DE102015121571A1 - Optischer Sensor, insbesondere für Zylinder, sowie Verwendung - Google Patents

Optischer Sensor, insbesondere für Zylinder, sowie Verwendung Download PDF

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DE102015121571A1
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Volker Jahn
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Weber Hydraulik GmbH Germany
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Abstract

Um einen Sensor (S) zum Bestimmen des Hubs der Kolbenstange (6) eines Fluidzylinders, insbesondere eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders, insbesondere beim Ausfahren, aufweisend – eine Belichtungseinheit zum Beleuchten eines auf die Oberfläche der Kolbenstange (6) aufgebrachten und sich von dieser Oberfläche farblich unterscheidenden Codes, – mindestens eine erste Kameraeinheit zum Aufnehmen des Bilds des beleuchteten Codes, – eine Auswerteeinheit zum Auswerten von Ausgangssignalen der ersten Kameraeinheit und – eine Schnittstelle zum Ausgeben der ausgewerteten Ausgangssignale als Information über eine Lage der Kolbenstange (6), so weiterzubilden, dass Nachteile und Unzulänglichkeiten vermieden werden, wird mindestens eine weitere Kameraeinheit vorgeschlagen, die in Richtung der Erstreckung der Kolbenstange (6) um ein vorgegebenes bestimmtes Maß (ΔL) von der ersten Kameraeinheit beabstandet angeordnet ist und deren Ausgangssignale in der Auswerteeinheit als Information über die jeweilige Lage unter Bildung von deren Differenz ausgewertet werden, wobei – bei Übereinstimmung der Differenz mit dem bestimmten Maß (ΔL) das Ausgangssignal als Information über den Hub der Kolbenstange (6) und – bei Nichtübereinstimmung der Differenz mit dem bestimmten Maß (ΔL) eine Fehleranzeige ausgegeben wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der optischen Sensoren, insbesondere der optischen Positionssensoren, zum Beispiel für Fluidzylinder, wie etwa für Hydraulik- oder Pneumatikzylinder.
  • Stand der Technik
  • Für die Messung der aktuellen Länge von Fluidzylindern, insbesondere von Hydraulik- oder Pneumatikzylindern, existieren verschiedene technische Lösungen; insbesondere gibt es verschiedene Möglichkeiten der Hubmessung bei einem Zylinder mittels Sensoren, wobei sich die Sensoren in interne Sensoren und externe Sensoren unterteilen lassen:
    Bei den internen Sensoren wird der Hub innerhalb des Zylinders gemessen. Hier kommen beispielsweise magnetostriktive Sensoren, Magnetfeldsensoren oder bei größeren Zylindern auch Seilzugsensoren zum Einsatz. Der Vorteil der internen Sensoren besteht darin, dass sie vor äußeren Einflüssen sehr gut geschützt sind; jedoch ist der Integrationsaufwand in den Zylindern hoch. Auch ist der Einbau erst ab einer gewissen Größe möglich, und die Länge des komplett eingefahrenen Zylinders (Blocklänge) wird größer.
  • Beispiele für externe Sensoren sind Seilzugsensoren, Lasersensoren, Magnetfeldsensoren oder Magnetbänder. Ebenfalls zu den externen Sensoren zählt hier die indirekte Längenmessung, beispielsweise durch Winkel- oder Drehgeber an den vom Zylinder bewegten Bauteilen. Diese Sensoren haben den Vorteil, dass die Konstruktion des Zylinders weitgehend unangetastet bleibt.
  • Darüber hinaus unterscheidet man zwischen inkrementellen Messverfahren und absoluten Messverfahren:
    Inkrementelle Längensensoren zählen ausgehend von einem Referenzwert Messimpulse, die jeweils einem definierten Weg entsprechen. Ohne Batteriepufferung muss nach jedem Spannungsverlust, zum Beispiel beim Abschalten der Maschine die Referenzposition erneut angefahren werden.
  • Absolute Längensensoren sind in der Lage, zu jedem Zeitpunkt anhand des aktuellen Messwerts die Position zu bestimmen, ohne hierzu eine Referenzposition anfahren zu müssen (ob das Anfahren einer Referenzposition möglich ist oder nicht, hängt von der Anwendung und vom Einsatzfall der Maschine ab).
  • So ist es aus dem Stand der Technik bekannt, zwei oder mehr einzelne Sensoren um eine Kolbenstange herum anzuordnen. Derartige, in Bezug auf die Längserstreckung der Kolbenstange radial angeordnete Sensoren müssen zum einen miteinander verbunden sein und beanspruchen zum anderen relativ viel Platz, das heißt eine große Bauform. Abgesehen davon ist bei zwei (oder mehr) radial angeordneten Einzel-Sensoren stets nur die gleiche Code-Position auslesbar, so dass ein fehlerhafter Code, insbesondere fehlerhafter Barcode oder fehlerhafter Strichcode, mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit nicht erkannt werden kann.
  • Darstellung der vorliegenden Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
  • Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten sowie unter Würdigung des umrissenen Stands der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, dass die vorstehend dargelegten Nachteile und Unzulänglichkeiten vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen, das heißt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildeten Sensor erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Der optische Positionssensor gemäß der vorliegenden Erfindung dient zur Messung der Zylinderlänge auf Basis der optischen Erkennung eines auf der Kolbenstange eines Zylinders aufgebrachten binären Bar- oder Strichcodes mit absoluter Codestruktur. Um erhöhten Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden, wird eine redundante, insbesondere zwei- oder mehrkanalige, Ausführungsform des Sensors zur Verfügung gestellt werden, in bevorzugter Weise innerhalb eines Gehäuses.
  • Der optische Positionssensor gemäß der vorliegenden Erfindung ist als linearer Sensor, insbesondere als absoluter Längensensor, ausgebildet. Zur Realisierung des absoluten Längenmessprinzips ist der Code in vorteilhafter Weise fortlaufend eineindeutig aufgebaut. Jede Änderung der Position um maximal die Strichbreite führt damit, insbesondere auf der gesamten Messlänge, zu einem einmaligen Code-Wort. Durch Interpolation können Zwischenpositionen kleiner als die Strichbreite bestimmt werden; hierdurch wird die Auflösung erhöht.
  • Die vorliegende Erfindung beruht hierbei auf einem optischen Messprinzip. Hierzu wird ein auf die Kolbenstange aufgebrachter Code vom Sensor erkannt und ausgewertet, um daraus die aktuelle Position der Kolbenstange zu bestimmen. Beim Code handelt es sich insbesondere um einen binären Bar- oder Strichcode, der auf die Oberfläche der Kolbenstange aufgebracht ist. Der Code unterscheidet sich farblich von der Beschichtung, insbesondere von der Hartchrombeschichtung, der Kolbenstange und bildet mit ihr einen möglichst großen Kontrast.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Sensor eine Belichtungseinheit, eine Sensoreinheit zur Bilderfassung und eine Elektronik zur Bildverarbeitung und Kommunikation auf. Durch die Belichtungseinheit wird ein Ausschnitt des Codes kurzzeitig beleuchtet und in der Folge durch die Sensoreinheit erfasst. Dies erfolgt in an die maximale Verfahrgeschwindigkeit angepassten Zeitabständen. Die Bilder werden einzeln ausgewertet und daraus die Position bestimmt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Sensor am Führungsstück montiert werden und außerhalb des Druckraums, aber hinter dem Abstreifring arbeiten. Der Sensor kann somit als externer Sensor angesehen werden, der jedoch stark in die Konstruktion des Zylinders integriert ist und dessen Einbau auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden kann.
  • So kann in vielen Fällen der Sensor ohne Vergrößerung der Blocklänge realisiert werden. Gleichzeitig ist der Sensor vor Manipulation sicher, denn ein Umgehen oder eine Beeinflussung von außen, beispielsweise durch mechanisches Abtrennen vom System, ist nicht möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den erfindungsgemäß mindestens zwei in Bezug auf die Längserstreckung der Kolbenstange linear angeordneten Kameraeinheiten auch mindestens eine in Bezug auf die Längserstreckung der Kolbenstange radial angeordnete Kameraeinheit angeordnet sein, zum Beispiel, um Fehler zu erfassen, wenn die Striche des Codes um die ganze Kolbenstange umlaufen.
  • In diesem Zusammenhang ist es auch denkbar, zumindest zwei Kameraeinheiten in Bezug auf die Längserstreckung der Kolbenstange radial zueinander und zusätzlich axial leicht versetzt anzuordnen, wobei diese zwei oder mehr Kameraeinheiten in zweckmäßiger Weise in einem Gehäuse (--> kompakte raumsparende Bauform) oder in separaten, das heißt eigenen Gehäusen untergebracht sein können.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung kann das eigentliche fotosensitive Sensorelement auf einer Leiterplatte oder Platine angeordnet sein, die zumindest im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Kolbenstange angeordnet sein kann.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Leiterplatte oder Platine auch angekippt, zum Beispiel um etwa zwanzig Grad gegenüber der Längserstreckung der Kolbenstange geneigt, sein, um auf dem Scheitel messen zu können. Ein derartiges Anwinkeln oder schräges Verbauen der Leiterplatte oder Platine in Bezug auf die Erstreckung der Kolbenstange ermöglicht also eine Bestimmung des Hubs der Kolbenstange unabhängig von deren Durchmesser.
  • Die maximal mögliche Messlänge hängt von der Breite des Lesefensters und von der Strichbreite des Codes ab. Hieraus leitet sich ab, wie viel Bit der Code aufweist. Darüber hinaus können weitere Einschränkungen existieren, wie beispielsweise eine maximale Anzahl Striche gleicher Farbe nebeneinander oder eine möglichst gleichmäßige Helligkeitsverteilung über das Lesefenster. Außerdem ist sicherzustellen, dass sich Bar- oder Strichcode-Sektionen in Auslesebreite nicht wiederholen. Eine exemplarische Messlänge kann zum Beispiel bei etwa 4.500 Millimetern liegen.
  • Als Schnittstellen zum System eines Anwenders kann zur sicherheitsgerichteten Datenübertragung zum Beispiel CANopen Safety vorgesehen sein, wobei das CANopen-Safety-Protokoll (CiA 304) als europäische Norm (EN) ISO 50325-5 veröffentlicht worden ist. Alternativ oder ergänzend können auch analoge Schnittstellen vorgesehen sein. Weiterhin sind auch anwenderspezifische CAN-Protokolle realisierbar.
  • Eine exemplarische Breite des einkanaligen Sensors kann etwa 30 Millimeter, des zwei- oder mehrkanaligen Sensors etwa 35 Millimeter betragen.
  • Eine exemplarische Länge des (ein- oder mehrkanaligen) Sensors kann etwa 60 Millimeter betragen.
  • Eine exemplarische Höhe des (ein- oder mehrkanaligen) Sensors kann etwa 30 Millimeter betragen.
  • Ein exemplarischer Abstand des (ein- oder mehrkanaligen) Sensors zur Kolbenstange kann etwa 9 Millimeter betragen.
  • Mit dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht nur Bauraum- und Kosteneinsparungen erzielbar, sondern auch technische Vorteile, denn es resultieren erfindungsgemäß weniger kritische Stellen, wie zum Beispiel Dichtungskontakte.
  • Für die dauerhafte Funktion des Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine robuste und widerstandsfähige Markierung der Kolbenstange, zum Beispiel mittels Laser, von Bedeutung. Hierbei sollte die Markierung mechanischen Einflüssen durch Führungsbänder und Dichtungen ebenso widerstehen können wie chemischen Einflüssen, Witterung und UV-Strahlung. Auch muss die Kolbenstange aus Stahl unter der Markierung vor Korrosion geschützt werden.
  • In zweckmäßiger Weise weist die Markierung zur, insbesondere hartverchromten, Oberfläche einen hohen Kontrast auf, um vom Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung sicher erfasst werden zu können. Hierzu können die jeweiligen Codebereiche, auch zusätzlich, selektiv mit Schwarzchrom, mit Schwarznickel, mit Schwarzrhodium, mit Schwarzruthenium, mit Kupfer-Zinn-Legierung, mit Kupfer-Zinn-Zink-Legierung oder mit Gold, insbesondere mit Hartgold, beschichtet werden. So erscheint zum Beispiel Schwarzchrom nahezu schwarz und ist chemisch sowie mechanisch widerstandsfähig gegen äußere Einflüsse.
  • Aufgrund seiner Robustheit und Resistenz, insbesondere gegenüber den Auswirkungen von Staub, Stößen und/oder seitlicher Belastung, und angesichts der einfachen Integrierbarkeit in den Zylinder ist das optische Positionsmess-System gemäß der vorliegenden Erfindung für zahlreiche Anwendungen geeignet, bei denen der Hub bzw. die Länge des Zylinders für die Regelung und/oder für Sicherheitsfunktionen gemessen werden soll.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Wie bereits vorstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die den dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend unter anderem anhand der durch 1A bis 3B veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1A in konzeptuell-schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für den Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung, der gemäß dem absoluten Längenmessprinzip der vorliegenden Erfindung arbeitet;
  • 1B in konzeptuell-schematischer vergrößerter Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel für den Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung, der gemäß dem absoluten Längenmessprinzip der vorliegenden Erfindung arbeitet;
  • 2 in konzeptuell-schematischer Darstellung eine Visualisierung des in der vorliegenden Erfindung implementierten Sicherheitsprinzips;
  • 3A in konzeptuell-schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung des Sensors aus 1A oder 1B in Bezug auf eine mit einem fortlaufend eineindeutig binären Bar- oder Strichcode versehene Kolbenstange; und
  • 3B in konzeptuell-schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung des Sensors aus 1A oder 1B und 3A im Unterwagen eines Mobilkrans.
  • Gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in 1A bis 3B mit identischen Bezugszeichen versehen.
  • Bester Weg zur Ausführung der vorliegenden Erfindung
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist anhand 1A veranschaulicht:
    Der Sensor S weist neben einer integrierten oder zugeordneten Auswerteeinheit, insbesondere Auswerteelektronik, eine Belichtungseinheit und zwei Kameraeinheiten auf. Jede der zwei in Bezug auf die Längserstreckung einer Kolbenstange 6 im Wesentlichen linear angeordneten Kameraeinheiten weist ein Linsensystem 1 und ein auf einer Leiterplatte oder Platine 4 angeordnetes fotosensitives Sensorelement 3 auf, wobei das Linsensystem 1 und das Sensorelement 3 in einem Optikgehäuse 2 vorgesehen sind. Optikgehäuse 2 und Leiterplatte oder Platine 4 sind wiederum in einem Gehäuse 5 untergebracht.
  • Die beiden Kameras, die nicht nur um den Abstand ΔL axial zueinander beabstandet, sondern auch radial zueinander versetzt (→ Erkennung von Fehlern, wenn die Striche des Codes um die ganze Kolbenstange 6 herum laufen) angeordnet sein können, erfassen den (in 1A unter ihnen liegenden) absoluten Strichcode auf der Kolbenstange 6 und bestimmen so unabhängig voneinander die aktuelle Position der Kolbenstange 6.
  • In der exemplarischen Darstellung gemäß 1A ist die Leiterplatte oder Platine 4 zumindest im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Kolbenstange 6 angeordnet.
  • Gemäß einer alternativen, anhand 1B veranschaulichten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Leiterplatte oder Platine 4 innerhalb des Gehäuses 5 gegenüber der Längserstreckung der (in 1B aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung nicht gezeigten) Kolbenstange 6 auch angekippt, zum Beispiel um etwa zwanzig Grad geneigt, sein (aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung ist in 1B nur eine Kameraeinheit dargestellt).
  • Eine derartige schräge Bauform, das heißt Anwinkelung der Leiterplatte oder Platine 4 zur Kolbenstange 6 ermöglicht es, auf dem Scheitel der Kolbenstange 6 messen zu können, das heißt der Hub der Kolbenstange 6 wird unabhängig von deren Durchmesser bestimmt.
  • Ein wesentlicher Vorteil des redundanten, nämlich über verschiedene integrierte Plausibilitätsprüfungen verfügenden Sensors S gemäß 1A oder gemäß 1B ergibt sich also aus einer Sicherheitsbetrachtung gemäß 2 (dort bedeutet
    • – "Recognized Position": erkannte Position;
    • – "Camera Picture": Kamerabild;
    • – "Flawless Code": fehlerfreier Code;
    • – "Gap": Lücke oder Unterbrechung;
    • – "Defective Code": fehlerbehafteter Code oder schadhafter Code;
    • – "If recognizable as Position": wenn als Position oder Stellung erkennbar;
    • – "Distance between Sensors": Abstand zwischen Sensoren;
    • – "Failure detected": Fehler entdeckt oder Fehler erkannt): Weichen zum Beispiel aufeinanderfolgend gemessene Werte in unplausibler Weise voneinander ab, wird ein Fehler generiert und ausgegeben. Für sicherheitskritische Anwendungen, zum Beispiel für Brems- oder Lenksysteme, reicht diese Überprüfung aber oft nicht aus.
  • Hierfür steht das redundante System gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung, bei dem beide Sensoreinheiten innerhalb desselben Gehäuses 5 integriert sind. Das Gehäuse 5 ist beim zwei- oder mehrkanaligen Sensor S gemäß der vorliegenden Erfindung nur geringfügig größer als bei einem einkanaligen Sensor. Dafür ist das Gesamtsystem deutlich platzsparender, und es besteht kein erhöhter Aufwand für die Verkabelung.
  • Beide Sensoren sind in Längsrichtung nebeneinander angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung lesen beide Sensoren den gleichen Codestreifen, jedoch an unterschiedlichen Stellen in fest definiertem Abstand ΔL. Spiegeln die beiden Messwerte diesen Abstand ΔL nicht wider, wird dies als Fehler erkannt.
  • Durch das Lesen des Bar- oder Strichcodes an zwei axial versetzten Stellen erhöht sich die Sicherheit des Sensors S:
    Wäre beispielsweise durch eine fehlerhafte Markierung auf der Kolbenstange 6 ein Strich zu breit oder zu schmal, so könnte es passieren, dass die betreffende Stelle falsch interpretiert wird und so ein falscher Messwert ausgegeben wird.
  • Wird jedoch der Code an zwei unterschiedlichen Stellen ausgewertet, können nahezu alle Codefehler erkannt werden. Hierdurch kann das Auftreten eines unerkannten gefährlichen Fehlers nahezu ausgeschlossen werden.
  • Weiterhin ist bei bestimmten Fehlern eine Fehlerkorrektur möglich, die die Verfügbarkeit erhöht.
  • Hierbei ist der Abstand ΔL der beiden Sensoren zueinander fest gewählt. Somit muss die Forderung, dass die beiden erfassten Positionen stets um diesen Abstand ΔL voneinander abweichen, stets erfüllt sein. Stimmt diese Bedingung nicht, so muss mindestens ein Messwert falsch ermittelt worden sein. Dies ist möglich, wenn zum Beispiel der Code fehlerhaft, verschmutzt oder beschädigt ist.
  • Dies erhöht die Sicherheit des ausgegebenen Messwerts, da somit mögliche Ablesefehler zuverlässig erkannt werden. Damit der Sensor S einen falschen Wert ausgibt, müssten beide Teilsensoren gleichzeitig je einen falschen Wert erkennen, und beide falsch erkannten Werte müssten voneinander auch genau den Abstand ΔL haben. Bei einem geeignet aufgebauten Bar- oder Strichcode ist dies sehr unwahrscheinlich.
  • Der Bar- oder Strichcode, mit dem die Kolbenstange 6 versehen ist, wird in Längsrichtung der Kolbenstange 6 beim redundanten System gemäß der vorliegenden Erfindung nämlich zeitgleich an zwei unterschiedlichen Stellen mittels der Auswerteelektronik ausgewertet, also zum Beispiel an der Position X und an der Position Y=X+ΔL.
  • Wird hierbei eine Position nicht korrekt erkannt, zum Beispiel durch einen fehlerhaft oder schadhaft aufgebrachten Code (vgl. "Defective Code" in der unteren Hälfte der 2), fällt dies bei einer Plausibilitätsprüfung sofort auf.
  • Der Sensor ist aufgrund seines Aufbaus, seiner Bauteilzuverlässigkeit und seinen Sicherheitsmaßnahmen für Anforderungen gemäß der europäischen Norm (EN) ISO 13849-1 geeignet.
  • Der schematischen Darstellung in 3A ist exemplarisch entnehmbar, dass der Sensor S als externer Sensor angesehen werden kann, der jedoch stark in die Konstruktion des Fluidzylinders, insbesondere des Hydraulik- oder Pneumatikzylinders, integriert ist und dessen Einbau auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden kann.
  • Aufgrund seiner kompakten Abmessungen ist der Sensor insbesondere für den mobilen Einsatz in Land- und Baumaschinen geeignet. So kann der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung zum Beispiel im Unterwagen von Mobilkränen (vgl. 3B) zum Einsatz kommen:
    Der Sensor wird in die Ausschiebezylinder der Abstützungen integriert, um dort die Abstützweite zu messen, mit deren Hilfe die Kipplast des Krans bestimmt werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Linsensystem
    2
    Optikgehäuse
    3
    Sensorelement
    4
    Leiterplatte oder Platine
    4H
    Halterung für Leiterplatte oder Platine
    5
    Gehäuse
    6
    Kolbenstange mit Code, insbesondere mit Bar- oder Strichcode
    7
    Führungsstück
    8
    Zylinderrohr
    9
    Kolben
    10
    Dichtungssystem
    S
    Sensor
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Norm (EN) ISO 50325-5 [0020]
    • Norm (EN) ISO 13849-1 [0052]

Claims (10)

  1. Sensor (S) zum Bestimmen des Hubs der Kolbenstange (6) eines Fluidzylinders, insbesondere eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders, insbesondere beim Ausfahren, aufweisend – eine Belichtungseinheit zum Beleuchten eines auf die Oberfläche der Kolbenstange (6) aufgebrachten und sich von dieser Oberfläche farblich unterscheidenden Codes, – mindestens eine erste Kameraeinheit zum Aufnehmen des Bilds des beleuchteten Codes, – eine Auswerteeinheit zum Auswerten von Ausgangssignalen der ersten Kameraeinheit und – eine Schnittstelle zum Ausgeben der ausgewerteten Ausgangssignale als Information über eine Lage der Kolbenstange (6), gekennzeichnet durch mindestens eine weitere Kameraeinheit, die in Richtung der Erstreckung der Kolbenstange (6) um ein vorgegebenes bestimmtes Maß (ΔL) von der ersten Kameraeinheit beabstandet angeordnet ist und deren Ausgangssignale in der Auswerteeinheit als Information über die jeweilige Lage unter Bildung von deren Differenz ausgewertet werden, wobei – bei Übereinstimmung der Differenz mit dem bestimmten Maß (ΔL) das Ausgangssignal als Information über den Hub der Kolbenstange (6) und – bei Nichtübereinstimmung der Differenz mit dem bestimmten Maß (ΔL) eine Fehleranzeige ausgegeben wird.
  2. Sensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Code – als fortlaufend eineindeutig binärer Bar- oder Strichcode ausgebildet ist und/oder – eine den tatsächlichen Hub der Kolbenstange (6) wiedergebende absolute Codestruktur aufweist.
  3. Sensor gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass eine Änderung der Position der Kolbenstange (6) um maximal eine Strichbreite des Codes zu einem einmaligen Code-Wort führt und – dass Zwischenpositionen, die kleiner als die Strichbreite des Codes sind, durch Interpolation bestimmbar sind.
  4. Sensor gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kameraeinheit in Bezug auf die Längserstreckung der Kolbenstange (6) radial versetzt angeordnet ist.
  5. Sensor gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dritte, in Bezug auf die Längserstreckung der Kolbenstange radial angeordnete Kameraeinheit vorgesehen ist.
  6. Sensor gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kameraeinheit und/oder die weitere Kameraeinheit und/oder die dritte Kameraeinheit – ein Linsensystem (1) und – ein fotosensitives Sensorelement (3) aufweisen/t.
  7. Sensor gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das, insbesondere jeweilige, Sensorelement (3) auf einer Leiterplatte oder Platine (4) angeordnet ist.
  8. Sensor gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte oder Platine (4), – insbesondere im Wesentlichen, parallel zur Längsachse der Kolbenstange (6) oder, – insbesondere um etwa zwanzig Grad, geneigt zur Längsachse der Kolbenstange (6) angeordnet ist.
  9. Sensor gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kameraeinheit und/oder die weitere Kameraeinheit und/oder die dritte Kameraeinheit in einem, insbesondere gemeinsamen, Gehäuse (5) angeordnet sind.
  10. Verwendung mindestens eines Sensors (S) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Bestimmen des Hubs oder der Länge der Kolbenstange (6) eines Fluidzylinders, insbesondere eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders, einer Arbeits-, Bau- oder Landmaschine, insbesondere eines Mobilkrans, zum Beispiel in dessen Unterwagen.
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