung eines Ventils oder einer Luftklappe entsprechen, während die Stellung I der geöffneten Stellung entspricht. In the diagram according to FIG. 1, the electrical values are plotted on the ordinate axis 10, which the position transmitter determines as a function of the travel path plotted on the abscissa axis 12. The electrical value of the position transmitter can be an electrical resistance tapped at a potentiometer, a tapped voltage or a current. The values assigned to the end positions of the position transmitter are indicated on the ordinate axis 10 with 0 and 100%. The two end positions of the position transmitter are indicated on the abscissa axis 12 with 0 and I. The position 0 can correspond, for example, to the closed position of a valve or an air flap, while the position I corresponds to the open position.

Die gestrichelte Gerade 14 verbindet die zwei Punkte 16 und 18 miteinander, welche Punkte beispielsweise den Endstellungen des in einem Stellantrieb eingebauten Stellungsgebers im Ablieferungszustand entsprechen. Die Stellungen 0 und I sind diejenigen Endstellungen, die der Stellantrieb einnimmt, wenn er mit einem Stellglied, beispielsweise einem Ventil, einem Mischer oder einer Stellklappe zusammengebaut ist, um dieses Stellglied von der einen in die andere Endstellung und umgekehrt zu verstellen. The dashed straight line 14 connects the two points 16 and 18 to one another, which points correspond, for example, to the end positions of the position transmitter installed in an actuator in the delivery state. Positions 0 and I are the end positions that the actuator assumes when it is assembled with an actuator, for example a valve, a mixer or a control flap, in order to adjust this actuator from one end position to the other and vice versa.

Durch das Verstellen des Stellantriebes in die Endstellungen 0 und I wird der im Stellantrieb eingebaute und später noch näher zu erläuternde Stellungsgeber derart eingestellt, dass seine, den Werten 0 und 100% zugeordneten Stellungen By moving the actuator into the end positions 0 and I, the position transmitter installed in the actuator and to be explained in more detail below is set in such a way that its positions assigned to the values 0 and 100%

3 649 854 3,649,854

mit den Endstellungen des Stellantriebes bzw. des Stellgliedes übereinstimmen. Dabei wird die dem elektrischen Wert 0 zugeordnete Endlage des Stellungsgebers vom Punkt 16 auf den Anfang des Stellweges 0 verstellt. Die dem elektrischen Wert 5 100% zugeordnete Endstellung des Stellungsgebers wird vom Punkt 18 auf das Ende des Stellweges I verschoben, so dass die Arbeitscharakteristik des Stellungsgebers nun der Geraden 20 entspricht. Durch diese in Richtung der beiden Pfeile 22 und 24 erfolgte Einstellung des Stellungsgebers ist dieser 10 nun an den auf der Abszissenachse 12 angegebenen Stellweg des zu betätigenden Stellgliedes zwischen 0 und I angepasst. agree with the end positions of the actuator or actuator. The end position of the position transmitter assigned to the electrical value 0 is adjusted from point 16 to the beginning of the travel path 0. The end position of the position transmitter assigned to the electrical value 5 100% is shifted from point 18 to the end of travel I, so that the working characteristic of the position transmitter now corresponds to straight line 20. As a result of this setting of the position transmitter in the direction of the two arrows 22 and 24, the position transmitter 10 is now adapted to the travel of the actuator to be actuated between 0 and I indicated on the abscissa axis 12.

Das Diagramm nach der Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach der Fig. 1 dadurch, dass die dem Anfang 0 des auf der Abszissenachse 12 aufgetragenen Stellweges einer i5 festen Endstellung des Stellungsgebers entspricht. Zur Anpassung des Stellungsgebers an den vollen Stellweg des Stellgliedes ist deshalb nur die dem elektrischen Wert 100% entsprechende Endstellung des Stellungsgebers von dem dem Ablieferungszustand entsprechenden Punkt 18' in Pfeilrichtung 24' 20 mit dem Ende I des Stellweges in Übereinstimmung zu bringen. Die Arbeitscharakteristik des Stellungsgebers wird dabei von der Geraden 14' auf die Gerade 20' verschoben. The diagram according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that the beginning 0 of the travel path plotted on the abscissa axis 12 corresponds to a fixed end position of the position transmitter. To adapt the position transmitter to the full travel of the actuator, only the end position of the position transmitter corresponding to the electrical value 100% must be brought into line with the end I of the travel from point 18 'in the direction of arrow 24' 20 corresponding to the delivery condition. The working characteristic of the position transmitter is shifted from straight line 14 'to straight line 20'.

In der Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Stellungsgebers symbolisch dargestellt. Auf einem als Abtastkör-25 per dienenden Widerstandskörper 26 ist ein Schleifer 28 als Abtastelement verschiebbar angeordnet. Der Schleifer 28 ist über Zwischenglieder 30 mit dem Motor 32 des Stellantriebes verbunden. Die Zwischenglieder 30 können beispielsweise ein Untersetzungsgetriebe und/oder ein auf einer Kurvenscheibe 30 ablaufender Hebel sein. A first exemplary embodiment of a position transmitter is shown symbolically in FIG. 3. A grinder 28 is slidably arranged as a scanning element on a resistance body 26 serving as a scanning body. The grinder 28 is connected to the motor 32 of the actuator via intermediate members 30. The intermediate links 30 can be, for example, a reduction gear and / or a lever running on a cam disk 30.

Mit 34 und 36 sind Endlagenelemente bezeichnet, denen die beiden wirksamen Endstellungen auf dem Widerstandskörper 26 zugeordnet sind. Die beiden Endlagenelemente 34 und 36 können ebenfalls Schleifer sein, welche durch den als 35 Abtastelement dienenden Schleifer 28 von der entgegengesetzten Endstellung weg verschiebbar angeordnet sind. Bei der erstmaligen Verstellung des Schleifers 28 über den gesamten Stellweg werden dabei die Endlagenelemente 34 und 36 in die entsprechenden Endstellungen verschoben. Die beiden Endla-40 genelemente 34 und 36 verbleiben sodann in ihren eingestellten Stellungen, während der Schleifer 28 zwischen diesen beiden Stellungen durch den Motor 32 betriebsmässig verstellt wird. 34 and 36 denote end position elements to which the two effective end positions on the resistance body 26 are assigned. The two end position elements 34 and 36 can also be grinders, which are arranged so as to be displaceable away from the opposite end position by the grinder 28 serving as the 35 scanning element. When the grinder 28 is adjusted for the first time over the entire adjustment path, the end position elements 34 and 36 are shifted into the corresponding end positions. The two end positions 40 and 34 then remain in their set positions, while the grinder 28 is adjusted in operation between these two positions by the motor 32.

Wenn an die beiden Endlagenelemente 34 und 36 über die 45 zugeordneten Anschlüsse 38 und 40 eine feste Spannung angelegt wird, dann kann über den mittleren Anschluss 42 je nach Stellung des Schleifers 28 ein zwischen 0 und 100% der angelegten Spannung entsprechender Wert abgegriffen werden. Die abgegriffene Spannung verhält sich damit proportio-50 nal zur Stellung des Schleifers 28 in dem durch die Endlagenelemente 34 und 36 begrenzten Stellbereich, welcher dem Stellweg des Stellgliedes angepasst ist. If a fixed voltage is applied to the two end position elements 34 and 36 via the 45 assigned connections 38 and 40, then depending on the position of the grinder 28, a value corresponding to between 0 and 100% of the applied voltage can be tapped via the central connection 42. The tapped voltage thus behaves proportionally to the position of the grinder 28 in the actuating range limited by the end position elements 34 and 36, which is adapted to the actuating path of the actuator.

Durch die beschriebene Anordnung ergibt sich eine automatische Anpassung des Stellungsgebers an den Stellweg des 55 zu betätigenden Stellgliedes, indem die beiden Endlagenelemente 34 und 36 durch den Schleifer 28 entsprechend verschoben werden. Die am Anschluss 42 abgegriffene Teilspannung ist damit unabhängig vom Gesamtwiderstand des Widerstandskörpers 26. Für das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 60 3 gilt das in der Fig. 1 dargestellte Diagramm. The arrangement described results in an automatic adaptation of the position transmitter to the travel of the 55 actuator to be actuated, in that the two end position elements 34 and 36 are shifted accordingly by the grinder 28. The partial voltage tapped off at the connection 42 is therefore independent of the total resistance of the resistance body 26. The diagram shown in FIG. 1 applies to the exemplary embodiment according to FIG. 60 3.

Der in der Fig. 4 dargestellte Stellungsgeber entspricht in der Wirkungsweise demjenigen nach der Fig. 3. Der Unterschied liegt insbesondere darin, dass auf einem Widerstandskörper 44 nur das eine der Endlagenelemente 46 verschiebbar « angeordnet ist. Das andere Endlagenelement 48 ist mit dem Widerstandskörper 44 fest verbunden. Der Widerstandskörper 44 ist zusammen mit dem anderen Endlagenelement 48 auf einem ortsfesten Träger 50 in Pfeilrichtung 52 verschieb- The position transmitter shown in FIG. 4 corresponds in its mode of operation to that according to FIG. 3. The difference lies particularly in the fact that only one of the end position elements 46 is slidably arranged on a resistance body 44. The other end position element 48 is firmly connected to the resistance body 44. The resistance body 44 is displaced together with the other end position element 48 on a stationary support 50 in the direction of arrow 52.

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bar angeordnet. Bei einer Verstellung des Schleifers 54 durch geordnet, und auf dem Ring 92 ist ein zweiter Anschlag 100 einen Motor 56 in Richtung des anderen Endlagenelementes angeordnet. arranged in bar. When the grinder 54 is adjusted, and a second stop 100, a motor 56 is arranged in the direction of the other end position element on the ring 92.

48 wird der Widerstandskörper 44 in Pfeilrichtung 52 ver- Die zweite Elektrode 96 ist als Abtastelement über Zwi- 48, the resistance body 44 is displaced in the direction of the arrow 52.

schoben. Bei einer Verstellung des Schleifers 54 in der entge- schenglieder 102 mit einem Motor 104 verbunden. Bei der gengesetzten Richtung wird das erste Endlagenelement 46 in 5 erstmaligen Verstellung der zweiten Elektrode 96 werden die Pfeilrichtung 58 auf dem Widerstandskörper 44 verschoben. beiden Teile 86 und 88 der ersten Elektrode durch die An-Diese Anordnung weist gegenüber der Anordnung nach der schlage 98 und 100, welche mit den Kanten 106 und 108 der Fig. 3 auf dem Widerstandskörper 44 nur zwei bewegliche zweiten Elektrode 96 zusammenwirken, gegeneinander verKontakte auf, nämlich den durch die Zwischenglieder 60 vom dreht, bis sie eine dem Stellweg entsprechende Stellung einge-Motor 56 als Abtastglied angetriebenen Schleifer 54 und das x0 nommen haben. Während des Betriebes überstreicht die als erste Endlagenelement 46. Der in der Fig. 4 dargestellte Stel- Abtastelement dienende zweite Elektrode 96 die beiden Teile lungsgeber ist ebenfalls nach dem in der Fig. 1 dargestellten 86 und 88 der ersten Elektrode gegenläufig. Die beiden AnDiagramm wirksam. Schläge 98 und 100 dienen dabei als Endlagenelemente. pushed. When the grinder 54 in the counter link 102 is adjusted, connected to a motor 104. In the opposite direction, the first end position element 46 is displaced in the first adjustment of the second electrode 96, the arrow direction 58 is shifted on the resistance body 44. The two parts 86 and 88 of the first electrode through the contact. This arrangement has contacts with one another compared to the arrangement according to the reference 98 and 100, which only interact with the edges 106 and 108 of FIG. 3 on the resistance body 44 on the resistance body 44 on, namely that which rotates through the intermediate members 60 until they have a grinder 54 driven by the position 56 corresponding to the travel path and the grinder 54 and the x0. During operation, the second electrode 96 serving as the first end position element 46 sweeps over the position sensor shown in FIG. 4, and the two parts are also opposed to the first electrode as shown in FIG. 1, 86 and 88. The two diagrams take effect. Beats 98 and 100 serve as end position elements.

Der in der Fig. 5 dargestellte optische Stellungsgeber weist Der in der Fig. 6 und 7 dargestellte kapazitive Stellungsge-als Abtastelement eine Lichtschranke auf, von der nur der 15 ber entspricht im Prinzip einem Differentialkondensator. Die Lichtempfänger 62 mit einem Lichteintrittsfenster 64 darge- Auswertung der jeweiligen Stellung der als Abtastelement die-stellt ist. Die Lichtschranke 62 ist über Zwischenglieder 66 nenden zweiten Elektrode 96 erfolgt über eine elektronische mit einem Motor 68 verbunden und auf einer Schiene 70 ge- Auswerteschaltung 110, welche mit den Elektroden 86,88 radlinig verschiebbar. Auf der Schiene 70 sind auch zwei End- und 96 verbunden ist. Auch dieser in den Fig. 6 und 7 darge-lagenelemente 72 und 74 verschiebbar angeordnet. Die beiden 20 stellte Stellungsgeber ist nach dem in der Fig. 1 dargestellten Endlagenelemente 72 und 74 sind im Schnitt dargestellt, um Diagramm wirksam. Anstatt den in den Fig. 6 und 7 darge-die trichterförmigen Öffnungen 76 und 78 zu zeigen, in wel- stellten kapazitiven Stellungsgeber kreisförmig auszubilden chen Öffnungen eine als Abdeckblende ausgebildete Fahne 80 ist es auch denkbar, die Elektroden derart auszubilden und gehaltert ist. Die trichterförmigen Öffnungen 76 und 78 in anzuordnen, dass sie relativ eine geradlinige Bewegung zuein-den beiden Endlagenelementen 72 und 74 sind in bezug auf 25 ander ausführen. The optical position transmitter shown in FIG. 5 has a light barrier, the capacitive position sensor shown in FIGS. 6 and 7 of which only the 15 ber corresponds in principle to a differential capacitor. The light receivers 62 with a light entry window 64 show evaluation of the respective position which is represented as a scanning element. The light barrier 62 is connected via intermediate members 66 to the second electrode 96 via an electronic connection to a motor 68 and on a rail 70- evaluation circuit 110 which can be displaced with the electrodes 86, 88 in a straight line. Two end and 96 are also connected to the rail 70. 6 and 7, darge-layer elements 72 and 74 are also arranged displaceably. The two 20 position transmitter is after the end position elements 72 and 74 shown in Fig. 1 are shown in section to diagram effective. Instead of showing the funnel-shaped openings 76 and 78 shown in FIGS. 6 and 7, in which capacitive position transmitter openings are to be formed in a circular manner, a flag 80 designed as a cover panel, it is also conceivable to design the electrodes in this way and to hold them. The funnel-shaped openings 76 and 78 are to be arranged in such a way that they perform a relatively straight-line movement with respect to the two end position elements 72 and 74 with respect to the other.

die Führungsschiene 70 in unterschiedlicher Höhe angeord- In der Fig. 8,9 und 10 ist ein induktiver Stellungsgeber net, so dass die Abdeckblende 80 zumindest mit ihrer Ober- dargestellt. Dieser weist zwei an einem Träger 112 angeord-kante 82 gegenüber der Bewegungsbahn der Lichtschranke 62 nete Spulen 114 und 116 auf. Diese Spulen bilden zusammen geneigt ist. mit dem Träger das Abtastelement und sind in Richtung des the guide rail 70 is arranged at different heights. In FIGS. 8, 9 and 10 there is an inductive position transmitter, so that the cover panel 80 is shown at least with its upper surface. This has two edges 82 arranged on a carrier 112 opposite the movement path of the light barrier 62, and coils 114 and 116. These coils are inclined together. with the carrier the scanning element and are in the direction of

30 Doppelpfeiles 118 geradlinig verschiebbar angeordnet. Die Bei der erstmaligen Verstellung der Lichtschranke 62 wer- Spulen 114 und 116 weisen je einen Eisenkern 120 mit einem den durch diese die Endlagenelemente 72 und 74 dem Stell- Luftspalt 122 auf. In den Luftspalt jeder Spule ragt eine Me-weg entsprechend voneinander weg geschoben. Dadurch wird tallfahne 124 bzw. 126. Die Metallfahnen 124 und 126 sind die Neigung der Abdeckblende 80 gegenüber der Bewegungs- ortsfest gehalten, können aber geradlinig verschoben werden, bahn der Lichtschranke 62 verändert. Die Veränderung der 35 Bei einer Verstellung des aus den Teilen 112,114 und 116 beNeigung erfolgt dabei derart, dass das Lichtseintrittsfenster stehenden Abtastelementes in Richtung des Doppelpfeiles 64 durch die Abdeckblende 80 voll abgedeckt ist, wenn sich 118 wird in je einer Verstellrichtung eine der beiden Fahnen die Lichtschranke 62 in der dem Endlagenelement 72 zuge- 124 bzw. 126 in Pfeilrichtung 128 bzw. 130 mitgenommen, ordneten Endstellung befindet. Befindet sich die Licht- Zur Mitnahme weist der Träger 112 an seinen beiden Enden schranke 62 in der dem anderen Endlagenelement 74 zugeord- 4<> je eine Nase 132 bzw. 134 auf. Die Nase 132 greift bei der erst-neten Endstellung, dann ist das Lichteintrittsfenster 64 von maligen Verstellung des Abtastelementes an einer Nase 136 der Abdeckblende 80 vollständig freigegeben. Durch eine sol- der Metallfahne 124 an. Die Nase 134 des Abtastelementes che Anordnung wird ermöglicht, dass die Abdeckung des greift bei der erstmaligen Verstellung in der entgegengesetzten Lichteintrittsfensters 64 durch die Abdeckblende 80 im Be- Richtung an einer Nase 138 der zweiten Metallfahne 126 an. reich zwischen den beiden Endlagenelementen 72 und 74 zwi- 45 Durch das beim Bewegen des aus den Teilen 112,114 und sehen 0 und 100% verändert wird und zwar unabhängig vom 116 bestehenden Abtastelementes in Pfeilrichtung 118 wird Abstand der beiden Endlagenelemente 72 und 74 voneinan- die Eintauchtiefe der beiden Metallfahnen 124 bzw. 126 in der. Die dem Lichtempfänger 62 zugeordnete, jedoch nicht den Luftspalt 122 der beiden Spulen 114 bzw. 116 gegenläufig dargestellte Lichtquelle kann zusammen mit dem Lichtemp- verändert. In einer Differenzoszillatorschaltung kann das fänger 62 verschiebbar angeordnet sein. Die durch das Licht- so Ausgangssignal des in den Fig. 8,9 und 10 dargestellten in-eintrittsfenster 64 einfallende Lichtmenge wird in einer elek- duktiven Stellungsgebers ausgewertet werden, so dass ein Si-tronischen Auswerteschaltung 84 in ein elektrisches Signal gnal zwischen 0 und 100% in Abhängigkeit von der momen-umgesetzt, welches den 0 und 100% zugeordneten elektri- tanen Stellung des Abtastelementes 112,114,116 abgegeben sehen Werten entspricht. Die Wirkungsweise des in der Fig. 5 wird. Die Nase 136 bzw. 138 der beiden Metallfahnen 124 dargestellten Stellungsgebers entspricht dem Diagramm nach ss bzw. 126 bilden somit die beiden Endlagenelemente. Dieser der Fig. 1. Stellungsgeber arbeitet auch nach dem in der Fig. 1 darge- 30 double arrow 118 arranged in a straight line. When the photoelectric sensor 62 is moved for the first time, the coils 114 and 116 each have an iron core 120 with an air gap 122 through which the end position elements 72 and 74 are positioned. In the air gap of each coil, a measuring path protrudes accordingly. This makes tall flag 124 and 126, respectively. The metal flags 124 and 126 hold the inclination of the cover panel 80 in a fixed position relative to the movement, but can be shifted in a straight line if the path of the light barrier 62 is changed. The change in 35 When the inclination of parts 112, 114 and 116 is adjusted, the scanning element standing in the light entry window is fully covered in the direction of double arrow 64 by the cover panel 80 when one of the two flags becomes 118 in each direction of adjustment Light barrier 62 is in the end position element 72, 124 or 126 taken in the direction of arrow 128 or 130, in the ordered end position. The carrier 112 has at its two ends a barrier 62 in which the other end position element 74 is assigned a nose 132 or 134. The nose 132 engages in the first final position, then the light entry window 64 is completely released by the time adjustment of the scanning element on a nose 136 of the cover panel 80. Through such a metal flag 124. The lug 134 of the arrangement of the scanning element enables the cover to engage on a lug 138 of the second metal lug 126 in the direction of the first adjustment in the opposite light entry window 64 through the cover panel 80. rich between the two end position elements 72 and 74 between 45 and 0% being changed when moving the parts 112, 114 and see, regardless of the 116 existing scanning element in the direction of arrow 118, the distance between the two end position elements 72 and 74 becomes the immersion depth of the two metal flags 124 and 126 in the. The light source assigned to the light receiver 62 but not shown in the opposite direction to the air gap 122 of the two coils 114 and 116 can be changed together with the light temperature. The catcher 62 can be arranged displaceably in a differential oscillator circuit. The quantity of light incident through the light and output signal of the entrance window 64 shown in FIGS. 8, 9 and 10 will be evaluated in an electronic position transmitter, so that a silicon evaluation circuit 84 converts into an electrical signal between 0 and 100% depending on the torque converted, which corresponds to the 0 and 100% assigned electrical position of the scanning element 112, 114, 116. The operation of the in Fig. 5 is. The nose 136 and 138 of the two metal flags 124 shown position transmitter corresponds to the diagram according to ss and 126 thus form the two end position elements. The position transmitter of FIG. 1 also works according to the one shown in FIG.

In den Fig. 6 und 7 ist ein kapazitiver Stellungsgeber dar- stellten Diagramm. A capacitive position transmitter is shown in FIGS. 6 and 7.

gestellt. Dieser weist zwei erste Kondensatorelektroden 86 In der Fig. 11 und 12 ist ein weiterer optischer Stellungsge- posed. This has two first capacitor electrodes 86. FIGS. 11 and 12 show a further optical position

und 88 auf, von denen die eine 86 auf einer Scheibe 90 und die ber dargestellt. Dieser weist eine Abdeckblende 140 auf, deren andere 88 auf einem konzentrisch zur Scheibe 90 angeordne- 60 Oberkante 142 gegenüber der geradlinigen Bewegungsrichten Ring 92 angebracht ist. Die Scheibe 90 und der Ring 92 tung eines optischen Abtastelementes 144 geneigt ist. Im Gesind um eine Achse 94 drehbar angeordnet. Die radiale Breite gensatz zu der in der Fig. 5 dargestellten Ausführung ist die des Elektrodenteils 86 nimmt in Umfangsrichtung im Uhrzei- Abdeckblende 140 ortsfest angeordnet und in ihrer Neigung gersinn ab. Die Breite des anderen Elektrodenteils 88 nimmt nicht verstellbar. Das Abtastelement 144 ist auf einer Füh-in Umfangsrichtung im Gegenuhrzeigersinn ab. 65 rungsschiene 146 geradlinig verstellbar. Das Abtastelement and 88, of which one 86 is shown on a disk 90 and the other. This has a cover panel 140, the other 88 of which is mounted on an upper edge 142, which is arranged concentrically with the disk 90, opposite the straight movement direction ring 92. The disk 90 and the ring 92 direction of an optical scanning element 144 is inclined. Arranged rotatably about an axis 94. The radial width in contrast to the embodiment shown in FIG. 5 is that of the electrode part 86 takes a fixed position in the circumferential direction in the clockwise cover plate 140 and decreases in the direction of its inclination. The width of the other electrode part 88 is not adjustable. The sensing element 144 is down on a circumferential direction in the counterclockwise direction. 65 guide rail 146 straight adjustable. The sensing element

Der Scheibe 90 und dem Ring 92 gegenüberliegend ist eine 144 weist einen U-förmigen Schlitten 148 auf, in dessen sektorförmige zweite Elektrode 96 auf der Achse 94 drehbar Schenkeln 150,152 eine Lichtquelle 154 und ein Lichtemp-angeordnet. Auf der Scheibe 90 ist ein erster Anschlag 98 an- fänger 156 angeordnet sind. Die Lichtquelle 154 und der Opposite the disk 90 and the ring 92 is a 144 which has a U-shaped slide 148, in the sector-shaped second electrode 96 of which legs 150, 152 rotatably arranged on the axis 94, a light source 154 and a light sensor. A first stop 98, beginning 156, is arranged on the disk 90. The light source 154 and the

Lichtempfänger 156 sind um eine Achse 158 innerhalb des U-förmigen Trägers 148 drehbar angeordnet und mittels einer Stange 160 verbunden. Die Stange 160 dient gleichzeitig als Führungselement, welches auf der Oberkante 142 der Abdeckblende 140 entlanggleitet, wenn das Abtastelement 144 auf der Führungsschiene 146 verschoben wird. Bei der erstmaligen Verstellung wird die aus den Elementen 154 und 156 bestehende Lichtschranke um die Achse 158 gedreht, so dass ein Fenster 162 des Lichtempfängers 156 bzw. der Lichtquelle 154 verstellt wird. Das Lichteintrittsfenster 162 befindet sich ausserhalb der Drehachse 158, so dass damit die relative Stellung des Lichteintrittsfensters 162 gegenüber der Oberkante Light receivers 156 are arranged rotatably about an axis 158 within the U-shaped carrier 148 and connected by means of a rod 160. The rod 160 also serves as a guide element which slides along the upper edge 142 of the cover panel 140 when the scanning element 144 is moved on the guide rail 146. During the first adjustment, the light barrier consisting of the elements 154 and 156 is rotated about the axis 158, so that a window 162 of the light receiver 156 or the light source 154 is adjusted. The light entry window 162 is located outside the axis of rotation 158, so that the relative position of the light entry window 162 with respect to the upper edge

5 649 854 5,649,854

142 der Abdeckblende 140 verändert wird. Durch diese Anordnung ist es möglich, dass bei der erstmaligen Verstellung des Abtastelementes 144 in Pfeilrichtung 164 die bereits bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebene 5 Einstellung vorgenommen wird. Die Auswertung der durch die Lichtschranke 154,156 abgetasteten Stellung erfolgt analog der zu Fig. 5 beschriebenen Auswertung. Bei dem in den Fig. 11 und 12 dargestellten Stellungsgeber wird nur die eine der Endstellungen festgelegt, während die andere Endstellung io von einem festen Bezugspunkt ausgeht. Die Wirkungsweise entspricht dem in der Fig. 2 dargestellten Diagramm. 142 of the cover panel 140 is changed. This arrangement makes it possible for the first adjustment of the scanning element 144 in the direction of arrow 164 to make the setting already described in the previous exemplary embodiments. The evaluation of the position sensed by the light barrier 154, 156 is carried out analogously to the evaluation described in FIG. 5. In the position transmitter shown in FIGS. 11 and 12, only one of the end positions is fixed, while the other end position io is based on a fixed reference point. The mode of operation corresponds to the diagram shown in FIG. 2.

C C.

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings