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I. Anwendungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft Positionssensoren nach einem berührungslosen
Funktionsprinzip in Stabbauweise zum Einsatz unter anderem in Flüssigkeiten.
Positionssensoren in Stabbauweise messen berührungslos die Position eines
Positionsgebers, der an einem relativ zum stabförmigen Positionssensor beweglichen
Teil befestigt ist.
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II. Technischer
Hintergrund
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Derartige
Sensoren werden unter anderem im Inneren von Hydraulik- oder Pneumatik-Zylindern montiert,
um jederzeit die exakte Ausschublänge der Kolben-/Zylinder-Einheit
zu kennen, was für
die Steuerung der damit betriebenen Maschinen und Geräte von ausschlaggebender
Bedeutung ist.
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Der
Positionssensor ist dabei in einem dichten Gehäuse untergebracht, welches
aus einem langen schlanken Sensor-Stabgehäuse und einem dicht daran anschließenden,
kürzeren
Sensor-Sensor-Kopfgehäuse
besteht, welches einen größeren Durchmesser
aufweist, und in dem die Auswerte-Elektronik untergebracht ist.
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Dabei
ist der Sensor mit seinem Sensor-Kopfgehäuse im Zylinder der Kolben-/Zylindereinheit
längsfest
so angeordnet, dass sich das schlanke Sensor- Stabgehäuse in eine meist zentrale Bohrung
des Kolbens beziehungsweise der Kolbenstange hineinerstreckt, an
der der Positionsgeber befestigt ist.
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Indem
das Sensor-Stabgehäuse
und damit die Messlänge
des Sensors sich über
die gesamte mögliche
Ausfahrlänge
der Kolbenstange erstreckt, ist die aktuelle Relativposition von
Kolbenstange zu Zylinder jederzeit bekannt.
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Dabei
befindet sich das Gehäuse
des Sensors auf seiner Außenseite
in unmittelbarem Kontakt mit dem Arbeitsfluid der Kolben-/Zylindereinheit
und ist auch deren Arbeitsdruck ausgesetzt. Gerade bei Hydraulikeinheiten,
in denen sehr hohe Drücke
herrschen können,
ist daher von großer
Bedeutung, dass das Sensorgehäuse
ausreichend stabil und dicht gestaltet ist und eine ausreichende
Abdichtung zwischen dem Gehäuse
des Sensors und der Kolben-/Zylindereinheit gegeben ist, meist durch
eine entsprechende Dichtung am Außenumfang des Sensor-Kopfgehäuses gegenüber der
umgebenden Wandung des Pneumatik- oder Hydraulikzylinders.
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Als
berührungsloses
Sensorprinzip werden dabei differenzial-transformatorische Messverfahren (LVDT's), berührungslos
induktive Messverfahren (LVD's),
induktiv-potentiometrische Messverfahren (RVDT-Sensoren), Wirbelstrom-Verfahren
und häufig auch
magnetische Funktionsprinzipien benutzt. Bei Letzterer wird als
Positionsgeber ein Permanent-Magnet benutzt, bei den anderen Verfahren
eine Rohrhülse,
ein Tauchanker oder ein ähnliches
Bauteil. Bei PLLD-Sensoren wird durch einen Magneten in einem ferromagnetischen
Kern ein virtueller Luftspalt erzeugt der die Position bestimmt.
Des Weiteren sind magnetostriktive Messverfahren besonders günstig hierfür einsetzbar.
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Wie
bekannt, funktionieren magnetostriktive Positionssensoren wie folgt:
Ein
Wellenleiter besteht in der Regelaus einem Rohr, einem Draht oder
einem Band, und kann auch als elektrischer Leiter dienen. Der Wellenleiter
kann weiterhin in einem formgebenden, linearen oder kreisförmigen,
Körper
aus nicht- magnetischem
Material, z. B. Kunststoff oder Metall zur Aufnahme und Lagerung
des Wellenleiters angeordnet sein.
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Basierend
auf dem Wiedemann-Effekt erzeugt ein in den Wellenleiter eingespeister
Strom-Impuls bei seiner Überlagerung
mit einem Positionsmagneten eine mechanisch-elastischen Welle.
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An
einer Stelle, üblicherweise
an einem Ende des Wellenleiters, wird insbesondere der Torsionsanteil
dieses mechanisch-elastischen Impulses von einer Detektoreinheit,
die sich meist in fester Position bezüglich des Wellenleiters befindet,
erfasst. Die Zeitdauer zwischen der Auslösung des Erregerstromimpulses
und dem Empfang dieser mechanisch-elastischen Welle ist dabei ein
Maß für den Abstand
des verschiebbaren Positionselementes, z. B. des Positionsmagneten,
von der Detektoreinrichtung.
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Ein
typischer solcher Sensor ist im US-Patent 5,590,091 sowie 5,736,855
beschrieben.
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Im
Folgenden wird nun beispielhaft nur noch von magnetostriktiven Positionssensoren
gesprochen, ohne die Erfindung auf dieses Positions-Messprinzip
zu beschränken.
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Bei
derartigen, in Kolben-/Zylindereinheiten verbauten Positionssensoren
gibt es mehrere Problemfelder:
Ein Problemkreis ist der Reparaturfall:
Aufgrund
der beschriebenen oft hohen Arbeitsdrücke bei derartigen Kolben-/Zylindereinheiten
und rauen Einsatzbedingungen, wie starken Erschütterungen etc., wie sie bei
Arbeitsmaschinen häufig
auftreten, kann es zum Ausfall des Positionssensors kommen, so dass
dieser ganz oder in Teilen, sei es ein Teil der Auswerte-Elektronik
oder der Wellenleitereinheit des magnetostriktiven Sensors, ersetzt
werden muss.
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In
diesem Fall musste bisher die Kolben-/Zylindereinheit geöffnet und
der gesamte Positionssensor mit seinem Gehäuse aus der Kolben-/Zylindereinheit
entnommen werden, da gerade aufgrund der genannten rauen Einsatzbedingungen
die Auswerte-Elektronik im Sensor-Kopfgehäuse des Sensors in der Regel
fest vergossen war.
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Dies
bedeutet jedoch, dass vor der Entnahme des Sensors das Arbeitsfluid
in der entsprechenden Kolben-/Zylindereinheit Umgebungsdruck aufweisen
muss, da sonst große
Mengen von Arbeitsfluid in die Umgebung gelangen und vor allem damit verbundene
andere Arbeitseinheiten unbeabsichtigt ihre Positionen verändern.
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Umgekehrt
muss nach dem Ersatz des Positionssensors die entsprechende Kolben-/Zylindereinheit
bzw. der gesamte Arbeitskreis, an den dieser angeschlossen ist,
gegebenenfalls neu befüllt,
zumindest aber entlüftet
werden, was eine hohen Aufwand bedeutet und bei mangelhafter Durchführung eine zusätzliche
Fehlerquelle darstellt.
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III. Darstellung
der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Es
ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung,
einen Positionssensor in Stabbauweise, insbesondere nach dem magnetostriktiven
Funktionsprinzip, zu schaffen, der leckagefrei, also ohne Öffnen des
Arbeitsfluid-Kreislaufs, in einer Kolben-/Zylindereinheit gewechselt werden kann.
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b) Lösung der Aufgabe
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 8 und 23 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Durch
die Anordnung einer dichten Abdeckung, insbesondere eines einstückigen Sensorkopf-Deckels
auf dem vom Sensor-Stabgehäuse
abgewandten Sensor-Kopfgehäuse, der
leicht und schnell demontierbar ist, kann man nach Entfernen des
Sensorkopf-Deckels die Funktionsteile des Positionssensors erreichen
und auch ganz herausziehen, ohne das Gehäuse des Sensors aus seiner
Einbaulage entfernen zu müssen.
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Unter
leichter Demontierbarkeit wird dabei vor allem das Lösen einer
formschlüssigen
Verbindung, also einer Verschraubung, eines Sprengringes oder eines ähnlichen
Bauteiles verstanden, und gerade nicht das Lösen einer Verbindungsart, die
per se nicht für
das Demontieren vorgesehen ist, wie etwa einer Verklebung, eines
Vergusses, einer Verschweißung,
einer Verlötung
oder Ähnlichem,
obwohl dabei unter Umständen
der Deckel gar nicht zerstört
würde, wohl
aber die entsprechende Verbindungsstelle.
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Wenn
der Sensorkopf-Deckel dabei zerstörungsfrei demontiert und erneut
montiert werden kann, ist hierfür
sogar derselbe Sensorkopf-Deckel wieder verwendbar.
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Dadurch
ist es möglich,
das Gehäuse
des Positionssensors in seiner abgedichteten Montageposition in
einer Kolben-/Zylindereinheit zu belassen, während die Positionsteile des
Positionssensors geprüft,
repariert oder ausgetauscht werden. Ein Ablassen des Arbeitsmediums
und anschließendes
unter Druck setzen sowie gegebenenfalls Entlüften ist dadurch nicht notwendig,
so dass Arbeiten am Sensor sehr viel schneller durchgeführt werden
können.
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Selbst
sämtliche
Funktionsteile des Sensors, also der gesamte Positionssensor bis
auf sein äußeres Gehäuse, können auf
diese Art und Weise ausgetauscht werden. Ein Austausch des Sensorgehäuses selbst
ist in den allerseltensten Fällen
notwendig, da das Gehäuse
in aller Regel so stabil ist, dass es keine Beschädigungen
während
des normalen Einsatzes erfährt.
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Damit
das Entnehmen der Funktionsteile und auch des Sensorkopf-Deckels
selbst möglichst problemlos
erfolgen kann, wird bevorzugt ein Abziehen in axiale Richtung zu
der vom Sensor-Stabgehäuse
abgewandte Seite hin vorgesehen.
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Der
Kabelauslass wird vorzugsweise in der Kappe der Aufwölbung, vorzugsweise
zentral und in axialer Richtung verlaufend, angeordnet sein, zumal der
Innendurchmesser der Aufwölbung
so groß wie möglich gewählt wird
und damit auf der Außenseite kein
ausreichender radialer Freiraum zwischen Außenumfang der Aufwölbung und
der Außenkontur des
Kopfgehäuses
zur Verfügung
steht.
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Der
Kabelauslass kann mittels einer Steckerbuchse oder eines Kabeldurchganges,
z.B. einer in einer Bohrung der Außenwandung eingesetzten Kabeltülle eingeführt sein,
oder auch mittels eines in dieser Bohrung eingebrachten Innengewindes,
deren Durchmesser so auf den Außenumfang
des hindurchzuführenden
Kabels abgestimmt ist, so dass der Kerndurchmesser des Innengewindes
kleiner ist, als der Außenumfang
der Isolierung des Kabels, jedoch größer als der Innenumfang des
Kabels, und somit die Kabelisolierung in dem Innengewinde verschraubt
und längsfest
gehalten wird.
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Das
Gehäuse
des Sensors wird in der umgebenden Einheit, beispielsweise der Kolben-/Zylindereinheit,
beispielsweise mittels eines Einschraubgewindes, fixiert und mittels
einer Dichtung abgedichtet. Das Einschraubgewinde befindet sich
entweder am Außenumfang
des Sensor-Kopfgehäuses
oder am Außenumfang
des Sensor-Stabgehäuses
in dem an das Sensor-Kopfgehäuse
anschließenden
Abschnitt, vorzugsweise in einem gegenüber dem Sensor-Stabgehäuse hier
etwas vergrößerten Durchmesserbereich.
Die Dichtung ist dabei auf der dem Sensor-Stabgehäuse gegenüberliegenden
Seite des Einschraubgewindes angeord net, um die Dichtung nicht durch
Kontakt mit dem Innengewinde des umgebenden Bauteiles beschädigen zu
können.
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Um
das Einschraubgewinde ausreichend festziehen zu können, ist
der Außenumfang
des Sensor-Kopfgehäuses
teilweise als Außensechskant zum
Ansetzen eines Maulschlüssels
ausgebildet.
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Um
die Auswerte-Elektronik auch gegen starke Erschütterungen zu schützen und
dennoch sowohl die Auswerte-Elektronik und/oder die Wellenleitereinheit
austauschen zu können,
ohne den dichten Einbau des Gehäuses
des Positionssensors in der umgebenden Baugruppe lösen zu müssen, kann innerhalb
des Sensor-Kopfgehäuses ein
zum Sensorkopf-Deckel hin offener Innentopf, beispielsweise aus
Kunststoff, vorgesehen werden, innerhalb dessen die Auswerte-Elektronik
angeordnet und ggf. auch gegenüber
dem Innentopf vergossen wird. Durch die passgenaue Aufnahme des
Innentopfes im Sensor-Kopfgehäuse
und von Signalleitungsverbindungen, zum Beispiel Steckverbindungen
oder Schraubverbindungen, der Auswerte-Elektronik einerseits zur
Wellenleitereinheit hin und andererseits zum Kabelausgang hin, kann
die ggf. vergossene Elektronik als separates Bauteil nach dem Abkoppeln der
Signalleitungen ausgetauscht werden, und nach dem Entnehmen der
aus Auswerte-Elektronik und Innentopf bestehenden Einheit auch die
dahinter liegende Wellenleitereinheit herausgenommen werden.
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Der
Deckel zum Verschließend
des Kopfgehäuses
kann ferner dazu benutzt werden, um auf einfache Art und Weise eine
Fehlerdiagnose und/oder Programmierung der im Inneren des Kopfgehäuses angeordneten
Auswerteelektronik vorzunehmen:
So kann die Auswerteelektronik
im Inneren des Kopfgehäuses
eine Lichtquelle, die beispielsweise nur Licht einer bestimmten
Wellenlänge
abgibt, enthalten, beispielsweise eine LED oder eine Infraroteinheit.
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Wenn
dann der Deckel aus einem Material, insbesondere Kunststoff, besteht,
welches für
Licht insgesamt oder zumindest Licht dieser speziellen Wellenlänge durchlässig ist,
kann das von der im Inneren des Kopfgehäuses liegenden Lichtquelle
abgegebene optische Signal, beispielsweise ein Blinkrhythmus, von
außen
kontaktlos detektiert werden und/oder umgekehrt, indem im Inneren
des Kopfgehäuses
ein entsprechender Sensor und außerhalb die entsprechende Lichtquelle
angeordnet ist.
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Eine
einfache Lösung
besteht darin, an der Stelle der Lichtquelle eine Öffnung im
Deckel vorzusehen, durch die hindurch die Lichtquelle und damit das
optische Signal sichtbar ist. Dadurch ist das Gehäuse dann
jedoch nicht mehr dicht. Durch ein dicht eingebautes Sichtfenster
wird dies vermieden.
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Der
Deckel besitzt einen vorzugsweise wie das Kopfgehäuse vom
Umfang her sechseckigen und identisch dimensionierten Flansch, der
in axialer Richtung gegenüber
dem Kopfgehäuse
an drei oder sechs Stellen verschraubt ist, und somit in einigen fest
vorgegebenen Drehlagen relativ zum Kopfgehäuse fixierbar ist.
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Vom
Kopfgehäuse
steht in Richtung des Deckels ein vorzugsweise umlaufender Flansch
vor, der bei aufgesetztem Deckel sich in dessen Aufwölbung hineinerstreckt
und diesen passgenau in Querrichtung zentriert. Die Auswerteelektronik
ist auf Platinen untergebracht, die vorzugsweise in Längsrichtung zwischeneinander
gegenüberliegende
Nuten des Innentopfes, der beispielsweise aus Kunststoff bestehen
kann, eingeschoben und ggf. fixiert werden.
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Der
Innentopf muss hierfür
kein in Umfangsrichtung geschlossener Topf sein, sondern es genügen hiertür vom Boden
des Topfes in axialer Richtung von dem Stabgehäuse sich weg erstreckende Seitenwangen,
die auf zwei einander gegenüberliegenden
Seiten angeordnet sind und auf ihrer Innenseite zueinander fluchtend
die Nuten zum Aufnehmen der Platinen aufweisen, vorzugsweise mehrere
Paare von Nuten.
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Indem
dieser Innentopf mit dem Deckel fest verbunden, beispielsweise verschraubt,
ist, kann durch Abnehmen des Deckels auch die gesamte Auswerteelektronik
zusammen mit dem Innentopf vom Sensor abgenommen werden.
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Hierzu
kann der Boden des Topfes über
Abstandshalter mit der Kappe der Aufwölbung des Deckels verschraubt
werden, oder auch am vorderen, freien Ende der Seitenwangen eine
Befestigung dieser Seitenwangen gegenüber der Kappe der Aufwölbung vorgesehen
sein.
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Um
auch den Innentopf selbst gegenüber dem
Kopfgehäuse
in Querrichtung zu zentrieren, weist der Innentopf in Richtung des
Stabgehäuses abstrebend
einen zentralen Fortsatz auf, der in eine entsprechende Ausnehmung
im Boden des Kopfgehäuses
passt.
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Wenn
die Sensorträgereinheit,
in der u.a. der Längsmaßstab wie
beispielsweise der Wellenleiter angeordnet ist, ebenfalls mit dem
Topfgehäuse
fest verbunden ist, kann durch Abziehen des Deckels die komplette
Sensoreinheit mit allen Funktionsteilen aus dem Sensorgehäuse entnommen
oder gegen eine funktionierende andere Einheit ausgetauscht werden.
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c) Ausführungsbeispiele
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Ausführungsformen
gemäß der Erfindung sind
im Folgenden beispielhaft näher
beschrieben. Es zeigen:
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1: einen erfindungsgemäßen Positionssensor in Seitenansicht
und axialer Stirnansicht vom Sensor-Kopfgehäuse her,
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2: eine vergrößerte Detaildarstellung des
Kopfbereiches einer anderen Bauform des Sensors,
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3: Einzelteildarstellungen,
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4: eine andere Bauform ähnlich 2, und
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5: eine weitere Bauform ähnlich 2.
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1a zeigt
einen erfindungsgemäßen, z.B. magnetostriktiven,
Positionssensor 1 in der Seitenansicht:
Im Inneren
des in Längsrichtung 10 sich
erstreckenden Sensor-Stabgehäuses 2 muss
die Messvorrichtung angeordnet werden. Dort verläuft die nur in der Schnittdarstellung
der 2ff sichtbare Wellenleitereinheit 24 mit
dem zentralen Wellenleiter 23.
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Am
linken Ende des Sensor-Stabgehäuses 2 schließt sich
an dieses dicht das Sensor-Kopfgehäuse 3 an, dessen Außendurchmesser 12 um
ein Mehrfaches größer als
derjenige des Sensor-Stabgehäuse 2 ist,
aber nur einen Bruchteil von dessen Länge besitzt. Am Übergang
zum Sensor-Stabgehäuse 2 weist
das Sensor-Kopfgehäuse 3 einen
Bereich 16 mit vergrößertem Durchmesser
gegenüber
dem Sensor-Stabgehäuse 2 auf,
jedoch noch deutlich geringer als der größte Durchmesser 12 des
ansonsten zylindrischen Sensor-Kopfgehäuses 3, welches topfförmig, nämlich offen
zu der vom Sensor-Stabgehäuse 2 abgewandten
Stirnseite, ist.
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Da
das Sensor-Stabgehäuse 2 an
dem vom Sensor-Kopfgehäuse 3 abgewandten,
rechten Ende dicht verschlossen ist, beispielsweise mittels eines Enddeckels,
ist somit das gesamte Gehäuse
des Positionssensors zu dem in den 1 und 2 linken Ende hin offen gestaltet und dort
durch einen einstückigen
Sensorkopf-Deckel 8 verschlossen, dessen zentrale Aufwölbung 108a axial über die
offene Stirnseite des Sensor-Kopfgehäuses 3 hinweg in den 1 und 2 nach
links, vorsteht.
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Entlang
des Sensor-Stabgehäuses 2 wird
im radialen Abstand und damit berührungslos der z.B. ringförmige Positionsmagnet 29 bewegt,
dessen Position in Längsrichtung 10 von
dem Positionssensor 1 gemessen werden soll.
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1b zeigt
die Aufsicht in Längsrichtung von
der Seite des Deckels her, in der neben der radialen Einbuchtung 13 mit
dem Kabelausgang 4 und dem Kabel 6 in deren Abflachung 14 auch
zu erkennen ist, dass der Deckel 8 in den Innenumfang des Kopfgehäuses 3 eintaucht
und dort mittels eines Sprengringes 9 gesichert ist. Auch
zwei Lichtindikatoren 19 sind in dieser Stirnfläche zu sehen.
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Im
Gegensatz dazu zeigen die 2 eine Bauform,
bei der der Deckel 8 mit seinem Flansch auf der Stirnfläche 3c des
Kopfgehäuses 3 aufsitzt
und über
Längsverschraubungen 36 die
durch Durchgangsbohrungen des Flansches hindurch verlaufen, an diesem
verschraubt ist.
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Die
Außenkante 108c des
Flansches des Deckels 8 ist dabei analog sechseckig geformt
wie der Außensechskant 18 des
Kopfgehäuses 3.
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Der
Innenraum im Kopfgehäuse 3 für die in 2 nur angedeutete Auswerteelektronik 20 wird dabei
vorzugsweise durch die wesentlich größere, also sowohl in axialer
Richtung 10 als auch in radialer Richtung größere, Aufwölbung 108a des
Deckels 8 zur Verfügung
gestellt.
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Das
Kopfgehäuse 3 dagegen
besteht im Wesentlichen aus einer massiven, quer zur Längsrichtung 10 liegenden
Platte mit dem Außensechskant 18 als
Umfang, von dessen äußerem Rand
nach innen zurück
versetzt ein Flansch 3b auf die vom Kopfgehäuse 2 abgewandte
Seite vorsteht, welcher bei aufgesetztem Deckel 8 auf der
Innenseite an der Seitenwandung 108b dessen Aufwölbung 108a anliegt
und den Deckel 8 dadurch zentriert.
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Der
Boden des Kopfgehäuses 3 ist
ferner eine zentrale, vom Stabgehäuse 2 aus in die Gegenrichtung
offene, runde Ausnehmung 42 auf, wie besser anhand der
Einzelteildarstellung des Kopfgehäuses 3 in 3a ersichtlich.
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Die
Auswerteelektronik 20 ist auf Seiten-Platinen 26 angeordnet,
die mit Hilfe des als Einzelteil in den 3c und 3d (Seitenansicht
und Aufsicht) dargestellten Innentopfes 119 im Innenraum
des Kopfgehäuses 3 gehalten
werden:
Wie am besten 3c und 3d zeigen,
besteht der Innentopf 119 aus einem Topfboden 119a,
von dem in Richtung der Kappe 8d der Aufwölbung 108a zwei
auf gegenüberliegenden
Seiten angeordnete, plattenförmige
Fortsätze 119c abragen.
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In
den Innenflächen
dieser Fortsätze 119c sind
einander gegenüberliegend
je drei Nuten 41 angeordnet, in die jeweils Platinen 26 mit
ihren Außenkanten
in Längsrichtung
einschiebbar sind.
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Auf
der gegenüberliegenden
Seite weist der Topfboden 119a einen Fortsatz 119c auf,
der in die Ausnehmung 42 des Kopfgehäuses 3 passt, so dass über den
Flansch 3b der Deckel 8 und über die Ausnehmung 42 der
Innentopf 119 im Kopfgehäuse 3 zentriert werden.
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Um
den Innentopf 119 samt Auswerteelektronik 20 und
vorzugsweise die gesamte Sensoreinheit mit allen Funktionsteilen
am Deckel 8 zu einer einheitlich handhabbaren Baugruppe
zu befestigen, kann der Innentopf 119 mittels Abstandshülsen 28' von seinem
Boden 119a aus gegen die Kappe 108d des Deckels 8 verschraubt
werden, wozu im Boden 119a zwei Schraublöcher im
Bereich zwischen den Fortsätzen 119c angeordnet
sind.
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Alternativ
dazu kann gemäß 3b die
Seitenwandung 108b in der Aufwölbung des Deckels 8 an
mindestens zwei einander gegenüberliegenden Stellen
so dick ausgebildet sein, dass darin die Unterbringung eines von
der Flanschseite her offenen Sackloches mit Gewinde zum Verschrauben
am Sensorkopfgehäuse 3 möglich wird,
also unter Verzicht auf separate Abstandshülsen 28'.
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Die
Sensorträgereinheit 24,
in der zentral der Wellenleiter 23 angeordnet ist, erstreckt
sich durch die zentrale Öffnung 43 im
Boden 119a des Topfes 119 in den Innenraum des
Kopfgehäuses 3 hinein,
ist mit dem Topf 19 fest verbunden und trägt an ihrem hinteren
Ende das Sensorelement 22, welches mit der Auswerteelektronik 20 in
Verbindung steht.
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Durch
Abziehen des als Einzelteil in 3b dargestellten
Deckels 8 kann somit die gesamte Sensoreinheit mit allen
Funktionselementen aus dem Gehäuse
entnommen und ersetzt werden.
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Indem
der Deckel 8 abgedichtet auf dem Kopfgehäuse 3 aufgesetzt
wird, ist die komplette Sensoreinheit im Gehäuse dicht aufgenommen.
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2f zeigt
im Detail die Art der Abdichtung des Deckels 108c gegenüber dem
Kopfgehäuse 3:
Die
zum Kopfgehäuse
hin gerichtete Innenumfangskante am Treffpunkt zwischen Flansch 108c und
Seitenwand 108b des Deckels 8 ist abgeschrägt, so dass
in der dem gegenüber
nicht abgeschrägten,
innen umlaufenden Anlageschulter des Kopfgehäuses 3 ein ringförmig umlaufender,
im Querschnitt dreieckiger, Freiraum 41 verbleibt.
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Wie
in 2f ersichtlich, ist in diesem Freiraum die Dichtung 7'', vorzugsweise ein O-Ring aus elastischem
Material, untergebracht, der so dimensioniert ist, dass er bei axialer
Anlage des Deckels 8 an der entsprechenden Schulter des
Kopfgehäuses 3 in diesem
Freiraum 41 verquetscht wird und dadurch sowohl axiale
als auch radiale Kräfte
auf den Deckel 8a aufbringt. Dadurch wird das Eindringen
von Schmutz oder Wasser in den Innenraum des Kopfgehäuses 3 zur
Auswerteelektronik unterbunden, wobei die Stärke der Abdichtung von dem
Grad der Verpressung und der Elastizität der Dichtung 7'' abhängt.
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Auf
die gleiche Art und Weise kann auch der Innentopf 119 drehfest
im Kopfgehäuse 3 gesichert werden.
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Die
gleiche Art der Abdichtung zwischen Deckel 8 und Kopfgehäuse 3 mittels
eines in einem dreieckigen Freiraum 41 für verpressten
O-Ring zeigt 4a und 4b, jedoch
ist dabei auf der Außenseite
des Flansches 3b des Kopfgehäuses 3 ein Außengewinde 17 aufgebracht,
auf welches der kappenförmige
Deckel 8 mit einem entsprechenden Innengewinde aufgeschraubt
wird, bis er stark genug den O-Ring 7'' verpresst.
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Dagegen
zeigt 5 eine Befestigung und Abdichtung
des Deckels 8 gegenüber
dem Kopfgehäuse 3,
bei der der kappenförmige
Deckel 8 auf das Kopfgehäuse 3 aufgesetzt und
mittels Verschraubung 36 fixiert wird, wobei jedoch die
Längs-Schrauben 36 sich
durch nach außen
offene einander gegenüberliegende
Aussparungen in der runden Außenkante 108c des
Flansches des Deckels 8 hindurchgeführt sind.
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Die
Abdichtung erfolgt über
einen z. B. O-Ring als Dichtung 7, der in einer im Innenumfang der
Wandung 108b ausgebildeten, radial nach innen offenen,
Nut angeordnet ist und gegen den Außenumfang des Flansches 3b des
Kopfgehäuses 3 anliegt.
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2e zeigt
in einer vergrößerten Darstellung
weiterhin die Abdichtung der zentral in der Kappe 108d des
Deckels 8 angeordneten Steckerbuchse 5 mittels
einer auf der Innenseite der Kappe 108d anliegenden, in
einer axial offenen Nut der Steckerbuchse 5 liegenden,
Dichtung 7'''.
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Die
Einzelteildarstellung des Kopfgehäuses 3 in 3a zeigt
ferner das auf der vom Flansch 3b abgewandten, in Richtung
des Stabgehäuses 2,
weisenden Bereich 16 mit darauf auf der Außenseite
aufgebrachtem Einschraubgewinde 15.
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Wie
die Zusammenbauzeichnung der 2a zeigt,
ist das rohrförmige
Stabgehäuse 2 in diesen
Bereich 16 des Kopfgehäuses 3 bis
fast zur Ausnehmung 42 eingeschoben und auf dessen Innenseite
sowohl an der freien Stirnfläche
des Stabgehäuses 2 als
auch an der Außenseite
an der freien Stirnfläche
dieses Bereiches 16, welcher das Einschraubgewinde 15 trägt, verschweißt.
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- 1
- Positionssensor
- 2
- Sensor-Stabgehäuse
- 3
- Sensor-Kopfgehäuse
- 3a
- Wandung
- 3b
- Flansch
- 3c
- Stirnfläche
- 4
- Kabelausgang
- 5
- Steckerbuchse
- 6
- Kabel
- 6'
- Steckerbuchse
- 7
- Dichtung
- 7', 7'',7*
- Dichtung
- 8,
8'
- Sensorkopf-Deckel
- 9
- Sprengring
- 10
- Längsrichtung
- 13
- Einbuchtung
- 14
- Abflachung
- 15
- Einschraubgewinde
- 16
- vergrößerter Durchmesserbereich
- 17
- Gewinde
- 18
- Außensechskant
- 19
- Lichtindikator
- 20
- Auswerte-Elektronik
- 21
- Schweißnaht
- 22
- Sensorelement
- 23
- Wellenleiter
- 24
- Sensor-Trägereinheit
- 26
- Platine
- 28,
28'
- Abstandshülse
- 29
- Positionsmagnet
- 41
- Nuten
- 42
- Ausnehmung
- 43
- Öffnung
- 108a
- Aufwölbung
- 108b
- Seitenwandung
- 108c
- Außenkante
- 108d
- Kappe
- 119
- Innentopf
- 119a
- Topfboden
- 119b
- Seitenwangen
- 119c
- Fortsatz