DE102005029224A1

DE102005029224A1 - Kolbengeschwindigkeitsdetektor

Info

Publication number: DE102005029224A1
Application number: DE200510029224
Authority: DE
Inventors: Heiner Vineland Ophardt; Andy W. Milton Ketelaars
Original assignee: ELDESCO CORP OAKVILLE
Current assignee: ELDESCO Corp OAKVILLE
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2006-02-09
Also published as: JP2006030177A

Abstract

Kolbengeschwindigkeitsdetektor zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines Kolbens, an welchem ein Magnet angebracht ist, in einem Zylinder, vorzugsweise in der Form eines abgeschlossenen, manuell zu haltenden, batteriebetriebenen Kolbengeschwindigkeitsdetektors, welcher eine Vielzahl von Magnetfeldsensoren umfaßt, welche in einer Anordnung in festem Abstand voneinander in dem Detektor angeordnet sind.

Description

Schutzumfang der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Geschwindigkeitserfassungsvorrichtung zur Anordnung nahe bei einem Kolben, an welchem ein Magnet angebracht ist, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens zu bestimmen.
Hintergrund der Erfindung
Druckluftzylinder werden für verschiedene Zwecke verwendet, wobei dies eine automatisierte Steuerung von Maschinen und robotertechnischen Vorrichtungen umfaßt. Die Druckluftzylinder weisen einen Kolben auf, welcher in dem Zylinder linear beweglich ist. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung berücksichtigte, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in dem Zylinder während einer Anfangs-Betriebseinstellung einer Maschine ein wichtiger zu überlegender Punkt ist und ebenso bei Wartung oder Fehlersuche zu berücksichtigen ist. Typischerweise ist jedoch keine Fähigkeit zum Liefern einer Anzeige der Kolbengeschwindigkeit gegeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Um diese Nachteile bislang bekannter Vorrichtungen zumindest teilweise zu überwinden, schafft die vorliegende Erfindung einen Kolbengeschwindigkeitsdetektor zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines Kolbens, an welchem ein Magnet angebracht ist, in einem Zylinder, vorzugsweise in der Form eines abgeschlossenen, manuell zu haltenden, batteriebetriebenen Kolbengeschwindigkeitsdetektors, welcher eine Vielzahl von Magnetfeldsensoren umfaßt, welche in einer Anordnung in festem Abstand voneinander in dem Detektor angeordnet sind.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Geschwindigkeitsdetektor zu schaffen, um die Geschwindigkeit eines Kolbens, an welchem ein Magnet angebracht ist, in dem Zylinder zu bestimmen.

Es ist eine weitere Aufgabe, einen manuell zu haltenden Geschwindigkeitsdetektor zu schaffen, welcher speziell dazu geeignet ist, die Geschwindigkeit eines Kolbens, an welchem ein Magnet angebracht ist, in dem Zylinder zu bestimmen.

Es ist eine weitere Aufgabe, ein Verfahren zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines Kolbens, an welchem ein Magnet angebracht ist, in dem Zylinder zu schaffen.

Es ist eine weitere Aufgabe, einen Sensor für eine magnetische Kolbenpositions- bzw. Kolbengeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung zu schaffen, welche die Bewegung des magnetischen Kolbens als Energiequelle verwendet.

Es ist eine weitere Aufgabe, ein Verfahren für Aufbau, Wartung und/oder Fehlersuche von bzw. bei Druckluftzylindern mit magnetisierten Kolben zu schaffen.

Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung einen Kolbengeschwindigkeitsdetektor, um die Geschwindigkeit eines Kolbens, an welchem ein Magnet angebracht ist, in dem Zylinder zu bestimmen, wobei der Detektor umfaßt:
eine Vielzahl von Magnetfeldsensoren, welche in der Lage sind, Magnetfelder zu erfassen und Ausgangssignale zu liefern, welche der Stärke des Magnetfelds entsprechen, wobei jeder der Sensoren in einer Anordnung in festem Abstand von anderen Sensoren angeordnet ist,
eine elektrische Schaltungsanordnung, welche aus den Ausgangssignalen von jedem Sensor bei einer Bewegung des Kolbens an dem Detektor vorbei die relative Zeit bestimmt, wann sich ein Magnet, welcher an dem Kolben angebracht ist, am nächsten bei jedem Sensor befindet, und daraus eine geschätzte Geschwindigkeit des Kolbens auf Basis der Relativpositionen der Sensoren in der Anordnung berechnet, wobei vorzugsweise
die elektrische Schaltungsanordnung für jeden jeweiligen Sensor eine Bestimmung durchführt, nachdem das Ausgangssignal einen Betragsschwellenwert erreicht, wobei das Ausgangssignal null am nächsten kommt, und die Zeit zwischen dem Ausgangssignal des Werts null von einem der Sensoren und dem Ausgangssignal des Werts null von einem anderen der Sensoren mißt und vorzugsweise ferner eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der geschätzten Geschwindigkeit in einer für Menschen lesbaren Form umfaßt.

Genaue Beschreibung der Zeichnung

Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich, wobei:

1 eine schematische Seitenansicht eines Druckluftzylinders in Verbindung mit einem manuell zu haltenden Detektor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;

2 eine Explosionsansicht des Detektors von 1 ist;

3 eine schematische bildliche Darstellung ist, welche einen Zylinder und einen manuell zu haltenden Detektor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;

4 eine Endansicht des Detektors ist, welcher in 3 dargestellt ist;

5 eine schematische Seitenansicht des Detektors ist, welcher in 3 dargestellt ist;

die 6 und 7 eine Endansicht bzw. eine Seitenansicht ähnlich den 4 und 5 darstellen, wobei diese jedoch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Detektors gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen;

die 8 und 9 eine Endansicht bzw. eine Seitenansicht ähnlich den 4 und 5 darstellen, jedoch von einem vierten Ausführungsbeispiel eines Detektors gemäß der vorliegenden Erfindung;

10 eine schematische bildliche Darstellung eines Endes eines Detektors gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;

11 eine Seitenansicht des Detektors von 10 ist;

12 eine schematische bildliche Darstellung eines Endes eines Detektors gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;

13 eine Seitenansicht des Detektors von 12 ist;

14 eine schematische bildliche Darstellung ist, welche einen Zylinder darstellt, an welchem ein Detektor gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel befestigt ist;

15 eine Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinie 2-2' in 14 darstellt;

16 ein Kurvendiagramm ist, wobei für einen einzigen Sensor Spannung gegen Zeit bei einem Ausfahrhub und einem Rückbewegungshub aufgetragen ist; und

17 ein Kurvendiagramm ist, wobei für zwei Geschwindigkeitssensoren Spannung gegen Zeit bei einem Ausfahrhub aufgetragen ist.

Genaue Beschreibung der Zeichnung
Zunächst wird 1 behandelt, welche durch 10 einen abgeschlossenen, manuell zu haltenden, batteriebetriebenen Kolbengeschwindigkeitsdetektor 10 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, welcher schematisch neben einer Druckluftbetätigungs-Zylindervorrichtung 12 angeordnet ist, welche einen umschlossenen zylindrischen Zylinder 14 umfaßt, in welchem ein Kolben 16 in Axialrichtung verschiebbar ist. Der Kolben 16 umfaßt eine Kolbenstange 18 und einen Kolbenboden 20. Der Kolbenboden 20 umfaßt einen Permanentmagneten 22, und dieser ist daran angebracht. Die Stange 18 erstreckt sich in bekannter Weise in einer abgedichteten Beziehung aus einem Ende des Zylinders heraus. Zwei Luftleitungen 24 und 26 sind schematisch in Verbindung mit jedem geschlossenen Ende des Zylinders dargestellt. Obgleich dies nicht dargestellt ist, sind diese Luftleitungen 24 und 26 jeweils darauf angelegt, in einer gesteuerten Weise selektiv verbunden zu werden, um Luft aus dem Zylinder abzulassen oder dem Zylinder Druckluft zuzuführen. In bekannter Weise kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 16 etwa durch Steuern von Durchflußventilen, welche die Geschwindigkeit steuern können, mit welcher Luft in die Luftleitungen zu dem Zylinder oder daraus heraus fließen kann, steuern.
Bei Verwendung kann das äußere Ende 28 des Kolbens 18 mit einem Element verbunden sein, und ein fernes Ende 30 des Zylinders 14 kann mit einem anderen Element verbunden sein, so daß die Bewegung des Kolbens 18 in dem Zylinder 14 eine Relativbewegung zwischen den Elementen liefert.
Der Kolben 18 ist in dem Zylinder 14 auf einer Zylinderachse 32 verschiebbar.
1 stellt den Detektor 10 schematisch dar. Der Detektor 10 weist, wie am besten in einer schematischen Explosionsdarstellungsansicht in 2 zu sehen, vorzugsweise einen oberen und einen unteren Gehäuseabschnitt 34 und 36 auf, wobei eine Leiterplatte 38 dazwischen angebracht ist. An der Leiterplatte 38 ist ein Paar von Batterien 40 angebracht, um Energie für eine elektronische Schaltungsanordnung zu liefern, welche eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 42, zwei manuelle Schalter 44 und 46, eine Anordnung von Magnetfeldsensoren 50 und eine Flüssigkristallanzeige 48 umfaßt. Der Detektor 10 ist vorzugsweise in einer geeigneten Größe ausgebildet, um manuell gehalten zu werden, und weist vorzugsweise die Größe eines normalen Schreibgeräts, wie etwa eines Schreibstifts bzw. Bleistifts, auf, welches beispielsweise eine Länge in dem Bereich von 8 bis 20 Zentimetern und eine Breite in dem Bereich von vorzugsweise etwa 1 bis 2 Zentimetern aufweist.
Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die Magnetfeldsensoren 50 Halleffekt-Sensoren. Halleffekt-Sensoren sind gut bekannt und werden beispielsweise verwendet, um ein Spannungssignal zu liefern, welches proportional, vorzugsweise direkt proportional, zu der Stärke des Magnetfelds ist, welches durch die Halleffekt-Sensoren erfaßt wird. Derartige Sensoren sind gut bekannt, und Sensoren dieses Typs sind beispielsweise in dem U.S.-Patent Nr. 5,581,179 für Engela et al. beschrieben.
Eine bevorzugte Verwendungsweise der Halleffekt-Sensoren gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, mindestens zwei Sensoren bei verschiedenen Axialrichtungspositionen bezüglich des Zylinders 14 geeignet vorzusehen, um, wenn sich der Kolbenboden 20 an den Sensoren 50 vorbei bewegt, die Zeit zu bestimmen, wann sich der Kolbenboden 20 am nächsten bei jedem Sensor 50 befindet. Beispielsweise kann geschätzt werden, daß sich der Magnet 22 und der Kolbenboden 20 zu einer Zeit am nächsten bei jedem Sensor 50 befinden, wenn ein Spannungssignal von diesem Sensor einen Wert von null oder dessen maximalen Wert aufweist. Aus den verschiedenen relativen Zeiten, für welche bestimmt wird, daß sich der Magnet 22, welcher an dem Kolben angebracht ist, am nächsten bei jedem Sensor 50 befindet, ist es möglich, die geschätzte Geschwindigkeit des Kolbens 16 auf Basis der Relativpositionen der Sensoren zu berechnen. Die Eingabedaten von den Sensoren werden zu der zentralen Datenverarbeitungseinheit 42 geleitet, wo Berechnungen ausgeführt werden und Ausgabedaten auf der LCD-Anzeige 48 dargestellt werden, wobei eine geschätzte Geschwindigkeit in geeigneten Einheiten, wie etwa Meter pro Sekunde, geliefert wird. Die LCD-Anzeige 48 liefert die Darstellung natürlich in einer für Menschen lesbaren Form. Wenn dies erwünscht ist, kann die LCD 48 ferner die Frequenz anzeigen.
In dem Zusammenhang von 1 wird der manuell zu haltende Detektor 10 manuell proximal zu dem Zylinder 14 gehalten, wobei die zwei Sensoren 50 in Abstand in einer festen Entfernung, welche durch D bezeichnet ist, angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel, welches zwei Sensoren verwendet, muß die manuell zu haltende Einheit 10 unbeweglich neben dem Zylinder gehalten werden, wobei die Sensoren 50 in Parallelrichtung zu der Zylinderachse 32 in Abstand voneinander angeordnet sind.
Im Hinblick darauf sind die zwei Halleffekt-Sensoren 50 erfindungsgemäß nebeneinander in einer symmetrischen Anordnung auf jeder Seite einer Symmetrieebene, welche durch 52 bezeichnet ist, angeordnet, welche lotrecht zu der Achse 32 aus der Ebene von 1 ragend verläuft. Die ebene Stirnseite der LCD-Anzeige 48 ist in Anordnung in einer Ebene dargestellt, welche lotrecht zu der Symmetrieebene 52 verläuft.
Für eine gute Meßwertaufnahme, wenn die zwei Sensoren 50 angeordnet sind, wie in 1 dargestellt, muß der Detektor 10 derart angeordnet sein, daß dessen Symmetrieebene 52 lotrecht zu der Achse 32 verläuft. Anders ausgedrückt, sollte der Detektor 10 derart ausgerichtet sein, daß sich dieser lotrecht von der Achse des Zylinders 14 fort erstreckt, wobei die ebene Stirnseite der LCD-Anzeige 48 in einer Ebene angeordnet ist, welche parallel zu der Achse 32 verläuft. Sowohl die Längsrichtungsanordnung des Detektors 10 und der ebenen Stirnseite der LCD-Anzeige 48 als auch beispielsweise die relative Ausrichtung der Seiten 54 und der Oberseite 56 des Gehäuses des Detektors 10 liefern Sichtkriterien für einen Verwender im Hinblick auf eine günstige Weise, den Detektor 10 bezüglich jedes Zylinders 14 geeignet auszurichten, um eine gute Meßwertaufnahme zu erreichen.
Der Magnet in dem Kolbenboden ist vorzugsweise ausgerichtet, wie in 1 zu sehen, so daß dessen Nordpol 33 und Südpol 34 parallel zu der Achse 32 der Bewegungsrichtung versetzt angeordnet sind, wie schematisch in 1 dargestellt, so daß sich das Magnetfeld bei einer Drehung des Kolbenbodens um dessen Achse 30 nicht ändert und das Magnetfeld in einer Mittelebene 35, welche lotrecht zu der Achse 32 zwischen den zwei Polen, welche Nordpol und Südpol umfassen, verläuft, den Wert null aufweist.
Im folgenden wird 16 behandelt, welche das Ausgangssignal von einem Sensor 50 schematisch darstellt, welches die zeitlichen Spannungsänderungen darstellt, wenn sich der Kolbenboden gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Betriebszyklus, welcher einen Ausfahrhub, auf welchen ein Rückbewegungshub folgt, darstellt, und unter Verwendung eines magnetischen Kolbenbodens, wie in 1 zu sehen, welcher einen negativen Pol an dessen Ausfahrseite aufweist, an einem Sensor 50 vorbei bewegt.
Wie bei dem Ausfahrhub zu sehen, steigt, wenn sich der Boden mit einem vorlaufenden Nordpol (positiven Pol) dem Sensor 50 nähert, die Spannung auf einen positiven Maximalwert M_E+ an und fällt dann bei Z_E auf null ab, wenn die Nullwerts-Mittelebene 35 durch den Sensor 50 läuft. Daraufhin steigt die Spannung auf einen negativen Maximalwert M_E- an, wenn sich der nachlaufende Südpol (negative Pol) von dem Sensor 50 entfernt. Ähnlich steigt die Spannung bei einem Rückbewegungshub, wenn sich der Boden mit einem vorlaufenden Südpol (negativen Pol) nähert, auf einen negativen Maximalwert M_R- an und fällt dann bei Z_R auf null ab, wenn die Nullwerts-Mittelebene 35 durch den Sensor 50 läuft, und steigt daraufhin auf einen positiven Maximalwert M_R+ an.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Schätzen, wann sich der Kolben an einem Sensor vorbei bewegt, erfolgt durch Bestimmen, wann die Spannung bei dem Sensor den Wert null aufweist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß bestimmt wird, wann die Spannung bei einem Hub über einen minimalen Betragswert ansteigt, welcher beispielsweise als Minimalwert A+ oder A- festgelegt wird, wie in 16 dargestellt. Bei dem Ausfahr hub bestimmt die Steuerschaltung sodann die Zeit, wann die Spannung den Wert null bei Z_E erreichte. Ähnlich bestimmt die Steuerschaltung bei einem Rückbewegungshub, wenn erfaßt wird, daß die Spannung auf den Betragswert A ansteigt, sodann die Zeit, wann die Spannung dann den Wert null bei Z_R erreicht.
Im folgenden wird 17 behandelt, welche den zeitlichen Verlauf der Spannung darstellt, welche von zwei Sensoren 50 bei dem Ausführungsbeispiel von 1 bei einem Ausfahrhub gemessen wird, wobei die Spannung eines der Sensoren als Vollinie dargestellt ist und die Spannung des anderen Sensors als Strichlinie dargestellt ist. Vorzugsweise wird die Zeit zwischen der Nullstelle Z_E1 eines Sensors und der Nullstelle Z_E2 eines zweiten Sensors bestimmt und zum Berechnen der Geschwindigkeit des Kolbens zwischen den zwei Sensoren verwendet, wobei die Entfernung zwischen den zwei Sensoren bekannt ist.
Ein weiteres Verfahren zum Berechnen der Geschwindigkeit ist es, die Zeit zu bestimmen, wann die Spannung einen maximalen Wert aufweist, und die Zeit zwischen den Maximalwerten zu verwenden, um die Geschwindigkeit zu berechnen, wobei die Entfernung zwischen den Sensoren bekannt ist. Beispielsweise können die Zeit des positiven Maximalwerts M_E1+ eines Sensors und die Zeit des positiven Maximalwerts M_E2 eines zweiten Sensors gemessen werden, um die Zeit dazwischen zu bestimmen. Alternativ kann die Zeit zwischen den negativen Maximalwerten M_E1- eines Sensors und M_E2- eines zweiten Sensors gemessen werden, um die Zeit dazwischen zu bestimmen. Ferner kann bei anderen Verfahrensweisen jede der Nullstellen und der positiven und negativen Maximalwertsstellen bestimmt werden und durch einen Mittelungsalgorithmus verwendet werden, um die Zeit, wann sich der Kolben an jedem der Sensoren vorbei bewegt, und daher die Geschwindigkeit zu schätzen.
Die Geschwindigkeit des Kolbens kann für jeden Ausfahrhub und jeden Rückbewegungshub getrennt berechnet werden, wobei beide angezeigt werden, wenn dies erwünscht ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Ausrichtung des Kolbens, das bedeutet, daß bei einem Ausfahrhub entweder ein vorlaufender Nordpol oder ein nachlaufender Südpol vorliegt, bekannt sein oder zu Beginn bestimmt werden. Wenn es bekannt ist, ob der Nord- oder der der Südpol des magnetischen Kolbenbodens bei dem Ausfahrhub vorläuft, kann die Vorrichtung unter Berücksichtigung der Spannungskurve bestimmen, ob der gemessene Hub ein Ausfahrhub oder ein Einzugshub ist, und die jeweiligen Geschwindigkeiten, welche in bestimmten Situationen wichtig sein können, geeignet anzeigen.
Der Detektor 10 weist vorzugsweise manuelle Bedienungselemente zur Verwendung durch einen Verwender auf. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der 1 und 2 weist lediglich zwei Bedienungselemente auf, wobei das eine eine Rückstelltaste 74 umfaßt und das andere eine Haltetaste 76 umfaßt. Der Detektor 10 ist vorzugsweise derart eingerichtet, daß sich die elektrische Schaltungsanordnung nach jeder Verwendung nach einer Zeitperiode, beispielsweise 30 Sekunden, selbst ausschaltet. Die Rückstelltaste 74 dient in der Wirkung erstens als Einschalttaste, um die Vorrichtung einzuschalten, und zweitens als Taste zum Löschen der vorherigen Anzeige auf der LCD-Anzeige 48, wobei der Detektor für eine weitere Messung bereitgemacht wird. Der Detektor ist vorzugsweise mit einer derartigen Schaltungsanordnung versehen, daß lediglich eine Geschwindigkeitsmessung auf einmal erfolgt und die LCD den Meßwert von dieser einen Messung für eine bestimmte Zeitperiode, beispielsweise 30 Sekunden, anzeigt. Wenn es erwünscht ist, die Messung für eine längere Zeitperiode zu halten, wie beispielsweise drei Minuten, so wird die Haltetaste 76 für eine fortgesetzte längere Anzeige gedrückt.
Im folgenden werden die 3, 4 und 5 behandelt, welche ein zweites Ausführungsbeispiel eines Detektors 10 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen, welches im wesentlichen identisch mit dem bei dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellten ist, jedoch einen Detektor verwendet, welcher ein anderes Gehäuse aufweist. Der Detektor 10, welcher in den 3 bis 5 dargestellt ist, weist einen zylindrischen Körper 58 auf, an welchem an einem Ende ein Anordnungsarm 60 angebracht ist. Der Anordnungsarm 60 umfaßt eine längliche Stange mit einer ebenen Oberfläche 62, welche geeignet gestaltet ist, um in Eingriff mit der äußeren Oberfläche des Zylinders 14 angeordnet zu werden. Der Anordnungsarm 60 ist länglich und derart gestaltet, daß der Arm in Längsrichtung parallel zu der Achse 32 des Zylinders verläuft, wenn sich der Detektor 10 in einer erwünschten Position befindet. Der Arm 60 ist an dem Detektorkörper 58 in einer derartigen Weise befestigt, daß sich, wenn sich der Arm 60 in Eingriff mit der Oberfläche des Zylinderhauptkörpers 58 befindet, der Detektor 10 in lotrechter Anordnung zu der Oberfläche des Zylinders erstreckt.
Der Detektor, welcher in den 3 bis 5 dargestellt ist, umfaßt drei Halleffekt-Sensoren 50, wobei diese Sensoren, wie am besten in der Endansicht von 3 und der Seitenansicht von 4 zu sehen, in einer geraden Linie in einer Anordnung in einer festen Entfernung in Abstand voneinander in einer konstanten Entfernung von der Oberfläche 62 des Arms 60 und in Längsrichtung bezüglich des Arms 60 angeordnet sind.
Der Arm 60 in Kombination mit dem Detektorkörper 58 liefert somit ein Sichtkriterium für einen Verwender, wie der Detektor 10 durch Anordnung in Eingriff mit bzw. neben einem Zylinder auszurichten ist, um eine genaue Messung der Geschwindigkeit zu liefern.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel, welches in den 3 bis 5 dargestellt ist, kann der Anordnungsarm 60 ein getrenntes entfernbares Element sein, welches entfernt werden kann, um die Anbringung des Sensors in einer Kammer zu erleichtern, oder entfernbar sein kann, um in einer Aussparung aufgenommen zu werden, welche in dem Hauptkörper zur einfachen Anbringung vorgesehen ist. Der Anordnungsarm 60 kann ferner mit einem Gelenk versehen bzw. faltbar sein, um derart gefaltet zu werden, daß sich dieser bei Verwendung entlang der Seiten des Hauptkörpers 58 des Detektors erstreckt. Wenn der Anordnungsarm 60 entfernbar ist, so müssen geeignete Paßvorrichtungen zum Verbinden der Anordnungsstange 60 mit dem Hauptkörper 58 des Detektors vorgesehen werden, um zu gewährleisten, daß der Anordnungsarm in einer bevorzugten Ausrichtung zu dem Detektorkörper ausgerichtet ist, wie dies erforderlich ist.
Im Hinblick auf die Berechnungen, welche im Hinblick auf die zwei oder drei oder mehr Sensordetektoren, welche in den 1 und 5 dargestellt sind, erforderlich sind, wobei die Sensoren richtig parallel zu der Achse 32 ausgerichtet sind und die Distanz zwischen jeweils zwei der Sensoren bekannt ist, kann die Geschwindigkeit des Kolbenbodens lediglich durch Berechnen der Zeit, welche der Kolbenboden benötigt, um zwischen den zwei Sensoren durchzulaufen, und Dividieren der Entfernung zwischen den zwei Sensoren durch diese Zeit bestimmt werden.
Die Geschwindigkeit des Kolbens zwischen zwei Sensoren ist natürlich eine Berechnung bzw. Schätzung der mittleren Geschwindigkeit bzw. der Durchschnittsgeschwindigkeit des Kolbenbodens zwischen den zwei Sensoren. Neben dem Schätzen der Geschwindigkeit des Kolbenbodens ist es gemäß der Vorrichtung und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung möglich, die Beschleunigung zu schätzen.
Die Beschleunigung kann, wenn die drei Sensoren der 3 bis 5 in Längsrichtung der Achse 32 angeordnet sind, durch Bestimmen der Zeit, in welcher der Kolben durch jeden Sensor läuft, geschätzt werden, wobei die mittlere Geschwindigkeit zwischen jedem benachbarten Paar von Sensoren berechnet wird, so daß die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Paaren von Sensoren im Hinblick darauf verwendet werden kann, eine mittlere Beschleunigung zwischen den am weitesten entfernten Sensoren zu berechnen.
Die Relativgeschwindigkeit des Kolbens auf jeder Seite einer Spannungsnullstelle kann ferner verwendet werden, um einen Hinweis zu liefern, in welchem Ausmaß der Kolben beschleunigt bzw. verzögert wird.
17 stellt ein Beispiel dar, wobei der Kolbenboden bei einem Ausfahrhub beschleunigt wird. Dies ist daran ersichtlich, daß die Spannungskurve für den ersten Sensor derart aussieht, daß der positive Maximalwert M_E1+ vor Z_E1 weiter von der Nullstelle entfernt ist als M_E1-, der negative Maximalwert, nachdem sich der Kolbenboden hinter der Nullstelle befindet. Wenn geeignete Messungen bei einem, zwei oder mehr Sensoren vorgenommen werden, so kann eine Schätzung der Beschleunigung bei jedem der Sensoren vorgenommen werden.
Einfachheitshalber sind die Sensoren in den 3 bis 5 und 6 bis 13 durch Vollinien dargestellt, obgleich diese von außerhalb des Detektors 10 nicht sichtbar sind und normalerweise durch Strichlinien dargestellt werden sollten. Einfachheitshalber sind ferner in den 3 bis 5 und 6 bis 13 das Äquivalent der LCD-Anzeige und Schalter nicht dargestellt.
Im folgenden werden die 6 bis 13 behandelt, welche dritte bis sechste Ausführungsbeispiele von Detektoren gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei verschiedene Anordnungen fester Anordnungen für Sensoren zur Verwendung bei Detektoren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
In den 6 und 7 ist dargestellt, daß drei Sensoren 50 in einer dreieckigen Anordnung vorgesehen sind. Die drei Sensoren 50 sind alle in einer gemeinsamen ebenen Ebene 64 angeordnet, und diese Ebene 64 verläuft vorzugsweise lotrecht zu einer Längsrichtungs-Mittelachse 66 in der Mitte durch den Detektorkörper 58. Gemäß dem Ausführungsbeispiel, welches in den 6 und 7 dargestellt ist, liefert vorzugsweise das vordere Ende des Detektors 10 eine flache ebene Oberfläche 70 in Parallelität zu der Ebene 64, in welcher sich die drei Sensoren 50 befinden. Vorzugsweise befindet sich die ebene vordere Oberfläche 70 des Detektors derart neben der äußeren Oberfläche des Zylinders 14 in Eingriff, daß diese tangential dazu verläuft, wobei die Längsrichtungs-Mittelachse 66 durch den Hauptkörper des Detektors 10 in dem Fall lotrecht zu der Achse 32 des Zylinders verliefe. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 6 kann die Erfassung einer genauen Geschwindigkeitsmessung in jeder Drehposition, welche der Detektor einnehmen kann, wenn dieser um dessen Längsrichtungs-Mittelachse 66 gedreht wird, erfolgen. Die relative Zeit, in welcher sich der Kolbenboden an jedem Sensor vorbei bewegt, kann mit trigonometrischen Funktionen unter der Annahme, daß die Kolbengeschwindigkeit konstant ist, verwendet werden, um die relative Ausrichtung der Sensoren 50 in der ebenen Ebene 64 relativ zu der Achse 32 und daher die Geschwindigkeit des Kolbenbodens parallel zu der Achse 32 zu bestimmen.
Die 8 und 9 stellen ein Ausführungsbeispiel dar, welches im wesentlichen mit dem in den 6 und 7 identisch ist, jedoch vier Sensoren 50 aufweist, welche in einer Ebene 64 in gleicher Entfernung von der ebenen vorderen Endoberfläche 70 des Detektors 10 quadratisch angeordnet sind. Betrieb und Verwendung des Ausführungsbeispiels der 8 und 9 sind im wesentlichen die gleichen wie bei den 6 und 7.
In dem Zusammenhang des Sensors, welcher in den 6 und 7 dargestellt ist, liefert die relative Zeit, in welcher sich der Kolbenboden an jedem der drei Sensoren 50 vorbei bewegt, eine trigonometrische Funktion zum Berechnen der Geschwindigkeit unter Berücksichtigung des Abstands der Sensoren in deren gemeinsamer Ebene 64 und der Zeit, in welcher sich der Kolben an jedem Sensor vorbei bewegt. Als einfaches Beispiel sei der Fall genannt, daß, wenn die drei Sensoren in einem gleichseitigen Dreieck angeordnet sind und sich der Kolben an zwei der Sensoren auf einer ersten Seite des gleichseitigen Dreiecks zur gleichen Zeit vorbei bewegt, die Geschwindigkeit sodann durch Dividieren der Entfernung der zwei Sensoren auf der anderen, zweiten rechten Seite des Dreiecks durch die Zeitdifferenz, in welcher sich der Kolben zwischen diesen zwei Sensoren bewegt, berechnet werden kann. Ähnliche Anordnungen können mit Dreiecken mit anderen bekannten Gestalten ausgeführt werden. Ähnlich können, wenn gemäß den Ausführungsbeispielen der 8 und 9 mehr als drei Sensoren in der gleichen Ebene vorhanden sind, sodann ähnliche geometrische Berechnungen vorgenommen werden, wobei die zusätzlichen Sensoren eine verbesserte Genauigkeit ermöglichen.
Sämtliche Berechnungen setzen natürlich in Übereinstimmung mit den Ausführungsbeispielen der 1 bis 8 voraus, daß der Detektor 10 fest in der erwünschten Ausrichtung für dessen Anordnung relativ zu dem Zylinder gehalten wird. Die Geschwindigkeit wird derart berechnet, daß diese die mittlere Geschwindigkeit angibt.
Im folgenden werden die 10 und 11 behandelt, welche die Verwendung von vier Sensoren 50 darstellen, welche jedoch in einer Pyramide angeordnet sind, wie dargestellt, wobei drei der Sensoren in einem Dreieck in einer Ebene 64 in Parallelität zu der ebenen vorderen Oberfläche des Detektors 10 angeordnet sind und der vierte in Abstand von dieser Ebene 64 angeordnet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel, welches in den 10 und 11 dargestellt ist, kann der Detektor 10 dadurch verwendet werden, daß lediglich das Ende des Detektors 10 neben dem Zylinder angeordnet wird, und können genaue Messungen ungeachtet der Winkelausrichtung der Mittelachse 66 des Detektors relativ zu dem Zylinder erreicht werden. Für identische Sensoren kann die relative Stärke der Maximalspannungen M+ bzw. M- verwendet werden, um die Entfernung jedes Kolbens von der Achse 32 des Kolbens zu schätzen. Die relative Entfernung jedes Sensors von der Achse 32 kann verwendet werden, um beispielsweise mit der Sensoranordnungsanordnung gemäß Darstellung in den 10 bis 13 die räumliche Ausrichtung der Anordnung relativ zu der Achse 32 zu bestimmen. Die Ausrichtung der Anordnung relativ zu der Achse kann in Berechnungen beispielsweise in Kombination mit Informationen über die Zeit eines Felds mit Spannungswert null für jeden Sensor verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Kobenbodens selbst dann zu bestimmen, wenn die Sensoranordnung nicht in einer vorbestimmten Entfernung bzw. Ausrichtung relativ zu dem Kolben angeordnet ist.
Die 12 und 13 stellen eine dreidimensionale Anordnung dar, welche sechs Sensoren 50 umfaßt, wobei jeder an der Ecke eines Würfels angeordnet ist. Wie bei der Anordnung in den 10 und 11 kann ein Detektor 10, welcher die Sensoren in der dreidimensionalen Anordnung von 12 umfaßt, eine genaue Erfassung ungeachtet der relativen Ausrichtung der Anordnung relativ zu dem Zylinder ermöglichen.
Im Hinblick auf die Ausführungsbeispiele, welche in den 10 und 13 dargestellt sind, welche eine dreidimensionale Anordnung von Sensoren vorsehen, sind die Sensoren vorzugsweise geeignet abgestimmt, um vergleichbare Signale entsprechend der Entfernung von dem Magneten zu gewährleisten, wie beispielsweise dadurch, daß sämtliche Sensoren identisch sind. Wenn die Entfernung jedes Sensors von dem Magneten bekannt ist, können in einer ähnlichen Weise wie der, in welcher zweidimensionale trigonometrische Anordnungen im Hinblick auf die Ausführungsbeispiele der 6 bis 9 entwickelt wurden, dreidimensionale trigonometrische Berechnungen durchgeführt werden und somit ohne die Notwendigkeit, die Detektoranordnung in einer bestimmten dreidimensionalen Ausrichtung relativ zu dem Zylinder bzw. dessen Achse anzuordnen, einen Schätzwert der Kolbengeschwindigkeit liefern.
Im Hinblick auf die Detektoren, welche drei oder mehr Sensoren in einer Anordnung aufweisen und wobei nicht alle derartigen Sensoren auf der gleichen geraden Linie angeordnet sind, ist es sodann bevorzugt, wenn jeder Sensor derart, vorzugsweise so, daß diese identisch sind, vorgesehen ist, daß ein Signal, welches dadurch erzeugt wird, daß sich der Magnet an dem Sensor vorbei bewegt, einen Hinweis auf die Entfernung des Sensors von dem Kolbenboden liefern kann. Informationen über die Entfernung jedes Sensors von dem Kolbenboden können im Hinblick auf das Berechnen der relativen Bewegungsrichtung des Kolbens, das bedeutet, der Ausrichtung der Achse des Zylinders 32 relativ zu der Ausrichtung der Sensoren in der Anordnung, verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für Aufbau, Wartung und Fehlersuche von bzw. bei Zylindern geschaffen. Gemäß diesem Verfahren nimmt ein Verwender eine Messung der Geschwindigkeit des Kolbens in dem Zylinder bei einem bestimmten Ort entlang des Zylinders vor. Vorzugsweise ist diese Position markiert, wie beispielsweise durch Anordnen eines Aufklebers, einer Farbmarkierung, von Einkerbungen, kleinen gebohrten Löchern oder Gravurmarkierungen auf der äußeren Oberfläche des Zylinders, und die Geschwindigkeit wird bei diesem Punkt aufgenommen. Daraufhin können im Fall einer Wartung und/oder Fehlersuche weitere Messungen bei dem gleichen Ort vorgenommen werden, um die Verwendungseigenschaften zu bestimmen. Eine derartige Markierung ist in 2 durch eine Linie 78 dargestellt.
Im folgenden wird 14 behandelt, welche ein siebtes Ausführungsbeispiel eines Geschwindigkeitssensors gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Sensor 10 von 14 ist geeignet gestaltet, um entfernbar an einem Kolben 14 befestigt zu werden, etwa durch ein lösbares Band 36, welches durch Kontaktbefestigungen des Typs Velcro (Warenzeichen) befestigt werden kann. Es kann jedes Befestigungsmittel verwendet werden, wie etwa Klebstoffe, zweiseitige Bänder, Schlauchschellen und ähnliches.
Die Sensorvorrichtung 10 ist an einem festen Ort an dem Zylinder befestigt, wobei sich die Sensorvorrichtung 10 in einer erwünschten relativen Ausrichtung befindet.
Die Sensorvorrichtung 10 ist an einem festen Ort an dem Zylinder 14 befestigt, wobei sich die Sensorvorrichtung in einer erwünschten relativen Ausrichtung befindet. Die Sensorvorrichtung 10 weist pfeilförmige Enden zum Unterstützen einer visuellen Anordnung auf, wobei die Enden in eine Richtung weisen, welche parallel zu der Achse 32 verläuft. Die Rückseite der Sensorvorrichtung 10 ist vorzugsweise geeignet gestaltet, um eine Anordnung parallel zu der Achse 32 des Zylinders zu unterstützen. Im Hinblick darauf sind zwei parallele Rippen 38 vorgesehen, deren Endscheitel parallel zueinander verlaufen und geeignet gestaltet sind, um zylindrische Oberflächen verschiedener Größe zu berühren, um die zwei Rippen 38 parallel zu der Achse der zylindrischen Oberfläche anzuordnen. Für Zylinder mit bekanntem Außendurchmesser kann die Sensorvorrichtung 10 eine konkave hintere Oberfläche mit einem Durchmesser, welcher gut mit dem der äußeren Oberfläche des Zylinders übereinstimmt, aufweisen, um eine Anordnung der Sensorvorrichtung parallel zu der Achse des Zylinders zu unterstützen. Mindestens zwei Sensoren 52, welche nicht dargestellt sind, sind in der Sensorvorrichtung 10 an bekannten Orten vorzugsweise in der Mitte zwischen den Rippen vorgesehen und werden daher angeordnet, wenn die Sensorvorrichtung an dem Zylinder in einer Ebene in Parallelität zu der Achse 32 befestigt wird, wobei sich jeder Sensor in einer konstanten Entfernung von der Achse 32 befindet.
Die Sensorvorrichtung 10 liefert vorzugsweise eine Ausgabe. Die Ausgabe erfolgt vorzugsweise in einer Sichtanzeige, welche visuell gelesen werden kann, wie etwa einer Flüssigkristallanzeige 48, jedoch kann die Ausgabe auch in anderen Formen erfolgen. Die Sensorvorrichtung 10 kann mit einer Computerschnittstelle in Festverdrahtung verbunden sein. Die Sensorvorrichtung 10 kann dadurch eine Ausgabe in drahtloser Weise liefern, daß die Sensorvorrichtung einen Sender umfaßt, um beispielsweise ein Hochfrequenzsignal in drahtloser Weise zu einem entfernten Empfänger zu senden.
Die Sensorvorrichtung 10 kann durch Batterien oder durch Festverdrahtung mit einer Energiequelle betrieben werden. Die Sensorvorrichtung kann durch andere Quellen mit Energie versorgt werden, wie etwa durch Solarzellen oder durch Aufnehmen von Energie auf Grundlage der Bewegung des magnetischen Bodens des Kolbens an der elektrischen Erzeugungsvorrichtung in der Sensorvorrichtung 10 vorbei. Im Hinblick darauf kann ein Generator mit geringer elektrischer Leistung in der Sensorvorrichtung vorgesehen werden, welcher bei einer Bewegung des magnetischen Bodens an der Sensorvorrichtung 10 vorbei und somit der Änderung des Magnetfelds 10 durch die Sensorvorrichtung 10 elektrische Energie erzeugt. Es können verschiedene Vorrichtungen vorgesehen werden, wodurch durch die Änderung des Magnetfelds ein elektrisches Potential, ein Strom oder eine Spannung erzeugt werden kann. Vorzugsweise umfaßt jede derartige Erzeugung auf Basis einer Bewegung des Magnetfelds eine Art einer Batterie oder einer anderen elektrischen Speichervorrichtung bzw. kapazitiven Vorrichtung, welche ermöglicht, daß die Energie, welche durch eine oder mehr Bewegungen des magnetischen Kolbenbodens an der Sensorvorrichtung 10 vorbei erzeugt wird, eine ausreichende Speicherungsenergie zum Betrieb der Vorrichtung 10 liefert.
Jede der Sensorvorrichtungen 10 kann mit der Fähigkeit versehen werden, Daten zeitlich aufzuzeichnen und derartige Daten periodisch herunterzuladen. Das Vorsehen einer Vielzahl derartiger befestigter Sensoren an verschiedenen Kolben kann eine sofortige visuelle Bestimmung von Informationen anhand der Kolben ermöglichen oder möglicherweise das Führen von Aufzeichnungen des Betriebs des Kolbens über eine gewisse Zeitperiode hinweg ermöglichen. Verschiedene Darstellungen von Informationen, welche durch die Sensorvorrichtung 10 erfaßt werden, können angezeigt werden, wobei dies die Kolbenhubfrequenz, das bedeutet, die zeitliche Anzahl von Ausfahrhüben, umfaßt.
Bei vielen der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele kann es erwünscht sein, daß diese relativ kleine, kostengünstige Elemente darstellen. Im Hinblick darauf, daß die Sensorvorrichtungen derart vorgesehen werden, daß diese minimale Kosten aufweisen, können Messungen, welche das Lokalisieren eines Magnetfelds des Werts null, nachdem das Magnetfeld einen gewissen Betragsschwellenwert erreichte, umfassen, einen rela tiv stark vereinfachenden Algorithmus ermöglichen, welcher in relativ kostengünstigen Digitalsteuerschaltungschips aufgenommen werden kann, welche herkömmlich erhältlich sind. Wenn genauere Berechnungen erwünscht sind, so können teurere Analogrechner-Steuerchips verwendet werden. Bevorzugte kostengünstige Sensorvorrichtungen können lediglich eine einfache Sichtanzeige aufweisen, teurere Vorrichtungen können jedoch mit Anschlüssen zur Energiezufuhr und/oder zur Dateneingabe und -ausgabe versehen sein. Die Dateneingabe kann beispielsweise die Anfangseinstellung und/oder Änderungen von Betriebsbedingungen umfassen.
Eine Aufnahme von Drahtlostechnologie, wie etwa ein einfacher Funksender, kann dazu geeignet sein, in einer relativ einfachen Weise vorgesehen zu werden, ohne die Kosten übermäßig zu erhöhen, kann sich jedoch als unnötig erweisen. Es kann ein einfacher Empfänger vorgesehen werden, welcher eine Sichtanzeige der Geschwindigkeit, welche bei einer Vielzahl getrennter drahtloser Sensoren zur gleichen Zeit erfaßt wird, für einen Bediener liefern kann.
Obgleich die Erfindung unter Verweis auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, werden Fachkundigen viele Abwandlungen und Änderungen einfallen. Für eine Definition der Erfindung sei auf die folgenden Ansprüche verwiesen.

Claims

Kolbengeschwindigkeitsdetektor zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines Kolbens, an welchem ein Magnet angebracht ist, relativ zu einem Zylinder, in welchem der Kolben hin und her beweglich ist, wobei der Detektor umfaßt: eine Vielzahl von Magnetfeldsensoren, welche in der Lage sind, ein Magnetfeld zu erfassen und Ausgangssignale zu liefern, welche der Stärke des Magnetfelds entsprechen, wobei jeder der Sensoren in einer Anordnung in festem Abstand von anderen der Sensoren angeordnet ist, eine elektrische Schaltungsanordnung, welche aus den Ausgangssignalen von jedem Sensor bei einer Bewegung des Kolbens an dem Detektor vorbei die relative Zeit bestimmt, wann sich ein Magnet, welcher an dem Kolben angebracht ist, an jedem Sensor vorbeibewegt, und daraus eine geschätzte Geschwindigkeit des Kolbens auf Basis der Relativpositionen der Sensoren in der Anordnung berechnet.
Detektor nach Anspruch 1, wobei der Detektor ein abgeschlossener, manuell zu haltender, batteriebetriebener Detektor ist.
Detektor nach Anspruch 2, umfassend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der geschätzten Geschwindigkeit in einer für Menschen lesbaren Form.
Detektor nach Anspruch 1, wobei der Nord- und der Südpol des Kolbens, an welchem ein Magnet angebracht ist, in der Bewegungsrichtung des Kolbens versetzt angeordnet sind und eine Bestimmung hinsichtlich der Zeit erfolgt, wann das Ausgangssignal von jedem Sensor den Wert null aufweist.
Detektor nach Anspruch 4, wobei die elektrische Schaltungsanordnung für jeden Sensor bestimmt, wann das Ausgangssignal erstmals den Wert null annimmt, nachdem das Ausgangssignal über einen vorbestimmten Betragsschwellenwert anstieg.
Detektor nach Anspruch 5, wobei die Schätzung erfolgt, daß sich der Kolben am nächsten bei jedem Sensor befindet, wenn das Ausgangssignal den ersten Nullwert für diesen Sensor aufweist.
Detektor nach Anspruch 1, wobei die elektronische Schaltungsanordnung die Zeit bestimmt, wann das Ausgangssignal von jedem Sensor einen positiven oder einen negativen Maximalwert aufweist, und schätzt, daß sich der Sensor am nächsten bei jedem Sensor befindet, wenn das Ausgangssignal den positiven oder den negativen Maximalwert aufweist.
Detektor nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Sensoren mindestens drei Sensoren umfaßt, und die Schaltungsanordnung die geschätzte Geschwindigkeit für eine berechnete gegenüberliegende Stellung der Sensoren bezüglich der Bewegungsrichtung des Kolbens berechnet.
Detektor nach Anspruch 9, wobei der Detektor äußere Merkmale, welche für einen Verwender sichtbar sind, beim Leiten des Verwenders bei der relativen Anordnung des Detektors, so daß die Sensoranordnung in einer erwünschten gegenüberliegenden Stellung relativ zu einem Zylinder, in welchem ein Kolben angebracht ist, aufweist.
Detektor nach Anspruch 9, wobei der Detektor zwei Sensoren aufweist, wobei das äußere Merkmal eine Anordnung des Detektors leitet, wobei die zwei Sensoren in einer Richtung, welche parallel zu einer Achse des Zylinders verläuft, in Abstand angeordnet sind.
Detektor nach Anspruch 9, wobei der Detektor drei Sensoren aufweist, welche in einem Dreieck in einer Ebene angeordnet sind; wobei das äußere Merkmal eine Anordnung des Detektors leitet, wobei die Ebene lotrecht zu einem Radius einer Achse des Zylinders verläuft.
Detektor nach Anspruch 1, welcher mindestens vier Sensoren aufweist, wobei drei in einem Dreieck in einer Ebene angeordnet sind und ein vierter in Abstand von der Ebene angeordnet ist.
Detektor nach Anspruch 1, wobei der Detektor eine Vorrichtung zum Erzeugen elektrischer Energie zum Betreiben des Detektors aus der Bewegung des Kolbens, an welchem ein Magnet angebracht ist, relativ zu dem Detektor umfaßt.
Detektor nach Anspruch 1, umfassend das Messen der maximalen bzw. minimalen Stärke des Ausgangssignals für jeden Sensor, um die Entfernung jedes Sensors von der Achse zu schätzen, und das Verwenden der Entfernung jedes Sensors von der Achse zum Berechnen der gegenüberliegenden Stellung der Anordnung relativ zu der Achse.
Detektor nach Anspruch 12, wobei die elektrische Schaltung für jeden Sensor bestimmt, wann das Ausgangssignal erstmals den Wert null aufweist, nachdem das Ausgangssignal über einen vorbestimmten Betragsschwellenwert anstieg.
Detektor nach Anspruch 15, umfassend das Messen der maximalen bzw. minimalen Stärke des Ausgangssignals für jeden Sensor, um die Entfernung jedes Sensors von der Achse zu bestimmen, und das Verwenden der Entfernung jedes Sensors von der Achse, um die gegenüberliegende Stellung der Anordnung relativ zu der Achse zu berechnen.