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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Positionsmesseinrichtung, insbesondere
für Antriebseinheiten,
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung
betrifft außerdem
eine mit einer derartigen Positionsmesseinrichtung ausgestattete
Antriebseinheit sowie eine Verwendung.
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Bei
einer Vielzahl von Anwendungen ist es erforderlich, eine Relativlage
zwischen zwei Körpern zu
erfassen, die relativ zueinander verstellbar sind. Beispielsweise
kommen bei Fertigungsanlagen Zuführeinrichtungen,
Halteeinrichtungen, Stelleinrichtungen und dgl. zur Anwendung, die
mit Hilfe entsprechender Antriebseinheiten relativ zu feststehenden
Körpern
verstellbar sind. Um die aktuelle Position dieser Antriebseinheiten
ermitteln zu können, kommen
Positionsmesseinrichtungen zum Einsatz.
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Positionsmesseinrichtungen
können
beispielsweise mittels drucksensitiver Positionssensoren arbeiten,
die mit Hilfe entsprechender Betätigungseinheiten
betätigt
werden. Derartige Positionssensoren können beispielsweise als Folienpo tentiometer
ausgestaltet sein, bei denen durch Ausübung eines Drucks auf eine
der Folien diese elastisch nachgibt und den Kollektor mit der Widerstandsbahn des
Potentiometers an einer bestimmten Stelle verbindet. Das daraus
resultierende Spannungssignal korreliert dann mit der Position der
Druckstelle, was zur Positionsbestimmung verwendet werden kann. Zur
Betätigung
des Positionssensors kann die Betätigungseinheit beispielsweise
mit einem Stift oder mit einer Kugel oder mit einem anderen Druckkörper arbeiten,
der mit dem für
die Betätigung
erforderlichen Druck am Positionssensor vorgespannt anliegt. Diese
Betätigungseinheit
ist im Anwendungsfall beispielsweise mit einer Antriebseinheit gekoppelt,
so dass eine Verstellbewegung der Antriebseinheit zu einer entsprechenden
Verstellbewegung der Betätigungseinheit
entlang des Positionssensors führt.
Dabei gleitet der jeweilige Druckkörper am Positionssensor entlang.
Hierbei ist eine Reibung unvermeidbar, die auf Dauer zu einer Beschädigung des
Positionssensors führen
kann, insbesondere dann, wenn es sich dabei um einen preiswert herstellbaren
Foliensensor handelt.
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Aus
der
EP 0 284 787 A2 ist
eine Positionsmesseinrichtung bekannt, die einen drucksensitiven Positionssensor
sowie eine Betätigungseinheit
zum Betätigen
des Positionssensors aufweist. Bei der bekannten Positionsmesseinrichtung
ist die Betätigungseinheit
als Andruckring ausgestaltet, der am Positionssensor andrückt, um
diesen zu betätigen.
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Aus
der
EP 0 559 634 A1 ist
eine Linearantriebseinheit bekannt, die mit einer Positionsmesseinrichtung
ausgestattet ist. Die Positionsmesseinrichtung arbeitet dabei mit
einem drucksensitiven Positionssensor und einer Betätigungseinheit
zum Betätigen
des Positionssensors. Die Betätigungseinheit der
bekannten Linearantriebseinheit weist eine Druckkugel zur Betätigung des
Positionssensors auf, die über
ein Übertragungselement
mit einer Kolbenstange der als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgestalteten Linearantriebseinheit
verbunden ist. Der Positionssensor ist dagegen mit einem Zylinder
der Linearantriebeseinheit verbunden.
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Aus
der
US 5,008,497 ist
eine weitere Positionsmesseinrichtung bekannt, die mit einem drucksensitiven
Positionssensor ausgestattet ist. Dabei kann der Positionssensor
durch einen Anwender mit einem Finger betätigt werden.
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Die
Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
eine Positionsmesseinrichtung eine Möglichkeit anzugeben, die sich
insbesondere dadurch auszeichnet, dass sich für den jeweiligen Positionssensor
ein reduzierter Verschleiß ergibt.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Positionssensor
mit Hilfe eines Druckgasstroms zu betätigen. Die Betätigung mit
einer Druckgasströmung
erfolgt berührungslos,
also ohne direkten körperlichen
Kontakt des Positionssensors mit einem Druckkörper oder dgl. Reibung und
damit einhergehender Verschleiß lassen
sich dadurch extrem reduzieren, wodurch der Positionssensor eine
deutlich verlängerte
Lebenszeit erhält,
auch dann, wenn es sich beim Positionssensor um einen vergleichsweise
verschleißempfindlichen
Foliensensor handelt.
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Als
Druckgasstrom kann vorzugsweise ein Druckluftstrom verwendet werden.
Bei modernen Fertigungsanlagen arbeitet eine Vielzahl von Stellgliedern
mit Druckluft, so dass eine Druckluftversorgung regelmäßig vorhanden
ist. Dementsprechend ist die Realisierung einer Druckluftbetätigung bei
Positionsmesseinrichtungen, die bei derartigen Fertigungsanlagen
zur Anwendung kommen, vergleichsweise preiswert.
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Zur
Erzeugung des Druckgasstroms weist die Betätigungseinheit eine Düse auf.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
kann die Düse
außerdem zur
Erzeugung eines den Druckgasstrom umhüllenden Unterdruckbereichs
ausgestaltet sein. In Verbindung mit dem Unterdruckbereich ergibt
sich für
den Druckgasstrom eine Strahlkonzentration, die dazu genutzt werden
kann, die Auflösung
beim Betätigen des
Positionssensors zu verbessern.
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Bei
einer anderen vorteilhaften Ausführungsform
können
einer durch einen oder mehrere Positionssensoren gebildeten Messstrecke
mindestens zwei Betätigungseinheiten
zugeordnet sein. Durch diese Bauweise können verschiedene Betätigungseinheiten über ihre
jeweilige Düse
mit dem oder den Positionssensoren der gleichen Messstrecke zusammenwirken,
um die Position der jeweiligen Betätigungseinheit zu ermitteln.
Dabei lassen sich die Betätigungseinheiten
grundsätzlich
unabhängig
voneinander aktivieren, so dass beispielsweise nur die jeweils aktive
Betätigungseinheit
den Druckgasstrom zur Betätigung
des jeweiligen Positionssensors erzeugt. Durch eine entsprechende
Steuerungslogik kann dann die aktuelle Positionsmessung der richtigen
Betätigungseinheit
zugeordnet werden. Diese Bauweise ermöglicht somit die Nutzung der
gleichen Messstrecke bzw. der gleichen Positionssensoren für verschiedene
Betätigungseinheiten,
die beispielsweise bei einer entsprechenden Anwendung quasi unabhängig voneinander
entlang der Messstrecke verstellbar sind.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Antriebseinheit mit einer Positionsmesseinrichtung,
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2 einen
Querschnitt eines Positionssensors im unbetätigten Zustand,
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3 ein
Querschnitt wie in 2, jedoch beim Betätigen des
Positionssensors mit einer Düse,
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4 ein
Querschnitt wie in 3, jedoch bei einer anderen
Ausführungsform
der Düse,
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5 und 6 Querschnitte
wie in den 3 und 4, jedoch
bei weiteren Ausführungsformen,
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7 ein
stark vereinfachter Schaltplan kaskadierter Positionssensoren.
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Entsprechend 1 kann
eine Antriebseinheit 1 zumindest eine mobile Einheit 2 und
eine stationäre
Einheit 3 aufweisen, wobei die mobile Einheit 2 relativ
zur stationären
Einheit 3 verstellbar ist. Im Beispiel ist die Antriebseinheit 1 als
Linearantriebseinheit ausgestaltet, die rein exemplarisch zwei mobile
Einheiten 2 aufweist. Bei den mobilen Ein heiten 2 handelt
es sich jeweils beispielsweise um einen Schlitten. Bei der stationären Einheit 3 kann
es sich insbesondere um eine Schiene handeln. Die Schlitten 2 sind
auf bzw. an der Schiene 3 verstellbar. Die Schiene 3 kann
sich – wie
hier – geradlinig
erstrecken. Ebenso ist eine gekrümmte
oder eine gebogene Längserstreckung
für die
Schiene 3 denkbar. Dabei sind die Schlitten 2 bzw.
die mobilen Einheiten 2 bezüglich der Schiene 3 bzw.
bezüglich
der stationären
Einheit 3 entlang einer Messstrecke 4 verstellbar, die
hier durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Bei der gezeigten bevorzugten
Ausführungsform
der Linearantriebseinheit 1 sind die beiden Schlitten 2 auf der
gleichen Schiene 3 entlang einer gemeinsamen Messstrecke 4 verstellbar.
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Um
die Relativlage der mobilen Einheiten 2 bzw. der Schlitten 2 relativ
zur stationären
Einheit 3 bzw. relativ zur Schiene 3 bzw. relativ
zu einer bezüglich
der stationären
Einheit 3 ortsfesten Umgebung 5 ermitteln zu können, ist
eine Positionsmesseinrichtung 6 vorgesehen. Diese umfasst
zumindest einen drucksensitiven Positionssensor 7 sowie
zumindest eine Betätigungseinheit 8.
Die Positionssensoren 7 generieren auf Druck ein mit dem
Ort der Druckstelle korreliertes Signal. Im Beispiel sind mehrere
Positionssensoren 7 vorhanden, die als Sensorkaskade 9 angeordnet
sind.
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Im
Beispiel sind zwei Betätigungseinheiten 8 vorgesehen,
die jeweils zum Betätigen
des jeweiligen Positionssensors 7 dienen. Die Betätigungseinheiten 8 sind
jeweils fest mit einer der mobilen Einheiten 2 verbunden.
Im Unterschied dazu sind die Positionssensoren 7 relativ
zur stationären
Einheit 3 bzw. zur Umgebung 5 ortsfest angeordnet.
Eine Relativverstellung zwischen Schlitten 2 und Schiene 3 führt somit
zu einer entsprechenden Relativverstellung der jeweiligen Betätigungseinheit 8 relativ
zu den Positionssensoren 7 entlang der Messstrecke 4.
Dementsprechend ist die Messstrecke 4 hier durch die Anordnung
der Positionssensoren 7 gebildet bzw. abgebildet.
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Die
jeweilige Betätigungseinheit 8 weist
zumindest eine Düse 10 auf,
die so ausgestaltet ist, dass damit ein Druckgasstrom erzeugt werden
kann, mit dem der jeweilige Positionssensor 7 betätigt werden
kann. Im gezeigten Beispiel weist jede Betätigungseinheit 8 zwei
derartige Düsen 10 auf.
Die Düsen 10 können über entsprechende
Anschlüsse 11 zumindest
an eine Druckgasquelle anschließbar sein.
Als Druckgas eignet sich beispielsweise Druckluft. Bei einer Vielzahl
von Fertigungsanlagen, bei denen Antriebseinheiten 1 der
hier gezeigten Art Anwendung finden, sind Druckluftsysteme vorhanden, die
ohne weiteres zur Bereitstellung des Druckgases für die Positionsmesseinrichtung 6 verwendbar
sind. Somit lässt
sich die Positionsmesseinrichtung 6 mit vergleichsweise
geringem Aufwand in derartige Fertigungsanlagen integrieren.
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Beim
jeweiligen Positionssensor 7 handelt es sich im gezeigten
Beispiel jeweils um einen linearen Weggeber. Dieser kann bevorzugt
als Potentiometer ausgestaltet sein. Grundsätzlich sind auch Drehwinkelgeber
möglich,
die ebenfalls als Poten tiometer ausgestaltet sein können. Besonders
vorteilhaft ist die Ausgestaltung des Positionssensors 7 als Foliensensor.
Derartige Foliensensoren lassen sich vergleichsweise preiswert herstellen.
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Entsprechend
den 2 bis 6 besteht ein als Foliensensor
ausgestalteter Positionssensor 7 beispielsweise aus einer
Kollektorfolie 12 und aus einer Widerstandsfolie 13,
wobei zwischen den beiden Folien 12, 13 ein Distanzelement 14 angeordnet sein
kann, das z. B. ebenfalls aus einer Folie hergestellt sein kann.
Die Kollektorfolie 12 trägt an ihrer der Widerstandsfolie 13 zugewandten
Seite eine Kollektorbahn 15, die beispielsweise auf die
Kollektorfolie 12 aufgedruckt sein kann. Die Widerstandsfolie 13 trägt an ihrer
der Kollektorfolie 12 zugewandten Seite eine Widerstandsbahn 16,
die insbesondere auf die Widerstandsfolie 13 aufgedruckt
sein kann. Als Druckverfahren eignet sich hier Dickschichttechnologie,
insbesondere Siebdruckverfahren. Die Widerstandsbahn 16 bzw.
die Kollektorbahn 15 kann beispielsweise mittels einer
elektrisch leitenden Leitpaste, z. B. aus einem Polymer hergestellt
sein. Das Distanzelement 14 sorgt dafür, dass beim unbetätigten Positionssensor 7 gemäß 2 ein
Spalt 17 zwischen der Kollektorbahn 15 und der
Widerstandsbahn 16 vorliegt. Wenigstens eine der Folien 12, 13 ist
elastisch nachgiebig bzw. flexibel ausgestaltet, so dass durch eine
Druckbetätigung
der Spalt 17 überwunden
werden kann, um die Kollektorbahn 15 an der jeweiligen
Druckstelle mit der Widerstandsbahn 16 zu kontaktieren.
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Entsprechend
den 3 bis 6 erfolgt diese Betätigung des
Positionssensors 7 mit Hilfe eines Druckgasstroms 18,
der mit Hilfe der Düse 10 erzeugt
und in Richtung auf den Positionssensor 7 abgestrahlt wird.
Durch eine geeignete Auswahl eines Abstands 19 zwischen
einer Düsenspitze 20 und
der für
die Druckbetätigung
vorgesehenen Folie 12 kann in Verbindung mit einer geeigneten
Druckgasströmung 18,
die beispielsweise durch einen durchströmbaren Querschnitt der Düse 10 und
eine Strömungsgeschwindigkeit
definiert sein kann, eine hinreichend große Druckkraft am Positionssensor 7 generieren, mit
der der Positionssensor 7 ordnungsgemäß betätigt werden kann, ohne dass
es zu einem körperlichen
Kontakt zwischen dem Positionssensor 7 und irgendeinem
beliebigen Druckkörper
kommt. Die Betätigung
des Positionssensors 7 erfolgt somit berührungslos
und dadurch im wesentlichen reibungsfrei sowie im wesentlichen verschleißfrei.
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3 zeigt
die Düse 10 in
einer ersten Ausführungsform 10'. In diesem
Fall enthält
die Düse 10' einen zentral
angeordneten Kanal 21, der zweckmäßig durch eine Bohrung gebildet
ist. Der mit Hilfe dieser zentralen Bohrung 21 generierbare
Druckgasstrahl 18 kann sich vergleichsweise breit kegelförmig auffächern, wodurch
eine relativ großflächige Kontaktierung
zwischen Kollektorbahn 15 und Widerstandsbahn 16 erfolgt.
Die Ortsauflösung
der Kontakt- bzw. Druckstelle ist dabei vergleichsweise grob.
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4 zeigt
die Düse 10 in
einer modifizierten oder zweiten Ausführungsform 10'', die so ausgestaltet ist, dass
damit zusätzlich
zum Druckgasstrom 18 ein den Druckgasstrom 18 umhüllender
Unterdruckbereich 22 generiert werden kann. Mit Hilfe dieses Unterdruckbereichs 22 kann
der diesbezüglich
zentrale Druckgasstrom 18 konzentriert werden, wodurch
die Kontaktfläche
zwischen Kollektorbahn 15 und Widerstandsbahn 16 insgesamt
kleiner wird. Die Ortsauflösung
der Kontakt- bzw.
Druckstelle kann dadurch verbessert werden.
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Die
modifizierte Düse 10'' kann zur Generierung des Unterdruckbereichs 22 rein
exemplarisch die in 4 gezeigte Konfiguration besitzen.
Hierzu weist die Düse 10'' in einem Kernbereich 23 zumindest
einen mit einer Druckquelle gekoppelten Innenkanal 24 auf,
mit dessen Hilfe der Druckgasstrom 18 erzeugt wird. Koaxial
zum Kernbereich 23 weist die Düse 10'' einen
Ringbereich 25 auf, in dem zumindest ein mit einer Unterdruckquelle
bzw. mit einer Drucksenke gekoppelter Außenkanal 26 angeordnet ist.
Mit Hilfe des wenigstens einen Außenkanals 26 kann
der Unterdruckbereich 22 generiert werden. Hierzu wird
durch den wenigstens einen Außenkanal 26 aus
dem Unterdruckbereich 22 Gas abgesaugt. Hierdurch werden
die langsameren Außenbereiche des
Druckgasstrahls 18 daran gehindert, bei der Druckbetätigung des
Positionssensors 7 mitzuwirken, wodurch sich eine Konzentration
des Druckgasstrahls 18 auf seinen schneller strömenden Kernbereich
ergibt.
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Im
gezeigten Beispiel ist der Innenkanal 24 durch eine zentrale
Bohrung gebildet, während
der Außenkanal 26 durch
einen Ringkanal gebildet ist, der die zentrale Bohrung 24 koaxial
umschließt.
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Die 5 und 6 zeigen
nun zwei weitere Varianten 10''' und 10'''' für die Düse 10.
Während die
beiden Ausführungsformen 10' und 10'' der 3 und 4 einen
strahlförmigen
Druckgasstrom 18 erzeugen, der zu einer punktförmigen Kontaktierung mit
einer möglichst
kleinen Fläche
führt,
sind die Düsen 10''' und 10'''' der in den 5 und 6 gezeigten
Ausführungsformen
so ausgestaltet, dass sie den Druckgasstrom 18 in Form
eines tragfähigen Gasfilms 32 erzeugen,
bei dem es sich bevorzugt um einen Luftfilm handelt. Über diesen
Gasfilm 32 kann sich dann die Düse 10 axial am Positionssensor 7 abstützen. Diese
Abstützung
erfolgt dabei berührungslos,
also ohne körperliche
Kontaktierung zwischen der Düse 10 und
dem Positionssensor 7. Je nach Ausgestaltung kann hierbei
eine vergleichsweise großflächige Kontaktzone
geschaffen werden. Um hier dennoch eine relativ genaue Ortsauflösung am Positionssensor 7 realisieren
zu können,
ist es grundsätzlich
möglich,
diese Kontaktfläche
unabhängig von
der jeweiligen Wegposition und unabhängig von der Verstellgeschwindigkeit
möglichst
konstant zu halten. Die Reproduzierbarkeit eines hoch auflösenden Positionssignals
ist dann in erster Linie unabhängig
von der Größe der Kontaktfläche, solange
sie konstant bleibt.
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Um
die Abhängigkeit
von der aktuellen Wegposition sowie von der Verstellgeschwindigkeit
für die Kontaktflächengröße zu reduzieren,
sind die Düsen 10 der
in den 5 und 6 ge zeigten Ausführungsformen
in einer axialer Richtung, die parallel zur Betätigungsrichtung und somit senkrecht
zur Oberfläche
des jeweiligen Positionssensor 7 verläuft, frei verstellbar angeordnet.
Dies hat zur Folge, dass sich bei gleichen Strömungsparametern stets ein gleicher Abstand
zwischen der Düse 10 und
dem Positionssensor 7 einstellt, wodurch die Kontaktfläche konstant
bleibt.
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Bei
der in 5 gezeigten Ausführungsform umfasst die Düse 10''' einen
Düsenkörper 33,
der in einem Düsengehäuse 34 axial
frei beweglich gelagert ist. Während
das Düsengehäuse 34 ein
ortsfester Bestandteil der Betätigungseinheit 8 und
somit relativ zur jeweiligen mobilen Einheit 2 ortsfest
fixiert ist, kann der Düsenkörper 33 Abstandsänderungen folgen,
die aufgrund von Unebenheiten im jeweiligen Positionssensor 7 oder
am Untergrund 5 auftreten können. Der Düsenkörper 33 kann zylindrisch
ausgestaltet sein. Die axiale Verstellbarkeit im Düsengehäuse 34 kann
durch eine Luftlagerung reibungsfrei realisiert sein. Der Düsenkörper 33 weist
im gezeigten Beispiel einen Austrittskörper 35 auf, durch
den ein diffuser Druckgasstrom 18 zur Erzeugung des Gasfilms 32 austreten
kann. Der Gasfilm 32 ist tragfähig und kann durch den diffusen
Druckgasstrom 18 vergleichsweise dünn ausgebildet werden. Die
resultierende Krafteinwirkung auf den Positionssensor 7 entspricht
beispielsweise dem Gewicht des Düsenkörpers 33.
Die Krafteinwirkung kann gegebenenfalls durch eine Feder bzw. durch
pneumatischen Druck verstärkt
oder verringert werden.
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Bei
der in 6 gezeigten Ausführungsform ist der Düsenkörper 33 mit
einem Kopplungskörper 36 fest
verbunden, der im Düsengehäuse 34 axial
beweglich gelagert ist. Auch hier ist eine reibungsfreie Luftlagerung
realisierbar. Bei dieser Ausführungsform
ist der Düsenkörper 33 so
ausgestaltet, dass der damit erzeugte Druckgasstrom 18 einerseits
wieder für
den Gasfilm 32 sorgt, gleichzeitig aber auch ein Unterdruckgebiet 37 generiert.
Dieses Unterdruckgebiet 37 erzeugt seinerseits eine in 6 durch
Pfeile angedeutete Saugkraft zwischen der Düse 10'''' und dem Positionssensor 7.
Diese Düse 10'''' funktioniert zur
Erzeugung des Unterdruckgebiets 37 nach dem Bernoulli-Prinzip.
Demnach saugt der Düsenkörper 33 den
Positionssensor 7 an, wobei gleichzeitig der Gasfilm 32 eine
körperliche
Berührung
zwischen dem Positionssensor 7 und der Düse 10'''' verhindert. Die
Düse 10'''' arbeitet nach
Art des hydrodynamischen Paradoxons bzw. nutzt dessen Effekte zur Ausbildung
eines sich selbst regulierenden, konstanten Abstands zwischen der
Düse 10'''' und dem Positionssensor 7.
Bei gleichbleibendem Abstand ist auch die Kontaktfläche konstant,
wodurch auch hier bei relativ großer Kontaktfläche eine
vergleichsweise hohe Positionsauflösung realisierbar ist.
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Zurückkommend
auf die in 1 gezeigte besondere Ausführungsform
kann die Messstrecke 4 größer als ein Messbereich 27 eines
einzelnen Positionssensors 7 sein. Dementsprechend ist
die Messstrecke 4 hier durch eine Abfolge von mehreren
Positionssensoren 7 abgebildet. Die Anordnung oder Abfolge
der Positionssensoren 7 erfolgt hier in Form einer Sensor kaskade 9.
Hierdurch wird die Messstrecke 4 durch die gewählte Abfolge
der Positionssensoren 7 kaskadiert. Im gezeigten Beispiel
sind zur Ausbildung der Sensorkaskade 9 entlang der Messstrecke 4 zwei
parallele Messwege 28 bzw. 29 vorgesehen. Auf
diesen beiden Messwegen 28, 29 sind die Positionssensoren 7 wechselweise
hintereinander angeordnet. Hierdurch folgt jedem Positionssensor 7 des
einen Messwegs 28, 29 unmittelbar ein Positionssensor 7 auf
dem jeweils anderen Messweg 28, 29. In Richtung
der Messstrecke 4 können
sich die einzelnen Positionssensoren 7 geringfügig überlappen.
Die Anordnung erfolgt zumindest so, dass sich die einzelnen Messbereiche 27 unterbrechungsfrei zur
Messstrecke 4 aufaddieren lassen.
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Die
beiden Düsen 10 der
jeweiligen Betätigungseinheit 8 sind
nun so angeordnet, dass sie diesen beiden Messwegen 28, 29 zugeordnet
sind. Die eine Düse 10 ist
dem einen Messweg 28 zugeordnet und betätigt die auf diesem Messweg 28 angeordneten
Positionssensoren. Die andere Düse 10 ist
dem anderen Messweg 29 zugeordnet und betätigt die
auf diesem Messweg 29 angeordneten Positionssensoren 7.
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Die
einzelnen Positionssensoren 7 können innerhalb der Sensorkaskade 9 in
Reihe geschaltet sein, und zwar so, dass sie die gesamte Messstrecke 4 als
Einheit abbilden. Alternativ ist es ebenso möglich, die Positionssensoren 7 innerhalb
der Sensorkaskade 9 parallel zu schalten, und zwar so,
dass sie die Messstrecke 4 durch mehrere hintereinander
angeordnete Teilmessstrecken abbilden, wobei jede Teilmessstrecke
dann dem individuellen Messbereich 27 des jeweiligen Positionssensor 7 entspricht. Bei
einer Reihenschaltung der Positionssensoren 7 innerhalb
der Sensorkaskade 9 lassen sich die Positionen der beiden
mobilen Einheiten 2 separat erfassen, wobei die Ortsbestimmung
zeitlich nacheinander erfolgen muss. Hierzu kann über eine
geeignete Steuerung die Druckgasversorgung der Düsen 10 bei den beiden
Betätigungseinrichtungen 8 gezielt
so gesteuert werden, dass zunächst
nur die Düsen 10 der einen
Betätigungseinheit 8 mit
Druckgas versorgt werden, um die Position der dieser Betätigungseinheit 8 zugeordneten
mobilen Einheit 2 zu ermitteln. Anschließend kann
durch eine Druckgasversorgung ausschließlich der anderen Düsen 10 die
Position der anderen mobilen Einheit 2 ermittelt werden.
Bei einer getrennten Auswertung der einzelnen Kollektoren 15 der
Positionssensoren 7 innerhalb der Sensorkaskade 9 ist
es grundsätzlich
möglich,
die Positionen der beiden mobilen Einheiten 2 gleichzeitig
zu ermitteln.
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Entsprechend 7 sind
bei einer Reihenschaltung der Positionssensoren 7 die einzelnen
Widerstandsbahnen 16 hintereinander, also in Reihe geschaltet.
Die Kollektorbahnen 15 sind ebenfalls auf geeignete Weise
miteinander verbunden. Die Kollektorbahnen 15 sind dabei über einen
hochohmigen Widerstand 30, der beispielsweise 4,7 MΩ betragen kann,
mit einer negativen Spannung verbunden, die beispielsweise –5 V beträgt. Wird
am analogen Ausgang 31 der Kollektorbahnen 15 eine
negative Spannung gemessen, so ist dies ein Zeichen dafür, dass momentan
keiner der Positionssensoren 7 innerhalb der Sensorkaskade 9 betätigt wird.
Sobald einer der Positionssensoren 7 betätigt wird,
springt die Spannung an den Kollektorbahnen 15 vom negativen Spannungspotential
auf die jeweilige proportionale Spannung des Betätigungsortes. Diese Spannung liegt
im Bereich zwischen 0 V, also Ground, und beispielsweise +10 V.