DE102005015948A1 - Fluid component e.g. fluid actuator, has solar cell arrangements for converting kinetic energy of piston moving in cylinder into electrical energy for operating radio communication device which transmits sensor and control signals - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine fluidische Komponente, insbesondere einen fluidischen Aktor, mit wenigstens einer Sensoreinrichtung und mit einer drahtlosen Datenübertragungseinrichtung zur Übertragung von Sensor- und/oder Steuersignalen zwischen der Komponente und einer externen Steuereinrichtung.The The invention relates to a fluidic component, in particular a fluidic actuator, with at least one sensor device and with a wireless data transmission device for transmission of sensor and / or control signals between the component and an external control device.
Ein
fluidischer Aktor, bei dem Sensor- und/oder Steuersignale drahtlos übertragen
werden, ist beispielsweise aus der
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine fluidische Komponente zu schaffen, zwischen der und einer externen Steuereinrichtung Sensor- und/oder Steuersignale drahtlos übertragen werden können, wobei die erforderliche Betriebsenergie einfach und kostengünstig erzeugt wird.A Object of the present invention is a fluidic Component to create between the and an external control device Sensor and / or control signals can be transmitted wirelessly, wherein the required operating energy is generated easily and inexpensively.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine fluidische Komponente mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a fluidic component solved with the features of claim 1.
Die erfindungsgemäße Komponente hat den Vorteil, dass durch die Solarzellenanordnung als Energieversorgungseinrichtung die Betriebsspannung für die Datenübertragungseinrichtung kostengünstig und auf einfache Weise bereitgestellt wird. Da die Einstrahlung von Sonnenlicht und/oder künstlichem Licht praktisch überall möglich ist, spielen Entfernungen für die Bereitstellung der Betriebsspannung keine Rolle. Da die Solarzellenanordnung unmittelbar eine elektrische Spannung abgibt, sind keine Energieumwandlungseinrichtungen erforderlich. Ein Austausch einer eventuell defekten Solarzelle ist schnell und einfach möglich. Da bei mehreren Sensoren jeder in kostengünstiger Weise mit einer Solarzellenanordnung und einer drahtlosen Datenübertragungseinrichtung ausrüstbar ist, wird selbst innerhalb der Komponente oder an ihr keine elektrische Verdrahtung benötigt. Ähnliche Vorteile ergeben sich auch bei einer Ausbildung der Energieversorgungseinrichtung als thermoelektrischer Wandler, z.B. als Thermoelement oder Peltierelement, oder als die Bewegungsenergie eines sich bewegenden Teils der fluidischen Komponente in elektrische Energie umsetzender Wandler.The Component of the invention has the advantage that by the solar cell arrangement as a power supply device the operating voltage for the data transmission device inexpensive and is provided in a simple manner. Since the irradiation of Sunlight and / or artificial light practically everywhere possible is, play distances for the provision of operating voltage does not matter. Because the solar cell array Immediately emits an electrical voltage are not energy conversion devices required. An exchange of a possibly defective solar cell is fast and easy. As with multiple sensors each in a cost effective manner with a solar cell array and a wireless communication device be equipped is, even within the component or at her no electrical Wiring needed. Similar Advantages also result in a design of the power supply device as a thermoelectric converter, e.g. as thermocouple or Peltier element, or as the kinetic energy of a moving part of the fluidic Component in electrical energy converting converter.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen fluidischen Komponente möglich.By in the subclaims listed activities are advantageous developments and improvements in the claim 1 specified fluidic component possible.
Die fluidische Komponente kann als Ventil und/oder Kolben-Zylinder-Anordnung und/oder Linearantrieb und/oder Drehantrieb ausgebildet sein, wobei die Sensoreinrichtung zur Erfassung der Position eines Aktorglieds und/oder eines Druckes und/oder einer Temperatur und/oder eines Durchflusses ausgebildet sein kann.The fluidic component can be used as a valve and / or piston-cylinder arrangement and / or linear drive and / or rotary drive, wherein the sensor device for detecting the position of an actuator member and / or a pressure and / or a temperature and / or a Flow can be formed.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Sensoreinrichtung wenigstens einen Positionssensor zur Erfassung der Kolbenposition bei einer Kolben-Zylinder-Anordnung auf, wobei der wenigstens eine Positionssensor ein in eine äußere Längsnut des Zylinders eingreifendes Gehäuse besitzt. Dort ist eine einfache Fixierung und Verstellung möglich.In a preferred embodiment the sensor device has at least one position sensor Detecting the piston position in a piston-cylinder arrangement on, wherein the at least one position sensor into an outer longitudinal groove of the Cylinder engaging housing has. There, a simple fixation and adjustment is possible.
Weiterhin kann in vorteilhafter Weise eine Steuereinrichtung unmittelbar an der Komponente angeordnet sein, die zur Datenkommunikation mit der externen Zentralsteuereinrichtung eine eigene drahtlose Datenübertragungseinrichtung besitzt oder mit der drahtlosen Datenübertragungseinrichtung der Sensoreinrichtung verbunden ist. Eine derartige Anordnung kann völlig autark arbeiten und dennoch durch die externe Steuereinrichtung beeinflusst werden, oder Daten können an diese übertragen werden.Farther Advantageously, a control device directly to be disposed of the component for data communication with the external central control device own wireless data transmission device own or with the wireless data transmission device of the sensor device connected is. Such an arrangement can work completely self-sufficient and yet the external controller may be affected or data may be on transfer this become.
Die Energieversorgungseinrichtung ist zweckmäßigerweise unmittelbar an oder in der Sensoreinrichtung und/oder der Steuereinrichtung angeordnet, insbesondere am oder im Gehäuse der Sensoreinrichtung und/oder der Steuereinrichtung, sodass ein kompakter, bausteinartiger Aufbau erzielt werden kann, ohne dass die Bausteine untereinander verdrahtet werden müssten.The Power supply device is expediently directly to or arranged in the sensor device and / or the control device, especially on or in the housing the sensor device and / or the control device, so that a more compact, building block-like construction can be achieved without the blocks would have to be wired together.
Die drahtlose Datenübertragungseinrichtung weist zweckmäßigerweise einen Funksender, vorzugsweise einen Funk-Sendeempfänger auf, sofern eine bidirektionale Datenübertragung erwünscht ist.The wireless data transmission device has expediently a radio transmitter, preferably a radio transceiver, if bidirectional data transfer he wishes is.
Die drahtlose Datenübertragungseinrichtung bildet in vorteilhafter Weise zusammen mit der Sensoreinrichtung und/oder der Steuereinrichtung eine kompakte Einheit, wobei vorzugsweise ein gemeinsames Gehäuse oder jeweils ein gemeinsames Gehäuse vorgesehen ist. Dabei kann diese kompakte Einheit im Falle der Sensoreinrichtung bevorzugt auch Sensorsignalaufbereitungsmittel aufweisen.The forms wireless data transmission device in an advantageous manner together with the sensor device and / or the control device is a compact unit, wherein preferably a common housing or in each case a common housing is provided. In this case, this compact unit in the case of the sensor device preferably also have sensor signal processing means.
Die Datenübertragungseinrichtung kann insbesondere auch zur Übertragung von Parametriersignalen für die Sensoreinrichtung ausgebildet sein, um Justiervorgänge der Sensoreinrichtung drahtlos durchführen zu können.The data transmission device can in particular also for the transmission of Parametriersi gnalen be designed for the sensor device to perform adjusting operations of the sensor device wirelessly.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:One embodiment The invention is illustrated in the drawing and in the following description explained in more detail. It demonstrate:
In
Die
Sensorsignale werden dabei drahtlos über Funk einer externen Zentralsteuereinrichtung
Die
externe Zentralsteuereinrichtung
Im
Ventilsteuerblock
Anstelle der Übermittlung durch Funksignale ist zur drahtlosen Signalübertragung auch eine Infrarotübertragung möglich.Instead of the transmission by radio signals is also an infrared transmission for wireless signal transmission possible.
Zur
Erzeugung der erforderlichen Betriebsspannung für die Positionsschalter
In
Für den Fall,
dass nur Sensorsignale drahtlos abgesandt werden sollen, kann anstelle
eines Funk-Sendeempfängers
In
Im
Ausführungsbeispiel
ist der Ventilsteuerblock
Die
Erfindung ist selbstverständlich
nicht auf eine Kolben-Zylinder-Anordnung
Alternativ zur beschriebenen Solarzellenanordnung als Energieversorgungseinrichtung kann auch ein thermoelektrischer Wandler vorgesehen sein, der Thermodifferenzen in elektrische Energie umwandelt. Hierfür eignen sich beispielsweise Thermoelemente oder Peltierelemente. Dabei können beispielsweise unterschiedliche Temperaturen in der pneumatischen Komponente oder eines pneumatischen Systems der Gestalt ausgenutzt werden, dass die eine Seite des Elements mit der wärmeren und die andere mit der kühleren Seite thermisch gekoppelt wird. Beispielsweise lassen sich auch Thermoelemente auf der Oberfläche eines Aktors mit bewegbaren Teilen so adaptieren, dass die Reibungswärme der bewegten Teile in Bezug auf die Umgebungstemperatur als Thermodifferenz ausgenutzt werden kann.alternative to the described solar cell arrangement as a power supply device can also be provided a thermoelectric converter, the thermo-differences converted into electrical energy. For this example, are suitable Thermocouples or Peltier elements. In this case, for example, different Temperatures in the pneumatic component or a pneumatic Systems of the shape are exploited that one side of the element with the warmer and the other with the cooler Side thermally coupled. For example, you can also Thermocouples on the surface of an actuator with moving parts adapting so that the frictional heat of the moving parts with respect to the ambient temperature as a thermal difference can be exploited.
Eine
weitere erfindungsgemäße Möglichkeit zur
Realisierung der Energieversorgungseinrichtung besteht darin, die
kinetische Energie bewegbarer Teile, also beispielsweise von Aktorgliedern,
zur Energiegewinnung auszunutzen. Beispielsweise kann der am Kolben
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