DE102008060128A1

DE102008060128A1 - Position detection device for use in electromagnet for detecting position of movable element in pressurized fluid-filled partial volume of fluid-filled chamber, has magnetic field detecting device for detecting change of magnetic field

Info

Publication number: DE102008060128A1
Application number: DE102008060128A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Heinzmann; Ralf Dipl.-Wirt.-Ing. Raupold (FH)
Original assignee: SVM Schultz Verwaltungs GmbH and Co KG
Current assignee: SVM Schultz Verwaltungs GmbH and Co KG
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2010-06-10

Abstract

The device has a magnetic field generating device (1) e.g. permanent magnet or ring magnet, and magnetic field detecting device (2) e.g. Hall sensor, fixedly arranged outside of a partial chamber (14) i.e. fluid-filled partial volume, of a chamber. A magnetic field changing device (4) e.g. tube, is movably arranged within the partial chamber, and is coupled with a movable element. The changing device changes a magnetic field generated by the magnetic field generating device based on movement of the element. The detecting device detects the change of magnetic field. An independent claim is also included for an electromagnet comprising a position detection device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Positionserfassungseinrichtung, und bezieht sich insbesondere auf eine Positionserfassungseinrichtung, bei welcher eine Änderung eines Magnetfelds durch einen Magnetfeldsensor erfasst wird.The The invention relates to a position detecting device, and relates in particular to a position detection device in which a change a magnetic field is detected by a magnetic field sensor.

Zur Erfassung der Position von beweglichen Elementen sind allgemein Anordnungen bekannt, bei welchen ein bewegliches Element mit einem Permanentmagneten gekoppelt ist. Der Permanentmagnet erzeugt in seiner Umgebung ein Magnetfeld, das sich aufgrund der Kopplung bei einer Bewegung des beweglichen Elements ändert. Diese Änderung wird durch einen Magnetfeldsensor erfasst und in ein elektrisches Signal zur Positionserfassung umgesetzt.to Detecting the position of moving elements is general Arrangements known in which a movable element with a Permanent magnet is coupled. The permanent magnet generates in Its surroundings create a magnetic field that is due to coupling a movement of the movable element changes. This change is detected by a magnetic field sensor and in an electric Signal for position detection implemented.

Weiter bekannt ist eine Anordnung, bei welcher sich der Anker eines Elektromagneten in einem mit einer Flüssigkeit oder einem Gas gefüllten, druckdichten Raum zwischen zwei durch Schaltvorgänge bedingten Positionen, einer stromlosen Position und einer bestromten Position des Elektromagneten, hin- und her bewegen kann. Der Elektromagnet ist über eine Metallstange so mit einem Permanentmagneten in einem ebenfalls mit der Flüssigkeit oder dem Gas gefüllten Teilraum des Raums gekoppelt, dass sich der Permanentmagnet und mit diesem ein von ihm erzeugtes Magnetfeld in Übereinstimmung mit der Bewegung des Ankers des Elektromagneten hin- und her bewegt. Die Hin- und Herbewegung des Magnetfelds erfolgt hierbei z. B. rotatorisch oder translatorisch zu einem auf der Außenseite des Teilraums angeordneten Hallsensor hin bzw. von diesem weg, so dass der Hallsensor das stärker bzw. schwächer werdende Magnetfeld aufgrund des sich ändernden magnetischen Flusses erfassen und dadurch ein elektrisches Positionssignal als Ausgangssignal generieren kann.Further An arrangement is known in which the armature of an electromagnet in one with a liquid or a gas filled, pressure-tight space between two switching-related positions, one de-energized position and energized position of the electromagnet, can move back and forth. The electromagnet is over one Metal rod so with a permanent magnet in a likewise with the liquid or the gas filled Part space of the space coupled to that of the permanent magnet and with this a magnetic field generated by him in accordance with the movement the armature of the electromagnet moves back and forth. The back and forth Herbewegung the magnetic field takes place here z. B. rotational or arranged translationally to one on the outside of the subspace Hall sensor out or away, so that the Hall sensor the stronger or weaker Expected magnetic field due to the changing magnetic flux capture and thereby an electrical position signal as an output signal can generate.

Nachteilig bei der bekannten Anordnung ist, dass sich der Permanentmagnet selbst in der Flüssigkeit oder dem Gas hin und her bewegt und aufgrund der Schaltvorgänge des Ankers des Elektromagneten Stoßbelastungen ausgesetzt ist, die zu einem erhöhten Verschleiß des Permanentmagneten führen.adversely in the known arrangement is that the permanent magnet itself in the liquid or the gas moved back and forth and due to the switching operations of Anchor of the electromagnet shock loads is exposed to an increased Wear of the Permanent magnets lead.

Weiter nachteilig gestaltet sich ein notwendiger Austausch eines eine Verschleißgrenze erreichenden Permanentmagneten aufgrund der Unterbringung in dem druckdichten Teilraum aufwändig, da der druckdichte Teilraum und damit der mit diesem verbundene Raum des Elektromagneten für einen solchen Austausch geöffnet, entleert, wieder befüllt und wieder abgedichtet wer den müssen.Further disadvantageous is a necessary replacement of a wear limit reaching permanent magnets due to the placement in the pressure tight subspace consuming, there the pressure-tight subspace and thus the space associated with it of the electromagnet for opened such an exchange, emptied, refilled and sealed again who need to.

Darüber hinaus ist, da der Permanentmagnet ortsfest an der Metallstange befestigt ist, zur Erzeugung einer definierten Ausrichtung seines Magnetfelds und damit einer definierten Signalerfassung eine Verdrehsicherung der Metallstange erforderlich, welche in einem erhöhten konstruktiven Aufwand der bekannten Anordnung resultiert.Furthermore is because the permanent magnet fixedly attached to the metal rod is to generate a defined orientation of its magnetic field and thus a defined signal detection an anti-rotation the metal rod required, which in an increased constructive Effort of the known arrangement results.

Der Erfindung liegt daher als eine Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Positionserfassungsvorrichtung zu schaffen, welche einen konstruktiv einfacheren Aufbau aufweist.Of the Invention is therefore an object of an improved Position detecting device to create, which is a constructive has a simpler structure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Positionserfassungseinrichtung nach Patentanspruch 1 und durch einen Elektromagneten nach Patentanspruch 22. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.These The object is achieved by a position detection device according to claim 1 and by an electromagnet according to claim 22. Advantageous developments The invention are the subject of the appended subclaims.

Der Erfindung liegt als allgemeiner Gedanke zugrunde, ein Magnetfeld mittels einer außerhalb eines druckdichten Teilraums eines druckdichten Raums, welcher ein seine Position änderndes bewegliches Element enthält, angeordneten Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds zu erzeugen, es mittels einer das Magnetfeld ändernden Einrichtung in dem druckdichten Teilraum gekoppelt mit der zu erfassenden Positionsänderung des beweglichen Elements zu ändern, und die Änderung mittels einem wiederum außerhalb des druckdichten Teilraums angeordneten Erfassungseinrichtung zu erfassen und in ein elektrisches Positionserfassungssignal als Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung umzusetzen. Hierbei befindet sich der druckdichte Teilraum zwischen der Erzeugungseinrichtung und der Erfassungseinrichtung. Durchsetzt der magnetische Fluss des Magnetfelds den druckdichten Teilraum, wird die Änderung des Magnetfelds bzw. seines magnetischen Flusses innerhalb des druckdichten Teil raums durch Einbringen bzw. Ausbringen einer verschleißfesten Einrichtung zur Änderung des Magnetfelds in das bzw. aus dem Magnetfeld entsprechend der zu erfassenden Änderung der Position des beweglichen Elements für die Erzeugungseinrichtung und die Erfassungseinrichtung frei von Verschleiß, für welchen die Bewegung der Änderungseinrichtung ursächlich ist, erfasst.Of the The invention is based on the general idea of a magnetic field by means of an outside a pressure-tight subspace of a pressure-tight space, which a changing his position contains moving element, arranged means for generating a magnetic field to generate it by means of a magnetic field changing Device in the pressure-tight subspace coupled with the to be detected position change to change the moving element, and the change by means of a turn outside the pressure-tight subspace arranged detection device capture and in an electrical position detection signal as an output signal implement the detection device. Here is the pressure-tight subspace between the generating device and the Detection means. Interspersed with the magnetic flux of the magnetic field the pressure-tight subspace, the change of the magnetic field or of its magnetic flux within the pressure-tight part of the space Insertion or removal of a wear-resistant device for modification of the magnetic field in and out of the magnetic field corresponding to change to be recorded the position of the movable element for the generating device and the detector free of wear, for which the movement of the changing means is the cause, detected.

Da ferner die Erzeugungseinrichtung und die Erfassungseinrichtung außerhalb des druckdichten Teilraums ortsfest angeordnet werden können und in diesem Fall der magnetische Fluss des Magnetfelds den druckdichten Teilraum auf eine vorbestimmte Art und Weise bzw. mit Feldlinien in zumindest einer vorbestimmten Richtung durchsetzt, d. h. sich nicht mit der Bewegung der Änderungseinrichtung ändert, ist die Drehlage der Änderungseinrichtung für die Funktion der erfindungsgemäßen Lösung nicht ausschlaggebend und kann somit eine Verdrehsicherung der Änderungseinrichtung entfallen. Dadurch ist es möglich, die Vorrichtung innerhalb des druckdichten Teilraums und die Ankopplung an das zu erfassende bewegliche Element konstruktiv einfach auszuführen.Further, since the generating means and the detecting means outside the pressure-tight subspace can be arranged stationary and in this case the magnetic flux of the magnetic field passes through the pressure-tight subspace in a predetermined manner or with field lines in at least one predetermined direction, ie not with the movement the change means changes, the rotational position of the changing means for the function of the solution according to the invention is not decisive and can thus account for a rotation of the change means. This makes it possible Lich, the device within the pressure-tight subspace and the coupling to the movable element to be detected structurally simple to perform.

Außerdem ist es möglich, da sowohl die Erzeugungseinrichtung und die Erfassungseinrichtung außerhalb des druckdichten Teilraums angeordnet sind, diese zu einer konstruktiven Einheit zu verbinden derart, dass sie als eine solche Einheit als Ganzes austauschbar sind, so dass für einen solchen Austausch der druckdichte (Teil-)Raum nicht geöffnet zu werden braucht, mithin das positionsgebende Teilsystem für den Zweck der Positionserfassung sozusagen passiviert wird und unangetastet bleiben kann, während Modifikationen, Verbesserungen und Anpassungen der Erzeugungs- und Erfassungseinheit jederzeit möglich sind.Besides that is it is possible since both the generator and the detector outside the pressure-tight subspace are arranged, this to a constructive Unit to connect such that it is considered such a unit Whole are interchangeable, so for such an exchange of pressure-tight (part) space not open too and therefore the positioning subsystem for the purpose the position acquisition is passivated as it were and untouched can stay while Modifications, improvements and adjustments of the production and Registration unit possible at any time are.

Die Aufgabe der Erfindung wird somit gelöst durch eine Positionserfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Position eines in einem Raum beweglichen Elements in einem Teilraum des Raums, gekennzeichnet durch eine außerhalb des Teilraums stationär angeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtung; eine innerhalb des Teilraums beweglich angeordnete und mit dem beweglichen Element gekoppelte Magnetfeldänderungseinrichtung, welche in Abhängigkeit von der Bewegung des beweglichen Elements ein durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung erzeugtes und durch den Teilraum verlaufendes Magnetfeld ändert; und eine außerhalb des Teilraums stationär angeordnete Magnetfelderfassungseinrichtung, welche die Änderung des Magnetfelds durch die Magnetfeldänderungseinrichtung erfasst.The The object of the invention is thus achieved by a position detection device for detecting a position of a movable element in a room in a subspace of space, characterized by an outside of the subspace stationary arranged magnetic field generating device; one within the Partial space movably arranged and with the movable element coupled magnetic field changing device, which depending from the movement of the movable member through the magnetic field generating means generated and passing through the subspace magnetic field changes; and an outside of the subspace stationary arranged magnetic field detection device which the change of the magnetic field detected by the magnetic field changing means.

Ein weiterer Vorzug des erfindungsgemäßen Vorschlags liegt darin, dass die im Stand der Technik bewegten Magnete nunmehr feststehend sind und an diesen kein Verschleiß, entweder durch abbrasive Vorgänge, durch die Bewegung im Fluid oder mechanische Belastung aufgrund der andauernden Stöße erfahren. Die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Geräten, die mit der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung oder, wie ebenfalls von der Erfindung umfasst ist, mit erfindungsgemäßen Elektromagneten ausgestattet sind, wird erheblich erhöht.One Another advantage of the proposal according to the invention is that that the moving in the prior art magnets now fixed and no wear on them, either through abbrasive processes, through the movement in the fluid or mechanical stress due to the ongoing Experienced shocks. The reliability and life of equipment, with the positioning device according to the invention or, as also encompassed by the invention, equipped with electromagnets according to the invention are increased significantly.

In Ausführungsformen einer derartigen erfindungsgemäßen Positionserfassungsvorrichtung kann der Teilraum ein fluidgefülltes Teilvolumen des ebenfalls fluidgefüllten Raums sein und ein gasförmiges Medium oder eine Flüssigkeit enthalten.In embodiments Such a position detection device according to the invention can the subspace a fluid filled Partial volume of the likewise fluid-filled space and a gaseous medium or a liquid contain.

Bevorzugt besteht hierbei der Teilraum aus einem ein mit dem Raum verbundenen, druckdichten Hohlkörper, insbesondere einem rohrförmigen Körper, aus einem nichtmagnetischen Werkstoff besteht.Prefers In this case, the subspace consists of a one connected to the room, pressure-tight hollow body, in particular a tubular Body, consists of a non-magnetic material.

Vorteilhaft ist es, wenn die Magnetfelderzeugungseinrichtung ein Permanentmagnet, ein Ringmagnet oder ein Permanentmagnet mit einer Durchbohrung ist.Advantageous it is when the magnetic field generating device is a permanent magnet, a ring magnet or a permanent magnet with a through hole.

Die Erfindung umfasst auch eine Lösung, bei welcher die Magnetfelderzeugungseinrichtung durch einen Elektromagneten oder einen Elektro-Permanentmagneten realisiert ist.The Invention also includes a solution in which the magnetic field generating device by an electromagnet or an electric permanent magnet is realized.

Bevorzugt ist dann die Magnetfelderfassungseinrichtung ein Sensor, insbesondere ein Hallsensor oder ein magnetoresistiver Sensor (MR-Sensor).Prefers Then, the magnetic field detection device is a sensor, in particular a Hall sensor or a magnetoresistive sensor (MR sensor).

Weiter bevorzugt ist dann die Magnetfeldänderungseinrichtung ein in dem Teilraum bewegliches Element aus einem weichmagnetischen Werkstoff, besonders vorteilhaft ein in dem Teilraum beweglicher Kern aus einem weichmagnetischen Werkstoff oder ein in dem Teilraum beweglicher Hohlkörper, insbesondere ein Rohr, aus einem weichmagnetischen Werkstoff.Further Preferably, then the magnetic field changing means is an in the part space movable element made of a soft magnetic material, especially Advantageously, a movable in the subspace core of a soft magnetic Material or a movable in the subspace hollow body, in particular a tube made of a soft magnetic material.

Vorteilhaft ist ferner der Teilraum druckdicht ausgebildet und ist in dem Teilraum ein stangenförmiges Element aus einem nichtmagnetischen Werkstoff beweglich angeordnet, wobei das stangenförmige Element an einem seiner Enden mit der Magnetfeldänderungseinrichtung gekoppelt ist und an dem anderen seiner Enden mit dem beweglichen Element gekoppelt ist.Advantageous Furthermore, the subspace is pressure-tight and is in the subspace a rod-shaped Element made of a non-magnetic material movably arranged, the rod-shaped element coupled at one of its ends with the magnetic field changing means and at the other of its ends is coupled to the movable element is.

Zur Gewährleistung der Dichtheit ist bevorzugt der Teilraum an einem seiner Enden durch ein Verschlusselement aus einem nichtmagnetischen Werkstoff druckdicht verschlossen.to warranty the tightness is preferably the subspace at one of its ends by a closure element made of a non-magnetic material pressure-tight locked.

Zur Bereitstellung eines besonders günstigen Aufbaus kann das Verschlusselement eine Ausnehmung aufweisen, in welcher die Magnetfelderfassungseinrichtung angeordnet ist. Alternativ kann in dieser Ausnehmung auch die Magnetfelderzeugungseinrichtung angeordnet sein.to Providing a particularly favorable Structure, the closure element having a recess, in which the magnetic field detection device is arranged. alternative can in this recess and the magnetic field generating device be arranged.

Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn das Verschlusselement eine in den Teilraum ragende Erhebung aufweist derart, dass zwischen der Erhebung und einer Innenwandung des Teilraums die Erhebung umgebend ein Eintauchraum ausgebildet wird, in welchem sich die Magnetfeldänderungseinrichtung gekoppelt mit einer Bewegung des beweglichen Elements eintauchend und austauchend bewegt.Especially it is advantageous if the closure element in the subspace Survey has such that between the survey and an inner wall of the subspace surrounding the survey an immersion space is formed, in which coupled the magnetic field changing means dipping and dipping with a movement of the moving element emotional.

In diesem Zusammenhang wird bevorzugt, dass sich die außenseitig des Teilraums befindende Ausnehmung des Verschlusselements mit der darin angeordneten Magnetfelderzeugungseinrichtung oder Magnetfelderfassungseinrichtung innerhalb der in den Teilraum ragenden Erhebung des Verschlusselements befindet.In In this context, it is preferred that the outside of the subspace located recess of the closure element with the Magnetic field generating device or magnetic field detecting device arranged therein within the protruding into the subspace elevation of the closure element located.

Auch vorteilhaft kann es sein, wenn eine Begrenzungseinrichtung zur Begrenzung des Bewegungshubs der Magnetfeldänderungseinrichtung vorgesehen ist, insbesondere, wenn die Begrenzungseinrichtung durch die teilrauminnenseitige Stirnfläche der Erhebung des Verschlusselements gebildet wird, welche eine einseitig den Bewegungshub des stangenförmigen Elements begrenzende Auflagefläche für einen kopfförmigen Endabschnitt desselben ausformt.Also it may be advantageous if a limiting device for limiting the movement stroke of the magnetic field changing means is provided, in particular, when the limiting device by the partrauminnenseitige face of the Collection of the closure element is formed, which is a one-sided the movement stroke of the rod-shaped Element limiting support surface for one head-shaped End portion of the same forms.

Alternativ oder zusätzlich kann eine Begrenzungseinrichtung zur Begrenzung des Bewegungshubs der Magnetfeldänderungseinrichtung auf der Außenseite der Wandung des Hohlkörpers vorgesehen sein.alternative or additionally may be a limiting device for limiting the movement stroke the magnetic field change device on the outside the wall of the hollow body be provided.

Besondere praktische Vorteile ergeben sich, wenn die Magnetfelderzeugungseinrichtung und die Magnetfelderfassungseinrichtung zu einer konstruktiven Einheit zusammengefasst sind, welche als solche an der Positionserfassungsvorrichtung anbringbar und von dieser lösbar ist, oder wenn die Magnetfelderzeugungseinrichtung, die Magnetfelderfassungseinrichtung und das Verschlusselement zu einer konstruktiven Einheit zusammengefasst sind, welche als solche an der Positionserfassungsvorrichtung anbringbar und von dieser lösbar ist.Special practical advantages arise when the magnetic field generating device and the magnetic field detection device to a structural unit are summarized, which as such at the position detection device attachable and detachable from this is, or when the magnetic field generating means, the magnetic field detection device and the closure element combined to form a structural unit which are attachable as such to the position detecting device and from this solvable is.

Ein Elektromagnet mit einem beweglichen Anker in einem Anker abschnitt; einem mit dem Ankerabschnitt verbundenen Positionserfassungsabschnitt zur Erfassung einer Position des beweglichen Ankers; einer außerhalb des Positionserfassungsabschnitts stationär angeordneten Magnetfelderzeugungseinrichtung; einer innerhalb des Positionserfassungsabschnitts beweglich angeordnete und mit dem beweglichen Anker gekoppelte Magnetfeldänderungseinrichtung, welche in Abhängigkeit von der Bewegung des beweglichen Ankers ein durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung erzeugtes und durch den Positionserfassungsabschnitt verlaufendes Magnetfeld ändert; und einer außerhalb des Positionserfassungsabschnitts stationär angeordnete Magnetfelderfassungseinrichtung, welche die Änderung des Magnetfelds durch die Magnetfeldänderungseinrichtung erfasst, löst ebenfalls die gestellte Aufgabe der Erfindung.One Electromagnet section with a movable armature in an anchor; a position detecting portion connected to the anchor portion for detecting a position of the movable armature; one outside the magnetic field generating device stationarily arranged in the position detecting section; a movably disposed within the position detection section and magnetic field change means coupled to the movable armature, which depending from the movement of the movable armature through the magnetic field generating means generated and passing through the position detection section Magnetic field changes; and one outside the magnetic field detection device is arranged stationary in the position detection section, which the change the magnetic field detected by the magnetic field changing means, solve as well the stated object of the invention.

Natürlich kann dann ein solcher Elektromagnet eine Positionserfassungsvorrichtung Merkmale wie vorstehend beschrieben aufweisen, wobei das in dem Raum bewegliche Element den Anker beinhaltet und der Teilraum Teil des Positionserfassungsabschnitts ist.Of course you can then such an electromagnet a position detecting device Having features as described above, wherein in the Space movable element includes the anchor and the subspace part of the position detection section.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to exemplary embodiments with reference closer to the drawing described. Show it:

1 vereinfacht ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Positionserfassungsvorrichtung in einer seitlichen Schnittansicht; 1 simplifies a first embodiment of the position detecting device according to the invention in a lateral sectional view;

2 vereinfacht ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Positionserfassungsvorrichtung in einer seitlichen Schnittansicht; und 2 simplified a second inventive embodiment of the position detection device in a side sectional view; and

3 vereinfacht ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Positionserfassungsvorrichtung in einer seitlichen Schnittansicht. 3 simplifies a third embodiment of the position detecting device according to the invention in a lateral sectional view.

In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben.In the figures are the same or corresponding elements respectively are denoted by the same reference numerals and will therefore, if not appropriate, not described again.

1 zeigt eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Vorrichtung in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt ist, die ihren Längsverlauf von einem Positionserfassungsabschnitt links in der Figur zu einem Raumfortsetzungsabschnitt rechts in der Figur abbildet. Es wird angemerkt, dass die Positionserfassung in dem Positionserfassungsabschnitt erfolgt, während unter dem Raumfortsetzungsabschnitt zu verstehen ist, dass sich an diesen eine (nicht dargestellte) Fortsetzung der Vorrichtung zu einem (ebenfalls nicht dargestellten) Element mit einem beweglichen Teil, dessen Position bzw. Positionsänderung zu erfassen ist, in einem entsprechenden Gehäuse anschließt. 1 shows a position detecting device according to a first embodiment of the invention, wherein the device is shown in a side sectional view, which depicts its longitudinal course from a position detecting portion on the left in the figure to a space continuation portion right in the figure. It is noted that the position detection is performed in the position detection section, while the space continuation section is understood to be followed by a continuation of the device (not shown) to an element (also not shown) having a movable part whose position or position change is to be detected, in a corresponding housing connects.

Unter Positionserfassung ist hierbei selbstverständlich sowohl die Erfassung zumindest einer vorbestimmten Position, wie etwa einer Ausgangsposition, einer Endposition, und/oder einer Zwischenposition, welche beispielsweise durch Auswertung eines elektrischen Ausgangssignals eines Sensors als Schwellensignal erfolgen kann, als auch die Erfassung eines kontinuierlichen Wegesignals in Form einer Wegmessung, welche beispielsweise durch Auswertung von Vektorkomponenten eines Erfassungssignals erfolgen kann, zu verstehen.Under Position detection is of course both the detection at least one predetermined position, such as a home position, an end position, and / or an intermediate position, which for example by evaluation of an electrical output signal of a sensor can be done as a threshold signal, as well as the detection of a continuous path signal in the form of a distance measurement, which, for example by evaluation of vector components of a detection signal can, understand.

In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Magnetfelderzeugungseinrichtung, bezeichnet das Bezugszeichen 2 eine Magnetfelderfassungseinrichtung bzw. eine Magnetfeldänderungs-Erfassungseinrichtung mit einem Signalanschluss 3, und bezeichnet das Bezugszeichen 4 eine Magnetfeldänderungseinrichtung. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Hohlkörper, beispielsweise ein Rohr, das einen Teilraum 14 eines (sich in der Figur nach rechts anschließenden, nicht dargestellten) Raums begrenzt, das Bezugszeichen 6 bezeichnet ein stangenförmiges Element, und das Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Verschlusselement, welches eine Ausnehmung 8 aufweist, die mit einer Wandung 9 des Verschlusselements 7 eine Erhebung 10 ausbildet.In 1 denotes the reference numeral 1 a magnetic field generating device, denotes the reference numeral 2 a magnetic field detection device or a magnetic field change detection device with a signal connection 3 , and denotes the reference numeral 4 a magnetic field changing device. The reference number 5 denotes a hollow body, for example a tube, which is a subspace 14 a (adjoins the right in the figure, not shown) space limited, the reference numeral 6 denotes a rod-shaped element, and the reference numeral 7 denotes a closure element, which is a recess 8th that has a wall 9 of closure element 7 a survey 10 formed.

Die Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 kann insbesondere ein Magnet in Form eines beliebigen Dauer- oder Permanentmagneten sein, beispielsweise ein rundförmiger Stabmagnet mit diametral zueinander liegenden Umfangspunkten, ein Segment eines solchen, ein rechteckförmiger Stab- bzw. Flachmagnet, oder dergleichen, ohne hierauf beschränkt zu sein. Obwohl dies in 1 nicht gezeigt ist, kann der Magnet darüber hinaus grundsätzlich auch ein Elektromagnet sein.The magnetic field generating device 1 may in particular be a magnet in the form of any permanent or permanent magnet, for example, a round rod magnet with diametrically opposed circumferential points, a segment of such, a rectangular rod or flat magnet, or the like, without being limited thereto. Although this in 1 is not shown, the magnet may also be basically an electromagnet.

Die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 ist bevorzugt ein elektrisch und/oder magnetisch und/oder elektromagnetisch wirkender Sensor oder eine solche Sonde, beispielsweise ein Hallsensor. Sensoren dieser Art sind an sich bekannt und bei entsprechender Beschaltung und Signalverarbeitung über den ein Ausgangssignal ausgebenden Signalanschluss 3 dazu geeignet, sowohl eine Erfassung diskreter Positionen bzw. Lagen eines beweglichen Elements als auch eine kontinuierliche Wegmessung dessen Bewegung durch Erfassen von Änderungen, Änderungsvektoren oder Änderungsgradienten sie durchsetzender magnetischer Feld- oder Flusslinien zu leisten.The magnetic field detection device 2 is preferably an electrically and / or magnetically and / or electromagnetically acting sensor or such a probe, for example a Hall sensor. Sensors of this type are known per se and with appropriate circuitry and signal processing via the signal output issuing an output signal 3 adapted to provide both detection of discrete positions of a movable element and a continuous path measurement of its movement by detecting changes, change vectors, or gradients of change in magnetic field or flux lines passing through it.

Die Magnetfeldänderungseinrichtung 4 besteht in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise einem Hohlkörper in Form eines weichmagnetischen Rohrs aus Metall oder Keramik, welches ortsfest und starr an einem ersten seiner Enden 11 an beispielsweise einem kopfartig verdickt ausgeformten Endabschnitt 12 des stangenförmigen Elements 6 aus vorzugsweise einem nichtmagnetischen Werkstoff festgelegt ist. Das andere, nicht dargestellte Ende des stangenförmigen Elements 6 ist starr mit einem ebenfalls nicht dargestellten beweglichen Teil eines Elements gekoppelt, dessen Position und/oder Positionsänderung zu erfassen ist, wie beispielsweise einem Anker eines Elektromagneten, welcher stromlos eine erste Position und bestromt eine zweite Position einnimmt.The magnetic field change device 4 consists in the preferred embodiment of a ferromagnetic material, such as a hollow body in the form of a soft magnetic tube made of metal or ceramic, which is stationary and rigid at a first of its ends 11 on, for example, a head-like thickened shaped end portion 12 of the rod-shaped element 6 is preferably set of a non-magnetic material. The other, not shown end of the rod-shaped element 6 is rigidly coupled to a likewise not shown movable part of an element whose position and / or position change is to be detected, such as an armature of an electromagnet, which de-energized occupies a first position and energized a second position.

Die Positionsänderung des beweglichen Teils des beweglichen Elements wird – im dargestellten Beispiel – translatorisch linear in eine äquivalente und erfassbare Positionsänderung der Magnetfeldänderung umgesetzt. Natürlich ist die Erfindung dabei nicht auf einen Elektromagneten und/oder eine linear translatorische Bewegung beschränkt, sondern sind diskrete Positionen und eine kontinuierliche Wegänderung beliebiger beweglicher und auf beliebige Art und Weise in Bewegung versetzter Teile auch entlang anderer Bahnen und/oder mit einer Über- bzw. Untersetzung zwischen dem beweglichen Teil des beweglichen Element und der Magnetfeldänderungseinrichtung erfassbar.The position change of the movable part of the movable element is - in the illustrated Example - translational linear in an equivalent and detectable change in position the magnetic field change implemented. Naturally the invention is not an electromagnet and / or limited to a linear translational motion, but are discrete Positions and a continuous path change of any moving and in any way in motion staggered parts along along other railways and / or with a transmission or reduction between the movable part of the movable member and the magnetic field changing means detectable.

Der den Teilraum 14 der erfindungsgemäßen Positionserfassungseinrichtung begrenzende Hohlkörper 5 wird in dem gezeigten Beispiel durch ein druckdichtes, nichtmagnetisches Rohr einer vorbestimmten Länge und aus einem vorbestimmten Material, welches Metalle, Kunststoffe und/oder Keramiken umfassen kann, gebildet. Der Querschnitt des Rohrs kann hierbei beliebig sein, etwa rundförmig, rechteckförmig oder elliptisch, solange das Rohrvolumen genügend Länge und Raum für die Aufnahme der innen liegenden Teile und deren Bewegung lässt.The subspace 14 the inventive position detecting device limiting hollow body 5 is formed in the example shown by a pressure-tight, non-magnetic tube of a predetermined length and of a predetermined material, which may include metals, plastics and / or ceramics. The cross-section of the tube may be arbitrary, such as round, rectangular or elliptical, as long as the tube volume enough length and space for receiving the internal parts and their movement.

Der Hohlkörper 5 ist in einem nicht endmontierten Zustand an seinen beiden Enden offen und wird in einem verbauten Zustand zum Einen an seinem (in der Figur) rechtsseitigen Ende druckdicht, beispielsweise mittels einer geeigneten Dichtung oder Dichtmasse, mit dem das Element mit dem zu erfassenden, sich bewegenden Teil beherbergenden Raum zu einem Gesamtvolumen aus Volumen des Teilraums 14 plus Volumen des Raums verbunden, und zum Anderen an seinem (in der Figur) linksseitigen Ende druckdicht mit dem Verschlusselement 7, ebenfalls mittels einer geeigneten Dichtung oder Dichtmasse, verschlossen. Es wird angemerkt, dass die Volumina ein Fluid, d. h. eine Flüssigkeit oder ein gasförmiges Medium, enthalten können, welches stationär in die Volumina eingebracht ist oder einen Kreislauf, Teil dessen die Volumina sind, durchströmt.The hollow body 5 is in a not final mounted state at both ends open and in a built-in condition on the one hand at its (in the figure) right-hand end pressure-tight, for example by means of a suitable seal or sealant, with which the element with the to be detected, moving part accommodating space to a total volume of volume of the subspace 14 plus volume of the space connected, and on the other hand at its (in the figure) left-hand end pressure-tight with the closure element 7 , also by means of a suitable seal or sealant, sealed. It is noted that the volumes may contain a fluid, ie a liquid or a gaseous medium, which is stationarily introduced into the volumes or through which a circulation, of which the volumes are, flows.

Das Verschlusselement 7 hat die Funktion eines Stopfens und besteht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel wie der Hohlkörper 5 ebenfalls aus einem nichtmagnetischen Material. Bevorzugt ist das Verschlusselement 7 derart T-förmig ausgebildet, dass es in seinem Inneren zu einer Außenseite außerhalb des Teilraums 14 hin gerichtet die Ausnehmung 8 so aufweist, dass die die Wandung 9 des Verschlusselements 7 die in das Volumen des Teilraums 14 der Positionserfassungsvorrichtung ragende Erhebung 10 ausbildet.The closure element 7 has the function of a plug and consists in the embodiment shown as the hollow body 5 also made of a non-magnetic material. The closure element is preferred 7 formed in such a T-shape that it is in its interior to an outside outside of the subspace 14 directed towards the recess 8th so that the wall 9 the closure element 7 in the volume of the subspace 14 the position detection device projecting survey 10 formed.

Hierbei sind die Länge der Erhebung 10 in dem Teilraum 14 und die Form ihrer Umfangsfläche sowie die Dicke der Wandung 9 ebenfalls wahlfrei bestimmbar, solange die Ausnehmung 8 genügend Raum zur Aufnahme der Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 bietet und zwischen der Wandung 9 und der inneren Oberfläche des Hohlkörpers 5 ein Eintauchraum 13 ausgebildet wird, in welchen die Magnetfeldänderungseinrichtung 4 bei der zu erfassenden Bewegung des beweglichen Elements, die Erhebung 10 umschließend, eintauchen und austauchen kann.Here are the length of the survey 10 in the subspace 14 and the shape of its peripheral surface and the thickness of the wall 9 also freely determinable, as long as the recess 8th enough space to accommodate the magnetic field generating device 1 offers and between the wall 9 and the inner surface of the hollow body 5 a diving room 13 is formed, in which the magnetic field changing means 4 at the movement of the movable element to be detected, the elevation 10 enclosing, immersing and dipping.

Nachstehend wird die Funktion der in 1 gezeigten Positionserfassungsvorrichtung kurz beschrieben.Below is the function of in 1 shown position detection device briefly described.

In einem Ausgangszustand, der einer ersten Position des beweglichen Teils des Elements, für das eine Position zu erfassen ist, entspricht, befindet sich das mit dem beweglichen Teil verbundene stangenförmige Element 6 mit der daran festgelegten Magnetfeldänderungseinrichtung 4 beispielsweise in einer in der Figur rechtsseitig liegenden Lage, in welchem die Magnetfeldänderungseinrichtung 4 nicht oder nur geringfügig in den Eintauchraum 13 eintaucht. In dieser Position erzeugt die Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 in der Ausnehmung 8 des Verschlusselements 7 ein Magnetfeld entsprechend ihrer Ausrichtung magnetischer Pole mit Feldlinien, die gerichtet aus einem der Pole austreten, den Eintauchraum 13 und die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 durchdringen, und in den anderen der Pole eintreten. Ein erster, dieser ersten Position entsprechender magnetischer Fluss ist durch die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 erfassbar und wird in Form eines ersten Ausgangssignals von dieser über den Signalanschluss 3 ausgegeben.In an initial state corresponding to a first position of the movable part of the member to be detected for a position, the rod-shaped member connected to the movable part is located 6 with the magnetic field changing means fixed thereto 4 for example, in a right-hand position in the figure, in which the magnetic field changing device 4 not or only slightly in the immersion room 13 dips. In this position, the magnetic field generating device generates 1 in the recess 8th the closure element 7 a magnetic field corresponding to their orientation of magnetic poles with field lines emerging from one of the poles, the immersion space 13 and the magnetic field detection device 2 penetrate, and enter in the other of the poles. A first magnetic flux corresponding to this first position is through the magnetic field detection means 2 detectable and is in the form of a first output signal from this via the signal terminal 3 output.

Bei einem Schaltvorgang oder im Verlauf einer Bewegung an dem Element, bei dem sich dessen beweglicher Teil aus der ersten Position in eine zweite Position bewegt, welches einer Bewegung nach links in der Figur entspricht, bewegt sich das stangenförmige Element 6 mit der darauf festgelegten Magnetfeldänderungseinrichtung 4 in Übereinstimmung und taucht die Magnetfeldänderungseinrichtung 4 um eine dem Weg der Bewegung entsprechende Strecke in den Eintauchraum 13 ein. Aufgrund der weichmagnetischen Eigenschaften der Magnetfeldänderungseinrichtung 4 in ihrer im übrigen bis auf die Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 nichtmagnetischen Umgebung werden die magnetischen Feldlinien auf der Eintauchlänge der Magnetfeldänderungseinrichtung 4 unterbrochen bzw. kurzgeschlossen und verlaufen dadurch nicht mehr durch die Magnetfelderfassungsein richtung 2, so dass sich der Betrag des dort auftretenden bzw. diese durchsetzenden magnetischen Flusses verändert bzw. abschwächt. Diese Änderung ist durch die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 erfassbar und wird in Form eines zweiten Ausgangssignals von dieser über den Signalanschluss 3 ausgegeben.During a switching operation or in the course of a movement on the element, with its movable part moving from the first position to a second position corresponding to a movement to the left in the figure, the rod-shaped element moves 6 with the magnetic field changing means fixed thereon 4 in accordance and immersed the magnetic field changing means 4 around a distance corresponding to the path of the movement into the immersion space 13 one. Due to the soft magnetic properties of the magnetic field changing device 4 in their rest except for the magnetic field generating device 1 non-magnetic environment, the magnetic field lines on the immersion length of the magnetic field changing means 4 interrupted or shorted and therefore no longer run through the Magnetfelderfassungsein direction 2 so that the amount of magnetic flux passing therethrough changes or weakens. This change is due to the magnetic field detection device 2 detectable and is in the form of a second output signal from this via the signal terminal 3 output.

Es wird angemerkt, dass bei einem zweistufigen Schaltvorgang des Elements mit dem beweglichen Teil, beispielsweise einem Elektromagneten mit einem Anker jeweils in Ruhelage und in einer angezogenen Lage, die Positionserfassungsvorrichtung zwei entsprechende Ausgangssignale liefert. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, so dass auch mehrstufige Schaltvorgänge mit einer entsprechenden Mehrzahl von Ausgangssignalen, eine in eine lineare Bewegung umgesetzte Bewegung des beweglichen Teils in Form einer linearen Wegmessung, oder eine an einer wahlfreien Anzahl von Lagen abgetastete lineare Wegmessung darstellbar sind, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Eine tatsächliche Realisierung und deren Güte wird hierbei unter anderem von einer nachgeschalteten (nicht gezeigten) Auswerteelektronik bestimmt, die nicht Gegenstand der Erfindung ist und daher nicht näher beschrieben wird.It it is noted that in a two-step switching operation of the element with the moving part, for example an electromagnet with a Anchors each in rest position and in a tightened position, the position detecting device two provides corresponding output signals. However, the invention is not limited to this so that even multi-stage switching operations with a corresponding Plurality of output signals, one converted into a linear motion Movement of the moving part in the form of a linear displacement measurement, or a linear sampled at a random number of layers Distance measurement can be displayed without the basic idea of the invention to leave. An actual Realization and its quality is here among other things of a downstream (not shown) Evaluation electronics determines that are not the subject of the invention is and therefore not closer is described.

2 zeigt eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Vorrichtung in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt ist, die vergleichbar zu 1 ihren Längsverlauf von einem Positionserfassungsabschnitt links in der Figur zu einem Raumfortsetzungsabschnitt rechts in der Figur abbildet. 2 shows a position detecting device according to a second embodiment of the invention, wherein the device is shown in a side sectional view, comparable to 1 its longitudinal course from a position detection section on the left in the figure to a space continuation section on the right in the figure.

Das in 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel ist in Funktion und Aufbau gleichartig zu dem in 1 gezeigten Beispiel, mit der Ausnahme, dass die Anordnung der Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 und der Magnetfelderfassungseinrichtung 2 vertauscht sind, d. h. die Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 am oder in der Nähe des Umfangs des Hohlkörpers 5 außerhalb des druckdichten Teilraums 14 angeordnet ist, und die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 in der Ausnehmung 8 des Verschlusselements und ebenfalls außerhalb des druckdichten Teilraums 14 angeordnet ist.This in 2 shown second embodiment is similar in function and structure to that in 1 shown example, with the exception that the arrangement of the magnetic field generating device 1 and the magnetic field detection device 2 are reversed, ie the magnetic field generating device 1 at or near the periphery of the hollow body 5 outside the pressure-tight subspace 14 is arranged, and the magnetic field detection device 2 in the recess 8th the closure element and also outside the pressure-tight subspace 14 is arranged.

Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel schirmt die Magnetfeldänderungseinrichtung 4 aufgrund ihrer weichmagnetischen Eigenschaften mit einem zunehmendem Eintauchen in den Eintauchraum 13, welches nach Art eines Überstülpens derselben über die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 erfolgt, die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 zunehmend gegenüber dem durch das Magnetfeld erzeugten magnetischen Fluss ab, so dass in Abhängigkeit von der Position des beweglichen Teils des Elements ein erfassbarer höherer (erste Position) bzw. niedrigerer (zweite Position), die Magnetfelderfassungseinrichtung durchsetzender magnetischer Fluss resultiert.Also in this second embodiment, the magnetic field changing means shields 4 due to their soft magnetic properties with increasing immersion in the dip 13 , which in the manner of a protuberance of the same over the magnetic field detection device 2 takes place, the magnetic field detection device 2 increasingly opposite to the magnetic flux generated by the magnetic field, so that depending on the position of the movable part of the element, a detectable higher (first position) and lower (second position), the magnetic field detecting means penetrating magnetic flux results.

Bei dem in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Positionserfassungsvorrichtung kann insbesondere die Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 ein Ringmagnet, ein Stabmagnet mit einer Durchbohrung, oder eine Anzahl einzelner, entlang des Umfangs des Hohlkörpers 5 angeordneter Einzelmagnete sein. Eine solche Art der Anordnung der Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 stellt vorteilhaft eine Konzentration des magnetischen Flusses in dem druckdichten Teilraum 14 und durch die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 bei gleichzeitig schwächerem, nach außen wirkendem magnetischen Streufeld bereit, wodurch eine verbesserte Einsetzbarkeit der erfindungsgemäßen Positionserfassungsvorrichtung bei gegenüber magnetischen Feldern empfindlicheren Anwendungen erzielt wird.At the in 2 shown second embodiment of the position detecting device, in particular, the magnetic field generating device 1 a ring magnet, a bar magnet with a throughbore, or a number of individual, along the circumference of the hollow body 5 be arranged individual magnets. Such a type of arrangement of the magnetic field generating device 1 advantageously provides a concentration of magnetic flux in the pressure-tight subspace 14 and by the magnetic field detection device 2 at the same time weaker, outwardly acting stray magnetic field ready, whereby an improved usability of the position detecting device according to the invention is achieved in more sensitive to magnetic fields applications.

3 zeigt eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Vorrichtung in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt ist, die vergleichbar zu 1 und 2 ihren Längsverlauf von einem Positionserfassungsabschnitt links in der Figur zu einem Raumfortsetzungsabschnitt rechts in der Figur abbildet. 3 shows a position detecting device according to a third embodiment of the invention, wherein the device is shown in a side sectional view, which is comparable to 1 and 2 its longitudinal course from a position detection section on the left in the figure to a space continuation section on the right in the figure.

Dieses dritte Ausführungsbeispiel stellt eine in ihrem mechanischen Aufbau wesentlich einfachere Ausführungsform und gleichartiger Funktion bereit, bei welcher sowohl die Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 als auch die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 außerhalb des druckdichten Teilraums 14 auf oder in der Nähe der Wandung des Hohlkörpers 5 angeordnet sind.This third embodiment provides a much simpler in its mechanical construction embodiment and similar function, in which both the magnetic field generating device 1 as well as the magnetic field detection device 2 outside the pressure-tight subspace 14 on or near the wall of the hollow body 5 are arranged.

Der Hohlkörper 5 selbst ist hierbei, anders als in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel, lediglich an einem seiner Enden zu dem Raumfortsetzungsabschnitt hin offen, um dort, gegebenenfalls unter Verwendung einer geeigneten Dichtung oder eines geeigneten Dichtmittels, druckdicht angekoppelt zu werden. Das andere seiner Enden ist – verschlusselementlos – Teil der Wandung des Hohlkörpers 5, der in diesem Fall etwa als ein zylinderförmiger Rundkörper mit einer Bohrung oder alternativ in Form eines Gussteils aus einem geeigneten Werkstoff ausgeführt sein kann.The hollow body 5 itself, unlike in the first and second embodiments, is open at one of its ends to the space-continuation portion to be pressure-tightly coupled there, optionally using a suitable seal or sealant. The other of its ends is - without closing element - part of the wall of the hollow body 5 which may be made in this case as a cylindrical round body with a bore or alternatively in the form of a casting of a suitable material.

Im Inneren des Hohlkörpers 5, d. h. dem druckdichten Teilraum 14, ist die Magnetfeldänderungseinrichtung 4 in diesem Ausführungsbeispiel in Form eines Festkörpers aus weichmagnetischem Material bzw. als weichmagnetischer Kern ausgeführt, welcher sich gekoppelt mit der Bewegung des beweglichen Teils des Elements, für das eine Positionserfassung durchzuführen ist, hin und her bewegt und dadurch den von der Magnetfelderzeugungseinrichtung 1, welche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein kann, erzeugten und die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 durchsetzenden magnetischen Fluss zwischen einem höheren (erste Position; in der Figur rechtsseitig liegend) und einem niedrigeren (zweite Position; in der Figur linksseitig liegend) magnetischen Fluss durch Unterbrechen bzw. Abschirmen eines positionsabhängig jeweiligen Teils der magnetischen Feldlinien ändert.Inside the hollow body 5 , ie the pressure-tight subspace 14 , is the magnetic field change device 4 in this embodiment, in the form of a solid of soft magnetic material or as a soft magnetic core, which is coupled to the movement of the movable part of the element, is to perform a position detection, reciprocated and thereby by the magnetic field generating means 1 , which may be formed as in the first embodiment, generated and the magnetic field detecting device 2 permeating magnetic flux between a higher (first position, lying in the figure on the right side) and a lower (second position, left side in the figure) magnetic flux by interrupting or shielding a position-dependent respective part of the magnetic field lines changes.

Allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemein, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 und die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 außerhalb des druckdicht verschlossenen Teilraums 14 angeordnet sind und sich lediglich die unterscheidbare Messsignale vorbereitende Magnetfeldänderungseinrichtung 4 innerhalb des druckdichten Teilraums 14 bewegt. Mit dieser Anordnung wird somit vorteilhaft erreicht, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtung 1, welche aus einem empfindlichen und gering verschleißfestem Material besteht, stationär außerhalb des druckdichten Teilraums 14 angeordnet werden kann und damit frei von Stoßbelastungen und Reibungskräften aufgrund der Eigenbewegung in dem druckdichten Teilraum 14 ist.All the embodiments described above have in common that the magnetic field generating device 1 and the magnetic field detection device 2 outside the pressure-sealed compartment 14 are arranged and only the distinguishable measuring signals preparatory magnetic field changing means 4 within the pressure-tight subspace 14 emotional. With this arrangement is thus advantageously achieved that the magnetic field generating device 1 , which consists of a sensitive and low wear-resistant material, stationary outside of the pressure-tight subspace 14 can be arranged and thus free of shock loads and friction forces due to the proper motion in the pressure-tight subspace 14 is.

Weiter vorteilhaft sind aufgrund der nicht mehr vorhandenen Abnutzung der Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 ein gleichbleibendes Magnetfeld erzeugbar und somit eine Ausgangssignalkonstanz erzeugbar, insbesondere dann, wenn für die Magnetfeldänderungseinrichtung 4 ein höherfester, gegenüber Stoßbelastungen und Druckkräften unempfindlicher Werkstoff mit vernachlässigbaren Verschleißerscheinungen gewählt wird.Further advantageous are due to the no longer existing wear of the magnetic field generating device 1 a constant magnetic field can be generated and thus an output signal constants can be generated, in particular if, for the magnetic field changing device 4 a higher-strength, insensitive to shock loads and compressive forces material is selected with negligible wear and tear.

Die hohlkörperförmige, beispielsweise röhrenartige, Form der Magnetfeldänderungseinrichtung 4 gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel bietet hierbei die Vorteile eines geringeren Gewichts bei gleichzeitig lokal bzw. punktuell geringer Stirnfläche und dadurch kleinerer angreifender Massenkräfte und -momente sowie kleinerer durch die Bewegung erzeugter Druckänderungen und Stoßwellen, wodurch bei gleichzeitig geringem Verschleiß der Magnetfeldänderungseinrichtung 4 höhere Schalt- bzw. Bewegungsgeschwindigkeiten darstellbar sind, während die massive Kernform gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel auch bei Auftreten eines höheren Verschleißes und sich damit langsam ändernder Erfassungssignale aufgrund der Gesamtmasse der Magnetfeldänderungseinrichtung 4 über eine lange Betriebsdauer hinweg das Einhalten von zulässigen Erfassungssignalgrenzen ermöglicht.The hollow body-shaped, for example tube-like, shape of the magnetic field changing device 4 According to the first and the second embodiment, this provides the advantages of a lower weight with simultaneously locally or selectively lower face and thus smaller attacking inertial forces and moments and smaller generated by the movement pressure changes and shock waves, thereby simultaneously low wear of the magnetic field change device 4 Higher switching or movement speeds can be displayed, while the massive core shape according to the third embodiment, even with the occurrence of higher wear and thus slowly changing detection signals due to the total mass of the magnetic field changing means 4 allows for compliance with permissible detection signal limits over a long period of operation.

Da die Richtung des den druckdichten Teilraum 14 durchsetzenden magnetischen Flusses durch die stationäre und positionell zueinander festgelegte Anordnung der Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 und der Magnetfelderfassungseinrichtung 2 bezüglich des Hohlkörpers 5 ebenfalls stationär ist, entfällt ein Einfluss der Magnetfeldänderungseinrichtung 4 auf die Ausgangssignale der Positionserfassung aufgrund einer Verdrehlage derselben um ihre Längsachse, so dass vorteilhaft und den Aufbau der Vorrichtung vereinfachend die Notwendigkeit einer Verdrehsicherung zur Sicherung der Magnetfeldänderungseinrichtung 4 gegen Verdrehen während oder zwischen ihren Bewegungen entfällt.Because the direction of the pressure-tight subspace 14 passing magnetic flux through the stationary and positionally fixed to each other arrangement of the magnetic field generating device 1 and the magnetic field detection device 2 with respect to the hollow body 5 is also stationary, eliminates an influence of the magnetic field change device 4 to the output signals of the position detection due to a Verdrehlage the same about its longitudinal axis, so that advantageous and the structure of the device simplifying the need for a rotation to secure the magnetic field change device 4 against twisting during or between their movements is eliminated.

Allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist weiter gemein, dass zum Einen der druckdichte Teilraum 14 in hohem Maße wartungsfrei wird und nicht mehr aufgrund eines frühen Verschleißes eines sich darin befindlichen Elements der Positionserfassungsvorrichtung geöffnet und wieder verschlossen werden muss. Zum Anderen können günstig die Magnetfelderzeugungseinrichtung 1 und die Magnetfelderfassungseinrichtung 2 zu einer konstruktiven Einheit in Form beispielsweise eines Moduls zusammengefasst werden. Bei einer geeigneten, beispielsweise steck- und/oder rastbaren Anordnung an dem Hohlkörper 5 kann eine solche Einheit im Austauschfall rasch und ohne Aufwand getauscht werden, und sind gleichzeitig durch Bereitstellen solcher Einheiten mit unterschiedlichen Kenngrößen und/oder Parametern unterschiedliche Erfassungsverhalten und/oder Kennlinien der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Änderung an den druckdicht abgeschlossenen Volumina erzielbar.All embodiments described above is also common that on the one hand, the pressure-tight subspace 14 is highly maintenance-free and no longer needs to be opened and reclosed due to early wear of an element of the position sensing device located therein. On the other hand, the magnetic field generating device can be favorable 1 and the magnetic field detection device 2 to a constructive unit in the form of, for example, egg grouped together. In a suitable, for example pluggable and / or latchable arrangement on the hollow body 5 If such a unit can be exchanged quickly and easily in the event of replacement, and at the same time, by providing such units with different parameters and / or parameters, different detection characteristics and / or characteristic curves of the device according to the invention can be achieved without changing the pressure-tight sealed volumes.

Es wird angemerkt, dass in allen Ausführungsbeispielen vorteilhaft an der Außenseite und/oder an der Innenseite des Hohlkörpers 5 eine (nicht dargestellte) Hubbegrenzung zur Begrenzung des Bewegungshubs des stangenförmigen Elements 6 in entweder der Richtung hin zu dem linksseitigen Ende des Hohlkörpers 5, an dem sich das Verschlusselement 7 bzw. sein einstückig geschlossenes Ende befindet, der Richtung hin zu dem rechtsseitigen Ende des Hohlkörpers, an dem sich der Anschluss an bzw. der Übergang in das Volumen des Raums mit dem Element mit dem beweglichen Teil befindet, oder in beiden dieser Richtungen vorgesehen sein kann.It is noted that in all embodiments advantageous on the outside and / or on the inside of the hollow body 5 a (not shown) stroke limiter for limiting the movement stroke of the rod-shaped element 6 in either the direction toward the left-hand end of the hollow body 5 on which the closure element 7 or its integrally closed end, the direction towards the right-hand end of the hollow body, at which the connection to or the transition is in the volume of the space with the element with the movable part, or may be provided in both of these directions ,

Durch eine solche Hubbegrenzung, die beispielsweise durch eine geeignete Ausformung der außenseitigen und/oder innenseitigen Oberfläche des Hohlkörpers 5 in Verbindung mit einer entsprechenden Gegenform an dem beweglichen stangenförmigen Element 6 oder einem anderen, hierzu geeigneten Element der Positionserfassungsvorrichtung ausgebildet sein kann, wird unter anderem ein Auftreffen der freien Stirnfläche der Magnetfeldänderungseinrichtung 4 auf die den Hohlkörper 5 abdichtende Wandung des Verschlusselements 7 und deren Abnutzung und/oder Beschädigung durch eine damit verbundene Stoßbelastung sicher verhindert.By such a stroke limitation, for example, by a suitable shaping of the outside and / or inside surface of the hollow body 5 in conjunction with a corresponding counter-shape on the movable rod-shaped element 6 or another, suitable for this purpose element of the position detection device is, inter alia, an impact of the free end face of the magnetic field changing means 4 on the hollow body 5 sealing wall of the closure element 7 and their wear and / or damage safely prevented by an associated shock load.

Vorteilhaft kann alternativ in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel auch die rechtsseitige, in den Innenraum des Hohlkörpers gerichtete Stirnfläche der Erhebung 10 des Verschlusselements 7 in einseitiger Richtung als eine solche Hubbegrenzung dienen, falls die Länge der Magnetfeldänderungseinrichtung 4 in Längsachsenrichtung der Vorrichtung kürzer ausgestaltet wird als die Eintauchtiefe des Eintauchraums 13, so dass der kopfförmige Endabschnitt 12 des stangenförmigen Elements 6 gegen diese Stirnfläche der Erhebung 10 in Auflage kommt, bevor das linksseitige Ende bzw. die linksseitige Stirnfläche der Magnetfeldänderungseinrichtung 4 die innen seitige Wandung des Verschlusselements 7 am linksseitigen Ende des Eintauchbereichs 13 erreicht.Advantageously, alternatively, in the first and the second embodiment, the right side, directed into the interior of the hollow body end face of the survey 10 the closure element 7 in one-sided direction serve as such a stroke limiter, if the length of the magnetic field changing means 4 is made shorter in the longitudinal axis direction of the device than the immersion depth of the immersion space 13 such that the head-shaped end portion 12 of the rod-shaped element 6 against this face of the survey 10 comes into circulation, before the left-side end and the left-side end face of the magnetic field changing device 4 the inside wall of the closure element 7 at the left end of the dip area 13 reached.

Die mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.The with the registration and later submitted claims are attempts to formulate without prejudice to the achievement of further protection.

Sollte sich bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich bereits zum jetzigen Zeitpunkt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.Should at closer Exam, especially the relevant Prior art, revealed that one or the other feature for the goal Although the invention is favorable, is not crucial but is, of course, already At the present time a formulation aimed at such a Feature, especially in the main claim, no longer has.

Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.The in the dependent claims cited The antecedents point to the further development of the subject of the main claim through the features of the respective subclaim. However, they are not as a waiver of the achievement of an independent, subject Protection for to understand the features of the dependent claims.

Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.Characteristics, which have been disclosed so far only in the description, can in Course of the process as of essential importance to the invention, for example be claimed for differentiation from the prior art.

Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.Characteristics, which were disclosed only in the description, or even individual features from claims, which include a plurality of features, at any time for delimitation are taken over from the prior art in the first claim, namely even if such features are related to other characteristics were mentioned or in connection with other characteristics in particular favorable Achieve results.

Claims

Position detecting device for detecting a position of a space movable element in a subspace ( 14 ) of the room, characterized by - one outside the subspace ( 14 ) stationary magnetic field generating device ( 1 ); - one within the subspace ( 14 ) movably arranged and coupled to the movable element magnetic field changing means ( 4 ), which in response to the movement of the movable element by the magnetic field generating device ( 1 ) and through the subspace ( 14 ) changes magnetic field; and - one outside the subspace ( 14 ) stationary magnetic field detection device ( 2 ), which changes the magnetic field by the magnetic field changing device ( 4 ) detected.

Position detecting device according to claim 1, characterized in that the subspace ( 14 ) is a fluid-filled partial volume of the likewise fluid-filled space.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the subspace ( 14 ) from a pressure-tight hollow body connected to the space ( 5 ), in particular a tubular body, consists of a non-magnetic material.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field generating device ( 1 ) is a permanent magnet or an electromagnet.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field generating device ( 1 ) is a ring magnet.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field generating device ( 1 ) is a permanent magnet with a through hole.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field detecting device ( 2 ) is a sensor, in particular a Hall sensor.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field changing device ( 4 ) in the subspace ( 14 ) is a movable element made of a soft magnetic material.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field changing device ( 4 ) in the subspace ( 14 ) is a moving core of a soft magnetic material.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field changing device ( 4 ) in the subspace ( 14 ) is a movable hollow body, in particular a tube made of a soft magnetic material.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the subspace ( 14 ) pressure-tight and in the subspace ( 14 ) a rod-shaped element ( 6 ) is movably arranged from a non-magnetic material, wherein the rod-shaped element ( 6 ) at one of its ends with the magnetic field changing device ( 4 ) and coupled at the other of its ends to the movable member.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the subspace ( 14 ) at one of its ends by a closure element ( 7 ) is sealed pressure-tight from a non-magnetic material.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element ( 7 ) a recess ( 8th ) in which the magnetic field detection device ( 2 ) is arranged.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element ( 7 ) a recess ( 8th ), in which the magnetic field generating device ( 1 ) is arranged.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element ( 7 ) one in the subspace ( 14 ) survey ( 10 ) such that between the survey ( 10 ) and an inner wall of the subspace ( 14 ) the assessment ( 10 ) surrounding an immersion room ( 13 ) is formed, in which the magnetic field changing device ( 4 ) coupled with a movement of the movable member immersed and immersively moved.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the outside of the subspace ( 14 ) located recess ( 8th ) of the closure element ( 7 ) with the magnetic field generating device ( 1 ) or magnetic field detection device ( 2 ) within the subspace ( 14 ) survey ( 10 ) of the closure element ( 7 ) is located.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that a limiting device for limiting the movement stroke of the magnetic field changing device ( 4 ) is provided.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the limiting device by the partial space inside end face of the survey ( 10 ) of the closure element ( 7 ) is formed, which one-sided the movement stroke of the rod-shaped element ( 6 ) limiting contact surface for a head-shaped end portion ( 12 ) of the same forms.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that a limiting device for limiting the movement stroke of the magnetic field changing device ( 4 ) on the outside of the wall of the hollow body ( 5 ) is provided.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field generating device ( 1 ) and the magnetic field detection device ( 2 ) are combined to form a structural unit, which can be attached as such to the position detecting device and detachable from this.

Position detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field generating device ( 1 ), the magnetic field detection device ( 2 ) and the closure element ( 7 ) are combined to form a structural unit, which can be attached as such to the position detecting device and detachable from this.

Electromagnet, characterized by - a movable armature in an armature section; A position detecting portion connected to the armature portion for detecting a position of the movable armature; A magnetic field generating means stationarily arranged outside the position detecting section ( 1 ); A magnetic field change device movably arranged within the position detection section and coupled to the movable armature ( 4 ), which in response to the movement of the movable armature by the magnetic field generating device ( 1 ) and passing through the position detecting portion changes magnetic field; and a magnetic field detection device (11) arranged outside the position detection section ( 2 ), which changes the magnetic field by the magnetic field changing device ( 4 ) detected.

Electromagnet according to claim 22, characterized in that the position detection section comprises a position detection device according to one of claims 2 to 21, wherein the element movable in the space includes the armature and the subspace ( 14 ) Is part of the position detection section.