DE102014004504A1 - Control signal transmission device, actuator and method for transmitting an actuating signal - Google Patents
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Abstract
Bei einer Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung (1) mit einer Sensoreinrichtung (3), die an einem Ende (11) eines als Signalübermittlungsweg (4) ausgebildeten optischen Kanals (5) angeordnet ist, wobei die Sensoreinrichtung (3) eine Lichtquelle (7) und ein Sensorelement (12) zur Detektion von einem Anteil (13) von im optischen Kanal (5) reflektiertem Licht (8) hat, wird vorgeschlagen, an einem gegenüberliegenden Ende (10) des optischen Kanals (5) ein Stellelement (2) mit einem dem optischen Kanal (5) zugewandten reflektierenden Oberflächenbereich (9) zwischen einer ersten Stellposition und einer zweiten Stellposition verstellbar, insbesondere verformbar, anzuordnen, wobei der Oberflächenbereich (9) in der ersten Stellposition ein erstes Reflexionsverhalten und in der zweiten Stellposition ein zweites Reflexionsverhalten, welches vom ersten Reflexionsverhalten verschieden ist, realisiert.In a control signal transmitting device (1) having a sensor device (3) which is arranged at one end (11) of a signal transmission path (4) formed optical channel (5), wherein the sensor device (3) comprises a light source (7) and a Sensor element (12) for detecting a portion (13) of in the optical channel (5) reflected light (8), it is proposed at an opposite end (10) of the optical channel (5) has an actuating element (2) with a The optical surface (9) is adjustable, in particular deformable, to be arranged between a first setting position and a second setting position, the surface region (9) having a first reflection behavior in the first setting position and a second reflection behavior coming from the second setting position first reflection behavior is different realized.
Description
Die Erfindung betrifft eine Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung mit einem Stellelement und einer Sensoreinrichtung, wobei zwischen dem Stellelement und der Sensoreinrichtung ein Signalübermittlungsweg eingerichtet ist und wobei die Sensoreinrichtung zur Detektion wenigstens einer Stellposition des Stellelements eingerichtet ist.The invention relates to a control signal transmission device with an actuating element and a sensor device, wherein between the actuating element and the sensor device, a signal transmission path is set and wherein the sensor device is set up for detecting at least one actuating position of the actuating element.
Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise bekannt von Bedienelementen von Stellantrieben. Hierbei ist das Stellelement häufig mit einem Magneten gekoppelt, so dass über einen in einer Gehäusewand ausgebildeten Signalübermittlungsweg das magnetische Feld des Stellelements zu einer Sensoreinrichtung mit einem Magnetfeldsensor übermittelt wird, um die Stellposition des Stellelements zu übermitteln.Such devices are known, for example, from controls of actuators. Here, the actuating element is often coupled to a magnet, so that via a formed in a housing wall signal transmission path, the magnetic field of the actuating element is transmitted to a sensor device with a magnetic field sensor to transmit the control position of the actuating element.
Um eine Stellinformation mit einem magnetischem Feld über den Signalübermittlungsweg sicher übertragen zu können, ist in der Regel ein vergleichsweise großer Stellweg am Stellelement erforderlich. Hierbei kann es vorkommen, dass während der Bedienung oder nach der Bedienung Feuchtigkeit in das Stellelement eindringt, so dass das Stellelement beispielsweise durch Gefrieren der Feuchtigkeit blockiert und nicht mehr betätigbar ist.In order to securely transmit control information with a magnetic field over the signal transmission path, a comparatively large travel on the control element is required as a rule. It may happen that during operation or after the operation of moisture enters the actuator, so that the actuator is blocked, for example, by freezing the moisture and no longer operable.
Die Erfindung betrifft weiter einen Stellantrieb mit einer Ansteuerungseinheit und einer Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung der beschriebenen Art.The invention further relates to an actuator with a drive unit and a control signal transmission device of the type described.
Gerade bei Stellantrieben ist eine Erhaltung von Bedienfunktionen in rauen Umgebungen auch über einen längeren Zeitraum wünschenswert.Particularly in the case of actuators, maintenance of operating functions in harsh environments is also desirable over a longer period of time.
Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur Übermittlung eines Stellsignals.Finally, the invention relates to a method for transmitting a control signal.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Alternative zu den bekannten Stellsignal-Übermittlungsvorrichtungen bereitzustellen, die robust gegen raue Umgebungsbedingungen ausgestaltbar ist.The invention has for its object to provide an alternative to the known control signal transmission devices, which is robust ausgestaltetbar against harsh environmental conditions.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß bei einer Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass der Signalübermittlungsweg als optischer Kanal ausgebildet ist, dass eine Lichtquelle zur Erzeugung von Licht in einem Spektralbereich eingerichtet ist, dass an dem Stellelement ein in dem Spektralbereich reflektierender Oberflächenbereich ausgebildet ist und dass die Sensoreinrichtung ein Sensorelement aufweist, das zur Detektion eines von dem Oberflächenbereich über den optischen Kanal reflektierten Anteils des von der Sensoreinrichtung erzeugten Lichts eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Übermittlung des Stellsignals über einen optischen Kanal ermöglicht ist, wobei bereits durch geringe Stellwege oder Veränderungen an dem Stellelement eine Beschickung des optischen Kanals mit Licht derart veränderbar ist, dass eine Information übertragbar ist. Größere Stellwege am Stellelement sind verzichtbar, so dass eine Abdichtung der Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung nach außen erreichbar ist, die einen ausreichenden Schutz auch gegen raue Umgebungsbedingungen erlaubt.To solve this problem, the features of claim 1 are proposed according to the invention. In particular, it is thus proposed according to the invention in a control signal transmission device of the type described above that the signal transmission path is designed as an optical channel, that a light source for generating light in a spectral range is set up, that a surface region reflecting in the spectral range is formed on the control element, and in that the sensor device has a sensor element that is set up to detect a portion of the light generated by the sensor device that is reflected by the surface area via the optical channel. The advantage here is that a transmission of the control signal is made possible via an optical channel, with a supply of the optical channel with light is already changeable by small adjustment paths or changes to the actuator such that information is transferable. Larger travel paths on the control element are dispensable, so that a seal of the control signal transmission device can be reached to the outside, which allows adequate protection against harsh environmental conditions.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung zur Einstrahlung des erzeugten Lichts in den optischen Kanal ausgebildet ist. Somit sind Mittel zur Einstrahlung des Lichts in den optischen Kanal vorhanden. Von Vorteil ist dabei, dass der optische Kanal bidirektional nutzbar ist, indem das erzeugte Licht zum Sensorelement und das am Oberflächenbereich des Stellelements reflektierte Licht zum Sensorelement leitbar ist.In one embodiment of the invention can be provided that the sensor device is designed to irradiate the generated light in the optical channel. Thus, means for irradiating the light are present in the optical channel. The advantage here is that the optical channel is bidirectionally usable in that the generated light to the sensor element and the light reflected at the surface region of the actuating element light to the sensor element can be conducted.
Besonders günstig ist es, wenn das Stellelement an einem ersten Ende des optischen Kanals angeordnet ist, während das Sensorelement und/oder die Lichtquelle an einem zweiten Ende des optischen Kanals angeordnet sind.It is particularly advantageous if the adjusting element is arranged at a first end of the optical channel, while the sensor element and / or the light source are arranged at a second end of the optical channel.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass das erste Ende und das zweite Ende des optischen Kanals an gegenüberliegenden Seiten einer Gehäusewand angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass der optische Kanal die Gehäusewand zur Signalübermittlung überbrückt.It can be provided that the first end and the second end of the optical channel are arranged on opposite sides of a housing wall. The advantage here is that the optical channel bridges the housing wall for signal transmission.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Sensorelement zur Detektion einer von der Intensität des reflektierten Anteils abhängigen Messgröße eingerichtet ist. Beispielsweise kann die Helligkeit oder eine sonstige physikalische Größe messbar sein. Im einfachsten Fall kann das Sensorelement als Fotodiode ausgebildet sein.In an embodiment of the invention, it can be provided that the sensor element is set up for the detection of a measured quantity which is dependent on the intensity of the reflected component. For example, the brightness or any other physical quantity can be measurable. In the simplest case, the sensor element can be designed as a photodiode.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Oberflächenbereich in einer ersten Stellposition ein erstes Reflexionsverhalten und in einer zweiten Stellposition ein zweites Reflexionsverhalten aufweist, wobei das zweite Reflexionsverhalten vom ersten Reflexionsverhalten verschieden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Intensität des reflektierten Lichts im optischen Kanal auf einfach Weise beeinflussbar ist, um eine Information über die Stellposition des Stellelements über den optischen Kanal zu übermitteln.In one embodiment of the invention, it may be provided that the surface region has a first reflection behavior in a first adjustment position and a second reflection behavior in a second adjustment position, the second reflection behavior being different from the first reflection behavior. The advantage here is that an intensity of the reflected light in the optical channel can be influenced in a simple manner in order to transmit information about the setting position of the actuating element via the optical channel.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Oberflächenbereich in einer, beispielsweise der bereits erwähnten, ersten Stellposition ein strahlbündelndes und/oder gerichtet reflektierendes Element bildet. Von Vorteil ist dabei, dass in der ersten Stellposition ein hoher Anteil des erzeugten Lichts in den optischen Kanal reflektierbar ist. Beispielsweise kann der Oberflächenbereich einen Hohlspiegel bilden, welcher die ankommenden Strahlen bündelt und gerichtet in den optischen Kanal reflektiert.For example, it may be provided that the surface area in one, for example, the already mentioned, first parking position forms beam-collapsing and / or directionally reflective element. The advantage here is that in the first setting position, a high proportion of the generated light is reflected in the optical channel. For example, the surface region may form a concave mirror, which focuses the incoming rays and reflects them in the optical channel.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Oberflächenbereich in einer, beispielsweise der bereits erwähnten, zweiten Stellposition ein strahlaufweitendes und/oder diffus reflektierendes Element bildet. Von Vorteil ist dabei, dass ein vergleichsweise geringer Anteil von erzeugtem Licht in den optischen Kanal reflektierbar ist. Beispielsweise kann der Oberflächenbereich einen Zerr- oder Wölbspiegel bilden, welcher ankommende Strahlen aufweitet und diffus reflektiert, so dass nur ein geringer Anteil in den optischen Kanal gelangt.Alternatively or additionally, it may be provided that the surface area forms a beam-expanding and / or diffusely reflecting element in one, for example the already mentioned, second setting position. The advantage here is that a comparatively small proportion of generated light is reflected in the optical channel. For example, the surface region may form a distorting or bulging mirror, which widens incoming beams and reflects them diffusely, so that only a small portion passes into the optical channel.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher in der ersten Stellposition ein strahlbündelndes und/oder gerichtet reflektierendes Element und in der zweiten Stellposition ein strahlaufweitendes und/oder diffus reflektierendes Element gebildet ist, ist eine deutliche Unterscheidung zwischen der ersten Stellposition und der zweiten Stellposition durch Messung der Intensität des reflektierten Lichts im optischen Kanal erreichbar.In one embodiment of the invention, in which a beam-collimating and / or directionally reflecting element is formed in the first setting position and a beam-expanding and / or diffusely reflecting element is formed in the second setting position, a clear distinction between the first setting position and the second setting position is made by measurement reach the intensity of the reflected light in the optical channel.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stellelement in einer, beispielsweise der bereits erwähnten, ersten Stellposition mit einem ersten Reflexionskoeffizienten und/oder in einer, beispielsweise der bereits erwähnten, zweiten Stellposition mit einem zweiten Reflexionskoeffizienten in den optischen Kanal reflektiert. Die unterschiedlichen Reflexionskoeffizienten können beispielsweise durch unterschiedliche Spiegelarten oder durch unterschiedliche Materialien erreicht sein. Von Vorteil ist dabei, dass durch Veränderung des Reflexionskoeffizienten der Anteil des erzeugten Lichts, welcher in den optischen Kanal reflektiert wird, einfach variierbar ist. Somit sind Signale über den optischen Kanal einfach übermittelbar.In one embodiment of the invention can be provided that the actuator in one, for example, the already mentioned, first control position with a first reflection coefficient and / or reflected in one, for example, the already mentioned, second control position with a second reflection coefficient in the optical channel. The different reflection coefficients can be achieved for example by different mirror types or by different materials. The advantage here is that by changing the reflection coefficient of the proportion of the generated light, which is reflected in the optical channel, is easily varied. Thus, signals are easily transmitted over the optical channel.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Oberflächenbereich formveränderlich ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Oberflächenbereich spiegelnd oder verspiegelt ausgeführt sein. Von Vorteil ist dabei, dass durch die Formveränderung ein Reflexionsverhalten des Oberflächenbereichs leicht veränderbar ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Oberflächenbereich an einem vorzugsweise elastisch verformbaren Blechteil ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Blechteil einen ausreichenden Anteil einfallender Strahlung reflektiert und dass durch die Formveränderung des Blechteils die Verlaufsrichtung des reflektierten Anteils einfach veränderbar ist. Somit ist steuerbar, ob das reflektierte Licht gerichtet in den optischen Kanal oder, beispielsweise diffus, neben den optischen Kanal gelenkt wird. Von Vorteil ist weiter, dass ein elastisch verformbares Blechteil besonders gut betätigbar ist, um die Formveränderung des Oberflächenbereichs zu erreichen.In one embodiment of the invention can be provided that the surface area is formed variable in shape. For example, the surface area may be reflective or mirrored. The advantage here is that by the change in shape, a reflection behavior of the surface area is easily changed. For example, it can be provided that the surface region is formed on a preferably elastically deformable sheet metal part. The advantage here is that the sheet metal part reflects a sufficient amount of incident radiation and that the course direction of the reflected portion is easily changed by the change in shape of the sheet metal part. Thus, it is controllable whether the reflected light directed into the optical channel or, for example, diffused, is directed adjacent to the optical channel. Another advantage is that an elastically deformable sheet metal part is particularly well actuated to achieve the change in shape of the surface area.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stellelement gegen eine Rückstellkraft aus einer, beispielsweise der bereits erwähnten, ersten Stellposition in eine, beispielsweise die bereits erwähnte, zweite Stellposition überführbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass auf einfach Weise erreichbar ist, dass das Stellelement selbsttätig in die erste Stellposition zurückkehrt, wenn die Betätigung beendet ist. Beispielsweise kann das Stellelement so ausgebildet sein, dass es die erwähnte Rückstellkraft selbst entwickelt. Besonders günstig ist es, wenn die Rückstellkraft eine nichtlineare Federkernlinie definiert. Unter einer Federkernlinie wird hierbei die Abhängigkeit einer Federkraft von einer Auslenkung verstanden. Eine nichtlineare Federkernlinie bietet den Vorteil, dass ein Umschaltpunkt definierbar ist, welcher bei Betätigung taktil erfassbar ist. Somit ist eine direkte Rückkopplung an den Benutzer über das Erreichen eines ausreichenden Stellweges zur Betätigung des Stellelements erzeugbar. Besonders günstig ist es, wenn die Federkernlinie unstetig verläuft. Somit weist die Federkernlinie wenigstens einen Sprung auf, an dessen zugehöriger Auslenkung die Federkraft plötzlich abnimmt. Ein derartiges Abnehmen der Federkraft ist besonders einfach als Rückkopplung an den Benutzer erfassbar. Eine solche Federkernlinie ergibt sich beispielsweise bei einem Streifen aus Federstrahl, wie er bei einem Knackfrosch eingesetzt wird, oder bei anderen elastisch deformierbaren vorzugsweise flächenhaften Materialien, die im Verlauf der Deformation ein Umschnappen bei Überschreiten eines Umschaltpunktes zeigen.In one embodiment of the invention can be provided that the actuating element against a restoring force from one, for example, the already mentioned, first actuating position in, for example, the already mentioned, second actuating position can be transferred. The advantage here is that it can be achieved in a simple manner that the actuator automatically returns to the first setting position when the operation is completed. For example, the adjusting element can be designed so that it develops the mentioned restoring force itself. It is particularly favorable if the restoring force defines a non-linear spring core line. Under a spring core line here the dependence of a spring force is understood by a deflection. A nonlinear innerspring line offers the advantage that a switching point can be defined, which can be detected tactilely on actuation. Thus, a direct feedback to the user on reaching a sufficient travel to actuate the actuator can be generated. It is particularly favorable if the spring core line runs discontinuously. Thus, the spring core line has at least one jump, at the associated deflection, the spring force decreases suddenly. Such a decrease in the spring force is particularly easy to detect as feedback to the user. Such a spring core line results, for example, in a strip of feather beam, as used in a crackpot frog, or other elastically deformable preferably planar materials, which show a snap over when exceeding a switching point in the course of deformation.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stellelement und das Sensorelement auf gegenüberliegenden Seiten einer Gehäusewand angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass das Stellelement von außen zugänglich ist, während das Sensorelement und insbesondere die gesamte Sensoreinrichtung geschützt innerhalb eines von der Gehäusewand umschlossenen Innenraums anordenbar ist. Vorzugsweise ist die gesamte Sensoreinrichtung durch die Gehäusewand von dem Stellelement getrennt.In one embodiment of the invention can be provided that the adjusting element and the sensor element are arranged on opposite sides of a housing wall. The advantage here is that the control element is accessible from the outside, while the sensor element and in particular the entire sensor device is protected within an enclosed space enclosed by the housing wall can be arranged. Preferably, the entire sensor device is separated from the actuator by the housing wall.
Besonders günstig ist es dabei, wenn der optische Kanal zumindest abschnittsweise in einer, beispielsweise der bereits erwähnten, Gehäusewand ausgebildet ist. Beispielsweise kann der optische Kanal als Lichtleiter ausgebildet sein. Von Vorteil ist dabei, dass ein robuster Signalübermittlungsweg ausgebildet ist.It is particularly advantageous if the optical channel is at least partially formed in one, for example, the already mentioned, housing wall. For example, the optical channel may be formed as a light guide. The advantage here is that a robust signal transmission path is formed.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der optische Kanal wenigstens eine Lochblende aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass Streulicht im optischen Kanal ausblendbar oder reduzierbar ist. Dies verbessert die Erfassbarkeit von unterschiedlichen Reflexionsverhalten des Stellelements. Besonders günstig ist es, wenn die Lochblende an einem dem Stellelement zugewandten Ende des optischen Kanals angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Einfallen von Streulicht auf die reflektierende Oberfläche verminderbar oder sogar ganz vermeidbar ist. Dies verbessert die Erfassbarkeit von unterschiedlichen Reflexionskoeffizienten am Stellelement. In one embodiment of the invention can be provided that the optical channel has at least one pinhole. The advantage here is that stray light in the optical channel can be faded out or reduced. This improves the detectability of different reflection behavior of the actuating element. It is particularly favorable if the perforated diaphragm is arranged on an end of the optical channel facing the actuating element. The advantage here is that an incidence of stray light on the reflective surface is reducible or even completely avoidable. This improves the detectability of different reflection coefficients on the actuator.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Lochblende als Teil einer, beispielsweise der bereits erwähnten, Gehäusewand ausgebildet ist. Somit ist eine einfache Ausbildung der Lochblende ermöglicht. Besonders günstig ist es dabei, wenn ein Lichtleiter, der den optischen Kanal bildet, an der Stelle der Lochblende eine entsprechende Verengung formt. Von Vorteil ist dabei, dass der Lichtleiter durch die Lochblende hindurchführbar ist.It can be provided that the pinhole is formed as part of, for example, the already mentioned, housing wall. Thus, a simple design of the pinhole is possible. It is particularly advantageous if a light guide, which forms the optical channel, forms a corresponding constriction at the location of the pinhole. The advantage here is that the light guide can be passed through the pinhole.
Besonders günstig ist es hierbei, wenn die Lochblende an einem Ende des optischen Kanals, vorzugsweise an einem Ende des optischen Kanals, welches einem Außenbereich zugewandt ist, angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige Geometrie der Strahlführung in dem optischen Kanal.It is particularly advantageous in this case if the pinhole is arranged at one end of the optical channel, preferably at one end of the optical channel, which faces an outer area. This results in a particularly favorable geometry of the beam guidance in the optical channel.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen dem optischen Kanal und einer, beispielsweise der bereits erwähnten, Gehäusewand ein zünddurchschlagsicherer Spalt ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Überdruck, welcher sich innerhalb eines von der Gehäusewand umschlossenen Innenraums aufbaut, über den zünddurchschlagsicheren Spalt abbaubar ist. Somit ist die mechanische Befestigung des optischen Kanals an der Gehäusewand entlastbar.In one embodiment of the invention it can be provided that between the optical channel and a, for example, the already mentioned, housing wall, a flameproof gap is formed. The advantage here is that an overpressure, which builds up within an enclosed space enclosed by the housing wall, is degradable over the flameproof gap. Thus, the mechanical attachment of the optical channel to the housing wall is relieved.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stellelement außenseitig mit einer mit einer Gehäusewand, beispielsweise der bereits erwähnten Gehäusewand, verbundenen Schutzschicht bedeckt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Abdichtung nach außen einfach bewirkbar ist. Hierbei kommt vorteilhaft zur Geltung, dass mit dem Stellelement zur Übermittlung der Stellposition nur geringe Stellwege durchlaufen werden müssen. Die Schutzschicht wird dann nur gering mechanisch belastet.In one embodiment of the invention, it can be provided that the actuating element is covered on the outside with a protective layer connected to a housing wall, for example the housing wall already mentioned. The advantage here is that a seal to the outside is easily effected. This is advantageous advantage that only small adjustment paths must be traversed with the actuator for the transmission of the setting position. The protective layer is then only slightly mechanically stressed.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stellelement in dem bereits erwähnten oder einem zweiten, von dem erwähnten Spektralbereich verschiedenen, Spektralbereich optisch durchlässig ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Anzeige von Stellpositionen an dem Stellelement ermöglicht ist.In one embodiment of the invention it can be provided that the adjusting element is optically transparent in the already mentioned or a second spectral range which is different from the abovementioned spectral range. The advantage here is that a display of parking positions on the actuator is possible.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Rückmeldeeinheit ausgebildet ist, mit welcher ein optisches Signal durch das Stellelement hindurch ausgebbar ist. Beispielsweise kann diese Ausgabe in dem bereits erwähnten Spektralbereich oder einem zweiten, von dem ersten Spektralbereich verschiedenen Spektralbereich erfolgen. Von Vorteil ist dabei, dass eine Rückmeldung über eine Betätigung an den Bediener ausgebbar ist. Die Verwendung eines zweiten, vom ersten Spektralbereich abweichenden Spektralbereichs für die Rückmeldung hat den Vorteil, dass die Rückmeldung von der Detektion der Stellposition entkoppelbar ist. Somit sind Störungen der Detektion der Stellposition vermeidbar.In one embodiment of the invention can be provided that a feedback unit is formed, with which an optical signal can be output through the actuator. For example, this output can take place in the already mentioned spectral range or in a second spectral range that differs from the first spectral range. The advantage here is that a feedback can be output via an operation to the operator. The use of a second spectral range deviating from the first spectral range for the feedback has the advantage that the feedback can be decoupled from the detection of the actuating position. Thus, disturbances of the detection of the positioning position can be avoided.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stellelement oder ein Teil des Stellelements um eine Achse dreh- oder schwenkbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass unterschiedliche Oberflächenbereiche des Stellelements mit unterschiedlichen Reflexionskoeffizienten und/oder mit unterschiedlichem Reflexionsverhalten auf einfache Weise an den optischen Kanal bringbar sind. Somit ist der Anteil des in den optischen Kanal reflektierten Lichts einfach steuerbar.In one embodiment of the invention can be provided that the adjusting element or a part of the actuating element about an axis is rotatable or pivotable. The advantage here is that different surface areas of the control element with different reflection coefficients and / or with different reflection behavior can be brought easily to the optical channel. Thus, the proportion of light reflected in the optical channel is easily controllable.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Stellelement oder ein Teil des Stellelements entlang einer, beispielsweise der erwähnten, Achse verschiebbar angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Druckbetätigung ausführbar ist.Alternatively or additionally, it may be provided that the actuating element or a part of the actuating element is arranged displaceably along an axis, for example the one mentioned. The advantage here is that a print operation is executable.
Bevorzugt ist zumindest derjenige Teil des Stellelements dreh- oder schwenkbar und/oder verschiebbar, der mit dem reflektierenden Oberflächenbereich verbunden oder gekoppelt ist.Preferably, at least that part of the actuating element is rotatable or pivotable and / or displaceable, which is connected or coupled to the reflective surface area.
Besonders günstig ist es, wenn das Stellelement um eine Achse dreh- oder schwenkbar und entlang der Achse verschiebbar angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Kombination von unterschiedlichen Betätigungsarten bereitstellbar ist.It is particularly favorable when the adjusting element is arranged rotatable or pivotable about an axis and displaceable along the axis. The advantage here is that a combination of different types of actuation is available.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung zur Unterscheidung von mehr als zwei Intensitätsstufen des reflektierten Anteils eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine höhere Informationsdichte über den optischen Kanal übertragbar ist.In an embodiment of the invention, it can be provided that the sensor device is set up to distinguish between more than two intensity levels of the reflected component. The advantage here is that a higher information density over the optical channel is transferable.
Zur Lösung der genannten Aufgabe und als bevorzugte Anwendung sieht die Erfindung bei einem Stellantrieb der eingangs genannten Art vor, dass die Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung erfindungsgemäß, beispielsweise wie bereits zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf eine Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung gerichteten Schutzansprüche, ausgestaltet ist, wobei das Sensorelement mit der Ansteuerungseinheit in Steuerverbindung steht. Von Vorteil ist dabei, dass eine Bedienung des Stellantriebs mit der erfindungsgemäßen Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung erreichbar ist. Somit ist bei einem Stellantrieb eine robuste Signalübertragung zur Übermittlung der Stellposition des Stellelements einrichtbar.To achieve the above object and as a preferred application, the invention provides for an actuator of the type mentioned that the control signal transmission device according to the invention, for example, as before described and / or according to one of the directed to a control signal transmission device protection claims, is configured, wherein the sensor element is in control connection with the drive unit. The advantage here is that an operation of the actuator with the control signal transmission device according to the invention can be achieved. Thus, in an actuator robust signal transmission for transmitting the control position of the actuator can be set up.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass an wenigstens einem Ende des optischen Kanals wenigstens ein optisch wirkendes Element, insbesondere wenigstens eine Linse, angeordnet ist, mit welcher ein Strahlengang reflexionsfrei im optischen Kanal geführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Signalverlust und eine Erzeugung von Streulicht durch Totalreflektion an einer Grenzfläche des optischen Kanals, beispielsweise eines den optischen Kanal bereitstellenden Lichtleiters, vermeidbar ist. Günstig ist es, wenn das wenigstens eine optische Element wenigstens eine Linse hat. Von Vorteil ist dabei, dass die Strahlung einfach festlegbar ist. Besonders günstig ist es hierbei, wenn an beiden gegenüberliegenden Enden des optischen Kanals jeweils wenigstens ein optisches Element, beispielsweise jeweils wenigstens eine Linse, angeordnet ist, um einen optimierten Strahlverlauf ohne Reflexionen an seitlichen Grenzflächen zu erreichen.In an advantageous embodiment it can be provided that at least one optically acting element, in particular at least one lens, is arranged at at least one end of the optical channel, with which a beam path is guided in the optical channel without reflection. The advantage here is that a signal loss and generation of scattered light by total reflection at an interface of the optical channel, for example, an optical channel providing optical fiber, is avoidable. It is favorable if the at least one optical element has at least one lens. The advantage here is that the radiation is easy to fix. In this case, it is particularly favorable if at least one optical element, for example in each case at least one lens, is arranged at both opposite ends of the optical channel in order to achieve an optimized beam path without reflections at lateral boundary surfaces.
Zur Lösung der genannten Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Übermittlung eines Stellsignals erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Oberflächenbereich an einem Stellelement mit Licht in einem Spektralbereich bestrahlt und ein von dem Oberflächenbereich reflektierter Anteil mit einem Sensorelement detektiert wird, dass ein Stellelement zur Übermittlung des Stellsignals betätigt wird, dass der reflektierende Oberflächenbereich durch die Betätigung verändert wird, dass die Veränderung mit einem Sensorelement erfasst wird und dass das übermittelte Stellsignal aus einem Ausgangssignal des Sensorelements abgeleitet wird. Von Vorteil ist dabei, dass ein Signalübermittlungsverfahren bereitgestellt ist, welches vergleichsweise geringe Stellwege am Stellelement zur Übermittlung einer eindeutigen Information über die aktuelle oder momentane Stellposition erfordert. Somit ist eine apparative Umsetzung dieses Verfahrens robust gegen raue Umgebungsbedingungen ausbildbar.In order to achieve the stated object, a method for transmitting an actuating signal according to the invention provides that a surface region on a control element is irradiated with light in a spectral range and a portion reflected by the surface region is detected by a sensor element that actuates an actuating element for transmitting the actuating signal in that the reflective surface area is changed by the actuation, that the change is detected by a sensor element and that the transmitted actuating signal is derived from an output signal of the sensor element. The advantage here is that a signal transmission method is provided which requires comparatively small travel paths on the control element for transmitting a clear information about the current or current control position. Thus, an apparatus implementation of this method is robust against harsh environmental conditions formable.
Besonders günstig ist es hierbei, wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine erfindungsgemäße Stellsignal-Übermittlungseinrichtung, insbesondere wie zuvor beschrieben oder nach einem der auf eine Stellsignal-Übermittlungseinrichtung gerichteten Schutzansprüche, verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass bei der erfindungsgemäßen Verfahren ein erfindungsgemäßer Stellantrieb, beispielsweise wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf einen Stellantrieb gerichteten Schutzansprüche, verwendet wird.In this case, it is particularly favorable if in the method according to the invention a control signal transmission device according to the invention, in particular as described above or according to one of the protection claims directed to a control signal transmission device, is used. Alternatively or additionally, it may be provided that in the method according to the invention an actuator according to the invention, for example as described above and / or according to one of the claims directed to an actuator protection claims, is used.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des Ausführungsbeispiels.The invention will now be described in more detail with reference to embodiments, but is not limited to these embodiments. Further exemplary embodiments result from the combination of the features of individual or several protection claims with one another and / or with one or more features of the exemplary embodiment.
Es zeigtIt shows
Die bekannte Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung hat eine Sensoreinrichtung
Der optische Kanal
Die Gehäusewand
Die Sensoreinrichtung
Die Sensoreinrichtung
Wird auf das gegenüberliegende, offene Ende
In einem ersten Abschnitt
Zu einem ersten Zeitpunkt
In einem zweiten Abschnitt
Zu einem zweiten Zeitpunkt
Es ist ersichtlich, dass der Unterschied zwischen niedrigen Identitätspegeln im Abschnitt
Wieder setzt nach einem ersten Abschnitt
Zu einem Zeitpunkt
Dies führt zu einem schlagartigen Abnehmen der Intensität des reflektierten Anteils
Bei einer Verschmutzung kann es daher auftreten, dass der unbeaufschlagte Intensitätspegel in Abschnitt
Es bereitet daher große Schwierigkeiten, den betätigten Zustand von dem unbetätigten Zustand sicher zu unterscheiden, wenn die Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung
Die Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung
Zwischen dem Stellelement
Das Stellelement
Eine Lichtquelle
An dem Stellelement
Der Oberflächenbereich
Dieses Licht wird zumindest teilweise durch den optischen Kanal
Die Sensoreinrichtung
Um den Anteil
In der ersten Stellposition bildet der Oberflächenbereich
In dieser Stellposition weist der Oberflächenbereich
In der zweiten Stellposition ist der Oberflächenbereich
Hierdurch verändert sich die Intsität des Anteils
Durch das Umschalten zwischen der ersten Stellposition und der zweiten Stellposition ist somit zwischen einem ersten Reflexionskoeffizienten und einem zweite Reflexionskoeffizienten am ersten Ende
Im Ausführungsbeispiel gemäß
Das Blechteil
Die Rückstellkraft nimmt mit zunehmender Verformung zu.The restoring force increases with increasing deformation.
Ab einer bestimmten Zwischenposition durchläuft das Blechteil
Das erste Ende
Das zweite Ende
An der ersten Seite
Der optische Kanal
In dem optischen Kanal
Diese Lochblende
Die Lochblende
Zwischen dem Lichtleiter
Das Stellelement
Zu einem Zeitpunkt
In einem zweiten Abschnitt
Zu einem zweiten Zeitpunkt
Es kommt somit zu einer schlagartigen Abnahme des reflektierten Anteils
Gleichzeitig vermittelt dieses Umschnappen eine taktile Rückmeldung an den Finger
Die in
Die Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung
Zur Übermittlung des Stellsignals kann das Stellelement
Diese Veränderung wird mit dem Sensorelement
Das Stellelement
Das Ausführungsbeispiel gemäß
Durch diese optischen Elemente
Hierdurch wird der Anteil von unkontrollierbarem Streulicht reduziert.As a result, the proportion of uncontrollable scattered light is reduced.
Eine Lochblende
Die
Das Ausführungsbeispiel gemäß den
Das Stellelement
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Das Stellelement
Je nach Stellposition des Stellelements
In Abhängigkeit von der Stellposition des Stellelements
Somit ist durch Drehung oder Schwenkung des Stellelements
In
Durch einen an sich von Drehschaltern bekannten Rastmechanismus am Stellelement
Das Ausführungsbeispiel gemäß
In der zu
Zusätzlich weist das Stellelement
Das Ausführungsbeispiel gemäß
Das Stellelement
Das Stellelement
Der Bedienknopf
Diese reflektierenden Oberflächenbereiche
Im Inneren des Stellelements
Durch dieses Verschieben kann das jeweils vor dem optischen Kanal
Hierdurch kann ein Reflexionsverhalten und somit ein effektiver Reflexionskoeffizient am Ende
Durch ein Drehen oder Schwenken des Bedienknopfes
Somit ist nicht nur ein Wechsel zwischen der in
Das Ausführungsbeispiel gemäß
Mit der separaten Lichtquelle
Die Rückmeldeeinheit
Insgesamt ist auf diese Weise bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Bei der Stellsignal-Übermittlungsvorrichtung
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014004504.8A DE102014004504B4 (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Control signal transmission device, actuator and method for transmitting an actuating signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014004504.8A DE102014004504B4 (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Control signal transmission device, actuator and method for transmitting an actuating signal |
Publications (2)
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DE102014004504B4 DE102014004504B4 (en) | 2016-06-23 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190028100A1 (en) * | 2016-02-12 | 2019-01-24 | Omron Corporation | Control switch mechanism, trigger switch, and electric tool |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3524492A1 (en) * | 1985-07-09 | 1987-01-15 | Siemens Ag | Opto-electrical device with a multiplicity of operating elements in a panel |
WO1996011820A1 (en) * | 1994-10-18 | 1996-04-25 | Werner Dorsch | Arrangement for manually switching an electric switching current in a motor vehicle |
US5818037A (en) * | 1996-04-09 | 1998-10-06 | Tv Interactive Data Corporation | Controller using a flexible element to vary light transferred to a photosensitive element |
-
2014
- 2014-03-25 DE DE102014004504.8A patent/DE102014004504B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3524492A1 (en) * | 1985-07-09 | 1987-01-15 | Siemens Ag | Opto-electrical device with a multiplicity of operating elements in a panel |
WO1996011820A1 (en) * | 1994-10-18 | 1996-04-25 | Werner Dorsch | Arrangement for manually switching an electric switching current in a motor vehicle |
US5818037A (en) * | 1996-04-09 | 1998-10-06 | Tv Interactive Data Corporation | Controller using a flexible element to vary light transferred to a photosensitive element |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190028100A1 (en) * | 2016-02-12 | 2019-01-24 | Omron Corporation | Control switch mechanism, trigger switch, and electric tool |
EP3416177A4 (en) * | 2016-02-12 | 2019-10-16 | Omron Corporation | Control switch mechanism, trigger switch, and power tool |
US10673433B2 (en) | 2016-02-12 | 2020-06-02 | Omron Corporation | Control switch mechanism, trigger switch, and electric tool |
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---|---|
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