DE102013012774B4

DE102013012774B4 - Part-turn actuator and method for the automated determination of a switching point

Info

Publication number: DE102013012774B4
Application number: DE102013012774.2A
Authority: DE
Inventors: Torsten Heineck; Wolfgang Rieder; Falk Grabert
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2022-02-17
Anticipated expiration: 2033-08-01
Also published as: DE102013012774A1; CN204371831U

Abstract

Schwenkantrieb (1) zur Bereitstellung einer winkelbegrenzten Schwenkbewegung einer Antriebswelle (2) um eine Schwenkachse (3), mit einem Antriebsgehäuse (4) und mit einer am Antriebsgehäuse (4) angebrachten Sensoreinrichtung (16) zur Ermittlung einer rotatorischen Lage der Antriebswelle (2), wobei die Antriebswelle (2) an einem Endbereich (15) mit einem Permanentmagneten (19) zur Bereitstellung eines Magnetfelds ausgerüstet ist und wobei die Sensoreinrichtung (16) wenigstens ein Sensormittel (20) zur Ausgabe wenigstens eines vom Magnetfeld abhängigen Sensorsignals sowie eine Auswerteeinrichtung (21) zur Verarbeitung des Sensorsignals umfasst, wobei der Permanentmagnet (19) und das Sensormittel (20) in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind und dass die Auswerteeinrichtung (21) eine Speichereinrichtung zur Speicherung eines Sensorsignals, das einer vorgebbaren rotatorischen Lage der Antriebswelle (2) entspricht, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (19) konzentrisch zur Schwenkachse (3) angeordnet ist.Pivoting drive (1) for providing an angularly limited pivoting movement of a drive shaft (2) about a pivot axis (3), with a drive housing (4) and with a sensor device (16) attached to the drive housing (4) for determining a rotational position of the drive shaft (2) , wherein the drive shaft (2) is equipped at an end area (15) with a permanent magnet (19) for providing a magnetic field and wherein the sensor device (16) has at least one sensor means (20) for outputting at least one sensor signal dependent on the magnetic field and an evaluation device ( 21) for processing the sensor signal, with the permanent magnet (19) and the sensor means (20) being arranged at a distance from one another in the axial direction and in that the evaluation device (21) has a storage device for storing a sensor signal which corresponds to a predeterminable rotational position of the drive shaft (2nd ) Corresponds to, characterized in that the permanent magnet (19) is arranged concentrically to the pivot axis (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwenkantrieb zur Bereitstellung einer winkelbegrenzten Schwenkbewegung einer Antriebswelle um eine Schwenkachse, mit einem Antriebsgehäuse und mit einer am Antriebsgehäuse angebrachten Sensoreinrichtung zur Ermittlung einer rotatorischen Lage der Antriebswelle, wobei die Antriebswelle an einem Endbereich mit einem Permanentmagneten zur Bereitstellung eines Magnetfelds ausgerüstet ist und wobei die Sensoreinrichtung ein Sensormittel zur Ausgabe wenigstens eines vom Magnetfeld abhängigen Sensorsignals sowie eine Auswerteeinrichtung zur Verarbeitung des Sensorsignals umfasst, wobei der Permanentmagnet und die Sensormittel in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind und dass die Auswerteeinrichtung eine Speichereinrichtung zur Speicherung eines Sensorsignals, das einer vorgebbaren rotatorischen Lage der Antriebswelle entspricht, umfasst. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum automatisierten Festlegen eines Schaltpunkts.The invention relates to a pivot drive for providing a pivoting movement of a drive shaft about a pivot axis with a limited angle, with a drive housing and with a sensor device attached to the drive housing for determining a rotational position of the drive shaft, the drive shaft being equipped at one end with a permanent magnet to provide a magnetic field and wherein the sensor device comprises a sensor means for outputting at least one sensor signal dependent on the magnetic field and an evaluation device for processing the sensor signal, wherein the permanent magnet and the sensor means are arranged at a distance from one another in the axial direction and that the evaluation device has a storage device for storing a sensor signal which corresponds to a predeterminable rotational Corresponds to the position of the drive shaft includes. The invention also relates to a method for automatically setting a switching point.

Aus der EP 0 798 472 B1 ist es bekannt, einen fluidbetätigten Drehantrieb, der eine Antriebseinrichtung mit einer drehbeweglich gelagerten Antriebswelle umfasst, an einer Außenseite eines zur Aufnahme der Antriebswelle bestimmten Gehäuses mit einer Positionserfassungseinrichtung zu versehen, wobei die Positionserfassungseinrichtung als magnetfeldempfindlicher Näherungsschalter ausgebildet ist und der Antriebswelle ein als Permanentmagnet ausgebildetes Betätigungsglied zugeordnet ist, um bei Annäherung an den Näherungsschalter ein Schaltsignal auszulösen. Dabei sind eine radial innen liegende Anordnung des Permanentmagneten und eine demgegenüber radial außen liegende Anordnung des Näherungsschalters vorgesehen.From the EP 0 798 472 B1 it is known to provide a fluid-actuated rotary drive, which comprises a drive device with a rotatably mounted drive shaft, with a position detection device on the outside of a housing designed to accommodate the drive shaft, the position detection device being designed as a magnetic field-sensitive proximity switch and the drive shaft being provided with an actuating element designed as a permanent magnet is assigned to trigger a switching signal when approaching the proximity switch. A radially inner arrangement of the permanent magnet and, in contrast, a radially outer arrangement of the proximity switch are provided.

Die DE 20 2006 001 597 U1 offenbart einen Drehantrieb, der einen Grundkörper und ein diesbezüglich zu einer rotativen Abtriebsbewegung um eine Drehachse antreibbares Abtriebsteil sowie eine Positionserfassungseinrichtung umfasst, die am Abtriebsteil angeordnete, bei der Abtriebsbewegung entlang einer kreisbogenförmigen Betätigungsbahn bewegte Betätigungsmittel sowie wenigstens zwei entlang der Betätigungsbahn verteilt am Grundkörper angeordnete, berührungslos auf die Betätigungsmittel ansprechende Positionssensoren enthält, wobei die Betätigungsmittel mindestens zwei Betätigungselemente aufweisen, die in ihren bezüglich des Abtriebsteils und relativ zueinander eingenommenen Betätigungspositionen in der Verlaufsrichtung ihrer jeweiligen Betätigungsbahn variabel positionierbar sind, wobei die Betätigungselemente und die Positionssensoren so angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass jeder Positionssensor nur durch ein spezifisches der Betätigungselemente aktivierbar ist, auf das der wenigstens eine andere Positionssensor nicht anspricht.the DE 20 2006 001 597 U1 discloses a rotary drive, which comprises a base body and an output part that can be driven in this regard to a rotary output movement about an axis of rotation, as well as a position detection device, the actuating means arranged on the output part and moved along an arc-shaped actuating path during the output movement, and at least two contactless arranged on the base body distributed along the actuating path contains position sensors that respond to the actuating means, the actuating means having at least two actuating elements which can be variably positioned in the direction of their respective actuating path in their actuating positions assumed in relation to the driven part and relative to one another, the actuating elements and the position sensors being arranged and/or designed in such a way that each position sensor can only be activated by a specific one of the actuating elements on which the at least one other position ns sensor does not respond.

Aus der DE 10 2010 034 994 B4 ist eine Messeinrichtung mit einem Messgehäuse und einem beweglich im Messgehäuse aufgenommenen Messglied sowie mit einer Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Position des Messglieds relativ zum Messgehäuse bekannt, wobei die Sensoreinrichtung wenigstens ein zur Bereitstellung eines analogen Sensorsignals in Abhängigkeit von der Position des Messglieds ausgebildetes Sensormittel sowie Schaltungsmittel zur Analog-Digital-Wandlung des Sensorsignals und Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung des Sensorsignals und Buskommunikationsmittel zur bidirektionalen digitalen Datenübertragung zwischen der Sensoreinrichtung und einer Steuereinrichtung umfasst und wobei die Verarbeitungsmittel für eine programmierbare logische Verknüpfung von wenigstens zwei Beträgen von Sensorsignalen sowie für eine Bereitstellung eines Verknüpfungsergebnisses und des analogen Sensorsignals in digitalisierter Codierung, insbesondere mit einer Codierung, die wenigstens 2 Bit umfasst, an die Buskommunikationsmittel ausgebildet sind.From the DE 10 2010 034 994 B4 discloses a measuring device with a measuring housing and a measuring element movably accommodated in the measuring housing and with a sensor device for detecting a position of the measuring element relative to the measuring housing, with the sensor device having at least one sensor means designed to provide an analog sensor signal as a function of the position of the measuring element, and circuit means for analog-to-digital conversion of the sensor signal and processing means for processing the sensor signal and bus communication means for bidirectional digital data transmission between the sensor device and a control device, and the processing means for a programmable logical combination of at least two amounts of sensor signals and for providing a combination result and the analog Sensor signal in digitized coding, in particular with a coding that comprises at least 2 bits, to the bus communication means are formed.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schwenkantrieb mit verbesserter Positionserfassung bereitzustellen.The object of the invention is to provide a swivel drive with improved position detection.

Diese Aufgabe wird für einen Schwenkantrieb der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass der Permanentmagnet konzentrisch zur Schwenkachse angeordnet ist. Desweiteren wird die Aufgabe der Erfindung durch einen Schwenkantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1 for a swivel drive of the type mentioned at the outset. Here it is provided that the permanent magnet is arranged concentrically to the pivot axis. Furthermore, the object of the invention is achieved by a swivel drive with the features of claim 8 and a method with the features of claim 14.

Aufgrund der axialen Anordnung von Permanentmagnet und Sensormittel wird erreicht, dass bei einer Änderung der rotatorischen Lage der Antriebswelle sich lediglich die Richtung des Magnetfelds ändert, während eine Feldstärke des Magnetfelds zumindest im Wesentlichen gleich bleibt. Hierdurch ist es möglich, innerhalb eines, insbesondere auf weniger als 360 Grad begrenzten, Schwenkwinkelbereichs für jeden einstellbaren Schwenkwinkel eine zuverlässige Bestimmung der rotatorischen Lage der Antriebswelle vorzunehmen, ohne hierbei eine Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Sensoreinrichtungen zu benötigen. Ferner kann durch die axiale Beabstandung von Permanentmagnet und Sensormittel eine besonders schlanke Ausgestaltung des Schwenkantriebs hinsichtlich einer normal zur Schwenkachse ausgerichteten Querschnittsebene erreicht werden. Die zur Speicherung wenigstens eines Sensorsignals ausgebildete Speichereinrichtung ermöglicht es, eine oder mehrere rotatorische Lagen der Antriebswelle abzuspeichern und die gespeicherten Sensorsignale zu einem späteren Zeitpunkt für eine weitere Verwertung einzusetzen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, die gespeicherten Sensorsignale mit aktuellen Sensorsignalen zu vergleichen, um daraus Informationen über die rotatorische Lage der Antriebswelle zu gewinnen.Due to the axial arrangement of the permanent magnet and sensor means, when the rotational position of the drive shaft changes, only the direction of the magnetic field changes, while the field strength of the magnetic field remains at least essentially the same. This makes it possible to reliably determine the rotational position of the drive shaft within a pivot angle range, particularly limited to less than 360 degrees, for each adjustable pivot angle without requiring a large number of sensor devices arranged in the circumferential direction. Furthermore, due to the axial spacing of the permanent magnet and the sensor means, a particularly slim design of the swivel drive can be achieved with respect to a cross-sectional plane aligned normal to the swivel axis. The memory device designed to store at least one sensor signal makes it possible to store one or more rotational positions of the drive shaft and use the stored sensor signals for further use at a later point in time. It can be provided in particular to compare the stored sensor signals with current sensor signals in order to obtain information about the rotational position of the drive shaft.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Zweckmäßig ist es, wenn die Antriebswelle mit einem ersten Endbereich zumindest bereichsweise in ein Sensorgehäuse hineinragt und dass der Permanentmagnet an einer axial ausgerichteten Stirnseite der Antriebswelle angeordnet ist. Hierdurch kann eine vorteilhafte räumliche Nähe zwischen der Antriebswelle und der Sensoreinrichtung erzielt werden, wobei sich das Sensorgehäuse in axialer Richtung an das Antriebsgehäuse anschließt und/oder das Sensorgehäuse vorzugsweise unmittelbar mit dem Antriebsgehäuse gekoppelt ist, um eine abdichtende Verbindung zwischen Antriebsgehäuse und Sensorgehäuse zu gewährleisten. Besonders bevorzugt ist das Sensorgehäuse napfförmig ausgebildet und umgibt den aus dem Antriebsgehäuse abragenden ersten Endbereich der Antriebswelle. Somit müssen für die Lagerung der Antriebswelle im Antriebsgehäuse keine separaten Dichtmaßnahmen gegenüber Umwelteinflüssen ergriffen werden, sofern das Sensorgehäuse zusammen mit dem Antriebsgehäuse ein abgedichtetes Raumvolumen bestimmt. Durch die Anordnung des Permanentmagneten an der axial ausgerichteten Stirnseite der Antriebswelle lässt sich die räumliche Nähe zwischen Permanentmagnet und Sensormittel nochmals verbessern. Die Erzielung einer vorgebbaren magnetischen Feldstärke, die vom Permanentmagneten an die Sensoreinrichtung bereitgestellt werden soll, um eine einwandfreie Ermittlung der rotatorischen Lage der Antriebswelle zu ermöglichen, kann aufgrund dieser Anordnung bereits mit einem sehr kompakt ausgestalteten Permanentmagneten erreicht werden.It is expedient if the drive shaft protrudes at least partially into a sensor housing with a first end region and if the permanent magnet is arranged on an axially aligned end face of the drive shaft. In this way, an advantageous spatial proximity between the drive shaft and the sensor device can be achieved, with the sensor housing adjoining the drive housing in the axial direction and/or the sensor housing being preferably coupled directly to the drive housing in order to ensure a sealed connection between the drive housing and the sensor housing. The sensor housing is particularly preferably cup-shaped and surrounds the first end region of the drive shaft that protrudes from the drive housing. Thus, no separate sealing measures against environmental influences have to be taken for the storage of the drive shaft in the drive housing, provided that the sensor housing defines a sealed volume together with the drive housing. By arranging the permanent magnet on the axially aligned end face of the drive shaft, the spatial proximity between the permanent magnet and the sensor means can be further improved. The achievement of a definable magnetic field strength, which is to be provided by the permanent magnet to the sensor device in order to enable a correct determination of the rotational position of the drive shaft, can already be achieved with a very compact permanent magnet due to this arrangement.

Vorteilhaft ist es, wenn der Permanentmagnet in einer Wellenkupplung angeordnet ist, die für eine drehfeste Verbindung mit dem Endbereich der Antriebswelle ausgebildet ist und/oder dass der Permanentmagnet diametral zur Schwenkachse oder einseitig zweipolig magnetisiert ist und/oder dass der Permanentmagnet scheibenförmig ausgebildet ist. Durch die Verwendung einer Wellenkupplung, die auf den Endbereich der Antriebswelle aufgesetzt und drehfest mit der Antriebswelle verbunden wird, kann der Permanentmagnet im Wesentlichen unabhängig von der Ausführung der Antriebswelle in optimaler Weise an die Erfordernisse der Sensoreinrichtung angebracht werden. Die Wellenkupplung dient somit als Adapter, der seinerseits an unterschiedliche Geometrien von Antriebswellen kostengünstig angepasst werden kann. Für die vorgesehene Erfassung der Feldrichtung des Magnetfelds, das vom Permanentmagneten ausgegeben und von der Sensoreinrichtung detektiert wird, ist es vorteilhaft, wenn der Permanentmagnet diametral magnetisiert ist. Dies bedeutet, dass eine magnetische Hauptachse des vom Permanentmagneten ausgegebenen Magnetfelds quer zur Schwenkachse der Antriebswelle ausgerichtet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Permanentmagnet scheibenförmig, insbesondere mit kreisförmigem Querschnitt, ausgebildet ist. Hierdurch lässt sich eine kompakte Bauweise für den Permanentmagneten verwirklichen. Ferner wird hierdurch eine möglicherweise störende Unwucht für den Schwenkantrieb vermieden.It is advantageous if the permanent magnet is arranged in a shaft coupling which is designed for a non-rotatable connection to the end region of the drive shaft and/or that the permanent magnet is magnetized diametrically to the pivot axis or on one side with two poles and/or that the permanent magnet is designed in the shape of a disk. By using a shaft coupling, which is placed on the end area of the drive shaft and is connected to the drive shaft in a torque-proof manner, the permanent magnet can be optimally attached to the requirements of the sensor device essentially independently of the design of the drive shaft. The shaft coupling thus serves as an adapter, which in turn can be inexpensively adapted to different geometries of drive shafts. For the intended detection of the field direction of the magnetic field, which is emitted by the permanent magnet and detected by the sensor device, it is advantageous if the permanent magnet is diametrically magnetized. This means that a main magnetic axis of the magnetic field emitted by the permanent magnet is aligned transversely to the pivot axis of the drive shaft. It is particularly advantageous if the permanent magnet is disc-shaped, in particular with a circular cross-section. A compact construction for the permanent magnet can be realized in this way. Furthermore, this avoids a possibly disturbing imbalance for the swivel drive.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensormittel wenigstens einen zumindest zweidimensionalen, insbesondere als Hall-Sensoren oder magnetoresistiven Sensor ausgebildeten, Sensor umfasst, um wenigstens eine Feldkomponente des Magnetfelds in Abhängigkeit von der rotatorischen Lage der Antriebswelle zu ermitteln. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Sensor derart im Sensorgehäuse und gegenüber dem Permanentmagneten angeordnet, dass er diejenige Feldkomponente erfassen kann, die sich bei der Schwenkbewegung der Antriebswelle um die Schwenkachse am stärksten verändert. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um die Feldkomponente des Magnetfelds, die in einer normal zur Schwenkachse ausgerichteten Ebene ihre stärkste Ausprägung aufweist und somit bei der Schwenkbewegung der Antriebswelle eine durch wenigstens einen entsprechend angeordneten Sensor präzise zu ermittelnde Veränderung ihrer rotatorischen Orientierung erfährt. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Sensor derart angeordnet, dass er zum Einen in jeder rotatorischen Lage der Antriebswelle stets zuverlässig ein Signal aus dem Magnetfeld des Permanentmagneten erzeugen kann und zum Anderen eine möglichst hohe Auflösung für die Erfassung der Schwenkbewegung der Antriebswelle gewährleisten können. Dies kann beispielsweise bei Hall-Sensoren dadurch sichergestellt werden, dass die beiden Hall-Sensoren senkrecht zueinander ausgerichtet werden, wobei eine durch den Strom durch den Hall-Sensor und die am Hall-Sensor abnehmbare Hall-Spannung aufgespannte Ebene normal zur Hauptrichtung der Feldlinien des Permanentmagneten ausgerichtet ist. In gleicher Weise können auch magnetoresistive Sensoren ausgerichtet werden. Sofern ein wenigstens dreidimensionaler Sensor eingesetzt wird, kann auch eine Veränderung einer magnetischen Feldstärke längs der Schwenkachse während der Rotation der Antriebswelle und des daran angebrachten Permanentmagneten ermittelt werden. Mit dieser Information ist es möglich, eine eventuell vorliegende Verkippung des Permanentmagneten gegenüber der Schwenkachse zu bestimmen und eventuell bei der Ermittlung des Sensorsignals mit einzubeziehen, so dass die Verkippung zumindest teilweise kompensiert werden kann. Dies ist insbesondere auch dann von Vorteil, wenn eine zentrische Montage des Sensormittels nicht möglich ist oder nicht gewährleistet werden kann, da durch die Informationen in der dritten Dimension eine Kompensation der Exzentrizität vorgenommen werden kann.In a development of the invention, it is provided that the sensor means comprises at least one at least two-dimensional sensor, in particular designed as a Hall sensor or magnetoresistive sensor, in order to determine at least one field component of the magnetic field as a function of the rotational position of the drive shaft. The at least one sensor is preferably arranged in the sensor housing and opposite the permanent magnet in such a way that it can detect that field component which changes the most during the pivoting movement of the drive shaft about the pivot axis. Preferably, this is the field component of the magnetic field that has its strongest expression in a plane aligned normal to the pivot axis and thus undergoes a change in its rotational orientation during the pivoting movement of the drive shaft that can be precisely determined by at least one appropriately arranged sensor. The at least one sensor is preferably arranged in such a way that, on the one hand, it can always reliably generate a signal from the magnetic field of the permanent magnet in any rotational position of the drive shaft and, on the other hand, it can ensure the highest possible resolution for detecting the pivoting movement of the drive shaft. In the case of Hall sensors, for example, this can be ensured by aligning the two Hall sensors perpendicularly to one another, with a plane spanned by the current through the Hall sensor and the Hall voltage that can be drawn off at the Hall sensor being normal to the main direction of the field lines of the Permanent magnet is aligned. Magnetoresistive sensors can also be aligned in the same way. If an at least three-dimensional sensor is used, a change in a magnetic field strength along the pivot axis during the rotation of the drive shaft and the permanent magnet attached thereto can also be determined. With this information it is possible to detect any tilting of the permanent magnet to be determined relative to the pivot axis and possibly included in the determination of the sensor signal, so that the tilting can be at least partially compensated. This is particularly advantageous when a centric assembly of the sensor means is not possible or cannot be guaranteed, since the eccentricity can be compensated for by the information in the third dimension.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung im Sensorgehäuse angeordnet ist und dass dem Sensorgehäuse ein Eingabemittel zur Auslösung einer Speicherung eines Sensorsignals in der Auswerteeinrichtung und/oder ein Anzeigemittel zur Ausgabe von Statusinformationen der Auswerteeinrichtung zugeordnet sind. Durch die Anordnung der Auswerteeinrichtung im Sensorgehäuse wird eine kompakte Bauweise für den Schwenkantrieb ermöglicht. Ferner können die Signale der Sensoren auf kurzem Wege der Auswerteeinrichtung zugeführt werden, sodass Störeinflüsse aus der Umgebung gering gehalten werden. Vorteilhaft ist es, wenn am Sensorgehäuse ein Eingabemittel ausgebildet ist, das beispielsweise als Tastschalter ausgeführt sein kann und das dazu genutzt werden kann, ein Sensorsignal in der Auswerteeinrichtung zu speichern, wenn die Schwenkachse eine vom Benutzer gewünschte Stellung erreicht hat. Bei Zugrundelegung einer entsprechenden Bedienlogik kann mit Hilfe des Eingabemittels auch eine Löschung von gespeicherten Sensorsignalen vorgenommen werden. Ferner ist es vorteilhaft, wenn am Sensorgehäuse ein Anzeigemittel ausgebildet ist, das beispielsweise in Form einer Leuchtdiode, einer Flüssigkristallanzeige oder einer Mehrsegmentanzeige ausgebildet ist und das in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Auswerteeinrichtung eine entsprechende Statusinformation ausgeben kann. In an advantageous development of the invention, it is provided that the evaluation device is arranged in the sensor housing and that the sensor housing is assigned an input device for triggering storage of a sensor signal in the evaluation device and/or a display device for outputting status information from the evaluation device. The arrangement of the evaluation device in the sensor housing enables a compact design for the rotary drive. Furthermore, the signals from the sensors can be fed to the evaluation device over a short distance, so that interference from the environment is kept to a minimum. It is advantageous if an input means is formed on the sensor housing, which can be designed as a push button, for example, and which can be used to store a sensor signal in the evaluation device when the pivot axis has reached a position desired by the user. If a corresponding operating logic is used as a basis, the input means can also be used to delete stored sensor signals. It is also advantageous if a display means is formed on the sensor housing, which is formed for example in the form of a light-emitting diode, a liquid crystal display or a multi-segment display and which can output corresponding status information depending on an operating state of the evaluation device.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung eine im Sensorgehäuse angeordnete Vorverarbeitungseinheit und eine außerhalb des Sensorgehäuses angeordnete Auswerteeinheit umfasst und dass zwischen der Vorverarbeitungseinheit und der Auswerteeinheit eine, insbesondere gemäß I/O-Link-Standard, ausgebildete Kommunikationsverbindung vorgesehen ist. Eine derartige Zweiteilung der Auswerteeinrichtung ist vorteilhaft, wenn ein besonders kompakter Schwenkantrieb geschaffen werden soll, bei dem eine vollständig im Sensorgehäuse angeordnete Auswerteeinrichtung zu viel Bauraum beanspruchen würde. Darüber hinaus kann durch die Auftrennung der Auswerteeinrichtung in die Vorverarbeitungseinheit und die Auswerteeinheit eine vorteilhafte Austauschbarkeit der Auswerteeinheit verwirklicht werden, um beispielsweise eine Anpassung an unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Verarbeitung der Sensorsignale und/oder des zur Verfügung zu stellenden Speicherplatzes zu ermöglichen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn zwischen der Vorverarbeitungseinheit und der Auswerteeinheit eine nach dem 1/0-Link-Standard ausgebildete Kommunikationsverbindung vorgesehen ist, mit deren Hilfe eine kostengünstige Signalübertragung zwischen Vorverarbeitungseinheit und aus Auswerteeinheit realisiert werden kann.In a further embodiment of the invention, it is provided that the evaluation device comprises a pre-processing unit arranged in the sensor housing and an evaluation unit arranged outside of the sensor housing, and that a communication connection, in particular according to the I/O-Link standard, is provided between the pre-processing unit and the evaluation unit. Such a division of the evaluation device is advantageous if a particularly compact swivel drive is to be created in which an evaluation device arranged completely in the sensor housing would take up too much installation space. In addition, by separating the evaluation device into the preprocessing unit and the evaluation unit, an advantageous interchangeability of the evaluation unit can be implemented, for example to enable adaptation to different requirements with regard to the processing of the sensor signals and/or the memory space to be made available. It is advantageous here if a communication link designed according to the 1/0 link standard is provided between the preprocessing unit and the evaluation unit, with the aid of which a cost-effective signal transmission can be implemented between the preprocessing unit and the evaluation unit.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung für einen Vergleich des wenigstens einen Sensorsignals mit einem gespeicherten Sensorsignal anhand eines, vorzugsweise frei programmierbaren, vorgegebenen Vergleichskriteriums und zur Ausgabe eines Schaltsignals und/oder eines Winkelsignals, insbesondere in Abhängigkeit von einer Einhaltung oder Nichteinhaltung des Vergleichskriteriums, ausgebildet ist. Bei dem Vergleichskriterium kann es sich beispielsweise um einen Fensterkomparator oder einen Hysteresekomparator handeln, mit deren Hilfe festgestellt werden kann, ob das aktuell vorliegende Sensorsignal in einem definierten Intervall um das gespeicherte Sensorsignal liegt. Bei einem Fensterkomparator wird hierbei betrachtet, ob das aktuelle Sensorsignal innerhalb eines durch einen Minimal- und einen Maximalwert definierten Intervalls liegt. Bei einem Hysteresekomparator ist vorgesehen, dass eine Umschaltung eines Signalpegels zwischen einem Low-Niveau und einem High-Niveau mit einem Hystereseband erfolgt, das vorzugsweise einstellbar ist. Vorzugsweise kann wenigstens ein Vergleichskriterium frei in die Auswerteeinrichtung programmiert werden, insbesondere ist es vorgesehen, dass mehrere Vergleichskriterien in der Auswerteeinrichtung gespeichert werden und für spezifische Zwecke individuell abgerufen werden können. Die Auswerteeinrichtung ist ferner dazu ausgebildet, ein Schaltsignal und/oder ein Winkelsignal auszugeben. Ein Schaltsignal kann insbesondere ausgegeben werden, wenn die Auswerteeinrichtung festgestellt hat, dass ein aktuelles Sensorsignal ein vorgegebenes Vergleichskriterium mit einem gespeicherten Sensorsignal einhält oder nicht einhält. Die Ausgabe eines Winkelsignals ist dann von Interesse, wenn ein der rotatorischen Lage der Antriebswelle proportionales Ausgangssignal von Interesse ist.It is preferably provided that the evaluation device is designed to compare the at least one sensor signal with a stored sensor signal using a preferably freely programmable, predetermined comparison criterion and to output a switching signal and/or an angle signal, in particular as a function of compliance or non-compliance with the comparison criterion is. The comparison criterion can be, for example, a window comparator or a hysteresis comparator, which can be used to determine whether the sensor signal currently present is within a defined interval of the stored sensor signal. In the case of a window comparator, it is considered whether the current sensor signal lies within an interval defined by a minimum and a maximum value. In a hysteresis comparator, it is provided that a signal level is switched between a low level and a high level with a hysteresis band that is preferably adjustable. Preferably, at least one comparison criterion can be freely programmed into the evaluation device, in particular it is provided that several comparison criteria are stored in the evaluation device and can be called up individually for specific purposes. The evaluation device is also designed to output a switching signal and/or an angle signal. A switching signal can be output in particular when the evaluation device has determined that a current sensor signal meets or does not meet a predetermined comparison criterion with a stored sensor signal. The output of an angle signal is of interest when an output signal proportional to the rotational position of the drive shaft is of interest.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung eine Vergleichseinrichtung und ein Zeitglied umfasst, dass die Vergleichseinrichtung für einen Vergleich eines gespeicherten Messwerts mit einem aktuell ermittelten Messwert ausgebildet ist, dass die Vergleichseinrichtung für eine Bereitstellung eines Steuersignals an das Zeitglied ausgebildet ist, wenn ein Ergebnis des Vergleichs einem vorgebbaren Kriterium genügt, dass das Zeitglied derart ausgebildet ist, dass bei der Bereitstellung des Steuersignals ein Zeitmessvorgang weitergeführt wird und dass bei einem Ausbleiben des Steuersignals der Zeitmessvorgang erneut gestartet wird, dass das Zeitglied derart ausgebildet ist, dass bei Erreichen einer vorgebbaren Zeitspanne ein Triggersignal vom Zeitglied ausgegeben wird und dass die Auswerteeinrichtung eine Speichereinrichtung umfasst, die zur Speicherung des aktuellen Messwerts bei Eintreffen des Triggersignals eingerichtet ist.In an advantageous development of the invention, it is provided that the evaluation device comprises a comparison device and a timer, that the comparison device is designed to compare a stored measured value with a currently determined measured value, that the comparison device is designed to provide a control signal to the timer, if a result of the comparison satisfies a predetermined criterion, that the timer is designed such that when the control signal is provided time measurement process is continued and that if the control signal is absent, the time measurement process is restarted, that the timer is designed in such a way that a trigger signal is output by the timer when a predefinable period of time is reached, and that the evaluation device includes a storage device that is used to store the current measured value Arrival of the trigger signal is set up.

Die Auswerteeinrichtung ist dazu vorgesehen, mit minimalem Datenverarbeitungsaufwand ein eigenständiges Festlegen wenigstens eines Schaltpunkts durch das Sensorsystem zu ermöglichen. Von dem Sensorsystem soll an dem wenigstens einen Schaltpunkt ein Sensorsignal in Form eines konkreten Positionswerts und/oder ein Schaltsignal, insbesondere ein digitales Schaltsignal, ausgegeben werden, das dazu dient, einer mit dem Sensorsystem gekoppelten, übergeordneten Steuereinrichtung wie beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) die Information zu übermitteln, dass das Messobjekt eine vorher ermittelte und gespeicherte Arbeitsposition erreicht hat. Typischerweise handelt es sich bei der Arbeitsposition des Messobjekts, die mit einem Schaltpunkt verknüpft wird, um eine Endlage, die ein rotatorischer oder translatorischer Aktor längs einer Bewegungsbahn einnimmt. Es kann sich bei der Position des Messobjekts ergänzend oder alternativ auch um eine Zwischenstellung zwischen zwei Endstellungen handeln. Eine Arbeitsposition wird dadurch bestimmt, dass das Messobjekt vorzugsweise eine gewisse Zeitspanne an dem jeweiligen Ort verbleibt.The evaluation device is intended to enable the sensor system to independently define at least one switching point with minimal data processing effort. At the at least one switching point, the sensor system is intended to output a sensor signal in the form of a specific position value and/or a switching signal, in particular a digital switching signal, which is used to send a higher-level control device coupled to the sensor system, such as a programmable logic controller (PLC) to transmit the information that the measurement object has reached a previously determined and stored working position. Typically, the working position of the measurement object, which is linked to a switching point, is an end position that a rotary or translatory actuator assumes along a movement path. Additionally or alternatively, the position of the measurement object can also be an intermediate position between two end positions. A working position is determined by the measurement object preferably remaining at the respective location for a certain period of time.

Abweichend von einem Verfahren zur Schaltpunkteinstellung eines Sensors unter Verwendung einer Häufigkeitsauswertung erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Sensorsystem lediglich ein zeitlich begrenzter Vergleich eines aktuell ermittelten Messwerts mit einem, vorzugsweise einzigen, gespeicherten Messwert. Die hierzu vorgesehene Zeitspanne ist im Zeitglied gespeichert, wobei das Zeitglied einen Zeitmessvorgang so lange weiterführt, bis entweder die vorgegebene Zeitspanne erreicht wurde oder bis das Steuersignal von der Vergleichseinrichtung ausbleibt. Bei einem Ausbleiben des Steuersignals erfolgt eine Rücksetzung des Zeitglieds, so dass der Zeitmessvorgang wieder von Neuem beginnt. Das Steuersignal wird von der Vergleichseinrichtung bereitgestellt, sofern ein gespeicherter Messwert mit einem aktuell ermittelten Messwert übereinstimmt. Dabei ist vorgesehen, dass nach Durchführung eines Vergleichs zwischen dem gespeicherten Messwert und dem aktuell ermittelten Messwert zur Vorbereitung des nächsten Vergleichszyklus stets der gespeicherte Messwert durch den aktuellen Messwert ersetzt wird. Dabei wird der bislang gespeicherte Messwert verworfen, so dass hierfür weder ein Speicherplatz noch eine Speicherplatzverwaltung notwendig sind. Bei dem Kriterium, das zur Beurteilung des Vergleichsergebnisses herangezogen wird, kann es sich beispielsweise um eine maximal zulässige Differenz zwischen dem gespeicherten und dem aktuellen Messwert handeln. Somit sind für eine Entscheidung, ob das Steuersignal weiterhin an das Zeitglied bereitgestellt werden soll oder ob das Zeitglied durch ein Ausbleiben des Steuersignals zurückgesetzt werden soll, vorzugsweise lediglich eine Speicherzelle für einen vorherigen Wert des Messwerts, eine erste Vergleichsoperation zur Verarbeitung der beiden Messwerte sowie eine zweite Vergleichsoperation zum Abgleich des Ergebnisses der ersten Vergleichsoperation mit einem vorgebbaren Kriterium erforderlich. In dem Zeitglied findet zumindest in regelmäßigen Abständen eine Abfrage statt, ob das Steuersignal von der Vergleichseinrichtung bereitgestellt wird. Sofern dies der Fall ist, wird im Zeitglied eine Zeitmessung so lange fortgesetzt, bis eine vorgebbare Zeitspanne erreicht ist. Bei Erreichen der vorgebbaren Zeitspanne gibt das Zeitglied ein Triggersignal aus, das innerhalb der Auswerteeinrichtung dazu führt, dass der aktuelle Messwert gespeichert wird. Dieser Messwert dient nunmehr als Schaltpunkt für das Sensorsystem, so dass bei neuerlichem Ermitteln dieses Messwerts ein Positionssignal an eine übergeordnete Steuereinrichtung wie beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung ausgegeben werden kann, um anzuzeigen, dass das Messobjekt in eine vorgegebene, insbesondere in eine mechanisch vorgegebene, Arbeitsposition gelangt ist.Deviating from a method for setting the switching point of a sensor using a frequency evaluation, in the sensor system according to the invention there is only a time-limited comparison of a currently determined measured value with a preferably single stored measured value. The period of time provided for this purpose is stored in the timer, with the timer continuing a time measurement process until either the predetermined time period has been reached or until the control signal from the comparison device fails to appear. If the control signal is absent, the timer is reset so that the time measurement process begins again. The control signal is provided by the comparison device if a stored measured value matches a currently determined measured value. It is provided that after a comparison has been carried out between the stored measured value and the currently determined measured value in preparation for the next comparison cycle, the stored measured value is always replaced by the current measured value. The previously saved measured value is then discarded, so that neither memory space nor memory space management are required for this. The criterion that is used to assess the comparison result can be, for example, a maximum permissible difference between the stored and the current measured value. Thus, for a decision as to whether the control signal should continue to be provided to the timer or whether the timer should be reset by the absence of the control signal, preferably only one memory cell for a previous value of the measured value, a first comparison operation for processing the two measured values and a second comparison operation required to compare the result of the first comparison operation with a predetermined criterion. At least at regular intervals, the timing element is queried as to whether the control signal is provided by the comparison device. If this is the case, a time measurement is continued in the timer until a predefinable period of time has been reached. When the predefinable period of time is reached, the timer emits a trigger signal, which causes the current measured value to be stored within the evaluation device. This measured value now serves as a switching point for the sensor system, so that when this measured value is determined again, a position signal can be output to a higher-level control device, such as a programmable logic controller, to indicate that the measurement object has reached a specified, in particular a mechanically specified, working position is.

Praktisch gesehen kann immer dann ein Schaltpunkt vom Sensorsystem festgelegt werden, wenn die Geschwindigkeit des Messobjekts verschwindet oder Null ist und die vom Sensorsystem ermittelten Messwerte zumindest über einen vorgegebenen Zeitraum im Wesentlichen konstant sind.In practical terms, a switching point can always be defined by the sensor system when the speed of the measurement object disappears or is zero and the measured values determined by the sensor system are essentially constant at least over a predetermined period of time.

Bei dem Messwert handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisches Spannungs- oder Stromsignal, das seinerseits von einem Messergebnis eines Sensors oder von Messergebnissen mehrerer Sensoren bestimmt wird. Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass das Sensorsystem einen zweiachsigen Hall-Sensor umfasst, der eine Radialfeldkomponente und eine Axialfeldkomponente eines Magnetfelds, insbesondere eines Permanentmagnetfelds, des Messobjekts erfassen kann und die beiden Magnetfeldkomponenten in vorgebbarer Weise miteinander verrechnet, so dass der gewünschte Messwert ausgegeben werden kann.The measured value is preferably an electrical voltage or current signal, which in turn is determined by a measurement result from a sensor or from measurement results from a plurality of sensors. By way of example, it can be provided that the sensor system comprises a two-axis Hall sensor, which can detect a radial field component and an axial field component of a magnetic field, in particular a permanent magnetic field, of the measurement object and offset the two magnetic field components with one another in a definable manner, so that the desired measured value can be output .

Zweckmäßig ist es, wenn die Vergleichseinrichtung für die Speicherung genau eines, insbesondere eines zuletzt ermittelten, Messwerts eingerichtet ist. Hierdurch kann die Vergleichseinrichtung einen sehr einfachen Aufbau aufweisen, da sie lediglich eine Speicherzelle für den Messwert benötigt und da keine aufwendige Verwaltung einer Vielzahl von Speicherzellen erforderlich ist. Vorzugsweise findet eine Ermittlung von Messwerten mit einer konstanten Taktfrequenz statt, so dass Messwerte sequentiell ermittelt und verarbeitet werden können. Vorzugsweise findet in der Vergleichseinrichtung ein Vergleich des jeweils aktuellen Messwerts mit einem unmittelbar vorher, also zuletzt eingetroffenen Messwert, statt.It is expedient if the comparison device is set up to store exactly one measured value, in particular a measured value determined last. As a result, the comparison device can have a very simple structure, since it only requires one memory cell for the measured value and since no complex management of a large number of memory cells is required. Measured values are preferably determined at a constant clock frequency, so that measured values can be determined and processed sequentially. In the comparison device, the current measured value is preferably compared with a measured value that occurred immediately before, ie last.

Vorteilhaft ist es, wenn die Speichereinrichtung zur Speicherung mehrerer Messwerte unterschiedlicher Arbeitspositionen ausgebildet ist. Somit können für das Messobjekt längs einer Bewegungsbahn, also beispielsweise einer Bewegungsachse bei einem Linearantrieb oder einer Kreisbahn bei einem Drehantrieb, mehrere Schaltpunkte für mehrere Arbeitspostionen durch das Sensorsystem festgelegt werden.It is advantageous if the storage device is designed to store a plurality of measured values from different working positions. Thus, several switching points for several working positions can be defined by the sensor system for the measurement object along a movement path, ie, for example, a movement axis with a linear drive or a circular path with a rotary drive.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung zur Ausgabe eines Positionssignals ausgebildet ist, wenn ein aktuell ermittelter Messwert mit einem in der Speichereinrichtung gespeicherten Messwert zumindest nahezu übereinstimmt. Das Positionssignal kann ausgegeben werden, wenn das Messobjekt die jeweilige Arbeitsposition passiert und/oder wenn das Messobjekt an der jeweiligen Arbeitsposition eine vorgebbare Mindestdauer verweilt. Vorzugsweise beinhaltet das Positionssignal eine Information über die jeweils vom Messobjekt erreichte Position oder es wird unmittelbar der an der jeweiligen Position vorliegende Messwert als Positionssignal ausgegeben. Somit können in einfacher Weise unterschiedliche Positionssignale ausgegeben werden. Exemplarisch kann vorgesehen werden, dass das Sensorsystem kein Signal ausgibt, solange der aktuelle Messwert mit keinem der gespeicherten Messwerte übereinstimmt. Sobald der aktuelle Messwert mit dem gespeicherten Messwert zumindest nahezu übereinstimmt, kann der jeweils aktuelle Messwert einmal oder wiederkehrend oder dauerhaft ausgegeben werden. Für eine Entscheidung darüber, ob der aktuelle Messwert zumindest nahezu mit dem gespeicherten Messwert übereinstimmt, kann ein Vergleichskriterium angesetzt werden. Beispielsweise kann das Vergleichskriterium als maximal zulässige Differenz zwischen den beiden Messwerten definiert sein.In a development of the invention, it is provided that the evaluation device is designed to output a position signal when a currently determined measured value at least approximately matches a measured value stored in the memory device. The position signal can be output when the measurement object passes the respective working position and/or when the measurement object stays at the respective working position for a minimum period that can be specified. The position signal preferably contains information about the position reached by the measurement object in each case, or the measured value present at the respective position is output directly as a position signal. Different position signals can thus be output in a simple manner. By way of example, it can be provided that the sensor system does not emit a signal as long as the current measured value does not match any of the stored measured values. As soon as the current measured value at least approximately matches the stored measured value, the current measured value can be output once or repeatedly or permanently. A comparison criterion can be applied for a decision as to whether the current measured value at least approximately matches the stored measured value. For example, the comparison criterion can be defined as the maximum permissible difference between the two measured values.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinrichtung derart eingerichtet, dass eine Ausgabe des Positionssignals erst vorgenommen wird, wenn ein in der Speichereinrichtung gespeicherter Messwert zumindest einmal durch Vorliegen eines Triggersignals bei zumindest nahezu gleichem Messwert bestätigt wurde. Dadurch wird erreicht, dass eine bestimmte Position längs der Bewegungsbahn des Messobjekts zumindest ein zweites Mal derart angefahren wird, dass es zur Ausgabe eines Triggersignals durch das Zeitglied kommt, bevor das Positionssignal ausgegeben wird. Hierdurch wird vermieden, dass eine Speicherung eines Messwerts an einer Position des Messobjekts längs des Bewegungswegs erfolgt, die das Messobjekt nur einmalig, beispielsweise aufgrund äußerer Umstände wie einer zeitweiligen außerplanmäßigen Blockierung der Bewegung des Messobjekts, angesteuert hat. Zum Vergleich der beiden Messwerte kann ein Vergleichskriterium, insbesondere gemäß der vorstehend genannten Art, vorgesehen werden.In a further embodiment of the invention, the evaluation device is set up in such a way that the position signal is only output when a measured value stored in the memory device has been confirmed at least once by the presence of a trigger signal with at least almost the same measured value. This ensures that a specific position along the movement path of the measurement object is approached at least a second time in such a way that a trigger signal is output by the timer before the position signal is output. This prevents a measured value from being stored at a position of the measurement object along the movement path that the measurement object has only driven to once, for example due to external circumstances such as a temporary unscheduled blocking of the movement of the measurement object. A comparison criterion, in particular of the type mentioned above, can be provided for comparing the two measured values.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung für eine benutzerdefinierte Skalierung eines vom ermittelten Sensorsignal abhängigen analogen Ausgangssignals ausgebildet ist. Bei dem Ausgangssignal handelt es sich beispielsweise um eine elektrische Spannung oder einen elektrischen Strom, der in einer vorgebbaren, insbesondere proportionalen, Abhängigkeit zu dem ermittelten Sensorsignal steht, das seinerseits in einer vorgegebenen, insbesondere proportionalen Abhängigkeit zum Schwenkwinkel der Antriebswelle steht. Da es bei einem Einsatz des Schwenkantriebs vorgesehen sein kann, den Schwenkbereich für die Antriebswelle mechanisch zu begrenzen, beispielsweise auf einen Bruchteil des maximal möglichen Schwenkwinkelbereichs, wird dadurch zunächst auch ein Intervall für das zum Sensorsignal proportionale Ausgangssignal begrenzt. Um dennoch eine vorteilhafte Weiterleitung und Verarbeitung des analogen Ausgangssignals zu ermöglichen, kann vorgesehen werden, das Ausgangssignal zu skalieren, so dass es innerhalb des vorgesehenen Schwenkwinkelbereichs für die Antriebswelle das volle Ausgangssignalintervall abdeckt. Dies wird vorzugsweise durch eine drahtlos oder drahtgebunden übermittelte Benutzereingabe an der Auswerteeinrichtung durchgeführt. Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass das Ausgangssignal bei einem maximalen Schwenkwinkelbereich von 0 bis 300 Grad für die Antriebswelle ein Spannungsintervall von 0 bis 9 Volt abdeckt. Bei einer mechanischen Beschränkung des Schwenkwinkelbereichs von 100 bis 200 Grad ergibt sich dementsprechend ohne eine Skalierung für das Ausgangssignal ein von 3 bis 6 Volt. Da es jedoch vorteilhaft ist, das analoge Ausgangssignal zur Reduzierung von Störeinflüssen mit einem maximalen Spannungshub über entsprechende Anschlusskabel zu übertragen, wird von einem Benutzer eine Einstellung an der Auswerteeinrichtung vorgenommen, die dazu führt, dass das Ausgangssignal skaliert wird. Bei einer exemplarischen Skalierung des Ausgangsignals wird dieses bei dem begrenzten Schwenkwinkelbereich von 100 bis 200 Grad auf den vollen Spannungshub skaliert, so dass der Schwenkwinkel 100 Grad durch ein Ausgangssignal von 0 Volt repräsentiert wird und der Schwenkwinkel von 200 Grad durch ein Ausgangssignal von 9 Volt. Es kann auch ein anderes, abweichendes Spannungsintervall eingestellt werden. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann eine automatisierte Skalierung des Ausgangssignals in Abhängigkeit von automatisiert ermittelten Schaltpunkten erfolgen. Hierzu kann vorgesehen werden, dass zunächst wenigstens zwei Schaltpunkte längs der Schwenkbewegung der Antriebswelle automatisiert ermittelt werden. In einem nachgelagerten Schritt können dann diejenigen Schaltpunkte identifiziert werden, die jeweils den minimalen und den maximalen Schwenkwinkel der Antriebswelle repräsentieren, um anschließend für das Schwenkwinkelintervall zwischen diesen beiden Schaltpunkten eine Skalierung des Ausgangssignals vorzunehmen.In a further embodiment of the invention, it is provided that the evaluation device is designed for user-defined scaling of an analog output signal that is dependent on the determined sensor signal. The output signal is, for example, an electrical voltage or an electrical current that is dependent on the determined sensor signal, which can be predetermined and is particularly proportional. Since the pivoting drive can be used to mechanically limit the pivoting range for the drive shaft, for example to a fraction of the maximum possible pivoting angle range, this initially also limits an interval for the output signal proportional to the sensor signal. However, in order to enable an advantageous forwarding and processing of the analog output signal, it can be provided that the output signal is scaled so that it covers the full output signal interval within the pivot angle range provided for the drive shaft. This is preferably carried out by a user input transmitted wirelessly or by wire to the evaluation device. By way of example, it can be provided that the output signal covers a voltage interval of 0 to 9 volts for the drive shaft with a maximum swivel angle range of 0 to 300 degrees. With a mechanical limitation of the swivel angle range of 100 to 200 degrees, the output signal is accordingly between 3 and 6 volts without scaling. However, since it is advantageous to transmit the analog output signal with a maximum voltage swing via a corresponding connection cable in order to reduce interference, a setting is made by a user on the evaluation device, which causes the output signal to be scaled. In an exemplary scaling of the output signal, this is scaled to the full voltage swing in the limited swivel angle range of 100 to 200 degrees, so that the swivel angle of 100 degrees is represented by an output signal of 0 volts and the swivel angle of 200 degrees is represented by an output signal of 9 volts. A different, deviating voltage interval can also be set. In an advantageous development, the output signal can be automatically scaled as a function of automatically determined switching points. For this purpose, it can be provided that at least two switching points along the pivoting movement of the drive shaft are initially determined automatically. In a subsequent step, those switching points can then be identified which each represent the minimum and the maximum pivoting angle of the drive shaft, in order to subsequently scale the output signal for the pivoting angle interval between these two switching points.

Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem weiteren Aspekt durch ein Verfahren zur automatisierten Festlegung eines Schaltpunkts für ein Sensorsystem, das ein Messwert in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen einem Sensor und einem Messobjekt ausgibt, mit den wiederkehrenden Schritten gelöst: Ermitteln eines ersten Messwerts zu einem ersten Zeitpunkt und Speichern des ersten Messwerts in einer Vergleichseinrichtung, Ermitteln eines zweiten Messwerts zu einem zweiten Zeitpunkt und Vergleichen des zweiten Messwerts mit dem ersten Messwert, Bereitstellen eines Steuersignals an ein Zeitglied nur für den Fall, dass ein Ergebnis des Vergleichs der beiden Messwerte einem vorgebbaren Kriterium genügt, Weiterführen eines Zeitmessvorgangs durch das Zeitglied bei Bereitstellung des Steuersignals, Neustart des Zeitmessvorgangs durch das Zeitglied bei Ausbleiben des Steuersignals, Ausgeben eines Triggersignals vom Zeitglied an die Speichereinrichtung bei Erreichen einer vorgebbaren Zeitspanne, Speichern des aktuellen Messwerts in einer Speichereinrichtung der Auswerteeinrichtung bei Eintreffen des Triggersignals.According to a further aspect, the object of the invention is achieved by a method for automatically determining a switching point for a sensor system, which outputs a measured value as a function of a distance between a sensor and a measurement object, with the recurring steps: Determining a first measured value for a first point in time and storing the first measured value in a comparison device, determining a second measured value at a second point in time and comparing the second measured value with the first measured value, providing a control signal to a timer only in the event that a result of the comparison of the two measured values meets a predefinable criterion sufficient, continuation of a time measurement process by the timer when the control signal is provided, restart of the time measurement process by the timer if the control signal is absent, output of a trigger signal from the timer to the memory device when a predefinable period of time is reached, Sp storing the current measured value in a storage device of the evaluation device when the trigger signal arrives.

In Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass für den Vergleich des ersten Messwerts mit dem zweiten Messwert eine Zwischenspeicherung des ersten Messwerts, vorzugsweise eine ausschließliche Zwischenspeicherung des ersten Messwerts, vorgenommen wird.In an embodiment of the method, provision is made for the first measured value to be buffered for the comparison of the first measured value with the second measured value, preferably exclusively for the first measured value to be buffered.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung ein Positionssignal ausgibt, wenn ein aktuell ermittelter Messwert mit einem in der Speichereinrichtung gespeicherten Messwert zumindest nahezu übereinstimmt.In a further refinement of the method, it is provided that the evaluation device outputs a position signal when a currently determined measured value at least approximately matches a measured value stored in the memory device.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Ausgabe des Positionssignals erst vorgenommen wird, wenn ein in der Speichereinrichtung gespeicherter Messwert zumindest einmal durch Vorliegen eines Triggersignals bei gleichem Messwert bestätigt wurde.In a further refinement of the method, it is provided that the position signal is not output until a measured value stored in the memory device has been confirmed at least once by the presence of a trigger signal for the same measured value.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Erfassungsbereich für den Messwert vorgegeben wird, in dem das vorgebbare Kriterium erfüllt werden kann, wobei eine Neubestimmung eines Schaltpunkts nur innerhalb des Erfassungsbereichs erfolgt. Dabei ist der Erfassungsbereich derjenige Abschnitt der Bewegungsbahn, in dem das Sensorsystem ein zuverlässiges Messsignal ermitteln kann. Nur in diesem Bereich sollen eine Festlegung einer Arbeitsposition und eine Ausgabe eines Positionssignals möglich sein.In a further refinement of the method, it is provided that a detection range is specified for the measured value in which the predeterminable criterion can be met, with a switching point being redetermined only within the detection range. The detection area is that section of the movement path in which the sensor system can determine a reliable measurement signal. It should only be possible to define a working position and output a position signal in this area.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigen:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines Schwenkantriebs mit einer Sensoreinrichtung,
2 eine Detaildarstellung der Sensoreinrichtung gemäß 1
3 eine erste Wertetabelle für ein Verfahren zur automatisierten Festlegung eines Schaltpunkts für ein Sensorsystem,
4 eine zweite Wertetabelle für das Verfahren zur automatisierten Festlegung eines Schaltpunkts,
5 eine dritte Wertetabelle für das Verfahren zur automatisierten Festlegung eines Schaltpunkts,
6 eine vierte Wertetabelle für das Verfahren zur automatisierten Festlegung eines Schaltpunkts und
7 eine schematische Schaltungsdarstellung einer Analogschaltung zur Auswertung und Verarbeitung von Messwerten.

An advantageous embodiment of the invention is shown in the drawing. show:

1 a schematic sectional view of a swivel drive with a sensor device,
2 a detailed representation of the sensor device according to FIG 1
3 a first table of values for a method for automatically determining a switching point for a sensor system,
4 a second table of values for the procedure for the automated determination of a switching point,
5 a third table of values for the procedure for the automated determination of a switching point,
6 a fourth table of values for the method for the automated determination of a switching point and
7 a schematic circuit representation of an analog circuit for evaluating and processing measured values.

Die 1 zeigt einen Schwenkantrieb 1, der zur Bereitstellung einer, insbesondere auf einen Schwenkwinkelbereich kleiner 360 Grad, winkelbegrenzten Schwenkbewegung einer Antriebswelle 2 um eine Schwenkachse 3 ausgebildet ist. Exemplarisch ist der Schwenkantrieb 1 als fluidisch, insbesondere pneumatisch, betreibbarer Schwenkantrieb 1 ausgebildet. Für die Bereitstellung der Schwenkbewegung umfasst der Schwenkantrieb 1 ein exemplarisch zweiteilig ausgebildetes Antriebsgehäuse 4, das beispielsweise in eine obere Gehäusehälfte 5 und eine untere Gehäusehälfte 6 aufgeteilt ist. Die beiden Gehäusehälften 5, 6 des Antriebsgehäuses 4 umschließen einen abgedichtet ausgebildeten Arbeitsraum 7, der von der Antriebswelle 2 durchsetzt wird. Die Antriebswelle 2 ist an einander gegenüberliegend angeordneten Wandabschnitten jeweils mittels eines, exemplarisch als Kugellager 8, 9, ausgebildeten Lagermittels schwenkbeweglich im Antriebsgehäuse 4 gelagert. Ferner ist zwischen den Gehäusehälften 5, 6 und der Antriebswelle 2 jeweils eine umlaufende, insbesondere als Lippendichtung 10, 11, ausgebildete Dichteinrichtung vorgesehen, um die abgedichtete Ausführung des Arbeitsraums 7 auch im Bereich der Antriebswelle 2 zu gewährleisten. Für die Bereitstellung einer Schwenkbewegung ist der Antriebswelle 2 ein in radialer Richtung zur Schwenkachse 3 abragender Schwenkflügel 12 zugeordnet, der den Arbeitsraum 7 zusammen mit einem nicht dargestellten, in radialer Richtung nach innen vom Antriebsgehäuse 4 bis zur Antriebswelle 2 ragenden und dort abdichtend anliegenden Trennsteg in zwei nicht dargestellte, jeweils kreisringsegmentförmige Arbeitsvolumina unterteilt. Um eine Schwenkbewegung der Antriebswelle 2 um die Schwenkachse 3 hervorzurufen, ist vorgesehen, wenigstens eines der beiden Arbeitsvolumina mit Fluiddruck zu beaufschlagen, um hierdurch eine rotatorische Ausweichbewegung des Schwenkflügels 12 und damit eine Rotation der Antriebswelle 2 um die Schwenkachse 3 zu bewirken.the 1 shows a pivoting drive 1 which is designed to provide a pivoting movement of a drive shaft 2 about a pivoting axis 3 that is limited in particular to a pivoting angle range of less than 360 degrees. By way of example, the swivel drive 1 is designed as a swivel drive 1 that can be operated fluidly, in particular pneumatically. In order to provide the pivoting movement, the pivoting drive 1 comprises a drive housing 4 which is designed in two parts, for example, and which is divided into an upper housing half 5 and a lower housing half 6 , for example. The two housing halves 5, 6 of the drive housing 4 enclose a sealed working space 7 through which the drive shaft 2 passes. The drive shaft 2 is pivotably mounted in the drive housing 4 on wall sections arranged opposite one another by means of a bearing means, embodied, for example, as a ball bearing 8 , 9 . Furthermore, between the housing halves 5, 6 and the drive shaft 2 there is a circumferential lip, in particular as a lip Seal 10, 11, trained sealing device is provided to ensure the sealed design of the working chamber 7 in the area of the drive shaft 2. To provide a pivoting movement, the drive shaft 2 is assigned a pivoting vane 12 that protrudes in the radial direction toward the pivot axis 3, which separates the working chamber 7 together with a separating web (not shown) that protrudes in the radial direction inward from the drive housing 4 to the drive shaft 2 and abuts there in a sealing manner divided into two working volumes, not shown, each in the form of a segment of a circular ring. In order to cause a pivoting movement of the drive shaft 2 about the pivot axis 3, it is provided that fluid pressure is applied to at least one of the two working volumes in order to thereby cause a rotational evasive movement of the pivot vane 12 and thus a rotation of the drive shaft 2 about the pivot axis 3.

Um eine rotatorische Lage der Antriebswelle 2 gegenüber dem Antriebsgehäuse 4 ermitteln zu können, ist einem freien Ende 15 der Antriebswelle 2 eine Sensoreinrichtung 16 zugeordnet. Die Sensoreinrichtung 16 ist für eine Bestimmung der Verdrehung der Antriebswelle 2 gegenüber dem Antriebsgehäuse 4 ausgebildet. Exemplarisch ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung 16 ein Sensorgehäuse 17 umfasst, das exemplarisch abdichtend am Antriebsgehäuse 4 angebracht ist. Das Sensorgehäuse 17 begrenzt zusammen mit dem Antriebsgehäuse 4 einen Sensorraum 18, in den das freie Ende 15 der Antriebswelle 2 hineinragt und in dem ein der Antriebswelle 2 zugeordneter Permanentmagnet 19, ein Sensormittel 20 sowie eine Auswerteeinrichtung 21 untergebracht sind.In order to be able to determine a rotational position of the drive shaft 2 relative to the drive housing 4 , a sensor device 16 is assigned to a free end 15 of the drive shaft 2 . The sensor device 16 is designed to determine the rotation of the drive shaft 2 relative to the drive housing 4 . By way of example, it is provided that the sensor device 16 comprises a sensor housing 17 which, for example, is attached to the drive housing 4 in a sealing manner. The sensor housing 17, together with the drive housing 4, delimits a sensor space 18 into which the free end 15 of the drive shaft 2 protrudes and in which a permanent magnet 19 assigned to the drive shaft 2, a sensor means 20 and an evaluation device 21 are accommodated.

Exemplarisch ist vorgesehen, dass der Permanentmagnet 19 mit Hilfe einer Wellenkupplung 22 am freien Ende 15 der Antriebswelle 2 befestigt ist. Die Wellenkupplung 22 ist beispielsweise mit Hilfe einer Madenschraube 23, die quer zur Schwenkachse 3 ausgerichtet ist und die an einer beispielsweise eben ausgebildeten Schlüsselfläche 24 des freien Endes 15 der Antriebswelle 2 angreift, drehfest an der Antriebswelle 2 festgelegt. Exemplarisch ist die Wellenkupplung 22 kreiszylindrisch ausgebildet und weist eine konzentrisch zur Schwenkachse 3 ausgebildete Ausnehmung zur Aufnahme des freien Endes 15 der Antriebswelle 2 auf. Ferner ist an einer der Antriebswelle 2 abgewandten Stirnseite 25 der Wellenkupplung 22 eine Ausnehmung 26 vorgesehen, in der der Permanentmagnet 19 aufgenommen ist. Exemplarisch ist der Permanentmagnet als kreisförmige Scheibe ausgebildet und ist diametral zur Scheibengeometrie magnetisiert. Somit verläuft eine Hauptachse der Feldlinien in einer normal zur Schwenkachse 3 ausgerichteten, nicht dargestellten Feldlinienebene.By way of example, it is provided that the permanent magnet 19 is fastened to the free end 15 of the drive shaft 2 with the aid of a shaft coupling 22 . The shaft coupling 22 is fixed in a rotationally fixed manner on the drive shaft 2, for example with the aid of a grub screw 23, which is aligned transversely to the pivot axis 3 and which engages on a flat key surface 24, for example, of the free end 15 of the drive shaft 2. For example, the shaft coupling 22 is circular-cylindrical and has a recess concentric to the pivot axis 3 for receiving the free end 15 of the drive shaft 2 . Furthermore, a recess 26 in which the permanent magnet 19 is accommodated is provided on an end face 25 of the shaft coupling 22 facing away from the drive shaft 2 . For example, the permanent magnet is designed as a circular disk and is magnetized diametrically to the disk geometry. A main axis of the field lines thus runs in a field line plane (not shown) that is aligned normal to the pivot axis 3 .

Für eine Erfassung der Richtung des vom Permanentmagneten 19 ausgehenden Magnetfelds ist in axialer Richtung längs der Schwenkachse 3 beabstandet vom Permanentmagneten 19 das Sensormittel 20 angeordnet. Bei dem Sensormittel 20 handelt es sich exemplarisch um einen zweidimensionalen Hall-Sensor oder einen zweidimensionalen magnetoresistiven Sensor. In beiden Fällen kann vorgesehen sein, dass das Sensormittel 20 durch zwei diskrete, jeweils um 90 Grad verdreht zueinander angeordnete Hall-Sensoren oder magnetoresistive Sensoren gebildet wird. Das Sensormittel 20 ist auf einer gedruckten Schaltung, die auch als Platine 29 bezeichnet wird, angebracht und über nicht näher dargestellte elektrische Leiterbahnen mit einer exemplarisch als Mikrocontroller 28 ausgebildeten Auswerteeinrichtung 21 verbunden. Exemplarisch ist vorgesehen, dass der Mikrocontroller 28 auf der Platine 29 angeordnet ist. Auf der Platine 29 sind ferner ein, insbesondere als Leuchtdiode, ausgebildetes Anzeigemittel 30 sowie ein, insbesondere als Tastschalter ausgebildetes, Eingabemittel 31 angeordnet, die beide elektrisch mit dem Mikrocontroller 28 gekoppelt sind. Um ein Ablesen des Anzeigemittels 30 zu ermöglichen, ist im Sensorgehäuse 17 ein transparentes Fenster 32 ausgebildet, durch das Lichtstrahlen, die vom Anzeigemittel 30 ausgesendet werden, in die Umgebung treten können. Ferner ist am Sensorgehäuse 17 eine erhaben ausgebildete Tastfläche 33 vorgesehen, der ein in Richtung der Antriebswelle 2 abragender Stößel 36 zugeordnet ist. Dieser Stößel 36 ist in einer Ruhestellung benachbart zum Eingabemittel 31 angeordnet und kann durch Ausübung einer Druckkraft auf die Tastfläche 33 derart auf das Eingabemittel 31 aufgesetzt werden, dass hierdurch ein elektrisches Signal erzeugt wird. Ferner ist ein Anschlusskabel 37 mit der Platine 29 elektrisch verbunden, um einerseits eine elektrische Versorgung der auf der Platine 29 ausgebildeten elektronischen Schaltung zu gewährleisten und andererseits eine Übertragung von Signalen von der Auswerteeinrichtung 21 an eine nicht dargestellte Empfangseinrichtung zu ermöglichen. Zum Schutz der Elektronik auf der Platine 29 ist zwischen der Platine 29 und der Antriebswelle 2 eine Abdeckung 27 angeordnet, die abdichtend am Sensorgehäuse 17 angebracht ist.In order to detect the direction of the magnetic field emanating from the permanent magnet 19 , the sensor means 20 is arranged at a distance from the permanent magnet 19 in the axial direction along the pivot axis 3 . The sensor means 20 is, for example, a two-dimensional Hall sensor or a two-dimensional magnetoresistive sensor. In both cases, provision can be made for sensor means 20 to be formed by two discrete Hall sensors or magnetoresistive sensors, each rotated through 90 degrees with respect to one another. The sensor means 20 is mounted on a printed circuit, which is also referred to as a circuit board 29 and is connected to an evaluation device 21 embodied as a microcontroller 28 , for example, via electrical conductor tracks that are not shown in detail. By way of example, it is provided that the microcontroller 28 is arranged on the circuit board 29 . Also arranged on the circuit board 29 are a display means 30 embodied in particular as a light-emitting diode and an input means 31 embodied in particular as a pushbutton switch, both of which are electrically coupled to the microcontroller 28 . In order to enable the display means 30 to be read, a transparent window 32 is formed in the sensor housing 17, through which light rays emitted by the display means 30 can enter the environment. Furthermore, a raised touch surface 33 is provided on the sensor housing 17, to which a plunger 36 projecting in the direction of the drive shaft 2 is assigned. In a rest position, this plunger 36 is arranged adjacent to the input means 31 and can be placed on the input means 31 by exerting a pressure force on the touch surface 33 in such a way that an electrical signal is thereby generated. Furthermore, a connection cable 37 is electrically connected to the circuit board 29, on the one hand to ensure an electrical supply to the electronic circuit formed on the circuit board 29 and on the other hand to enable signals to be transmitted from the evaluation device 21 to a receiving device (not shown). To protect the electronics on the circuit board 29, a cover 27 is arranged between the circuit board 29 and the drive shaft 2, which is attached to the sensor housing 17 in a sealing manner.

Eine Funktion der Sensoreinrichtung 16 kann wie folgt beschrieben werden: Die Sensoren der Sensormittel 20 sind zur Detektion einer Ausrichtung der magnetischen Feldlinien des diametral magnetisierten Permanentmagneten 19 ausgebildet. Exemplarisch ist in die 2 eine Magnetisierungsrichtung 38 des Permanentmagneten 19 für die dargestellte rotatorische Lage der Antriebswelle 2 eingezeichnet, wobei davon ausgegangen wird, dass diese Magnetisierungsrichtung 38 zur Vereinfachung der nachstehenden Erläuterungen exakt in der Darstellungsebene der 2 liegt. Die Sensoren der Sensormittel 20 sind vorzugsweise derart ausgerichtet, dass für die dargestellte Magnetisierungsrichtung 38 ein erster Sensor einen maximalen Signalpegel ausgibt, während ein zweiter Sensor einen minimalen Signalpegel ausgibt. Bei einer Rotation der Antriebswelle 2 um die Schwenkachse 3, die aufgrund der drehfesten Anbindung des Permanentmagneten 19 über die Wellenkupplung 22 an das freie Ende 15 der Antriebswelle 2 zu einer entsprechenden Verschwenkung der Magnetisierungsrichtung 38 um die Schwenkachse 3 führt, verändern sich die Signalpegel der beiden Sensoren bevorzugt entsprechend elementarer trigonometrischer Funktionen wie einer Sinusfunktion und einer Cosinusfunktion. Beispielsweise folgt der Signalpegel des einen Sensors bei der Rotation des Permanentmagneten um die Schwenkachse 3 einer Sinusfunktion, während der Signalpegel des anderen Sensors einer Cosinusfunktion folgt. Da sich zumindest innerhalb eines Schwenkwinkelbereichs von weniger als 360° für jede Schwenkstellung der Antriebswelle 2 ein eindeutiges Verhältnis zwischen dem Signalpegel des ersten Sensors und dem Signalpegel des zweiten Sensors ermitteln lässt, kann über den Quotienten der beiden Signalpegel eine eindeutige Bestimmung der rotatorischen Lage der Antriebswelle 2 vorgenommen werden. Exemplarisch ist vorgesehen, dass die beiden Signalpegel der Sensoren an den Mikrocontroller 28 bereitgestellt werden, der dazu eingerichtet ist, anhand der beiden Signalpegel die rotatorische Lage der Antriebswelle 2 zu bestimmen. Ferner ist dem Mikrocontroller 28 eine nicht dargestellte Speichereinrichtung zugeordnet, in der wenigstens ein Sensorsignal, das einer vorgebbaren rotatorischen Lage der Antriebswelle 2 entspricht, gespeichert ist. Der Mikrocontroller 28 ist vorzugsweise so eingerichtet, dass er nach Ermittlung eines Wertes für die rotatorische Lage der Antriebswelle 2 einen Vergleich des aktuell ermittelten Wertes mit einem gespeicherten Wert vornimmt, um gegebenenfalls bei einer Identität oder bei Erfüllung eines Vergleichskriteriums ein Schaltsignal ausgeben zu können. Bei dem Kriterium kann es sich beispielsweise um ein frei programmierbares Vergleichskriterium, insbesondere um ein vorgebbares Werteintervall handeln. Beispielsweise gibt die Auswerteeinrichtung 21 dann ein Schaltsignal aus, wenn der aktuelle Wert für die rotatorische Lage der Antriebswelle 2 in einem vorgegebenen Intervall um einen gespeicherten Wert für eine rotatorische Lage der Antriebswelle 2 liegt.A function of the sensor device 16 can be described as follows: The sensors of the sensor means 20 are designed to detect an alignment of the magnetic field lines of the diametrically magnetized permanent magnet 19 . An example is in the 2 a magnetization direction 38 of the permanent magnet 19 for the illustrated rotational position of the drive shaft 2 located, it being assumed that this magnetization direction 38 to simplify the following explanations exactly in the plane of the 2 lies. The sensors of Sensor means 20 are preferably aligned in such a way that a first sensor outputs a maximum signal level for the magnetization direction 38 shown, while a second sensor outputs a minimum signal level. When the drive shaft 2 rotates about the pivot axis 3, which leads to a corresponding pivoting of the magnetization direction 38 about the pivot axis 3 due to the non-rotatable connection of the permanent magnet 19 via the shaft coupling 22 to the free end 15 of the drive shaft 2, the signal levels of the two change Sensors preferred according to elementary trigonometric functions such as a sine function and a cosine function. For example, the signal level of one sensor follows a sine function when the permanent magnet rotates about the pivot axis 3, while the signal level of the other sensor follows a cosine function. Since a clear relationship between the signal level of the first sensor and the signal level of the second sensor can be determined at least within a swiveling angle range of less than 360° for each swiveling position of the drive shaft 2, the quotient of the two signal levels can be used to clearly determine the rotational position of the drive shaft 2 are made. By way of example, it is provided that the two signal levels of the sensors are provided to the microcontroller 28, which is set up to determine the rotational position of the drive shaft 2 on the basis of the two signal levels. Furthermore, the microcontroller 28 is assigned a memory device, not shown, in which at least one sensor signal that corresponds to a predeterminable rotational position of the drive shaft 2 is stored. The microcontroller 28 is preferably set up so that after determining a value for the rotational position of the drive shaft 2, it compares the currently determined value with a stored value in order to be able to output a switching signal if there is an identity or if a comparison criterion is met. The criterion can be, for example, a freely programmable comparison criterion, in particular a predeterminable value interval. For example, the evaluation device 21 then outputs a switching signal when the current value for the rotational position of the drive shaft 2 is within a predetermined interval around a stored value for a rotational position of the drive shaft 2 .

Eine Speicherung eines entsprechenden Wertes für die rotatorische Lage der Antriebswelle 2 kann beispielsweise durch Einstellen der Antriebswelle 2 in die gewünschte rotatorische Lage und anschließendes Betätigen der Tastfläche 33 durch einen Bediener vorgenommen werden. Mit der Betätigung der Tastfläche 33 werden die Federmittel 34 und der Zungenbereich 35 derart ausgelenkt, dass der Stößel 36 in Anlage an dem Eingabemittel 31 kommt und dieses einen elektrischen Impuls an den Mikrocontroller 28 bereitstellt, der den in diesem Moment ermittelten Wert für die rotatorische Lage der Antriebswelle 2 in der Speichereinrichtung ablegt. Unter Zugrundelegung einer geeigneten Vorgehensweise kann auch ein Intervall für die Ausgabe eines Schaltsignals festgelegt werden, indem beispielsweise die Bereichsgrenzen für das Intervall in gleicher Weise wie die einzelne rotatorische Lage festgelegt werden. Ferner kann vorgesehen sein, bei Erreichen des gespeicherten Signalpegels über das Anzeigemittel 30 ein optisches Signal und/oder durch ein nicht dargestelltes Ausgabemittel ein akustisches Signal auszugeben, um einen Benutzer darüber zu informieren, dass eine vorgegebene rotatorische Lage der Antriebswelle 2 erreicht ist.A corresponding value for the rotational position of the drive shaft 2 can be stored, for example, by an operator setting the drive shaft 2 in the desired rotational position and then actuating the touch surface 33 . When the touch surface 33 is actuated, the spring means 34 and the tongue area 35 are deflected in such a way that the plunger 36 comes into contact with the input means 31 and this provides an electrical pulse to the microcontroller 28, which transmits the value determined at that moment for the rotational position of the drive shaft 2 is stored in the storage device. On the basis of a suitable procedure, an interval for the output of a switching signal can also be defined, for example by defining the range limits for the interval in the same way as the individual rotational position. Furthermore, when the stored signal level is reached, an optical signal can be output via the display means 30 and/or an acoustic signal can be output via an output means (not shown) in order to inform a user that a predetermined rotational position of the drive shaft 2 has been reached.

Nachstehend wird anhand der in den 1 und 2 dargestellten Sensoreinrichtung 16 und der in den 3 bis 5 angeführten Wertetabellen exemplarisch eine automatisierte Bestimmung einer auch als Arbeitsposition bezeichneten rotatorischen Lage der Antriebswelle 2 beschrieben. Bei der in den 1 und 2 dargestellten Sensoreinrichtung 16 wird davon ausgegangen, dass das Sensormittel 20 zentrisch zur Schwenkachse 3 angeordnet ist und dass die Sensoren des Sensormittels 20 die rotatorische Lage des Magnetfelds des Permanentmagenten 19 erfassen können. Die Sensoreinrichtung 16 ist somit in einer Weise am Schwenkantrieb 1 angebracht, in der gewährleistet ist, dass die wenigstens eine Arbeitsposition bestimmt werden kann. Exemplarisch soll mit Hilfe der Sensoreinrichtung 16 eine Arbeitsposition in einer Schwenkendlage der Antriebswelle 2 ermittelt werden.The following is based on in the 1 and 2 illustrated sensor device 16 and in the 3 until 5 In the tables of values cited, an automated determination of a rotational position of the drive shaft 2, also referred to as the working position, is described as an example. At the in the 1 and 2 The sensor device 16 shown assumes that the sensor means 20 is arranged centrally to the pivot axis 3 and that the sensors of the sensor means 20 can detect the rotary position of the magnetic field of the permanent magnet 19 . The sensor device 16 is thus attached to the swivel drive 1 in a way that ensures that the at least one working position can be determined. By way of example, a working position in a swiveling end position of the drive shaft 2 is to be determined with the aid of the sensor device 16 .

Bei Erreichen dieser Arbeitsposition stellt sich ein eindeutig bestimmbares Magnetfeld des Permanentmagneten 19 an der Sensoreinrichtung 16 ein. Vorzugsweise werden für eine eindeutige Bestimmung der Arbeitsposition der Antriebswelle 2 die Magnetfeldkomponenten des diametral magnetisierten Permanentmagneten 19 ermittelt.When this working position is reached, a clearly definable magnetic field of the permanent magnet 19 on the sensor device 16 is established. The magnetic field components of the diametrically magnetized permanent magnet 19 are preferably determined for a clear determination of the working position of the drive shaft 2 .

Ergänzend kann vorgesehen sein, ein analoges Ausgangssignal in Abhängigkeit von wenigstens zwei automatisiert bestimmten Arbeitspositionen ebenfalls in automatisierter Weise zu skalieren, um beispielsweise ein zum Schwenkwinkel für die Antriebswelle 2 proportionales Ausgangssignal stets derartig auf ein tatsächliches Schwenkwinkelintervall der Antriebswelle 2 anpassen zu können, dass das Ausgangssignal beispielsweise stets ein vorgebbares Intervall überstreicht.Provision can also be made to automatically scale an analog output signal as a function of at least two automatically determined working positions, in order, for example, to always be able to adjust an output signal proportional to the pivoting angle for the drive shaft 2 to an actual pivoting angle interval of the drive shaft 2 in such a way that the output signal for example, always sweeps over a definable interval.

In den 3 bis 5 sind jeweils Wertetabellen für die folgenden Werte angegeben, die in der Sensoreinrichtung 16 bei der Bestimmung der Arbeitsposition eine Rolle spielen. Exemplarisch wird davon ausgegangen, dass nur der jeweils alte Messwert sowie der neue Messwert an wenigstens einer Arbeitsposition gespeichert werden.In the 3 until 5 Tables of values are given for the following values, which play a role in the sensor device 16 when determining the working position. exemplary it is assumed that only the respective old measured value and the new measured value are saved at at least one working position.

In der ersten, mit „#‟ gekennzeichneten Zeile der Wertetabelle ist ein ausschließlich zu Übersichtszwecken dienender fortlaufender Zahlenwert angegeben, der exemplarisch einem Arbeitstakt der Sensoreinrichtung 16 entspricht, der jedoch in keiner Weise in der Sensoreinrichtung 16 erhoben oder gespeichert wird. Es besteht keine Korrelation zwischen den Zahlenwerten in der Zeile 1 und den in den weiteren Zeilen eingetragenen Angaben. Die Messzyklen gemäß den Wertetabellen der 3 bis 5 sollen zu unterschiedlichen Zeitpunkten beginnen, was durch die Sprünge in der Nummerierung der Arbeitstakte zwischen den einzelnen Wertetabellen symbolisiert wird. Für die nachstehenden Ausführungen wird davon ausgegangen, dass die Antriebswelle 2 während der exemplarisch betrachteten Arbeitstakte 1 bis 95 mehrfach in die Arbeitsposition geschwenkt wird und wieder aus der Arbeitsposition weggeschwenkt wird, wodurch sich die Änderungen in den Messwerten erklären.In the first line of the table of values, marked with "#", a consecutive numerical value is given which is used exclusively for overview purposes and which, by way of example, corresponds to a working cycle of the sensor device 16 , but which is in no way recorded or stored in the sensor device 16 . There is no correlation between the numerical values in line 1 and the information entered in the other lines. The measuring cycles according to the value tables of 3 until 5 should start at different times, which is symbolized by the jumps in the numbering of the work cycles between the individual value tables. For the following explanations, it is assumed that the drive shaft 2 is repeatedly pivoted into the working position and pivoted away from the working position during the exemplary working cycles 1 to 95, which explains the changes in the measured values.

In der zweiten, mit „alter Messwert“ gekennzeichneten Zeile der Wertetabelle ist ein gespeicherter Wert eines Messwerts angegeben, der jeweils auf eine Messung im vorhergehenden Arbeitstakt zurückgeht und der nach Durchführung eines Verarbeitungsschritts durch den jeweils aktuelle Messwert ersetzt wird.In the second line of the table of values, marked "old measured value", a stored value of a measured value is specified, which in each case goes back to a measurement in the previous work cycle and which is replaced by the current measured value after a processing step has been carried out.

In der dritten, mit „neuer Messwert“ gekennzeichneten Zeile der Wertetabelle ist der Wert für den jeweils aktuellen Messwert angegeben.The value for the current measured value is specified in the third line of the table of values marked “new measured value”.

In der vierten, mit „Differenz“ gekennzeichneten Zeile der Wertetabelle ist das Ergebnis einer Vergleichsoperation angegeben, das in einer Vergleichseinrichtung der im Mikrocontroller 28 ausgebildeten Auswerteeinrichtung für die Messwerte bestimmt wird. Exemplarisch ist die Vergleichsoperation als Differenzbildung zwischen dem gespeicherten Messwert „alter Messwert“ und dem aktuellen Messwert „neuer Messwert“ vorgesehen, wobei das in der Wertetabelle angegebene Ergebnis der Betrag der Differenz der beiden Messwerte ist.In the fourth row of the table of values, marked “difference”, the result of a comparison operation is specified, which is determined in a comparison device of the evaluation device configured in the microcontroller 28 for the measured values. As an example, the comparison operation is provided as a difference formation between the stored measured value "old measured value" and the current measured value "new measured value", with the result specified in the value table being the amount of the difference between the two measured values.

In der fünften, mit „Kriterium“ gekennzeichneten Zeile der Wertetabelle ist eingetragen, ob der Wert aus der Rechenoperation einem vorgebbaren Kriterium genügt oder ob dies nicht der Fall ist. Sofern der Wert aus der Rechenoperation dem vorgebbaren Kriterium, exemplarisch einer Differenz kleiner/gleich 0.1, entspricht, wird von der Vergleichseinrichtung ein Steuersignal an ein Zeitglied ausgegeben, das in der elektronischen Schaltung der Sensoreinrichtung 16 verwirklicht ist. Die Ausgabe des Steuersignals wird in der fünften Zeile der Wertetabelle durch ein „X“ gekennzeichnet.The fifth line of the table of values, marked "criterion", shows whether the value from the arithmetic operation satisfies a specified criterion or whether this is not the case. If the value from the arithmetic operation corresponds to the predefinable criterion, for example a difference of less than or equal to 0.1, the comparison device outputs a control signal to a timing element that is implemented in the electronic circuit of the sensor device 16 . The output of the control signal is identified by an "X" in the fifth line of the table of values.

In der sechsten, mit „Zeit“ gekennzeichneten Zeile der Wertetabelle ist eine fortlaufende Zeitdauer angegeben, die Werte von 1 bis maximal 10 annehmen kann. Sofern kein Steuersignal von der Vergleichseinrichtung an das Zeitglied bereitgestellt wird, verbleibt die Zeitdauer auf dem Ausgangswert 1 oder wird auf diesen Ausgangswert zurückgesetzt. Sofern innerhalb des jeweiligen Arbeitstakts der Sensoreinrichtung 16 ein Steuersignal an das Zeitglied bereitgestellt wird, wird ein Zeitmessvorgang weitergeführt, so dass die Werte für die Zeitdauer mit jedem Arbeitstakt, in dem das Steuersignal weiter anliegt, jeweils schrittweise um 1 zunehmen.In the sixth line of the table of values, marked "Time", a continuous period of time is specified, which can assume values from 1 to a maximum of 10. If no control signal is provided by the comparison device to the timing element, the time period remains at the initial value 1 or is reset to this initial value. If a control signal is provided to the timing element within the respective working cycle of the sensor device 16, a time measurement process is continued, so that the values for the time duration increase incrementally by 1 with each working cycle in which the control signal is still present.

In der siebten, mit „Triggersignal“ gekennzeichneten Zeile wird ein „X“ eingetragen, wenn das Zeitglied ein Triggersignal an die Auswerteeinrichtung ausgibt. Dies ist dann der Fall, wenn das Zeitglied den Zeitmessvorgang ununterbrochen über die vorgegebene Zeitspanne, exemplarisch 10 Arbeitstakte, durchgeführt hat. In der 3 ist dies exemplarisch nicht der Fall, da in der dort dargestellten Zeitspanne vom ersten Arbeitstakt bis zum fünfzehnten Arbeitstakt stets vor Erreichen der vorgegebenen Zeitspanne eine Rücksetzung des Zeitglieds erfolgt ist.An "X" is entered in the seventh line marked "Trigger signal" if the timer outputs a trigger signal to the evaluation device. This is the case when the timer has carried out the time measurement process uninterruptedly over the specified period of time, for example 10 working cycles. In the 3 this is not the case, for example, since in the period of time shown there from the first work cycle to the fifteenth work cycle, the timer is always reset before the predetermined time period is reached.

In der Wertetabelle der 4, die Messwerte umfasst, die rein exemplarisch den Arbeitstakten 41 bis 55 zugeordnet sind, wird im Arbeitstakt 52 der Zeitpunkt erreicht, zu dem das Steuersignal 10 mal in ununterbrochener Folge an das Zeitglied bereitgestellt wurde, so dass in diesem Arbeitstakt ein Triggersignal vom Zeitglied an die Auswerteeinrichtung bereitgestellt wird. Dieses Triggersignal führt dazu, dass der aktuelle Messwert in einer nicht dargestellten, von der Auswerteeinrichtung kontrollierten Speicherzelle des Mikrocontrollers 28 gespeichert wird. Der gespeicherte Messwert, der nach Durchlaufen des ersten erfolgreichen Messzyklus gespeichert wurde, ist in der mit der Bezeichnung „Speicher 1“ versehenen Zeile 8 angegeben.In the table of values 4 , which includes measured values that are assigned to working cycles 41 to 55 purely by way of example, the point in time is reached in working cycle 52 at which the control signal was provided 10 times in an uninterrupted sequence to the timing element, so that in this working cycle a trigger signal is sent from the timing element to the Evaluation device is provided. This trigger signal results in the current measured value being stored in a memory cell (not shown) of microcontroller 28 which is controlled by the evaluation device. The stored reading, which was saved after running through the first successful measurement cycle, is given in line 8 labeled "Memory 1".

Exemplarisch ist die Sensoreinrichtung 16 derart ausgebildet, dass bei einem erstmaligen Speichern eines bestimmten Messwerts im Speicher des Mikrocontrollers 28 noch kein Positionssignal ausgegeben wird. Vielmehr ist vorgesehen, erst dann ein Positionssignal auszugeben, wenn die von der Sensoreinrichtung 16 ermittelte Arbeitsposition in einem weiteren Messzyklus bestätigt wurde.By way of example, the sensor device 16 is designed in such a way that no position signal is output when a specific measured value is stored for the first time in the memory of the microcontroller 28 . Rather, it is provided that a position signal is only output when the working position determined by the sensor device 16 has been confirmed in a further measurement cycle.

Dieser weitere Messzyklus ist exemplarisch in der Wertetabelle der 5 dargestellt und ist den Arbeitstakten 81 bis 95 zugeordnet. Auch hier wird nach 10-maligem ununterbrochenen Anliegen des Steuersignals am Zeitglied ein Triggersignal vom Zeitglied an die Auswerteeinrichtung ausgegeben, wobei die Auswerteeinrichtung einen Vergleich des im ersten Speicher abgespeicherten und auf den vorausgegangenen Messzyklus gemäß den Arbeitstakten 43 bis 52 zurückgehenden Messwerts mit dem im Wiederholungsspeicher abgelegten aktuellen Messwert vornimmt. Sofern der Vergleich der beiden Messwerte ergibt, dass diese einem vorgebbaren Kriterium genügen, beispielsweise gemäß den hier rein exemplarisch gewählten Zahlenwerten keine Abweichung größer 0.1 aufweisen, kann von der Auswerteeinrichtung die Ausgabe eines Positionssignals vorgenommen werden, was in der zehnten Zeile durch das „X“ im Arbeitstakt 93 repräsentiert wird. Das Positionssignal kann exemplarisch ein logisches Schaltsignal mit einem High-Pegel „1“ sein und/oder den Zahlenwert des an der ermittelten Arbeitsposition gemessenen Messwerts umfassen.This additional measuring cycle is shown as an example in the table of values 5 shown and is assigned to the work cycles 81 to 95. Here, too, after 10 uninterrupted application of the control signal to the timer, a trigger signal from Timer output to the evaluation device, wherein the evaluation device makes a comparison of the measured value stored in the first memory and going back to the previous measuring cycle according to the working cycles 43 to 52 with the current measured value stored in the repeat memory. If the comparison of the two measured values shows that they meet a definable criterion, for example, according to the numerical values selected here as an example, do not show a deviation greater than 0.1, the evaluation device can output a position signal, which is indicated in the tenth line by the "X". is represented in the working cycle 93. The position signal can, for example, be a logic switching signal with a high level “1” and/or include the numerical value of the measured value measured at the determined working position.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Sensoreinrichtung, insbesondere bei der in 7 beschriebenen analogen Auswerteeinrichtung, wird bereits bei erstmaligem Vorliegen des Triggersignals eine Übertragung des Positionssignals an die Eingabeeinheit vorgenommen.In an alternative embodiment of the sensor device, in particular in the 7 analog evaluation device described, the position signal is already transmitted to the input unit when the trigger signal is present for the first time.

Ein weiterer Messzyklus ist exemplarisch in der Wertetabelle der 6 dargestellt und ist den Arbeitstakten 120 bis 137 zugeordnet. Da der Wiederholungsspeicher in der Zeile 9 der Tabelle gemäß 5 bereits auf dem Wert 2 steht, kann bei Auftreten eines neuen Messwerts, der innerhalb eines nicht dargestellten Intervalls um den gespeicherten Messwert herum liegt, ein Ausgangssignal ausgegeben werden, wie dies exemplarisch in den Spalten 122 und 123 der Fall ist.Another measuring cycle is shown as an example in the table of values 6 shown and is assigned to the work cycles 120 to 137. Since the repeat memory in line 9 of the table according to 5 already has the value 2, an output signal can be output when a new measured value occurs that lies within an interval (not shown) around the stored measured value, as is the case in columns 122 and 123, for example.

Da sich der neue Messwert danach wieder ändert, ist ab der Spalte 124 zunächst die Ausgabe des Ausgangssignals wieder beendet.Since the new measured value then changes again, output of the output signal ends from column 124 onwards.

Ab der Spalte 127 wird die vorgegebene Maximaldifferenz von 0,1 zwischen dem alten und dem neuen Messwert auf einem vom bisher im Speicher 1 gespeicherten Messwert abweichenden Niveau unterschritten, so dass ebenfalls ab Spalte 127 die Erfüllung des Kriteriums angegeben ist und die Zeit zu laufen beginnt. Da das Kriterium in zehn aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten stets erfüllt ist, wird in Spalte 134 das Triggersignal, wie in Zeile 7 angegeben, bereitgestellt. Dadurch wird in den Speicher 1 der neue Messwert gespeichert, ferner wird der Wiederholungsspeicher, wie in Zeile 9 der Tabelle in 5 angegeben, auf den Wert 1 zurückgesetzt, da der neu gespeicherte Messwert zunächst noch bestätigt werden muss, bevor eine Ausgabe des neu gespeicherten Messwerts und/oder eine korrespondierenden Schaltsignals erfolgt, was möglicherweise in einem nachfolgenden, nicht dargestellten Messzyklus der Fall ist.From column 127 onwards, the specified maximum difference of 0.1 between the old and the new measured value is undershot at a level that deviates from the measured value previously stored in memory 1, so that the fulfillment of the criterion is also indicated from column 127 and the time begins to run . Since the criterion is always met in ten consecutive time periods, the trigger signal is provided in column 134, as indicated in line 7. This saves the new measured value in memory 1, and the repeat memory, as shown in line 9 of the table in 5 specified, reset to the value 1, since the newly stored measured value must first be confirmed before the newly stored measured value and/or a corresponding switching signal is output, which may be the case in a subsequent measurement cycle (not shown).

Bei einer Weiterbildung der vorstehend angeführten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine Speicherung einer neuen Arbeitsposition nur dann erfolgen kann, wenn hierzu an der Sensoreinrichtung ein Freigabesignal anliegt oder ein Sperrsignal zeitweilig unterbrochen ist. Hierdurch wird vermieden, dass beispielsweise in einem Fehlerfall oder während Wartungs- oder Reparaturarbeiten, in denen das Messobjekt in eine neue Position längs der Bewegungsachse gebracht wird, ein oder mehrere neue Arbeitspositionen eingelernt werden.In a further development of the above-mentioned embodiments, it is provided that a new working position can only be stored if a release signal is present at the sensor device for this purpose or if a blocking signal is temporarily interrupted. This avoids one or more new working positions being taught in, for example, in the event of an error or during maintenance or repair work in which the measurement object is brought into a new position along the movement axis.

Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung eine Meldung ausgibt, sofern sich durch Verwendung der vorstehend angeführten Vorgehensweisen eine Verlagerung einer bereits ermittelten Arbeitsposition innerhalb eines vorgebbaren Betragsbereichs um den gespeicherten Wert des Messwerts der bisherigen Arbeitsposition ergibt. Hierzu kann vorgesehen sein, dass vor der Speicherung einer neuen Arbeitsposition in der Auswerteeinrichtung ein Abgleich mit den gespeicherten Werten der Messwerte der bereits ermittelten Arbeitspositionen vorgenommen wird und dass eine Information an einen Benutzer ausgegeben wird, wenn die neue Arbeitsposition innerhalb des vorgegebenen Betragsbereichs um die bestehende Arbeitsposition herum liegt. Dies kann beispielsweise aufgrund mechanischer Veränderungen im Automatisierungssystem der Fall sein, wobei hier das Automatisierungssystem durch den Benutzer überprüft werden kann. Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, den neuen Arbeitspunkt nach Freigabe durch einen Benutzer für die weitere Verwendung zu speichern oder nach Durchführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten den neuen Arbeitspunkt zu verwerfen. Alternativ kann vorgesehen werden, die neue Arbeitsposition zu verwenden und eine Speicherung der alten Arbeitsposition vorzunehmen, um anhand der Anzahl der veränderten Arbeitspositionen beispielsweise einen Rückschluss über die Beanspruchung des Automatisierungssystems ziehen zu können.In addition or as an alternative, it can be provided that the sensor device outputs a message if the above-mentioned procedures result in a displacement of an already determined working position within a definable amount range by the stored value of the measured value of the previous working position. For this purpose, it can be provided that before a new work item is stored in the evaluation device, a comparison is made with the stored values of the measured values of the work items that have already been determined, and that information is output to a user if the new work item is within the specified amount range of the existing one working position is around. This can be the case, for example, due to mechanical changes in the automation system, in which case the automation system can be checked by the user. If necessary, provision can be made to store the new operating point for further use after it has been released by a user or to discard the new operating point after maintenance or repair work has been carried out. Alternatively, it can be provided to use the new working position and to store the old working position in order to be able to draw conclusions about the stress on the automation system based on the number of changed working positions.

Bei der in 7 dargestellten analogen Auswerteschaltung 130 ist eine analoge Verarbeitung des oder der Messwerte vorgesehen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Auswerteschaltung als individuell gestaltete Halbleiterschaltung auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet werden soll (anwendungsspezifische integrierte Schaltung - ASIC - Application Specific Integrated Circuit), da ein Flächenbedarf einer derartigen analogen Auswerteschaltung geringer ist als ein Flächenbedarf einer entsprechenden digitalen Auswerteschaltung.At the in 7 analog evaluation circuit 130 shown, analog processing of the measured value or values is provided. This is particularly advantageous if the evaluation circuit is to be designed as an individually designed semiconductor circuit on a semiconductor substrate (application-specific integrated circuit - ASIC - Application Specific Integrated Circuit), since the area required for such an analog evaluation circuit is less than the area required for a corresponding digital evaluation circuit.

Bei dem in der 7 dargestellten exemplarischen Ausführungsbeispiel ist eine Unterteilung der analogen Auswerteschaltung 130 in mehrere Blöcke vorgesehen, um die einzelnen Funktionen besser darstellen und beschreiben zu können. Bei einer nicht dargestellten, realen analogen Auswerteschaltung kann eine andere, insbesondere kompaktere Anordnung der nachstehend näher beschriebenen Bestandteile der Auswerteschaltung 130 vorgesehen sein.At the in the 7 In the exemplary embodiment shown, the analog evaluation circuit 130 is subdivided into a number of blocks in order to improve the individual functions to represent and describe. In the case of a real analog evaluation circuit (not shown), a different, in particular more compact arrangement of the components of the evaluation circuit 130 described in more detail below can be provided.

An einem ersten Block 131 der analogen Auswerteschaltung 130 wird eine dem ermittelten Messwert entsprechende Eingangsspannung U1 angelegt, die beispielsweise von der in der 1 dargestellten Sensoreinrichtung 16 bereitgestellt werden kann.An input voltage U1 corresponding to the determined measured value is applied to a first block 131 of the analog evaluation circuit 130 1 illustrated sensor device 16 can be provided.

Der erste Block 131 beinhaltet einen Differenzierer, der eine Ableitung der Eingangsspannung U1 nach der Zeit vornimmt. Somit wird aus der Eingangsspannung U1, die beispielsweise eine Ausrichtung des Permanentmagneten 19 um die Schwenkachse 3 repräsentiert, eine elektrische Ausgangsspannung U2, die proportional zur Winkelgeschwindigkeit des Permanentmagneten 19 ist. Für die Differenzierung wird die Eingangsspannung U1 zunächst an einen ersten Anschluss eines Kondensators 132 angelegt, dessen zweiter Anschluss mit einem ersten Eingang eines Operationsverstärkers 133 verbunden ist. An einem zweiten Eingang des Operationsverstärkers wird eine Referenzspannung Uoffset angelegt, die von einer ersten Referenzspannungsquelle 134 bereitgestellt wird. Ferner ist zwischen dem ersten Eingang des Operationsverstärkers 133 und dessen Ausgangsanschluss ein Widerstand 135 geschaltet, der für eine Pegelanpassung der Ausgangsspannung U2 sowie für eine Anpassung des zeitlichen Verhaltens des Differenzierers ausgebildet ist.The first block 131 contains a differentiator, which derives the input voltage U1 according to time. Thus, from the input voltage U1, which represents, for example, an orientation of the permanent magnet 19 about the pivot axis 3, an electrical output voltage U2, which is proportional to the angular velocity of the permanent magnet 19. For the differentiation, the input voltage U1 is initially applied to a first connection of a capacitor 132 whose second connection is connected to a first input of an operational amplifier 133 . A reference voltage Uoffset, which is provided by a first reference voltage source 134, is applied to a second input of the operational amplifier. Furthermore, a resistor 135 is connected between the first input of the operational amplifier 133 and its output connection, which resistor is designed for a level adjustment of the output voltage U2 and for an adjustment of the time behavior of the differentiator.

Die Ausgangsspannung U2 des Operationsverstärkers 133 wird an einen zweiten Block 136 bereitgestellt, der drei Vergleicher 137, 138, 142 und eine Logikschaltung 139 umfasst. Die beiden Vergleicher 137, 138 sind exemplarisch jeweils als Operationsverstärker ausgebildet, an denen jeweils an einem ersten Eingang die Ausgangsspannung U2 des Operationsverstärkers 133 angelegt wird. An einem zweiten Eingang des Vergleichers 137 ist eine zweite Referenzspannungsquelle 140 mit einer um den Betrag ΔU gegenüber einer Basisspannung Ub erhöhten Referenzspannung Uref2 angeschlossen. An einem zweiten Eingang des Vergleichers 138 ist eine dritte Referenzspannungsquelle 141 mit einer um den Betrag ΔU gegenüber einer Basisspannung Ub reduzierten Referenzspannung Uref3 angeschlossen. An einem Ausgangsanschluss des Vergleichers 137 wird nur dann ein Ausgangsignal bereitgestellt, wenn die in den Vergleicher 137 eingespeiste Ausgangsspannung U2 kleiner als die Referenzspannung Uref2 ist. An einem Ausgangsanschluss des Vergleichers 138 wird nur dann ein Ausgangsignal bereitgestellt, wenn die in den Vergleicher 138 eingespeiste Ausgangsspannung U2 größer als die Referenzspannung Uref3 ist.The output voltage U2 of the operational amplifier 133 is provided to a second block 136, which includes three comparators 137, 138, 142 and a logic circuit 139. The two comparators 137, 138 are each designed as operational amplifiers, to which the output voltage U2 of the operational amplifier 133 is applied at a first input. A second reference voltage source 140 with a reference voltage Uref2 increased by the amount ΔU compared to a base voltage Ub is connected to a second input of the comparator 137 . A third reference voltage source 141 with a reference voltage Uref3 reduced by the amount ΔU compared to a base voltage Ub is connected to a second input of the comparator 138 . An output signal is only provided at an output connection of the comparator 137 if the output voltage U2 fed into the comparator 137 is lower than the reference voltage Uref2. An output signal is only provided at an output connection of the comparator 138 if the output voltage U2 fed into the comparator 138 is greater than the reference voltage Uref3.

Dementsprechend bestimmen die Referenzspannung Uref2 und die Referenzspannung Uref3 die Grenzen eines Spannungsintervalls, innerhalb dessen von beiden Vergleichern 137 und 138 jeweils Ausgangssignale als logische Pegel 1 ausgegeben werden, sofern die eingespeiste Ausgangsspannung U2 innerhalb dieses Spannungsintervalls liegt.Accordingly, the reference voltage Uref2 and the reference voltage Uref3 determine the limits of a voltage interval within which the two comparators 137 and 138 each output output signals as logic level 1, provided that the output voltage U2 fed in is within this voltage interval.

Dies ist der Fall, wenn in dem betrachteten zeitlichen Intervall keine Änderung der Eingangsspannung U1 eingetreten war und somit exemplarisch der Permanentmagnet 19 gegenüber der Sensoreinrichtung 16 die Winkelgeschwindigkeit Null aufweist.This is the case when there was no change in the input voltage U1 in the time interval under consideration and thus, for example, the permanent magnet 19 has the angular velocity zero in relation to the sensor device 16 .

Um sicherzustellen, dass die Eingangsspannung U1 einen vorgebbaren Mindestspannungspegel aufweist und somit auf einem plausiblen Messergebnis beruht, ist der dritte Vergleicher 142 vorgesehen. Ein erster Eingang dieses Vergleichers 142 ist über eine Messleitung 150 mit der Eingangsspannung U1 gekoppelt. Ein zweiter Eingang des Vergleichers 142 ist mit einer vierten Referenzspannungsquelle 146 verbunden, die eine Referenzspannung Ugrenz bereitstellt, die von der Eingangsspannung U1 überschritten werden muss, damit der Vergleicher 142 ein Ausgangssignal an die Logikschaltung 139 ausgibt.Third comparator 142 is provided to ensure that input voltage U1 has a predefinable minimum voltage level and is therefore based on a plausible measurement result. A first input of this comparator 142 is coupled to the input voltage U1 via a measuring line 150 . A second input of the comparator 142 is connected to a fourth reference voltage source 146, which provides a reference voltage Ulimit, which the input voltage U1 must exceed so that the comparator 142 outputs an output signal to the logic circuit 139.

Dementsprechend wird von der als UND-Glied ausgebildeten Logikschaltung 139 nur dann ein von Null unterschiedlicher Spannungspegel als Logikspannung U3 ausgegeben, wenn von den drei Vergleichern 137, 138 und 142 jeweils auf einem logischen Pegel 1 liegende Ausgangssignale ausgegeben werden.Accordingly, logic circuit 139, which is designed as an AND element, only outputs a voltage level other than zero as logic voltage U3 when the three comparators 137, 138 and 142 output output signals that are each at a logic level 1.

In einem dritten Block 143 ist ein exemplarisch als Kondensator 145 ausgebildetes Zeitglied vorgesehen. Der Kondensator 145 wird von der Logikspannung U3 geladen. Sobald der Kondensator 145 so weit aufgeladen ist, dass eine Kondensator-Ladespannung U4 einen durch eine fünfte Referenzspannungsquelle 151 vorgegebenen Referenzspannungswert Uref_T überschreitet wird über den Vergleicher 147, der die Kondensator-Ladespannung U4 mit dem Referenzspannungswert Uref_T vergleicht, ein Triggersignal an den vierten Block 148 weitergegeben.In a third block 143 , a timer embodied as a capacitor 145 , for example, is provided. Capacitor 145 is charged by logic voltage U3. As soon as capacitor 145 has been charged to such an extent that a capacitor charging voltage U4 exceeds a reference voltage value Uref_T specified by a fifth reference voltage source 151, a trigger signal is sent to fourth block 148 via comparator 147, which compares capacitor charging voltage U4 with reference voltage value Uref_T passed on.

Im vierten Block 148 ist ein analoger Speicher 149 angeordnet, der bei Eintreffen eines Triggersignals den an der Messleitung 150 anliegenden Spannungspegel speichert. Da die Messleitung 150 direkt mit der Eingangsspannung U1 gekoppelt ist, wird dementsprechend die Eingangsspannung U1 gespeichert. Der analoge Speicher 149 ist dazu ausgebildet, den gespeicherten Spannungspegel als Speicherspannung U5 an den fünften Block 152 auszugeben, der einen weiteren Vergleicher 153 beinhaltet. Der Vergleicher 153 ist mit einem ersten Eingang über eine Referenzleitung 154 mit der Messleitung 150 verbunden. Mit einem zweiten Eingang ist der Vergleicher 153 mit dem analogen Speicher 149 verbunden. Der Vergleicher 153 gibt ein Ausgangssignal aus, sofern die Speicherspannung U5 und die Eingangsspannung U1 beide in einem vorgebbaren Intervall liegen. Dieses Ausgangssignal kann dann beispielsweise an eine nicht dargestellte Steuerungseinrichtung bereitgestellt werden, um zu dokumentieren, dass der Permanentmagnet 19 gegenüber der Sensoreinrichtung 16 eine durch den vorstehend angeführten Speichervorgang ermittelte Position einnimmt.An analog memory 149 is arranged in the fourth block 148, which stores the voltage level present at the measuring line 150 when a trigger signal arrives. Since the measurement line 150 is coupled directly to the input voltage U1, the input voltage U1 is stored accordingly. The analog memory 149 is off for this formed to output the stored voltage level as a storage voltage U5 to the fifth block 152, which includes a further comparator 153. A first input of the comparator 153 is connected to the measuring line 150 via a reference line 154 . The comparator 153 is connected to the analog memory 149 with a second input. The comparator 153 emits an output signal if the storage voltage U5 and the input voltage U1 are both within a definable interval. This output signal can then be provided, for example, to a control device, not shown, in order to document that the permanent magnet 19 has assumed a position relative to the sensor device 16 that was determined by the storage process mentioned above.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Kondensator 145 aktiv entladen wird, sobald das Logiksignal U3 gegen Null geht oder Null ist.Provision is preferably made for the capacitor 145 to be actively discharged as soon as the logic signal U3 approaches zero or is zero.

Claims

Pivoting drive (1) for providing an angularly limited pivoting movement of a drive shaft (2) about a pivot axis (3), with a drive housing (4) and with a sensor device (16) attached to the drive housing (4) for determining a rotational position of the drive shaft (2) , wherein the drive shaft (2) is equipped at an end area (15) with a permanent magnet (19) for providing a magnetic field and wherein the sensor device (16) has at least one sensor means (20) for outputting at least one sensor signal dependent on the magnetic field and an evaluation device ( 21) for processing the sensor signal, with the permanent magnet (19) and the sensor means (20) being arranged at a distance from one another in the axial direction and in that the evaluation device (21) has a storage device for storing a sensor signal which corresponds to a predeterminable rotational position of the drive shaft (2nd ) Corresponds to, characterized in that the permanent magnet (19) is arranged concentrically to the pivot axis (3).

Swivel drive (1) according to claim 1 , characterized in that the drive shaft (2) protrudes with a first end area (15) at least in some areas into a sensor housing (17) and in that the permanent magnet (19) is arranged on an axially aligned end face (25) of the drive shaft (2).

Swivel drive (1) according to claim 1 , characterized in that the permanent magnet (19) is arranged in a shaft coupling (22) which is designed for a non-rotatable connection to the end region (15) of the drive shaft (2) and/or that the permanent magnet (19) is diametrically opposed to the pivot axis ( 3) or is magnetized on one side with two poles and/or that the permanent magnet (19) is disc-shaped.

Swivel drive (1) according to claim 1 , characterized in that the sensor means (20) comprises an at least two-dimensional sensor, in particular designed as a Hall sensor or magnetoresistive sensor, in order to determine at least one field component of the magnetic field as a function of the rotational position of the drive shaft (3).

Swivel drive (1) according to claim 1 , characterized in that the evaluation device (21) is arranged in the sensor housing (17) and in that the sensor housing (17) has an input means (31) for triggering storage of a sensor signal in the evaluation device (21) and/or a display means (30) for Output of status information of the evaluation device (21) is assigned.

Swivel drive (1) according to claim 1 , characterized in that the evaluation device (21) comprises a pre-processing unit arranged in the sensor housing (17) and an evaluation unit arranged outside of the sensor housing, and in that a communication connection, in particular according to the I/O-Link standard, is provided between the pre-processing unit and the evaluation unit .

Swivel drive (1) according to claim 1 , characterized in that the evaluation device (21) is used to compare the at least one sensor signal with a stored sensor signal using a preferably freely programmable, predetermined comparison criterion and to output a switching signal and/or an angle signal, in particular as a function of compliance or non-compliance with the Comparison criterion is formed.

Pivoting drive (1) with a sensor device (16) for determining a rotational position of a measurement object (19) relative to a sensor (20), with a sensor (20) for providing a measured value which is from a rotational position of the measurement object (19) to sensor (20), with an evaluation device (21; 130) for evaluating the measured value and for providing an evaluation result, characterized in that the evaluation device (21; 130) comprises a comparison device and a timer, that the comparison device for a comparison of a stored Measured value is formed with a currently determined measured value that the comparison is device is designed to provide a control signal to the timer if a result of the comparison satisfies a predeterminable criterion, that the timer is designed in such a way that when the control signal is provided, a time measurement process is continued and that if the control signal fails to appear, the time measurement process is restarted that the timer is designed in such a way that a trigger signal is output by the timer when a specifiable period of time is reached, and that the evaluation device (21; 130) includes a storage device that is set up to store the current measured value when the trigger signal arrives.

Swivel drive (1) according to claim 8 , characterized in that the comparison device is set up for storing precisely one measured value, in particular a measured value determined last.

Swivel drive (1) according to claim 8 or 9 , characterized in that the storage device is designed to store a plurality of measured values from different working positions.

Swivel drive (1) according to claim 8 , 9 or 10 , characterized in that the evaluation device (21; 130) is designed to output a position signal when a currently determined measured value at least approximately matches a measured value stored in the memory device.

Swivel drive (1) according to claim 11 , characterized in that the evaluation device (21; 130) is set up in such a way that the position signal is only output when a measured value stored in the memory device has been confirmed at least once by the presence of a trigger signal with at least almost the same measured value.

Pivoting drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device (21; 130) is designed for user-defined scaling of an analogue output signal which is dependent on the sensor signal determined.

Method for automatically determining a switching point for a sensor device (16) of a pivoting drive (1), the sensor device (16) outputting a measured value as a function of a rotational position of a measurement object (19) in relation to the sensor (20), with the recurring steps: determining a first measured value at a first point in time and storing the first measured value in a comparison device, determining a second measured value at a second point in time and comparing the second measured value with the first measured value, providing a control signal to a timer only in the event that a result of the comparison of the two measured values satisfies a predefinable criterion, continuation of a time measurement process by the timer when the control signal is provided, restart of the time measurement process by the timer if the control signal is absent, outputting a trigger signal from the timer to a storage device when a predefinable period of time is reached, Sp storing the current measured value in a memory device of the evaluation device (21; 130) when the trigger signal arrives.

procedure after Claim 14 characterized in that for the comparison of the first measured value with the second measured value, the first measured value is buffered, preferably only the first measured value is buffered.

procedure after Claim 14 or 15 characterized in that the evaluation device (21; 130) emits a position signal when a currently determined measured value at least approximately matches a measured value stored in the memory device.

procedure after Claim 16 characterized in that the position signal is only output when a measured value stored in the memory device has been confirmed at least once by the presence of a trigger signal with at least almost the same measured value.

procedure after Claim 14 , 15 or 16 , characterized in that a detection range for the measured value is specified, in which the predeterminable criterion can be met, a new determination of a switching point only taking place within the detection range.