CH704909A2

CH704909A2 - Knitting cylinders with sensor.

Info

Publication number: CH704909A2
Application number: CH7872011A
Authority: CH
Inventors: Peter A Mueller
Original assignee: Peter A Mueller
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2012-11-15
Also published as: WO2012151708A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wirkzylinder (1) mit einschraubbarem Sensor (10), welcher Sensor (10) entweder druckdicht ist und die Sensoröffnung (11) mittels eines Dichtrings (11a) zugleich gegen Leckage dichtet oder eine Einlage im Wirkzylinder (1) als Dichtmittel wirkt und die Sensorspitze (10a) den im Wirkzylinder eingelassenen Abtastelement (7) detektiert und am Abtastelement (7) eine Feder (6), sowie ein Seilzugmittel (3) oder eine Spindel angebracht ist und mittels des Drehlagers ein Verdrehen der Kolbenstange (9) keinen Einfluss auf das Seilzugmittel (3) hat.The invention relates to an active cylinder (1) with a screw-in sensor (10), which sensor (10) is either pressure-tight and the sensor opening (11) by means of a sealing ring (11a) at the same time against leakage seals or an insert in the active cylinder (1) acts as a sealant and the sensor tip (10a) detects the scanning element (7) embedded in the working cylinder and a spring (6) and a cable pulling means (3) or spindle are mounted on the scanning element (7) and the piston rod (9) is not rotated by means of the rotary bearing Influence on the cable means (3) has.

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die Erfindung geht aus von einem im Gehäuse eines Wirkzylinders einschraubbaren, druckfesten Sensors, welcher als Hubmessung an einem Wirkzylinder dient, der durch einen an der Kolbenstange angebrachten Seilzug oder darin liegenden Spindel, ein im Wirkzylinder liegendes Abtastelement detektiert, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. The invention relates to a screwed in the housing of a cylinder, pressure-resistant sensor, which serves as a stroke measurement on a working cylinder, which detects by a mounted on the piston rod or lying therein spindle, lying in the active cylinder sensing element, according to the preamble of first claim.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Hubmessung an einem Wirkzylinder, sei dieser ein hydraulischer oder pneumatischer oder elektrischer Zylinder, ist in vielen Bereichen ein Muss und deshalb stehen verschiedene Messsysteme zu Verfügung, um damit die Hubstellung der Kolbenstange an gewissen Positionen oder permanent zu erkennen. Hub measurement on a working cylinder, be it a hydraulic or pneumatic or electric cylinder, is a must in many areas and therefore various measuring systems are available in order to detect the stroke position of the piston rod at certain positions or permanently.

[0003] Gemessen wird berührungslos im Zylinder z.B. mittels induktiven Lanzen oder aussenliegenden Magnetaufnehmern oder mittels separaten Messmitteln, optischen oder magnetischen, welche an die Kolbenstange angreifen. Im Weiteren sind Messsysteme bekannt, welche Markierungen an der Kolbenstange erkennen, oder mittels Andrücken von Rollen an die Kolbenstange die Rotation dieser detektiert wird und in einem Controller aufbereitet und als Hubweg ausgegeben. [0003] The contact is measured without contact in the cylinder, e.g. by means of inductive lances or external magnetic sensors or by means of separate measuring means, optical or magnetic, which act on the piston rod. In addition, measuring systems are known, which detect markings on the piston rod, or by pressing rollers on the piston rod, the rotation of these is detected and processed in a controller and output as a stroke.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Wirkzylinder eine sichere Wegmessung auch in unwirtlicher Umgebung oder und hohem Druck im Wirkzylinder zu einem günstigen Preis bereitzustellen, welcher zudem bei einem unerwarteten Defekt leicht und schnell ausgetauscht werden kann. The invention has for its object to provide an effective displacement measurement in an ineffective environment even in harsh environment or and high pressure in the active cylinder at a low price, which can also be easily and quickly replaced in the event of an unexpected defect.

[0005] Eine solche Forderung kann mittels eines den Kolbenraum eines Wirkzylinders durchstossenden Sensors erreicht werden, welcher den Hub der Kolbenstange mittels eines am Kolben montierten Seilzugs und dort am rotierenden Seilzug angebrachten Abtastmittel misst oder die Drehbewegung einer in der Kolbenstange gelagerten Spindel, an welcher ein Abtastmittel angebracht ist, misst. Ein zentrales Element der Hubmessung ist die Hysterese möglichst gering zu halten, idealerweise schon auf der mechanischen Ebene, welches mittels einer einseitig gerichteten Federkraft gelöst werden kann, wie unten im Text aufgezeichnet. Ein Sensor welcher in einen druckbeaufschlagten Wirkzylinder eingeführt wird, muss deshalb druckfest sein oder der Wirkzylinder weist an der Sensorstelle eine nichtmetallische druckfeste Abdeckung auf, welche dem Druck in der Zylinderkammer gewachsen ist. Eine Konstruktion die mehr als 5 bar Zylinderinnendruck wiedersteht, gilt laut Definition als druckfester Sensor. Such a requirement can be achieved by means of a piston chamber of an active cylinder piercing sensor which measures the stroke of the piston rod by means of a cable mounted on the cable and there on the rotating cable scanning means or the rotational movement of a piston rod mounted in the spindle, at which Scanning means is attached measures. A central element of the stroke measurement is to minimize the hysteresis, ideally already on the mechanical plane, which can be released by means of a unilaterally directed spring force, as recorded below in the text. A sensor which is introduced into a pressurized working cylinder, therefore, must be pressure-resistant or the active cylinder has at the sensor location a non-metallic flameproof cover, which has grown the pressure in the cylinder chamber. A design that withstands more than 5 bar internal cylinder pressure is, according to the definition, a pressure-resistant sensor.

[0006] Kleine Wirkzylinder weisen oftmals eine Kolbenstange aus Vollmaterial auf und damit ist eine spindelgeführte Messeinheit nicht möglich. In diesem Fall, aber auch bei grösseren oder sehr langen Kolbenstangen oder Teleskopzylinder, welche eine Hohlbohrung aufweisen, lassen sich mittels Seilzugs, welcher im Boden des Wirkzylinders eingelassen ist und das Auszugseil mit dem Kolben verbunden ist, mittels einer Feder auf- und abrollen. An der Aufzugsrolle kann ein preiswertes Abtastelement angebracht werden, z.B. ein metallischer Zahnring, sodass ein induktiver Sensor die einzeln vorbeigeführten Zähne zählen kann und daraus sich der Messhub darstellt lässt. Statt einem induktiven Sensor kann ein Hallgeber oder ein optischer Sensor angebracht sein oder es kann mittels eines Wirbelstromsensor gemessen werden. Ein Hall- oder induktiver oder nach dem Wirbelstromodel LVDT Prinzip Sensor kann in einem Hydraulikzylinder direkt im Öl platziert sein, unter der Voraussetzung, dass dieser druckfest ist, welches mittels eines nicht metallischen Abdeckung, z.B. keramischen Abdeckung am oder vor dem Sensor bewerkstelligt wird. Small active cylinder often have a piston rod made of solid material and thus a spindle-guided measuring unit is not possible. In this case, but also with larger or very long piston rods or telescopic cylinders, which have a hollow bore can be by means of cable, which is embedded in the bottom of the active cylinder and the pullout cable is connected to the piston, roll up and roll by a spring. An inexpensive sensing element may be attached to the elevator pulley, e.g. a metal toothed ring, so that an inductive sensor can count the individually passed teeth and from this the measuring stroke can be represented. Instead of an inductive sensor, a Hall sender or an optical sensor may be mounted or it may be measured by means of an eddy current sensor. A Hall or inductive or eddy current model LVDT principle sensor can be placed in a hydraulic cylinder directly in the oil, provided that it is pressure resistant, which is protected by a non-metallic cover, e.g. ceramic cover on or in front of the sensor is accomplished.

[0007] Kann die Aufzugsrolle nicht so verbaut werden, dass das Seil sich genau mittig zum Kolben erstreckt, ist eine Umlenkrolle oder mehrere vorgesehen, sodass sichergestellt ist, dass das Seil zur Mitte des Kolbens fluchtend ist oder mittels eines Drehlagers sichergestellt ist, dass das Seil an einem bestimmten Ort in der Längsausrichtung verharrt. If the elevator pulley can not be installed so that the rope extends exactly centered to the piston, a guide roller or more is provided so as to ensure that the rope is aligned to the center of the piston or by means of a pivot bearing ensures that Rope at a certain location in the longitudinal alignment remains.

[0008] Ebenfalls kann der gleiche Sensor und das gleiche preiswerte Abtastelement in einer weiteren Variante mittels Hohlkolbenstange verwendet werden und darin eine kostengünstige Spindel, evtl. auch aus Kunststoff, Platz findet. Der Kolben weist eine Spindelmutter auf und aufgrund der Ausführung, dass die Kolbenstange sich nur axial verschiebt, führt dies zu einer Drehbewegung der gelagerten Spindel, welche axial und radial geführt ist. Der Sensor detektiert die Verzahnung oder Magnete oder Abstand zum oder am Abtastelement und mittels eines Controllers wird damit der Istwert des Hubs errechnet. Um die Hysterese möglichst gering zu halten, befindet sich an der Spindel eine Spiralfeder oder eine Druckfeder, welche eine ständige Torsion, resp. einen Druck auf die Spindel ausübt und dazu führt, dass, die Flanken der Spindelmutter, in beide Verschieberichtungen der Kolbenstange, immer an derselben Gewindeflanke der Spindel anliegen. Es wäre auch denkbar, dass zwei Spindelmuttern, welche zueinander verdreht sind, auf diese Weise das Spiel zwischen Spindel und Spindelmutter aufgehoben wird. Diese Option wird mit einer wesentlich höheren Reibung erkauft und bedingt ein sauberes Einstellen der gegenseitigen Verdrehung. Also, the same sensor and the same inexpensive sensing element can be used in a further variant by means of hollow piston rod and therein a cost-effective spindle, possibly from plastic, finds space. The piston has a spindle nut and due to the design that the piston rod moves only axially, this leads to a rotational movement of the bearing spindle, which is guided axially and radially. The sensor detects the toothing or magnets or distance to or at the sensing element and by means of a controller so that the actual value of the stroke is calculated. In order to keep the hysteresis as low as possible, located on the spindle, a coil spring or a compression spring, which is a constant torsion, respectively. exerts a pressure on the spindle and causes, the flanks of the spindle nut, in both displacement directions of the piston rod, always abut the same thread flank of the spindle. It would also be conceivable that two spindle nuts, which are twisted to each other, in this way the game between spindle and spindle nut is canceled. This option is bought at a much higher friction and requires a clean adjustment of the mutual rotation.

[0009] Das gemeinsame der beiden Varianten ist das Durchführen des Sensors durch den Wirkzylinder, wobei der Sensor einerseits direkt das Abtastelement am Seilzug oder an der Spindel detektiert, anderseits das Sensorkabel nicht durch den Wirkzylinder geführt zu werden braucht und nicht zuletzt, dient der Sensor als Stopfbuchse und dichtet die Sensoröffnung ideal ab, indem z.B. der druckfeste Sensor in den Wirkzylinder eingeschraubt wird und ein Dichtring die Verschraubung vor Leckage schützt, oder der Wirkzylinder weist eine nicht metallische druckfeste Einlage auf. In der Seilzugvariante kann mittels Umlenkrollen sichergestellt werden, dass das Seil mittig zum Kolben angebracht ist oder und, selbst bei einem seitlich angebrachten Seil am Kolben, dort ein Drehlager dafür sorgt, dass das Seil keine Verdrehung erfahren kann. The common of the two variants is the implementation of the sensor by the active cylinder, the sensor on the one hand directly detects the sensing element on the cable or on the spindle, on the other hand, the sensor cable does not need to be guided by the active cylinder and not least, the sensor is used as stuffing box and seals the sensor opening ideal, eg the pressure-resistant sensor is screwed into the working cylinder and a sealing ring protects the screw from leakage, or the active cylinder has a non-metallic pressure-resistant insert. In the cable variant can be ensured by means of pulleys, that the rope is mounted centrally to the piston or and, even with a laterally mounted rope on the piston, there a pivot bearing ensures that the rope can not be twisted.

[0010] Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des ersten Anspruches erreicht. This is achieved by the features of the first claim according to the invention.

[0011] Kern der Erfindung ist, mittels eines in den Wirkzylinder einschraubbaren, abgedichteten Sensors, welcher den Kolbenhub mittels eines drehinduzierenden Mittels, an dem einfache Abtastelemente angebracht sind, misst und mittels eines Controllers den zurückgelegten Hub in effektive Messlängen konvertiert. Core of the invention is, by means of a screwed into the working cylinder, sealed sensor, which measures the piston stroke by means of a rotation-inducing means, are mounted on the simple sensing elements, and converted by means of a controller, the distance traveled in effective measuring lengths.

[0012] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0013] Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. The same elements are provided in the various figures with the same reference numerals.

[0014] Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>eine schematische Seitenansicht eines Wirkzylinders, an welchem im Zylinderboden ein federbelastetes Seilzugmittel eingelassen ist und das Seilende am Kolben befestigt ist und an einer Seite des Seilzugmittels eine Welle hervorsteht an der ein Abtastelement befestigt ist und im Abstand ein mittels eines Dichtrings gedichteter Sensor im Gehäuse des Wirkzylinders platziert ist und das Sensorkabel mit dem Controller verbunden ist <tb>Fig. 1a<sep>eine schematische Seitenansicht eines Wirkzylinders, an welchem im Zylinderboden ein federbelastetes Seilzugmittel eingelassen ist und das Seilende am Kolben befestigt ist und mittels Umlenkrollen mittig auf den Kolben wirkt <tb>Fig. 1b<sep>eine schematische Seitenansicht eines Wirkzylinders, an welchem im Zylinderboden ein federbelastetes Seilzugmittel eingelassen ist und das Seilende am Kolben mittels eines Drehlagers befestigt ist und das Seil lagestabil hält <tb>Fig. 2<sep>eine schematische Seitenansicht eines Wirkzylinders, an welchem im Zylinderboden eine axial und radial geführte sowie federbelastete Spindel mit einem Abtastelement angebracht ist, wobei die Spindel in der Kolbenstange eingelassen ist und im Kolben eine Spindelmutter montiert ist und im Gehäuse des Wirkzylinders sich ein dichter Sensor mit einem Sensorkabel befindet, welches mit dem Controller verbunden ist.[0014] In the drawings: <Tb> FIG. 1 <sep> is a schematic side view of a working cylinder to which a spring-loaded Seilzugmittel is inserted in the cylinder bottom and the cable end is attached to the piston and protrudes on one side of Seilzugmittels a shaft on which a sensing element is attached and at a distance sealed by a seal sensor is placed in the housing of the active cylinder and the sensor cable is connected to the controller <Tb> FIG. 1a <sep> is a schematic side view of a working cylinder on which a spring-loaded rope traction means is embedded in the cylinder bottom and the end of the rope is fastened to the piston and acts centrally on the piston by means of deflection rollers <Tb> FIG. 1b is a schematic side view of a working cylinder on which a spring-loaded cable pulling means is embedded in the cylinder bottom and the cable end is fastened to the piston by means of a rotary bearing and keeps the cable stable in position <Tb> FIG. 2 <sep> is a schematic side view of a working cylinder to which an axially and radially guided and spring-loaded spindle with a sensing element is mounted in the cylinder base, wherein the spindle is recessed in the piston rod and a spindle nut is mounted in the piston and in the housing of the action cylinder dense sensor is located with a sensor cable which is connected to the controller.

[0015] Es sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente schematisch gezeigt. Only the essential elements for the immediate understanding of the invention are shown schematically.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay to carry out the invention

[0016] Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Wirkzylinders 1, an welchem im Zylinderboden 2 ein Seilzugmittel 3 eingelassen ist, bestehend aus der Aufzugsrolle 4, an welcher das Seil 5 befestigt ist und seitlich von der Aufzugsrolle 4 die Feder 6 und auf der gegenüberliegenden Seite das drehbare Abtastelement 7 befestigt ist und ein Ende des Seils 5 am Kolben 8 angebracht ist, der mit der Kolbenstange 9 verbunden ist. In einem definierten Abstand zum Abtastelement 7 befindet sich der Sensor 10 mit der Sensorspitze 10a, welcher mittels eines Dichtrings 11a in der Sensoröffnung 11 im Zylinderboden 2 einen Fluiddruck gegen aussen hin dichtet. Der Sensor 10 ist mittels des Sensorkabels 17 mit dem Controller 20 verbunden. Fig. 1 shows a schematic side view of a working cylinder 1, on which in the cylinder bottom 2 a cable means 3 is inserted, consisting of the elevator pulley 4, to which the cable 5 is fixed and laterally of the winding roller 4, the spring 6 and on the opposite side of the rotatable sensing element 7 is fixed and one end of the cable 5 is attached to the piston 8, which is connected to the piston rod 9. At a defined distance from the scanning element 7, the sensor 10 is located with the sensor tip 10a, which seals a fluid pressure against the outside by means of a sealing ring 11a in the sensor opening 11 in the cylinder bottom 2. The sensor 10 is connected to the controller 20 by means of the sensor cable 17.

[0017] Der Wirkzylinder 1 kann ein pneumatischer oder hydraulischer Fluidzylinder sein, angezeigt hier als ein doppelwirkender Wirkzylinder 1 mit dem jeweiligen Ein- und Auslass 12 für das Fluid, wobei der Wirkzylinder 1 an den beiden Drehaugen 13 mittels Lagerbolzen an eine Geräteapplikation festgemacht wird. Die Dichtungen 14 verhindern Leckage innerhalb der Zylinderkammern 15a und 15b, als auch gegen den Aussenbereich. The active cylinder 1 may be a pneumatic or hydraulic fluid cylinder, indicated here as a double-acting active cylinder 1 with the respective inlet and outlet 12 for the fluid, wherein the active cylinder 1 is fastened to the two pivot eyes 13 by means of bearing bolts to a device application. The seals 14 prevent leakage within the cylinder chambers 15a and 15b, as well as against the outside area.

[0018] Der Zylinderboden 2 wird mit dem Zylinderrohr 16 zusammen geschraubt, entweder mittels eines grossen Gewindes oder mittels mehreren radial angeordneten Schrauben, sodass auch rasch und einfach Zugang zum Seilzugmechanismus gewährleistet ist. Eine einfache Ausnehmung genügt, um das ganze Seilzugmittel 2 mittels eines hier nicht dargestellten Befestigungsmittels in Position zu halten. Der Vorteil liegt darin, dass das Seilzugmittel 3 ausserhalb des Wirkzylinders 1 als Einheit vormontiert werden kann und es keine Ausrichtung einer Welle gegenüber dem Wirkzylinder 1 oder Durchführung einer Welle durch das Gehäuse des Wirkzylinder 1 und eine komplizierte Drehabdichtung bei einem hohen Hydraulikdruck im Wirkzylinder 1 benötigt. The cylinder base 2 is screwed together with the cylinder tube 16, either by means of a large thread or by means of several radially arranged screws, so that access to the cable pull mechanism is ensured quickly and easily. A simple recess is sufficient to keep the entire cable means 2 in position by means of a fastening means, not shown here. The advantage is that the cable means 3 outside the working cylinder 1 can be preassembled as a unit and it requires no alignment of a shaft against the active cylinder 1 or carrying a shaft through the housing of the active cylinder 1 and a complicated Drehabdichtung at a high hydraulic pressure in the active cylinder 1 ,

[0019] An der drehgelagerten Aufzugsrolle 4 ist das Seil 5 befestigt und entsprechend aufgerollt und mittels der daran befestigten Feder 6, z.B. einer Spiralfeder, welche in Zugrichtung, d.h. in Richtung Einziehen des Seils 5 wirkt. Die Feder 6 wird mittels des aussenliegenden Federdorns 6a am Zylinderboden 2 oder am Montagerahmen festgemacht, um eine Vorspannung zu sichern. Auf der gegenüberliegenden Seite der Aufzugsrolle 4 befindet sich das Abtastelement 7, welches z.B. ein mehrkantiges oder scheibenartiges Element darstellt oder ein magnetisches Element aufweist, sodass ein entsprechender Sensor 10 induktiv oder kapazitiv oder als Hallsensor u.a. Sensortypen wirkt, mit dem sich eine Distanz messen oder ein Objekt entsprechend detektieren lässt. Der Sensor 10 wird in die Sensoröffnung 11 im Zylinderboden 2 z.B. eingedreht und mittels einer Schulter 18 als Eindrehanschlag und zugleich oder separat als Dichtfläche mittels des Dichtrings 11a druckdicht gemacht. Ist der Sensor 10 ebenfalls druckdicht, indem z.B. die aktive Sensorfläche aus dem keramischen Zirconiumoxyd oder einem ölbeständigen hochwertigen Kunststoff besteht, können auch hohe Hydraulikdrücke im Wirkzylinder 1 dem Messsystem nichts anhaben. Am Sensor 10, welcher sich aus dem Zylinderboden 2 erstreckt, ist das Sensorkabel 17 aussenseitig angebracht, sodass hierfür auch keine Sensorkabeldurchführung durch den Wirkzylinder 1 nötig wird, d.h. eine Risikostelle in Sachen Leckage und ein weiterer Kostenfaktor ist hiermit eliminiert. Eine am Sensor 10 optional angebrachte Kontrolldiode als LED lässt mittels Aufleuchten der Diode erkennen, ob jeweils gemessen wird, wobei auch die Hubgeschwindigkeit erfasst werden kann. Der Sensor 10 ist im Weiteren somit auch ein mechanisches Bindeglied zwischen dem Abtastelement 7 und dem Sensorkabel 17 und zugleich ein Dichtmittel am Wirkzylinder 1. At the rotatably mounted elevator pulley 4, the cable 5 is fixed and rolled up accordingly and by means of the spring 6 attached thereto, e.g. a spiral spring, which in the pulling direction, i. in the direction of pulling the rope 5 acts. The spring 6 is fixed by means of the outer spring pin 6a on the cylinder base 2 or on the mounting frame to secure a bias. On the opposite side of the winding roller 4 is the scanning element 7, which is e.g. represents a polygonal or disc-like element or has a magnetic element, so that a corresponding sensor 10 inductive or capacitive or as a Hall sensor u.a. Sensor types with which a distance can be measured or an object can be detected accordingly. The sensor 10 is inserted into the sensor opening 11 in the cylinder bottom 2, e.g. screwed and made pressure-tight by means of a shoulder 18 as Eindrehanschlag and at the same time or separately as a sealing surface by means of the sealing ring 11a. If the sensor 10 is also pressure tight, e.g. the active sensor surface consists of the ceramic zirconium oxide or an oil-resistant high-grade plastic, even high hydraulic pressures in the working cylinder 1 can not affect the measuring system. At the sensor 10, which extends from the cylinder bottom 2, the sensor cable 17 is mounted on the outside, so that this also no sensor cable duct through the active cylinder 1 is necessary, i. a risk point in terms of leakage and another cost factor is hereby eliminated. An optional LED attached to the sensor 10 allows the diode to light up to detect whether it is being measured, and also to detect the lifting speed. The sensor 10 is therefore also a mechanical link between the sensing element 7 and the sensor cable 17 and at the same time a sealant on the active cylinder. 1

[0020] Nach der Montage des Seilzugmittels 3 im Zylinderboden 2 kann am Kolben 8, welches im Zylinderrohr 18 geführt ist, daran das Seil 5 befestigt werden. Eine wahlweise Seilführung 19 führt das Seil 5 zusätzlich. Nach der Verbindung des Zylinderbodens 2 mit dem Zylinderrohr 18 und dem darin gelagerten Kolben 8 mit der Kolbenstange 9, ist die Hubmessung bereit und wird an den Controller 20 angeschlossen, welcher die inkrementelle oder absoluten Werte des Sensors 10 in entsprechende Distanzwerte umrechnet. Die Kalibrierung der Messdistanz ist wie üblich bei Längenmessungen und entspricht dem Stand der Technik, indem die Kolbenstange 9 z.B. von Anschlag zu Anschlag abgefahren wird und die Umdrehungen und Teilumdrehung am Abtastelement 7 aufgrund des Ab- und Aufwickelns des Seils 5 auf die Aufzugsrolle 4 den Gesamthub ergibt, als auch damit der Startpunkt für die Hubmessung definiert wird. Das Seilzugelement ist damit messbereit und von äusseren Einflüssen wie Schmutz oder Seilberührung geschützt und im Hydrauliköl zugleich selbstschmierend gelagert. Im Weiteren ist das Sensorkabel 17 ideal aussenliegend am Sensor 10 montiert und braucht somit keine weitere Kabelabdichtung, d.h. mit weniger Teilen und Einfachheit kann eine präzise Hubmessung erfolgen. After installation of the cable means 3 in the cylinder base 2, the cable 5 can be attached to the piston 8, which is guided in the cylinder tube 18. An optional cable guide 19 leads the rope 5 in addition. After connecting the cylinder bottom 2 with the cylinder tube 18 and the piston 8 mounted therein with the piston rod 9, the stroke measurement is ready and is connected to the controller 20, which converts the incremental or absolute values of the sensor 10 into corresponding distance values. The calibration of the measuring distance is as usual with length measurements and corresponds to the state of the art in that the piston rod 9, e.g. is traveled from stop to stop and the revolutions and partial rotation of the sensing element 7 due to the winding and winding of the rope 5 on the elevator pulley 4 results in the total stroke, and thus the starting point for the stroke measurement is defined. The cable pull element is thus ready to measure and protected from external influences such as dirt or rope contact and at the same time self-lubricating in the hydraulic oil. Furthermore, the sensor cable 17 is ideally mounted on the outside of the sensor 10 and thus needs no further cable seal, i. With less parts and simplicity, a precise stroke measurement can be made.

[0021] Fig. 1a zeigt eine schematische Seitenansicht eines Wirkzylinders 1, an welchem im Zylinderboden 2 ein federbelastetes Seilzugmittel 3 eingelassen ist und das Ende des Seils 5 am Kolben 8 befestigt ist und mittels mindestens einer Umlenkrolle 26 mittig auf den Kolben 8 wirkt. Je nach Position der Aufzugsrolle 4 muss einmal oder zweimal umgelenkt werden, sodass das Seil 5 immer waagrecht und fluchtend zur Mitte des Kolbens 8 wirkt. Die Umlenkrollen 26 können drehbare Pulleys oder eine entsprechend geformte Hülse sein, welche das Seil 5 störungsfrei führen. Fig. 1a shows a schematic side view of a working cylinder 1, on which in the cylinder base 2, a spring-loaded cable means 3 is inserted and the end of the rope 5 is fixed to the piston 8 and centrally by means of at least one guide roller 26 acts on the piston 8. Depending on the position of the elevator pulley 4 must be deflected once or twice, so that the rope 5 always acts horizontally and in alignment with the center of the piston 8. The pulleys 26 may be rotatable pulleys or a correspondingly shaped sleeve, which lead the rope 5 trouble-free.

[0022] Statt wie in Fig. 1 erwähnt, kann in dieser Variante der Sensor 30 statt eine druckfeste Ausführung, eine ordinäre Ausführung darstellen, indem im Zylinderboden 2 eine nicht metallische, druckfeste Einlage 27 am Ende der Sensoröffnung 11 angebracht ist, z.B. mittels Einklebens eines Keramikelementes. Instead of as mentioned in Fig. 1, in this variant, the sensor 30 instead of a pressure-resistant design, an ordinary embodiment by a non-metallic, pressure-resistant insert 27 is mounted in the cylinder bottom 2 at the end of the sensor opening 11, e.g. by gluing a ceramic element.

[0023] Fig. 1b zeigt eine schematische Seitenansicht eines Wirkzylinders 1, an welchem im Zylinderboden 2 ein federbelastetes Seilzugmittel 3 eingelassen ist und das Ende des Seils 5 an einem Drehlagers 28 befestigt ist, welches sich am Kolben 8 befindet und das Seil 5 lagestabil hält. Insbesondere bei Elektrospindelantrieben, bei welchen der Antrieb der hier nicht gezeigten Kolbenspindel durch die Mitte des Wirkzylinders 1 führt, angezeigt durch den Pfeil MG, ist es zwingend das Seil 5 seitlich davon anzubringen. Das allgemeine Problem von Kolbenstangen 9 ist, dass der Nutzer diese evtl. dreht und beim nächsten Aus- und Wiedereinbau nochmals dreht und somit ein starr festgemachtes Seil 5 an einer solchen Kolbenstange 9 unweigerlich sich verhaspeln würde und die Wegmessung nicht mehr ausgeführt werden könnte. Deshalb befindet sich am Ende des Kolbens 8 ein Drehlager 28, sodass im Falle die Kolbenstange 9 gedreht werden würde, das Seil 5 in Position bleibt und somit die Wegmessung gewährleistet bleibt. Selbstverständlich könnte man an der Kolbenstange eine Markierung anbringen wie diese zu stehen hat, aber ist einmal eine volle Umdrehung ausgeführt worden, ist der vorausgegangene Verdrehvorgang nicht mehr sichtbar oder wird die Kolbenstange 9 sogar dazu genutzt um die Einbaulänge in einem Gerät fein zu justieren, ist ein Drehlager 28 ebenfalls ein Muss. Fig. 1b shows a schematic side view of a working cylinder 1, on which in the cylinder base 2, a spring-loaded cable means 3 is inserted and the end of the rope 5 is fixed to a pivot bearing 28 which is located on the piston 8 and the cable 5 keeps stable position , In particular, in electrospindle drives, in which the drive of the piston spindle, not shown here leads through the center of the active cylinder 1, indicated by the arrow MG, it is imperative to attach the cable 5 laterally thereof. The general problem of piston rods 9 is that the user possibly rotates them and rotates them again the next time they are removed and reinstalled and thus a rigidly fastened rope 5 would inevitably become entangled on such a piston rod 9 and the displacement measurement could no longer be carried out. Therefore, located at the end of the piston 8, a pivot bearing 28, so that in case the piston rod 9 would be rotated, the cable 5 remains in position and thus the distance measurement is guaranteed. Of course you could attach a mark on the piston rod as this has to stand, but once a full revolution has been performed, the previous twisting is no longer visible or the piston rod 9 is even used to fine tune the installation length in a device is a pivot bearing 28 is also a must.

[0024] Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Wirkzylinders 1, an welchem im Zylinderboden 2 eine axial und radial geführte, sowie mittels der Feder 6, eine federbelastete Spindel 21 mit einem Abtastelement 7 angebracht ist und seitlich daran sich ein Sensor 10 erstreckt und im Kolben 8 eine Spindelmutter 22 eingelassen ist, wobei die Spindel axial sowie radial mittels des Lagertellers 23 und der Lagermittel 24 geführt wird. Fig. 2 shows a schematic side view of a working cylinder 1, on which in the cylinder base 2 an axially and radially guided, and by means of the spring 6, a spring-loaded spindle 21 is mounted with a sensing element 7 and laterally thereon, a sensor 10 extends and in the piston 8, a spindle nut 22 is recessed, wherein the spindle is guided axially and radially by means of the bearing plate 23 and the bearing means 24.

[0025] Eine im Zylinderboden 2 platzsparend platzierte Sensoreinbau-Variante ist eine nicht selbsthemmende Spindel 21 in der Kolbenstange 9, welche eine Drehung mittels der im Kolben 8 eingebetteten Spindelmutter 22 und dem Lagerteller 23 erzeugt. Die Spindel 21 erstreckt sich bis zum Zylinderboden 2 und mündet in einen Lagerteller 23, welcher axial, wie radial durch Lagermittel 24 leichtgängig gehalten und geführt wird. Aufgrund der drehstarren Spindelmutter 22, welche sich nur axial mit dem Kolben 8 verschiebt und die, mittels des Lagertellers 23 und Lagermittel 24 axial gehaltene und geführte Spindel 21, führt dies zu einer Rotation der Spindel 21. Deshalb ist am Lagerteller 23 das Abtastelement 7 angebracht und dessen Drehbewegung wird mittels des Sensors 10, identisch zur Fig. 1 Lösung, erkannt und ausgewertet. Der Sensor 10 kann wie in Fig. 1 längs zum Wirkzylinder 1 liegen oder wie hier gezeigt querab oder jede andere Winkelposition einnehmen, solange dieser das Abtastelement 7 korrekt detektieren kann und der Sensor 10 zugleich einfach, sicher und dicht montierbar ist oder der Zylinderboden 2 weist eine entsprechend druckdichte Einlage auf und der Sensor 10 stellt ein handelsübliche Standardausführung dar. A space-saving in the cylinder bottom 2 sensor installation variant is a non-self-locking spindle 21 in the piston rod 9, which generates a rotation by means of embedded in the piston 8 spindle nut 22 and the bearing plate 23. The spindle 21 extends to the cylinder bottom 2 and opens into a bearing plate 23, which is held and guided axially, such as radially by bearing means 24 axially. Due to the torsionally rigid spindle nut 22, which moves only axially with the piston 8 and the, by means of the bearing plate 23 and bearing means 24 axially held and guided spindle 21, this leads to a rotation of the spindle 21. Therefore, the scanning element 23, the sensing element 7 is attached and its rotational movement is detected and evaluated by means of the sensor 10, identical to FIG. 1 solution. The sensor 10 may, as in FIG. 1, lie longitudinally to the active cylinder 1 or occupy a transverse position or any other angular position, as long as it can correctly detect the sensing element 7 and the sensor 10 is simple, secure and tightly mountable or if the cylinder base 2 points a correspondingly pressure-tight insert and the sensor 10 is a standard commercial version.

[0026] Um sicherzustellen, dass die Spindel 21 mit der Spindelmutter 22 spielfrei geführt ist, kann eine zweite Spindelmutter 22 angebracht werden, welche zur ersten Spindelmutter 22 verdreht ist, sodass die Spindel 21 vorgespannt wird und das Spiel zwischen den Gewinden 25 der Spindel 21 und Spindelmutter 22 in beiden Drehrichtungen aufgehoben wird. Eine andere Variante ist, dass die Spindel 21 gegenüber der Spindelmutter 22 mittels der Welle 4a und Feder 6, in Form einer Spiral- oder Druckfeder, sich permanent gegen eine Flankenseite eines Gewindes 25 anlegt und auf diese Weise die Spindel 21 gegenüber der Spindelmutter 22 in beiden Drehrichtungen der Spindel 21 spielfrei wirkt und so die mechanische Hysterese effektiv eliminiert. To ensure that the spindle 21 is guided without play with the spindle nut 22, a second spindle nut 22 can be attached, which is rotated to the first spindle nut 22, so that the spindle 21 is biased and the game between the threads 25 of the spindle 21st and spindle nut 22 is canceled in both directions. Another variant is that the spindle 21 relative to the spindle nut 22 by means of the shaft 4a and spring 6, in the form of a spiral or compression spring, permanently against a flank side of a thread 25 applies and in this way the spindle 21 relative to the spindle nut 22 in both directions of rotation of the spindle 21 acts without play and thus effectively eliminates the mechanical hysteresis.

[0027] Selbstverständlich ist die Erfindung nicht nur auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Of course, the invention is not limited to the embodiments shown and described.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

[0028] <tb>1<sep>Wirkzylinder <tb>2<sep>Zylinderboden <tb>3<sep>Seilzugmittel <tb>4<sep>Aufzugsrolle <tb>4a<sep>Welle <tb>5<sep>Seil <tb>6<sep>Feder <tb>6a<sep>Federdorn <tb>7<sep>Abtastelement <tb>8<sep>Kolben <tb>9<sep>Kolbenstange <tb>10<sep>Sensor druckfest <tb>10a<sep>Sensorspitze <tb>11<sep>Sensoröffnung <tb>11a<sep>Dichtring <tb>12<sep>Ein- und Auslass <tb>13<sep>Drehauge <tb>14<sep>Dichtung <tb>15a, 15b<sep>Zylinderkammer <tb>16<sep>Zylinderrohr <tb>17<sep>Sensorkabel <tb>18<sep>Schulter <tb>19<sep>Seilführung <tb>20<sep>Controller <tb>21<sep>Spindel <tb>22<sep>Spindelmutter <tb>23<sep>Lagerteller <tb>24<sep>Lagermittel <tb>25<sep>Gewinde <tb>26<sep>Umlenkrolle <tb>27<sep>Einlage <tb>28<sep>Drehlager <tb>30<sep>Sensor Standard[0028] <Tb> 1 <sep> active cylinder <Tb> 2 <sep> cylinder base <Tb> 3 <sep> string pull means <Tb> 4 <sep> Elevator role <Tb> 4 <sep> wave <Tb> 5 <sep> rope <Tb> 6 <sep> Spring <Tb> 6 <sep> spring pin <Tb> 7 <sep> scanning <Tb> 8 <sep> Piston <Tb> 9 <sep> piston rod <tb> 10 <sep> Sensor flameproof <Tb> 10 <sep> sensor tip <Tb> 11 <sep> sensor opening <Tb> 11 <sep> sealing ring <tb> 12 <sep> inlet and outlet <Tb> 13 <sep> rotary eye <Tb> 14 <sep> seal <tb> 15a, 15b <sep> Cylinder chamber <Tb> 16 <sep> cylinder tube <Tb> 17 <sep> Sensor Cable <Tb> 18 <sep> Shoulder <Tb> 19 <sep> rope guide <Tb> 20 <sep> Controller <Tb> 21 <sep> Spindle <Tb> 22 <sep> spindle nut <Tb> 23 <sep> Bearing Plate <Tb> 24 <sep> bearing means <Tb> 25 <sep> Thread <Tb> 26 <sep> guide roller <Tb> 27 <sep> insert <Tb> 28 <sep> pivot <tb> 30 <sep> Sensor Standard

Claims

1. active cylinder (1), characterized in that the sensor (10) in the active cylinder (1) is insertable and the sensor tip (10 a) the sensing element (7) in the active cylinder (1) by means of a pressure-resistant sensor (10) and attached thereto sealing ring ( 11a) or by means of a standard sensor (30) with an insert (27) mounted in front of it and that a spring (6) is fastened to the shaft (4a) and the cable (5) is aligned and centered on the piston (8) or on the pivot bearing ( 28) is attached.

2. active cylinder (1) according to claim 1, characterized in that the cable (5) by means of one or more pulleys (26) is aligned and centrally on the piston (8) or eccentrically on the pivot bearing (28), which on the piston (8 ) is located.

3. active cylinder (1) according to claim 1, characterized in that the Abtastelement (7) a cable traction means (3) with a spring (6) is mounted or a spindle (21) which engages in a spindle nut (22) and the spindle nut (22 ) is mounted in a piston (8) and the spindle (21) against a spring (6) acts or that the spindle (21) has two spindle nuts (22) which are mutually entangled without play.

4. active cylinder (1) according to claim 1, characterized in that the sensor (10) at any angle to the sensing element (7) can be attached.

5. active cylinder (1) according to claim 1, characterized in that the standard sensor (30) in a sensor opening (11) is used, at the end of a pressure-resistant and non-metallic insert (27) is mounted.