DE102021200204A1 - Fluidic actuator, system and method - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine fluidische Stellvorrichtung (10) zum Bereitstellen einer Stellbewegung (2), mit einem Gehäuse (12), an dem ein Bewegungsglied (14) angeordnet ist, wobei das Bewegungsglied (14) entlang einer Stellachse (1) relativ zum Gehäuse (12) positionierbar ist, einer ein Magnetfeld bereitstellenden Magneteinheit (16), die an dem Bewegungsglied (14) angeordnet ist, wobei die Magneteinheit (16) zueinander entlang der Stellachse (1) beabstandete, charakteristische Magnetfeldstellen (20) des Magnetfelds (15) aufweist, einer an dem Gehäuse (12) angeordneten Sensoranordnung (22) zur Detektion des Magnetfelds, wobei die Sensoranordnung (22) eine Zählsensoreinheit (26) aufweist, die für einen Zählvorgang der charakteristischen Magnetfeldstellen (20) während der Stellbewegung vorgesehen ist, wobei die Zählsensoreinheit (26) zusammen mit der Magneteinheit (16) einen Domänenwandgenerator (29) ausbildet.The invention relates to a fluidic adjusting device (10) for providing an adjusting movement (2), with a housing (12) on which a moving element (14) is arranged, the moving element (14) being arranged along an adjusting axis (1) relative to the housing ( 12); , a sensor arrangement (22) arranged on the housing (12) for detecting the magnetic field, the sensor arrangement (22) having a counting sensor unit (26) which is provided for a counting process of the characteristic magnetic field points (20) during the positioning movement, the counting sensor unit (26) together with the magnet unit (16) forms a domain wall generator (29).

Description

Die Erfindung betrifft eine fluidische Stellvorrichtung zum Bereitstellen einer Stellbewegung, mit einem Gehäuse, an dem ein Bewegungsglied angeordnet ist, wobei das Bewegungsglied entlang einer Stellachse relativ zum Gehäuse positionierbar ist, einer ein Magnetfeld bereitstellenden Magneteinheit, die an dem Bewegungsglied angeordnet ist, wobei das Magnetfeld zueinander entlang der Stellachse beabstandete charakteristische Magnetfeldstellen aufweist, und einer an dem Gehäuse angeordneten Sensoranordnung zur Detektion des Magnetfelds.The invention relates to a fluidic actuating device for providing an actuating movement, having a housing on which a moving member is arranged, the moving member being positionable along an adjusting axis relative to the housing, a magnet unit providing a magnetic field, which is arranged on the moving member, the magnetic field has characteristic magnetic field points spaced apart from one another along the adjustment axis, and a sensor arrangement arranged on the housing for detecting the magnetic field.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine fluidische Stellvorrichtung bereitzustellen, die eine zuverlässige Bestimmung einer Position des Bewegungsglieds ermöglicht.One object of the invention is to provide a fluidic actuating device that enables a reliable determination of a position of the moving member.

Die Aufgabe wird durch eine fluidische Stellvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a fluidic control device according to claim 1. Advantageous developments are specified in the dependent claims.

Bei der fluidischen Stellvorrichtung weist die Sensoranordnung eine Zählsensoreinheit auf, die zur Bestimmung eines Zählwerts durch einen Zählvorgang der charakteristischen Magnetfeldstellen während der Stellbewegung ausgebildet ist. Die Zählsensoreinheit bildet zusammen mit der Magneteinheit einen Domänenwandgenerator.In the case of the fluidic actuating device, the sensor arrangement has a counting sensor unit which is designed to determine a counting value by counting the characteristic magnetic field points during the actuating movement. Together with the magnet unit, the counting sensor unit forms a domain wall generator.

Bevorzugt ist mit dem Domänenwandgenerator der Zählvorgang insbesondere im elektrisch spannungsfreien Zustand einer Auswerteeinrichtung ausführbar. Durch die Verwendung des Domänenwandgenerators kann die Position des Bewegungsglieds bestimmt werden, obwohl die fluidische Stellvorrichtung, die Sensoranordnung und/oder die Auswerteeinrichtung elektrisch spannungsfrei sind. Der spannungsfreie Zustand wird beispielsweise hergestellt, wenn eine Verbindung zu einer Spannungsquelle unterbrochen wird. Wird das Bewegungsglied im elektrisch spannungsfreien Zustand der fluidischen Stellvorrichtung, der Sensoranordnung und/oder der Auswerteeinrichtung zum Beispiel von Hand entlang der Stellachse bewegt, so kann der Domänenwandgenerator vorteilhafterweise den Zählvorgang fortsetzen und nach einem Wiederherstellen der elektrischen Spannung, kann die Position durch die Auswerteeinrichtung bestimmt werden. Durch den Domänenwandgenerator kann trotz Unterbrechung der Spannungsversorgung ein lückenloses Fortführen des Zählvorgangs erreicht werden.The counting process can preferably be carried out with the domain wall generator in particular in the electrically voltage-free state of an evaluation device. By using the domain wall generator, the position of the moving element can be determined even though the fluidic actuating device, the sensor arrangement and/or the evaluation device are electrically voltage-free. The voltage-free state is established, for example, when a connection to a voltage source is interrupted. If the moving element is moved, for example by hand, along the actuating axis when the fluidic actuating device, the sensor arrangement and/or the evaluation device is in a voltage-free state, the domain wall generator can advantageously continue the counting process and after the electrical voltage has been restored, the position can be determined by the evaluation device will. Thanks to the domain wall generator, the counting process can be continued without gaps despite an interruption in the power supply.

Vorteilhafterweise weist die Sensoranordnung eine Inkrementsensoreinheit auf, durch die zur Inkrementbestimmung der Position des Bewegungsglieds ein Inkrement zwischen einer charakteristischen Magnetfeldstelle und der Inkrementsensoreinheit bestimmbar ist. Unter dem Inkrement kann ein Abstand verstanden werden, wobei insbesondere der Abstand ausgehend von einer charakteristischen Magnetfeldstelle verstanden werden kann.The sensor arrangement advantageously has an increment sensor unit, by means of which an increment between a characteristic magnetic field point and the increment sensor unit can be determined in order to determine the increment of the position of the moving element. The increment can be understood to mean a distance, in which case in particular the distance can be understood starting from a characteristic magnetic field point.

Die Inkrementbestimmung kann durch zwei zueinander um 90° versetzte, in der Inkrementsensoreinheit integrierte Magnetsensoren erfolgen, sodass zwei aus der Inkrementsensoreinheit stammende Signale erhalten werden, die für eine Sinuskomponenten oder eine Cosinuskomponente des Magnetfelds stehen. Die Sinuskomponenten und Cosinuskomponenten können durch eine auf arctan2 basierende Rechnung durch die Auswerteeinrichtung ausgewertet werden.The increment can be determined by two magnetic sensors offset by 90° from one another and integrated in the increment sensor unit, so that two signals originating from the increment sensor unit are obtained, which stand for a sine component or a cosine component of the magnetic field. The sine components and cosine components can be evaluated by the evaluation device using a calculation based on arctan2.

Vorzugsweise misst die Inkrementsensoreinheit ein Inkrement ausgehend von einer charakteristischen Magnetfeldstelle, wobei das Inkrement vorzugsweise kleiner als oder nicht größer als ein zwischen zwei benachbarten charakteristischen Magnetfeldstellen ausgebildeter Abstand werden kann. Die Messung des Inkrements kann anhand eines Magnetfeldverlaufs zwischen zwei benachbarten charakteristischen Magnetfeldstellen erfolgen.The increment sensor unit preferably measures an increment starting from a characteristic magnetic field point, it being possible for the increment to be smaller than or not larger than a distance formed between two adjacent characteristic magnetic field points. The increment can be measured using a magnetic field curve between two adjacent characteristic magnetic field locations.

Eine besondere Ausführungsform kann beinhalten, dass die Zählsensoreinheit einen Riesenmagnetowiderstand-Schichtstapel aufweist, der zusammen mit der Magneteinheit den Domänenwandgenerator bilden. Der Schichtstapel kann eine lineare, eine schraubenförmige, eine mäanderförmige, eine wellenförmige und/oder eine spiralförmige Struktur aufweisen, die insbesondere durch mikromechanische Technologien gewonnen werden kann. Der Schichtstapel kann vorzugsweise in der Zählsensoreinheit integriert sein. Das Magnetfeld der Magneteinheit kann mit dem Schichtstapel interagieren und eine entsprechend der Stellbewegung ausgebildete Domänenwand in dem Schichtstapel erzeugen.A particular embodiment can include that the counting sensor unit has a giant magnetoresistive layer stack, which together with the magnet unit form the domain wall generator. The layer stack can have a linear, helical, meandering, wavy and/or spiral structure, which can be obtained in particular by micromechanical technologies. The layer stack can preferably be integrated in the counting sensor unit. The magnetic field of the magnet unit can interact with the layer stack and generate a domain wall in the layer stack that is formed in accordance with the actuating movement.

Diese in dem Schichtstapel erzeugte Domänenwand kann insbesondere in einem elektrisch spannungsfreien Zustand der Stellvorrichtung, der Sensoranordnung und/oder der Auswerteeinrichtung erzeugt werden. Hierdurch kann der Zählvorgang mit dem Domänenwandgenerator im elektrisch spannungsfreien Zustand der Auswerteeinrichtung ausgeführt werden.This domain wall generated in the layer stack can be generated in particular when the actuating device, the sensor arrangement and/or the evaluation device are in an electrically voltage-free state. As a result, the counting process with the domain wall generator can be carried out in the electrically voltage-free state of the evaluation device.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Magneteinheit als ein Magnetband ausgebildet sein, das an einem entlang der Stellachse ausgerichteten Längsabschnitt des Bewegungsglieds angeordnet ist, wobei der Zählsensoreinheit eine feste Zählbezugsstelle auf der Magneteinheit zugeordnet sein kann. Die Stellachse ist insbesondere derart ausgebildet, dass eine lineare Stellbewegung durch das Bewegungsglied ausgeführt wird. Der Längsabschnitt führt eine Stellbewegung relativ zur Sensoranordnung aus. Die Zählbezugsstelle stellt einen Referenzpunkt dar, von dem aus der Zählvorgang der Zählsensoreinheit gestartet werden kann. Beispielsweise kann der Zählvorgang bei dem Zählwert = 0 starten, wobei bei einer entlang der Stellachse ausgerichteten Zunahmebewegung der Zählwert um eine ganze Zahl je gezählter charakteristischer Magnetfeldstelle erhöht wird. Während der Zunahmebewegung wird der Zählwert unabhängig vom Ausgangswert durch die Auswerteeinheit und/oder die Sensoranordnung erhöht.In an advantageous development, the magnetic unit can be designed as a magnetic tape which is arranged on a longitudinal section of the moving element aligned along the adjustment axis, with the counting sensor unit being able to be assigned a fixed counting reference point on the magnetic unit. The adjusting axis is designed in particular in such a way that a linear adjusting movement is carried out by the Movement member is running. The longitudinal section performs an adjustment movement relative to the sensor arrangement. The counting reference point represents a reference point from which the counting process of the counting sensor unit can be started. For example, the counting process can start at the count value=0, with the count value being increased by a whole number for each characteristic magnetic field point counted during an increasing movement aligned along the adjustment axis. During the increase movement, the count value is increased by the evaluation unit and/or the sensor arrangement, independently of the initial value.

Bei einer Abnahmebewegung, die der Zunahmebewegung bezüglich der Stellachse entgegengesetzt ausgerichtet ist, wird der Zählwert je gezählter charakteristischer Magnetfeldstelle um eine ganze Zahl durch die Auswerteeinheit und/oder die Sensoranordnung reduziert. Hierdurch kann eine eindeutige Bestimmung der Positionierung des Bewegungsglieds entlang der Stellachse erfolgen. Die Stellbewegung kann durch die Zunahmebewegung oder die Abnahmebewegung repräsentiert werden. Es kann bei der erfindungsgemäßen fluidischen Stellvorrichtung auf eine mehrfache Ausführung der Magneteinheit verzichtet werden, sodass eine einspurige Magneteinheit ausreichend ist, um einen Absolutpositionswert des Bewegungsglieds durch die Auswertung mit der Auswerteeinrichtung zu erlangen.In the case of a decrease movement, which is aligned in the opposite direction to the increase movement with respect to the adjustment axis, the count value for each characteristic magnetic field point counted is reduced by a whole number by the evaluation unit and/or the sensor arrangement. In this way, the positioning of the moving element along the adjustment axis can be determined unambiguously. The adjustment movement can be represented by the increase movement or the decrease movement. In the fluidic actuating device according to the invention, there is no need for a multiple design of the magnet unit, so that a single-track magnet unit is sufficient to obtain an absolute position value of the moving element through the evaluation with the evaluation device.

Exemplarisch kann die fluidische Stellvorrichtung als Fluidaktuator ausgebildet werden, wobei das Gehäuse ein Fluidzylindergehäuse, das Bewegungsglied ein Fluidkolben und/oder der Längsabschnitt eine Kolbenstange sein kann. Die Kolbenstange erstreckt sich entlang der Stellachse und weist die Magneteinheit auf, die vorzugsweise als Magnetband ausgebildet ist. Das Fluidzylindergehäuse beinhaltet die Sensoranordnung und eine vorzugsweise kabelgebundene Verbindung zur Auswerteeinrichtung. Ferner weist das Fluidzylindergehäuse Fluidleitungen auf, die mit einer Ventileinrichtung verbunden sein können, sodass die fluidische Stellvorrichtung mit einem Druckmedium beaufschlagt werden kann. Vorzugsweise ist das Druckmedium Druckluft und der Fluidaktuator ein Pneumatikzylinder. Die fluidische Stellvorrichtung ist insbesondere ein pneumatischer Antriebszylinder.For example, the fluidic actuating device can be designed as a fluid actuator, wherein the housing can be a fluid cylinder housing, the moving element can be a fluid piston and/or the longitudinal section can be a piston rod. The piston rod extends along the adjustment axis and has the magnet unit, which is preferably designed as a magnetic strip. The fluid cylinder housing contains the sensor arrangement and a preferably wired connection to the evaluation device. Furthermore, the fluid cylinder housing has fluid lines that can be connected to a valve device, so that the fluidic actuating device can be acted upon by a pressure medium. The pressure medium is preferably compressed air and the fluid actuator is a pneumatic cylinder. The fluidic adjusting device is in particular a pneumatic drive cylinder.

Bevorzugterweise können die Abstände zweier benachbarter charakteristischer Magnetfeldstellen jeweils gleich groß sein. Die gleich großen Abstände resultieren vorzugsweise aus einem periodischen Magnetfeldverlauf entlang der Stellachse. Die Magneteinheit kann in gleich großen Abständen zueinander gegensätzlich polarisierte Magnetpole auf einer Oberfläche aufweisen, die ein Magnetfeld bereitstellen. Die Magnetpole werden als Nordpole und Südpole bezeichnet und erzeugen einen Magnetfluss, welcher exemplarisch aus den Nordpolen austritt und in die Südpole eintritt. Hierdurch ergibt sich ein örtlicher Magnetfeldverlauf, der außerhalb der Magneteinheit eine vom Nordpol zum Südpol verlaufende Magnetfeldrichtung aufweist. Somit bildet sich außerhalb der Magneteinheit zwischen den Nordpolen und Südpolen jeweils ein Maximum einer Magnetfeldlinie des Magnetfeldverslaufs aus. An den Magnetpolen ist jeweils ein Minimum solch einer Magnetfeldlinie ausgebildet. Solch ein periodisches Magnetfeld kann vorzugsweise einen wellenförmigen Magnetfeldverlauf aufweisen.Preferably, the distances between two adjacent characteristic magnetic field points can be the same in each case. The equally large distances preferably result from a periodic magnetic field profile along the adjustment axis. The magnet assembly may have oppositely polarized magnetic poles equidistant from each other on a surface providing a magnetic field. The magnetic poles are referred to as north poles and south poles and produce a magnetic flux which exemplarily exits the north poles and enters the south poles. This results in a local magnetic field profile which, outside the magnet unit, has a magnetic field direction running from the north pole to the south pole. A maximum of a magnetic field line of the magnetic field profile is thus formed outside the magnet unit between the north poles and south poles. A minimum of such a magnetic field line is formed at each of the magnetic poles. Such a periodic magnetic field can preferably have a wave-shaped magnetic field profile.

Die Minima und/oder die Maxima können als charakteristische Magnetfeldstellen verwendet werden. Hierbei können die charakteristischen Magnetfeldstellen mit einem ganzzahligen Zahlenwert indiziert werden.The minima and/or the maxima can be used as characteristic magnetic field locations. Here, the characteristic magnetic field points can be indexed with an integer value.

Vorzugsweise können die Zählsensoreinheit und die Inkrementsensoreinheit in Richtung der Stellachse zueinander benachbart sein. Die Distanz der Zählsensoreinheit zur Inkrementsensoreinheit entlang der Stellachse kann durch die Auswerteeinrichtung insbesondere durch einen Algorithmus kompensiert werden. Bei einer alternativen Ausführungsform der Sensoranordnung können die Zählsensoreinheit und die Inkrementsensoreinheit bezüglich der Stellachse auf gleicher Höhe positioniert sein. Die Zählsensoreinheit kann auf einer ersten Seite und die Inkrementsensoreinheit auf einer zweiten Seite neben der Stellachse auf gleicher Höhe angeordnet sein, wobei die erste und die zweite Seite auf unterschiedlichen Seiten bezüglich der Stellachse angeordnet sind. Bei einer weiteren Alternative können die Zählsensoreinheit und die Inkrementsensoreinheit in Radialrichtung bezüglich der Stellachse übereinander angeordnet sein. Durch die vorteilhafte Anordnung der Zählsensoreinheit und der Inkrementsensoreinheit kann die gesamte Sensoranordnung sehr nahe an das Magnetfeld herangeführt werden, sodass nur geringen Magnetfeldstärken für eine eindeutige Detektion des Magnetfelds notwendig sind.The counting sensor unit and the incremental sensor unit can preferably be adjacent to one another in the direction of the adjustment axis. The distance between the counting sensor unit and the incremental sensor unit along the adjustment axis can be compensated for by the evaluation device, in particular by an algorithm. In an alternative embodiment of the sensor arrangement, the counting sensor unit and the incremental sensor unit can be positioned at the same height with respect to the adjustment axis. The counting sensor unit can be arranged on a first side and the incremental sensor unit on a second side next to the adjustment axis at the same height, with the first and the second side being arranged on different sides with respect to the adjustment axis. In a further alternative, the counting sensor unit and the incremental sensor unit can be arranged one above the other in the radial direction with respect to the adjustment axis. Due to the advantageous arrangement of the counting sensor unit and the incremental sensor unit, the entire sensor arrangement can be brought very close to the magnetic field, so that only low magnetic field strengths are necessary for an unambiguous detection of the magnetic field.

Die Sensoranordnung kann auf einer Leiterplatte angeordnet sein, wobei wenigstens die Zählsensoreinheit und die Inkrementsensoreinheit auf der Leiterplatte angebracht sind. Die Sensoranordnung kann ortsfest an einer Gehäuseinnenoberfläche angebracht sein, die einer Bewegungsgliedaußenoberfläche, an der die Magneteinheit angeordnet ist, unmittelbar gegenüberliegt. Die Gehäuseinnenoberfläche ist auf einer Innenseite des Gehäuses der Stellvorrichtung angeordnet. In einer Wandung des Gehäuses ist eine Ausnehmung ausgebildet, in der die Sensoranordnung angeordnet ist. Die Ausnehmung erstreckt sich von einer Gehäuseaußenoberfläche zur Gehäuseinnenoberfläche. Die Bewegungsgliedaußenoberfläche ist der Gehäuseinnenoberfläche unmittelbar zugewandt, sodass die Sensoranordnung direkt auf die Bewegungsgliedaußenoberfläche gerichtet ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass eine genaue und robuste Detektion des Magnetfelds erfolgen kann. Die Bewegungsgliedaußenoberfläche erstreckt sich entlang der Stellachse auf dem Längsabschnitt. Bei einem Fluidaktuator stellt die Bewegungsgliedaußenoberfläche die Außenumfangsoberfläche der Kolbenstange dar.The sensor arrangement can be arranged on a printed circuit board, with at least the counting sensor unit and the incremental sensor unit being mounted on the printed circuit board. The sensor assembly may be fixedly attached to a housing inner surface immediately opposite a mover outer surface on which the magnet assembly is located. The inner surface of the housing is arranged on an inner side of the housing of the actuating device. A recess in which the sensor arrangement is arranged is formed in a wall of the housing. The recess extends from a housing outer surface to the housing inner surface. The mover outer surface faces proximate the housing inner surface so that the sensor assembly faces directly the mover outer surface. This ensures that the magnetic field can be detected accurately and robustly. The mover outer surface extends along the adjustment axis on the longitudinal section. In a fluid actuator, the mover outer surface is the outer peripheral surface of the piston rod.

Die Erfindung betrifft ferner ein System mit einer erfindungsgemäßen fluidischen Stellvorrichtung, wobei die Sensoranordnung mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist, wobei die Auswerteeinrichtung zur Bestimmung einer Position des Bewegungsglieds anhand von Sensorsignalen der Sensoranordnung ausgebildet ist.The invention also relates to a system with a fluidic actuating device according to the invention, the sensor arrangement being connected to an evaluation device, the evaluation device being designed to determine a position of the moving element using sensor signals from the sensor arrangement.

Um eine durch die Stellbewegung eingenommene Position des Bewegungsglieds bezüglich des Gehäuses mittels der Sensoranordnung zu bestimmen, kann ein Verfahren ausgeführt werden, welches einen Zählvorgang ausführt. Bei dem Zählvorgang werden die charakteristischen Magnetfeldstellen des Magnetfelds gezählt, wobei der Zählvorgang ausgehend von der Zählbezugsstelle während der Stellbewegung erfolgt. Ferner wird eine Inkrementbestimmung zur Bestimmung der Position des Bewegungsglieds zwischen zwei benachbarten charakteristischen Magnetfeldstellen ausgeführt. Aus den Sensorsignalen des Zählvorgangs und der Inkrementbestimmung wird durch einen Schritt des Auswertens durch die Auswerteeinrichtung der Absolutpositionswert bestimmt. Der Absolutpositionswert bezieht sich dabei auf die Zählbezugsstelle des Bewegungsglieds. Die Bestimmung des Absolutpositionswerts kann mittels eines Mikroprozessors in Verbindung mit einem Speicher und einer algorithmischen Berechnung auf Grundlage des Zählwerts und des Inkrements berechnet werden.In order to use the sensor arrangement to determine a position of the moving member relative to the housing that is assumed by the adjusting movement, a method can be carried out which carries out a counting process. During the counting process, the characteristic magnetic field points of the magnetic field are counted, with the counting process taking place starting from the counting reference point during the positioning movement. Furthermore, an increment determination is carried out to determine the position of the mover between two adjacent characteristic magnetic field locations. From the sensor signals of the counting process and the determination of the increment, the absolute position value is determined by an evaluation step by the evaluation device. The absolute position value relates to the counting reference point of the moving element. The determination of the absolute position value may be calculated using a microprocessor in conjunction with a memory and an algorithmic calculation based on the count and the increment.

Eine bevorzugte Weiterbildung beinhaltet, dass die vorteilhafte Berechnung des Absolutpositionswerts durch eine Multiplikation des Zählwerts mit dem Abstand zwischen benachbarten charakteristischen Magnetfeldstellen erfolgen kann. Zu dem aus der Multiplikation erlangten Produkt kann das Inkrement addiert oder subtrahiert werden. Hierbei wird das Inkrement ausgehend von der zuletzt gezählten charakteristischen Magnetfeldstellen ausgemessen.A preferred development includes the advantageous calculation of the absolute position value by multiplying the counted value by the distance between adjacent characteristic magnetic field points. The increment can be added to or subtracted from the product obtained from the multiplication. Here, the increment is measured starting from the characteristic magnetic field points last counted.

Der Abstand zwischen zwei charakteristischen Magnetfeldstellen kann in dem Speicher der Auswerteeinrichtung abgespeichert werden. Das Abspeichern des Abstands bietet sich insbesondere dann an, wenn jeder Abstand zwischen benachbarten charakteristischen Magnetfeldstellen identisch ist. Alternativ kann der Abstand jeweils durch die Inkrementsensoreinheit vorzugsweise während der Stellbewegung ausgemessen werden, wobei sich diese Alternative insbesondere dann als vorteilhaft erweist, wenn die Abstände zwischen charakteristischen Magnetfeldstellen wenigstens teilweise unterschiedlich groß sind.The distance between two characteristic magnetic field points can be stored in the memory of the evaluation device. Saving the distance is particularly useful when each distance between adjacent characteristic magnetic field points is identical. Alternatively, the distance can be measured by the incremental sensor unit, preferably during the adjustment movement, with this alternative proving to be particularly advantageous when the distances between characteristic magnetic field points are at least partially different in size.

Der Zählwert kann aus dem Zählvorgang verfahrensgemäß bei einem elektrisch spannungsfreien Zustand der fluidischen Stellvorrichtung erlangt werden, sodass die Positionsbestimmung der Stellvorrichtung bei Stromausfällen zuverlässig ausgeführt werden kann.According to the method, the count value can be obtained from the counting process when the fluidic actuating device is in an electrically voltage-free state, so that the position of the actuating device can be reliably determined in the event of power failures.

Vorteilhafterweise wird durch das Verfahren die Korrektur des Absolutpositionswerts durch eine Hauptsteuerung ausgeführt, die insbesondere die Auswerteeinrichtung beinhaltet. In der Hauptsteuerung wird der tatsächlich vorliegende Absolutpositionswert mit einem Positionssollwert verglichen, wobei bei einer Abweichung des Absolutpositionswerts von dem Positionssollwert eine vorzugsweise fluidische Treibereinrichtung angesteuert wird. Durch die Ansteuerung der Treibereinrichtung führt das Bewegungsglied eine Stellbewegung aus, sodass die Differenz zwischen dem Absolutpositionswert und dem Positionssollwert korrigiert wird. Die Treibereinrichtung kann insbesondere eine Ventileinrichtung sein.Advantageously, the correction of the absolute position value is carried out by a main controller, which in particular contains the evaluation device. In the main controller, the actual absolute position value is compared with a desired position value, with a preferably fluidic driver device being activated if the absolute position value deviates from the desired position value. Due to the activation of the driver device, the moving element executes an actuating movement, so that the difference between the absolute position value and the position setpoint is corrected. The driver device can in particular be a valve device.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in

  • 1 einen Längsschnitt durch eine fluidische Stellvorrichtung entlang einer Stellachse,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Magnetfeldverlaufs einer Magneteinheit der fluidischen Stellvorrichtung,
  • 3 einen schematischen Schaltplan eines fluidischen Systems mit der fluidischen Stellvorrichtung und einer Ventileinrichtung, und
  • 4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines durch die Stellvorrichtung ausgeführten Verfahrens.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. These show in
  • 1 a longitudinal section through a fluidic actuating device along an actuating axis,
  • 2 a schematic representation of a magnetic field profile of a magnet unit of the fluidic actuating device,
  • 3 a schematic circuit diagram of a fluidic system with the fluidic actuating device and a valve device, and
  • 4 a schematic flowchart of a method executed by the actuating device.

In 1 ist ein Längsschnitt durch eine fluidische Stellvorrichtung 10 entlang einer Stellachse 1 gezeigt, die zum Bereitstellen einer Stellbewegung 2 dient. Die fluidische Stellvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 12 auf, an dem ein Bewegungsglied 14 angeordnet ist, wobei das Bewegungsglied 14 vorzugsweise innerhalb des Gehäuses 12 beweglich gelagert ist. Das Bewegungsglied 14 ist entlang der Stellachse 1 relativ zum Gehäuse 12 durch die Stellbewegung 2 positionierbar. Eine ein Magnetfeld 15 bereitstellende Magneteinheit 16 ist an dem Bewegungsglied 14 angeordnet. Ein Magnetfeldverlauf des Magnetfelds 15 ist in 2 dargestellt.In 1 shows a longitudinal section through a fluidic actuating device 10 along an actuating axis 1, which is used to provide an actuating movement 2. The fluidic actuating device 10 has a housing 12 on which a moving member 14 is arranged, with the moving member 14 preferably being movably mounted within the housing 12 . The movement member 14 can be positioned along the adjustment axis 1 relative to the housing 12 by the adjustment movement 2 . A magnet unit 16 providing a magnetic field 15 is attached to the movement transmission member 14 arranged. A magnetic field curve of the magnetic field 15 is in 2 shown.

Vorzugsweise ist die Magneteinheit 16 als ein Magnetband 17 ausgebildet, welches an einem sich entlang der Stellachse 1 erstreckenden Längsabschnitt 32 angeordnet ist. Das Magnetband 17 erstreckt sich parallel zur Stellachse 1.The magnetic unit 16 is preferably designed as a magnetic strip 17 which is arranged on a longitudinal section 32 extending along the adjustment axis 1 . The magnetic tape 17 extends parallel to the adjustment axis 1.

Bei einer gemäß 1 dargestellten exemplarischen Ausführungsform kann die fluidische Stellvorrichtung 10 als Fluidaktuator 33 ausgebildet sein. Der Fluidaktuator 33 weist ein Gehäuse 12 auf, welches einen Gehäusezylinder 13 umfasst. Der Gehäusezylinder 13 weist einen Hohlraum 35 auf, in dem sich das Bewegungsglied 14 befindet. Das Bewegungsglied umfasst einen Fluidkolben 19 und den als eine Kolbenstange 37 ausgebildeten Längsabschnitt 32. Die Kolbenstange 37 erstreckt sich entlang der Stellachse 1.At a according 1 In the exemplary embodiment shown, the fluidic actuating device 10 can be designed as a fluid actuator 33 . The fluid actuator 33 has a housing 12 which includes a housing cylinder 13 . The housing cylinder 13 has a cavity 35 in which the moving member 14 is located. The moving element comprises a fluid piston 19 and the longitudinal section 32 designed as a piston rod 37. The piston rod 37 extends along the actuating axis 1.

An einem axialen Ende des Gehäusezylinders 13 ist eine Abschlussanordnung 31 ausgebildet, durch die die Kolbenstange 37 aus dem Hohlraum 35 hindurchgeführt ist. Durch die Stellbewegung 2 kann die Kolbenstange 37 aus dem Fluidzylindergehäuse 13 herausgefahren und eingezogen werden. Der Fluidaktuator 33 wird durch ein Druckmedium betrieben, welches vorzugsweise Druckluft ist, wobei der Fluidaktuator 33 insbesondere ein Pneumatikzylinder ist.At one axial end of the housing cylinder 13 there is a closing arrangement 31 through which the piston rod 37 is guided out of the cavity 35 . The actuating movement 2 allows the piston rod 37 to be moved out of the fluid cylinder housing 13 and retracted. The fluid actuator 33 is operated by a pressure medium, which is preferably compressed air, the fluid actuator 33 being in particular a pneumatic cylinder.

Die Abschlussanordnung 31 weist eine auf einer Gehäuseinnenoberfläche 34 anliegende Dichtung 39 auf, die auf einer Bewegungsgliedaußenoberfläche 36 aufliegt. Durch die Dichtung 39 wird der Hohlraum 35 fluiddicht gegenüber der Umwelt des Fluidaktuators 33 abgeschlossen.The closure assembly 31 includes a seal 39 bearing on a housing inner surface 34 which bears on a mover outer surface 36 . The cavity 35 is sealed off in a fluid-tight manner from the environment of the fluid actuator 33 by the seal 39 .

Die beispielhaft als Magnetband 17 ausgeführte Magneteinheit 16 kann in einer auf der Bewegungsgliedaußenoberfläche 36 parallel zur Stellachse 1 ausgebildeten länglichen Magnetaufnahme angeordnet sein. Auf dem in der Magnetaufnahme angeordneten Magnetband 17 ist eine längliche Abdeckung 43 angeordnet, die bündig mit der übrigen Bewegungsgliedaußenoberfläche 36 ist. Die Magneteinheit 16 ist vorzugsweise ortsfest an dem Bewegungsglied 14 angebracht.The magnet unit 16 embodied as a magnetic tape 17 , for example, can be arranged in an elongate magnet receptacle formed parallel to the actuating axis 1 on the outer surface 36 of the moving member. An elongate cover 43 is arranged on the magnetic tape 17 arranged in the magnet receptacle and is flush with the rest of the mover outer surface 36 . The magnet unit 16 is preferably attached to the moving member 14 in a stationary manner.

An dem Gehäuse 12 ist eine Sensoranordnung 22 angeordnet, die zur Detektion des Magnetfelds 15 verwendet wird. Die Sensoranordnung 22 ist mit einer Auswerteeinrichtung 24 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 24 wird zur Bestimmung einer absoluten Position des Bewegungsglieds 14 bezüglich des Gehäuses 12 anhand von Sensorsignalen der Sensoranordnung 22 verwendet.A sensor arrangement 22 which is used to detect the magnetic field 15 is arranged on the housing 12 . The sensor arrangement 22 is connected to an evaluation device 24 . The evaluation device 24 is used to determine an absolute position of the moving element 14 with respect to the housing 12 using sensor signals from the sensor arrangement 22 .

Die Sensoranordnung 22 ist mittels einer Sensordichtung 23 in eine Ausnehmung 11 einer Wandung des Gehäuses 12 angeordnet. Die Ausnehmung 11 erstreckt sich von einer Gehäuseaußenoberfläche der fluidischen Stellvorrichtung 10 zur Gehäuseinnenoberfläche 34, wobei ein Teil der Ausnehmung 11 in der Abschlussanordnung 31 ausgebildet ist. Die Sensordichtung 23 dichtet die Ausnehmung 11 fluiddicht gegenüber der Umwelt ab. Die Ausnehmung 11 mündet auf der Gehäuseinnenoberfläche 34 aus, wobei die in der Ausnehmung 11 steckende Sensoranordnung 22 durch die Ausnehmung 11 hindurch in den Hohlraum 35 ragt.The sensor arrangement 22 is arranged in a recess 11 in a wall of the housing 12 by means of a sensor seal 23 . The recess 11 extends from an outer surface of the housing of the fluidic actuating device 10 to the inner surface 34 of the housing, with part of the recess 11 being formed in the closing arrangement 31 . The sensor seal 23 seals the recess 11 in a fluid-tight manner from the environment. The recess 11 opens out on the inner surface 34 of the housing, with the sensor arrangement 22 inserted in the recess 11 protruding through the recess 11 into the cavity 35 .

Die Bewegungsgliedaußenoberfläche 36 ist der Gehäuseinnenoberfläche 34 unmittelbar zugewandt. Die Sensoranordnung 22 ist direkt auf die Bewegungsgliedaußenoberfläche 36 gerichtet, sodass die Sensoranordnung 22 unmittelbar das Magnetfeld 15 detektieren kann. Zwischen der Sensoranordnung 22 und der Magneteinheit 16 ist lediglich die magnetfelddurchlässige Abdeckung 43 angeordnet. Die sich entlang des Längsabschnitts 32 erstreckende Bewegungsgliedaußenoberfläche 36 stellt bei einem Fluidaktuator 33 die Außenumfangsoberfläche der Kolbenstange 37 dar.The mover outer surface 36 faces the housing inner surface 34 directly. The sensor array 22 is aimed directly at the mover outer surface 36 so that the sensor array 22 can directly detect the magnetic field 15 . Only the cover 43 permeable to the magnetic field is arranged between the sensor arrangement 22 and the magnet unit 16 . The moving member outer surface 36 extending along the longitudinal section 32 represents the outer peripheral surface of the piston rod 37 in a fluid actuator 33.

Die Sensoranordnung 22 ist vorzugsweise ortsfest an dem Gehäuse 12 angebracht. Das Bewegungsglied 14 führt entlang der Stellachse 1 eine Stellbewegung 2 relativ zur Sensoranordnung 22 aus. Die Stellbewegung 2 kann als eine Zunahmebewegung 3 entlang der Stellachse 1 ausgeführt werden, wobei bei der Zunahmebewegung 3 das Bewegungsglied 14 aus dem Gehäuse 12 ausgefahren wird. Eine der Zunahmebewegung 3 entgegengesetzt ausgerichtete Abnahmebewegung 4 bewirkt, dass das Bewegungsglied 14 in das Gehäuse 12 eingefahren wird. Bei einem exemplarischen Fluidaktuator 33 fährt bei der Zunahmebewegung 3 die Kolbenstange 37 aus dem Hohlraum 35 des Fluidzylindergehäuses 13 aus, während bei einer Abnahmebewegung 3 die Kolbenstange 37 in das Fluidzylindergehäuse 13 einfährt. Die Stellbewegung 2 wird durch die Zunahmebewegung 3 und/oder die Abnahmebewegung 4 repräsentiert.The sensor arrangement 22 is preferably attached to the housing 12 in a stationary manner. The movement element 14 executes an adjustment movement 2 along the adjustment axis 1 relative to the sensor arrangement 22 . The adjusting movement 2 can be carried out as an increasing movement 3 along the adjusting axis 1 , with the moving member 14 being extended out of the housing 12 during the increasing movement 3 . A decrease movement 4 aligned opposite to the increase movement 3 causes the moving member 14 to be retracted into the housing 12 . In an exemplary fluid actuator 33, the piston rod 37 moves out of the cavity 35 of the fluid cylinder housing 13 during the increase movement 3, while the piston rod 37 moves into the fluid cylinder housing 13 during a decrease movement 3. The adjustment movement 2 is represented by the increase movement 3 and/or the decrease movement 4 .

Die Sensoranordnung 22 weist eine Zählsensoreinheit 26 und eine Inkrementsensoreinheit 28 auf. Die Sensoranordnung 22 kann auf einer Leiterplatte angebracht sein. Die Leiterplatte ist innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet, wobei die Zählsensoreinheit 26 und die Inkrementsensoreinheit 28 auf der Leiterplatte so angebracht sind, dass sie mit ihren sensitiven Abschnitten der Bewegungsgliedaußenoberfläche 36 zugewandt sind.The sensor arrangement 22 has a counting sensor unit 26 and an increment sensor unit 28 . The sensor assembly 22 may be mounted on a circuit board. The circuit board is located within the housing 12 with the count sensor unit 26 and the increment sensor unit 28 mounted on the circuit board so that they face the mover outer surface 36 with their sensitive portions.

Die Zählsensoreinheit 26 und die Inkrementsensoreinheit 28 sind exemplarisch in Richtung der Stellachse 1 benachbart an der Gehäuseinnenoberfläche 34 angeordnet. Die Bewegungsgliedaußenoberfläche 36 wird während der Stellbewegung 2 gleichzeitig an der Zählsensoreinheit 26 und der Inkrementsensoreinheit 28 vorbeigeführt. Der Radialabstand der Zählsensoreinheit 26 und der Inkrementsensoreinheit 28 zur Bewegungsgliedaußenoberfläche 36 ist vorzugsweise jeweils gleich groß, wobei der Radialabstand in einer Radialrichtung 5 bezüglich der Stellachse 1 ausgerichtet ist. Die Zählsensoreinheit 26 ist zur Inkrementsensoreinheit 28 entlang der Stellachse 1 beabstandet, wobei die Distanz zwischen der Zählsensoreinheit 26 und der Inkrementsensoreinheit 28 durch die Auswerteeinrichtung 24 algorithmisch kompensiert werden kann.The counting sensor unit 26 and the incremental sensor unit 28 are, for example, adjacent in the direction of the adjustment axis 1 on the inner top of the housing surface 34 arranged. The mover outer surface 36 is moved past the counting sensor unit 26 and the increment sensor unit 28 simultaneously during actuation movement 2 . The radial distance of the counting sensor unit 26 and the incremental sensor unit 28 to the moving element outer surface 36 is preferably the same in each case, the radial distance being aligned in a radial direction 5 with respect to the adjustment axis 1 . The counting sensor unit 26 is at a distance from the incremental sensor unit 28 along the adjustment axis 1, it being possible for the distance between the counting sensor unit 26 and the incremental sensor unit 28 to be compensated algorithmically by the evaluation device 24.

Bei einer weiteren exemplarischen Alternative können die Zählsensoreinheit 26 und die Inkrementsensoreinheit 28 bezüglich der Stellachse 1 in etwa auf gleicher Höhe an der Gehäuseinnenoberfläche 34 angeordnet sein. Hierbei sind die Zählsensoreinheit 26 und die Inkrementsensoreinheit 28 entlang der Stellachse 1 zueinander nicht beabstandet. Die Zählsensoreinheit 26 und die Inkrementsensoreinheit 28 können bei dieser exemplarischen Alternative in einer Richtung quer zur Stellachse 1 nebeneinander angeordnet sein.In a further exemplary alternative, the counting sensor unit 26 and the incremental sensor unit 28 can be arranged at approximately the same height on the housing inner surface 34 with respect to the adjustment axis 1 . In this case, the counting sensor unit 26 and the incremental sensor unit 28 are not spaced apart from one another along the adjustment axis 1 . In this exemplary alternative, the counting sensor unit 26 and the incremental sensor unit 28 can be arranged next to one another in a direction transverse to the adjustment axis 1 .

In 2 ist ein schematischer Magnetfeldverlauf dargestellt, der aus der Magneteinheit 16 entspringt. Die Magneteinheit 16 ist als Magnetband 17 ausgebildet, in welchem Magnetpole 21 enthalten sind. Die Polarisationsrichtung zwischen zwei ein Polpaar bildenden, entgegengesetzten Magnetpolen 21 ist senkrecht zur Stellachse 1 ausgerichtet. In dem Magnetband 17 ist eine Mehrzahl an Polpaaren aus einem magnetischen Nord- und Südpol entlang der Stellachse 1 angeordnet. Die Polpaare sind zueinander entlang der Stellachse 1 durch identisch große Abstände D beabstandet. Benachbarte Polpaare weisen eine entgegengesetzte Polarisationsrichtung auf.In 2 a schematic magnetic field course is shown, which originates from the magnet unit 16 . The magnet unit 16 is designed as a magnetic tape 17 in which magnetic poles 21 are contained. The direction of polarization between two opposite magnetic poles 21 forming a pair of poles is oriented perpendicularly to the adjustment axis 1 . A plurality of pole pairs consisting of a magnetic north and south pole are arranged in the magnetic tape 17 along the adjustment axis 1 . The pairs of poles are spaced apart from one another along the adjustment axis 1 by distances D of identical size. Adjacent pairs of poles have opposite polarization directions.

Das durch die Magneteinheit 16 erzeugte Magnetfeld 15 ist in 2 exemplarisch als wellenförmiger Magnetfeldverlauf dargestellt. Die exemplarischen Minima des Magnetfeldverlaufs stellen die Orte dar, an denen die Magneteinheit 16 seine Magnetpole 21 aufweist und das Magnetfeld 15 in die Magneteinheit 16 eintritt und austritt. Zwischen den Minima ist jeweils ein Maximum des Magnetfeldverlaufs angeordnet, die in Radialrichtung 5 von der Oberfläche des Magnetbands 17 beabstandet sind. Exemplarischer Weise ist den magnetischen Nordpolen und Südpolen jeweils ein Minimum des Magnetfeldverlaufs zugeordnet. Benachbarte Magnetpole 21 weisen jeweils ein Minimum des Magnetfeldverlaufs auf. Durch den periodischen Verlauf des Magnetfelds weisen die Minima jeweils den gleichen Abstand D auf. Die Magnetpole 21 weisen ebenfalls entlang der Stellachse 1 jeweils den gleichen Abstand D zueinander auf.The magnetic field 15 generated by the magnet unit 16 is in 2 shown as an example as a wave-shaped magnetic field curve. The exemplary minima of the magnetic field profile represent the locations at which the magnet unit 16 has its magnet poles 21 and the magnetic field 15 enters and exits the magnet unit 16 . A maximum of the magnetic field profile is arranged between the minima, which are spaced apart from the surface of the magnetic tape 17 in the radial direction 5 . By way of example, a minimum of the magnetic field profile is assigned to the magnetic north poles and south poles. Neighboring magnetic poles 21 each have a minimum of the magnetic field profile. Due to the periodic course of the magnetic field, the minima each have the same distance D. The magnetic poles 21 also have the same distance D from one another along the adjustment axis 1 .

Exemplarischer Weise stellen die Minima charakteristische Magnetfeldstellen 20 dar, die um den Abstand D zueinander beabstandet sind. Bei einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform könnten die charakteristischen Magnetfeldstellen 20 auch durch Maxima dargestellt werden. Die Zählsensoreinheit 26 wird für einen Zählvorgang 38 der charakteristischen Magnetfeldstellen 20 während der Stellbewegung 2 verwendet. Hierbei können die charakteristischen Magnetfeldstellen 20 unabhängig davon, ob es sich um ein Maximum oder ein Minimum handelt, mit einem ganzzahligen Zahlenwert Z indiziert werden. Die Indizierung der entsprechenden charakteristischen Magnetfeldstellen 20 kann in einem Speicher der Auswerteeinrichtung 24, schaltungstechnisch durch die Sensoranordnung 22 und/oder durch den Aufbau der Zählsensoreinheit 26 bestimmt werden.By way of example, the minima represent characteristic magnetic field points 20 which are spaced apart by the distance D from one another. In an embodiment not shown in the figures, the characteristic magnetic field points 20 could also be shown by maxima. The counting sensor unit 26 is used for a counting process 38 of the characteristic magnetic field points 20 during the positioning movement 2 . Here, the characteristic magnetic field points 20 can be indexed with an integer value Z, regardless of whether it is a maximum or a minimum. The indexing of the corresponding characteristic magnetic field points 20 can be determined in a memory of the evaluation device 24, in terms of circuitry by the sensor arrangement 22 and/or by the structure of the counting sensor unit 26.

Vorzugsweise wird eine charakteristische Magnetfeldstelle 20 als Zählbezugsstelle 30 gewählt. Ist die Magneteinheit 16 als ein Magnetband 17 ausgebildet, kann der Zählsensoreinheit 26 eine feste Zählbezugsstelle 30 auf dem Magnetband 17 zugeordnet werden. Die Zählbezugsstelle 30 kann als Referenzpunkt verstanden werden. Der Zahlenwert Z der charakteristischen Magnetfeldstelle 20, die der Zählbezugsstelle 30 zugeordnet ist, kann exemplarisch Z=0 betragen.A characteristic magnetic field point 20 is preferably selected as the counting reference point 30 . If the magnetic unit 16 is designed as a magnetic tape 17 , a fixed counting reference point 30 on the magnetic tape 17 can be assigned to the counting sensor unit 26 . The count reference point 30 can be understood as a reference point. The numerical value Z of the characteristic magnetic field point 20, which is assigned to the counting reference point 30, can be Z=0, for example.

Die Auswerteeinheit 24 kann insbesondere in Verbindung mit der Zählsensoreinheit 26 einen Zählvorgang 38 ausführen, der sich vorzugsweise auf die Zählbezugsstelle 30 bezieht. Der Zählvorgang 38 kann von der Zählsensoreinheit 26 gestartet werden. Insbesondere startet der Zählvorgang 38 bei dem Zählwert Z=0. Durch den Zählvorgang 38 wird während der Zunahmebewegung 3 entlang der Stellachse 1 der Zählwert Z um eine ganze Zahl je charakteristischer Magnetfeldstelle 20 erhöht. Die Erhöhung des Zählwerts Z erfolgt durch die Auswerteeinheit 24 und/oder Sensoranordnung 22. Der Zählwert Z kann Werte wie Z=0, Z=1, Z=2, Z=3 usw. annehmen. Die Stellbewegung 2 kann von einem Zählwert Z starten der höher ist als Z=0, sodass während der Zunahmebewegung 3 der Zählwert Z unabhängig vom Ausgangswert erhöht wird.The evaluation unit 24 can, in particular in conjunction with the counting sensor unit 26, carry out a counting process 38 which preferably relates to the counting reference point 30. The counting process 38 can be started by the counting sensor unit 26 . In particular, the counting process 38 starts at the count value Z=0. The counting process 38 increases the count value Z by a whole number for each characteristic magnetic field point 20 during the increase movement 3 along the setting axis 1 . The count value Z is increased by the evaluation unit 24 and/or sensor arrangement 22. The count value Z can assume values such as Z=0, Z=1, Z=2, Z=3, etc. Actuating movement 2 can start from a counter value Z that is higher than Z=0, so that during increment movement 3 the counter value Z is increased independently of the initial value.

Bei der Abnahmebewegung 4 wird der Zählwert Z je charakteristischer Magnetfeldstellen 20 um eine ganze Zahl reduziert. Wird beispielsweise durch eine Zunahmebewegung 3 der Zählwert Z auf Z=4 erhöht, kann der Zählwert Z exemplarisch durch eine Abnahmebewegung 4 um zwei charakteristische Magnetfeldstellen 20 auf einen Zählwert Z=2 reduziert werden. Die Reduzierung des Zählwerts Z erfolgt durch die Auswerteeinheit 24 und/oder Sensoranordnung 22.During the decrease movement 4, the count value Z for each characteristic magnetic field point 20 is reduced by an integer. If, for example, the count value Z is increased to Z=4 by an increasing movement 3, the count value Z can be reduced by a decreasing movement 4 by two characteristic magnetic field points 20 to a count value Z=2. The reduction of the count Z is carried out by evaluation unit 24 and/or sensor arrangement 22.

Die Zählsensoreinheit 26 kann einen Riesenmagnetowiderstand-Schichtstapel 45 aufweisen, der zusammen mit der Magneteinheit 16 einen Domänenwandgenerator 29 ausbildet. Der Schichtstapel kann exemplarisch eine lineare, ein schraubenförmige, eine mäanderförmige, eine wellenförmige und/oder spiralförmige Struktur aufweisen, die insbesondere durch mikromechanische Herstellungsverfahren gewonnen werden kann. Hierbei kann die Zählsensoreinheit 26 entlang der Stellachse 1 kürzer, länger oder gleich lang wie die Magneteinheit 16 sein. Der Schichtstapel 45 kann sich entsprechend der Länge der Zählsensoreinheit 26 vorzugsweise entlang der Stellachse 1 erstrecken. Der Schichtstapel 45 ist vorzugsweise in der Zählsensoreinheit 26 integriert, sodass insbesondere ein monolithisches elektrisches Bauteil ausgebildet ist.The counting sensor unit 26 can have a giant magnetoresistive layer stack 45 which forms a domain wall generator 29 together with the magnet unit 16 . The layer stack can, for example, have a linear, helical, meandering, wavy and/or spiral structure, which can be obtained in particular by micromechanical production methods. In this case, the counting sensor unit 26 can be shorter, longer or of the same length as the magnet unit 16 along the adjustment axis 1 . The layer stack 45 can preferably extend along the adjustment axis 1 corresponding to the length of the counting sensor unit 26 . The layer stack 45 is preferably integrated in the counting sensor unit 26, so that in particular a monolithic electrical component is formed.

Das Magnetfeld 15 der Magneteinheit 16 interagiert mit dem Schichtstapel 45, sodass eine der Stellbewegung 2 entsprechend ausgebildete Domänenwand in dem Schichtstapel 45 erzeugt wird. Diese Domänenwand wird insbesondere im spannungsfreien Zustand der fluidischen Stellvorrichtung 10, der Sensoranordnung 22 und/oder der Auswerteeinrichtung 24 erzeugt. Der spannungsfreie Zustand wird beispielsweise hergestellt, wenn eine Verbindung zu einer Spannungsquelle unterbrochen wird. Die Erzeugung der Domänenwand benötigt keine von außen zugeführte Energie, sondern wird lediglich durch die Stellbewegung 2, das Magnetfeld 15 und den Schichtstapel 45 hergestellt.The magnetic field 15 of the magnet unit 16 interacts with the layer stack 45 so that a domain wall formed in accordance with the actuating movement 2 is generated in the layer stack 45 . This domain wall is generated in particular when the fluidic actuating device 10, the sensor arrangement 22 and/or the evaluation device 24 are in a voltage-free state. The voltage-free state is established, for example, when a connection to a voltage source is interrupted. The creation of the domain wall does not require any energy supplied from the outside, but is merely produced by the actuating movement 2 , the magnetic field 15 and the layer stack 45 .

Mittels des Domänenwandgenerators 29 kann der Zählvorgang 38 unabhängig von einem Spannungszustand der fluidischen Stellvorrichtung 10, der Sensoranordnung 22 und/oder der Auswerteeinrichtung 24 ausgeführt werden. Dabei zählt der Domänenwandgenerator 29 den Zahlenwert Z, wobei der Schichtstapel 45 schaltungstechnisch derart verschaltet werden kann, dass ein eindeutiger und vorzugsweise auf die Zählbezugsstelle 30 bezogener Zählwert Z erhalten wird.The counting process 38 can be carried out by means of the domain wall generator 29 independently of a voltage state of the fluidic actuating device 10 , the sensor arrangement 22 and/or the evaluation device 24 . In this case, the domain wall generator 29 counts the numerical value Z, with the layer stack 45 being able to be connected up in terms of circuitry in such a way that an unambiguous count value Z, which is preferably related to the count reference point 30, is obtained.

Die Inkrementsensoreinheit 28 wird zur Bestimmung eines Inkrements I verwendet. Die Messung des Inkrements I erfolgt ausgehend von der charakteristischen Magnetfeldstelle 20 in vorzugsweise kontinuierlicher Weise entlang des magnetischen Verlaufs des Magnetfelds 15. Eine Messung des Inkrements I kann in Richtung der Zunahmebewegung 3 und/oder in Richtung der Abnahmebewegung 4 ausgehend von einer charakteristischen Magnetfeldstelle 20 erfolgen. Das Inkrement I ist innerhalb des Abstands D zwischen zwei charakteristischen Magnetfeldstellen 20 angeordnet. Das Inkrement I ist vorzugsweise kleiner oder nicht größer als der Abstand D zwischen zwei charakteristischen Magnetfeldstellen 20.The increment sensor unit 28 is used to determine an increment I. Starting from the characteristic magnetic field point 20, the increment I is measured preferably continuously along the magnetic course of the magnetic field 15. The increment I can be measured in the direction of the increasing movement 3 and/or in the direction of the decreasing movement 4, starting from a characteristic magnetic field point 20 . The increment I is located within the distance D between two characteristic magnetic field locations 20 . The increment I is preferably smaller or not larger than the distance D between two characteristic magnetic field points 20.

Durch die Messung der Inkrementsensoreinheit 28 wird eine Inkrementbestimmung 41 der Position des Bewegungsglieds 14 zwischen zwei benachbarten charakteristischen Magnetfeldstellen 20 durchgeführt. Die Inkrementbestimmung 41 kann durch zwei zueinander um 90° versetzte, in der Inkrementsensoreinheit 28 integrierte Magnetsensoren erfolgen, sodass zwei aus der Inkrementsensoreinheit 28 stammende Signale erhalten werden, die für eine Sinuskomponente oder eine Cosinuskomponente des Magnetfelds 15 stehen. Die Sinuskomponente und Cosinuskomponenten können durch eine auf arctan2 basierende Rechnung durch die Auswerteeinrichtung 24 ausgewertet werden.By measuring the increment sensor unit 28, an increment determination 41 of the position of the moving element 14 between two adjacent characteristic magnetic field points 20 is carried out. The increment determination 41 can be carried out by two magnetic sensors offset by 90° and integrated in the increment sensor unit 28 so that two signals originating from the increment sensor unit 28 are obtained which stand for a sine component or a cosine component of the magnetic field 15 . The sine component and cosine components can be evaluated by the evaluation device 24 using a calculation based on arctan2.

Die Berechnung des Absolutpositionswerts A erfolgt durch eine Multiplikation des Zählwerts Z mit dem Abstand D und einer Addition bzw. Subtraktion des Inkrements I zu dem aus der Multiplikation des Zählwerts Z mit dem Abstand D stammenden Wert. Das Inkrement I wird ausgehend von der charakteristischen Magnetfeldstelle 20 ausgemessen, welcher der zuletzt bestimmte Zählwert Z zugeordnet ist.The absolute position value A is calculated by multiplying the counter value Z by the distance D and adding or subtracting the increment I to the value resulting from the multiplication of the counter value Z by the distance D. The increment I is measured starting from the characteristic magnetic field point 20 to which the count value Z determined last is assigned.

Wird durch eine Zunahmebewegung 3 beispielsweise von der Zählbezugsstelle 30 beginnend mit Z=0 der Zählwert Z auf Z=4 erhöht und die Zunahmebewegung 3 nicht bis zum Zählwert Z=5 weitergeführt, sodass die Sensoranordnung 22 zwischen den Zählwerten Z=4 und Z=5 bei Beendigung der Zunahmebewegung 3 zu liegen kommt, dann wird das Inkrement I ausgehend von der charakteristischen Magnetfeldstelle 20 mit dem Zählwert Z=4 ausgemessen. Das Inkrement I weist ein positives Vorzeichen auf und wird zum zwischen der Zählbezugsstelle 30 und der charakteristischen Magnetfeldstelle 20 mit dem Zählwert Z=4 gemessenen Wert addiert.If, for example, an increase movement 3 from the count reference point 30 increases the count value Z to Z=4 starting with Z=0 and the increase movement 3 is not continued up to the count value Z=5, so that the sensor arrangement 22 is between the count values Z=4 and Z=5 comes to rest at the end of the increasing movement 3, then the increment I is measured starting from the characteristic magnetic field point 20 with the count value Z=4. The increment I has a positive sign and is added to the value measured between the count reference point 30 and the characteristic magnetic field point 20 with the count value Z=4.

Bei einer Abnahmebewegung 4 wird das Inkrement I ausgehend von der charakteristischen Magnetfeldstelle 20 mit einem höheren Zählwert Z in Richtung einer charakteristischen Magnetfeldstelle 20 mit einem niedrigeren Zählwert ausgemessen. Das Inkrement I aus der bei der Abnahmebewegung erfolgten Messung weist ein negatives Vorzeichen auf, da es von der charakteristischen Magnetfeldstelle 20 mit dem höheren Zählwert abgezogen werden muss, um die korrekte Position zu bestimmen. Hierbei wird beispielsweise der Zählwert Z=4 um zwei charakteristische Magnetfeldstellen 20 auf einen Zählwert Z=2 reduziert. Kommt die Sensoranordnung 22 zwischen den charakteristischen Magnetfeldstellen 20 mit den Zählwerten Z=1 und Z=2 zu liegen, so kann ausgehend von der charakteristischen Magnetfeldstelle 20 mit dem Zählwert Z=2 das Inkrement I in Richtung der nächsten mit einem niedrigeren Zählwert Z=1 versehenen charakteristischen Magnetfeldstelle 20 ausgemessen werden. Das so erhaltene Inkrement I wird aufgrund seines negativen Vorzeichens von dem zwischen Z=0 und Z=2 gemessenen Wert subtrahiert.In a decrease movement 4, the increment I is measured starting from the characteristic magnetic field point 20 with a higher count value Z in the direction of a characteristic magnetic field point 20 with a lower count value. The increment I from the measurement taken in the decrement movement has a negative sign because it must be subtracted from the higher count characteristic magnetic field location 20 to determine the correct position. In this case, for example, the counter value Z=4 is reduced by two characteristic magnetic field points 20 to a counter value Z=2. If the sensor arrangement 22 comes to rest between the characteristic magnetic field points 20 with the count values Z=1 and Z=2, then, starting from the characteristic magnetic field point 20 with the count value Z=2, the increment I in the direction of the next with a low be measured at the characteristic magnetic field point 20 provided with a lower counter value Z=1. The increment I thus obtained is subtracted from the value measured between Z=0 and Z=2 because of its negative sign.

Der Abstand D zwischen zwei charakteristischen Magnetfeldstellen 20 ist vorzugsweise in einem Speicher der Auswerteeinrichtung 24 abgespeichert. Alternativ oder ergänzend kann der Abstand D jeweils durch die Inkrementsensoreinheit 28 vorzugsweise während der Stellbewegung 2 ausgemessen werden.The distance D between two characteristic magnetic field points 20 is preferably stored in a memory of the evaluation device 24 . Alternatively or additionally, the distance D can be measured in each case by the incremental sensor unit 28 , preferably during the positioning movement 2 .

Die Berechnung des Absolutpositionswerts A aus dem Zählwert Z, dem Abstand D und dem Inkrement I erfolgt gemäß folgender Formel, wobei das Inkrement I einen positiven oder einen negativen Wert in Abhängigkeit der Stellbewegung 3, 4 aufweisen kann: A = Z * D + I

Figure DE102021200204A1_0001
The absolute position value A is calculated from the counter value Z, the distance D and the increment I according to the following formula, whereby the increment I can have a positive or a negative value depending on the positioning movement 3, 4: A = Z * D + I
Figure DE102021200204A1_0001

Bei einer bevorzugten exemplarischen Ausführungsform kann ein Sensorsystem verwendet werden, welches die Sensoranordnung 22 aufweist. Es kann ein in einem Speicher abgespeichertes und durch einen Mikroprozessor ausgeführtes Softwareprogramm vorgesehen sein, mit dem die Sensorsignale derart verarbeitet werden, dass der Absolutpositionswert A erhalten wird. Die durch die Sensoranordnung 22 erzeugten Signale der Inkrementsensoreinheit 26 und der Zählsensoreinheit 26 können zur Bestimmung des Absolutpositionswerts A durch Multiplikationen, Subtraktionen und Additionen der Sensorsignale durch den Mikroprozessor ausgeführt werden. Der Speicher für das Softwareprogramm kann Teil der Auswerteeinrichtung 24 sein.In a preferred exemplary embodiment, a sensor system including sensor assembly 22 may be used. A software program stored in a memory and executed by a microprocessor can be provided with which the sensor signals are processed in such a way that the absolute position value A is obtained. The signals of the incremental sensor unit 26 and the counting sensor unit 26 generated by the sensor arrangement 22 can be executed by the microprocessor in order to determine the absolute position value A by multiplication, subtraction and addition of the sensor signals. The memory for the software program can be part of the evaluation device 24 .

Die 3 zeigt ein System 100, welches die fluidische Stellvorrichtung 10, eine Hauptsteuerung 49 und eine Treibereinrichtung 40 aufweist. Die Hauptsteuerung 49 ist mit der Sensoranordnung 22 durch eine Signalleitung verbunden. Die Treibereinrichtung 40 ist über eine Steuerverbindung mit der Hauptsteuerung 49 verbunden. Die Treibereinrichtung 40 ist durch eine Energieleitung mit der Stellvorrichtung 10 verbunden.the 3 shows a system 100 which has the fluidic actuating device 10 , a main control 49 and a driver device 40 . The main controller 49 is connected to the sensor assembly 22 through a signal line. The driver device 40 is connected to the main controller 49 via a control connection. The driver device 40 is connected to the actuating device 10 by a power line.

Die Stellvorrichtung 10 kann ein Fluidaktuator 33 sein, der insbesondere als Pneumatikzylinder ausgeführt ist. Die Hauptsteuerung 49 kann eine zentrale Steuerung sein, die beispielsweise Teil einer speicherprogrammierbaren Steuerung ist. Die Auswerteeinrichtung 24 kann Teil der Hauptsteuerung 49 sein. Alternativ oder ergänzend kann wenigstens ein Teil der Hauptsteuerung 49 unmittelbar an der Stellvorrichtung 10 angeordnet werden. Die Treibereinrichtung 40 kann insbesondere eine fluidische Treibereinrichtung 40 sein, die vorzugsweise als Ventileinrichtung 25 ausgebildet ist. Die Steuerverbindung kann eine Steuerleitung sein, die elektrische Steuersignale übermittelt. Die Energieleitung kann durch Fluidkanäle gebildet werden, die ein Druckmedium zu dem Fluidaktuator 33 leiten. Die fluidische Treibereinrichtung 40 ist mit einer Druckquelle und einer Drucksenke verbunden. Das Druckmedium kann Druckluft sein. Das gesamte System 100 ist mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden.The adjusting device 10 can be a fluid actuator 33, which is designed in particular as a pneumatic cylinder. The main controller 49 can be a central controller that is part of a programmable logic controller, for example. The evaluation device 24 can be part of the main controller 49 . Alternatively or additionally, at least part of the main control 49 can be arranged directly on the actuating device 10 . The driver device 40 can in particular be a fluidic driver device 40 which is preferably embodied as a valve device 25 . The control connection can be a control line that transmits electrical control signals. The energy line can be formed by fluid channels that conduct a pressure medium to the fluid actuator 33 . The fluidic driver device 40 is connected to a pressure source and a pressure sink. The pressure medium can be compressed air. The entire system 100 is connected to an electrical voltage source.

Die fluidische Stellvorrichtung 10 weist den Domänenwandgenerator 29 auf, der durch die Magneteinheit 16 und die Zählsensoreinheit 26 gebildet wird. Die Zählsensoreinheit 26 und die Inkrementsensoreinheit 28 sind jeweils mit einem magnetisch sensitiven Abschnitt direkt auf die Magneteinheit 16 gerichtet. In die Hauptsteuerung 49 kann ein Positionssollwert einprogrammiert sein. Der tatsächliche Absolutpositionswert A, der durch die Sensoranordnung 22 in Verbindung mit der Auswerteeinrichtung 24 bestimmt wird, wird durch die Auswerteeinrichtung 24 und/oder der Hauptsteuerung 49 mit dem programmierten Positionssollwert verglichen. Bei einem Unterschied zwischen dem Positionssollwert und dem Absolutpositionswert A wird von der Auswerteeinrichtung 24 und/oder der Hauptsteuerung 49 ein Steuerbefehl an die Treibereinrichtung 40 über die Steuerverbindung ausgegeben. Entsprechend dem Steuerbefehl veranlasst die Treibereinrichtung 40 die Steuervorrichtung zu einer den Absolutpositionswert A korrigierenden Stellbewegung 2, sodass nach der korrigierenden Stellbewegung 2 der Absolutpositionswert A mit dem programmierten Positionssollwert übereinstimmt.The fluidic actuating device 10 has the domain wall generator 29 which is formed by the magnet unit 16 and the counting sensor unit 26 . The counting sensor unit 26 and the incremental sensor unit 28 are each aimed directly at the magnet unit 16 with a magnetically sensitive section. A position setpoint can be programmed into the main controller 49 . The actual absolute position value A, which is determined by the sensor arrangement 22 in conjunction with the evaluation device 24, is compared by the evaluation device 24 and/or the main controller 49 with the programmed desired position value. If there is a difference between the desired position value and the absolute position value A, the evaluation device 24 and/or the main controller 49 outputs a control command to the driver device 40 via the control connection. According to the control command, the driver device 40 causes the control device to carry out a positioning movement 2 that corrects the absolute position value A, so that after the correcting positioning movement 2 the absolute position value A matches the programmed desired position value.

Im Fall eines Fluidaktuators 33 wird durch die fluidische Treibereinrichtung 40 ein Druckmedium von der Druckquelle zum Fluidaktuator 33 hingeleitet und vom Fluidaktuator 33 zur Drucksenke weggeleitet. Dadurch kann der Fluidaktuator 33 eine korrigierende Stellbewegung 2 ausführen und sein Absolutpositionswert A an den vorgegebenen Positionssollwert anpassen.In the case of a fluid actuator 33, the fluidic driver device 40 directs a pressure medium from the pressure source to the fluid actuator 33 and away from the fluid actuator 33 to the pressure sink. As a result, the fluid actuator 33 can perform a corrective actuating movement 2 and adapt its absolute position value A to the specified position setpoint.

Ein gemäß 4 dargestelltes Ablaufdiagramm für ein Verfahren, welches zur Bestimmung des Absolutpositionswerts A vorgesehen ist, beinhaltet als ersten Schritt den Zählvorgang 38 der charakteristischen Magnetfeldstellen 20 des Magnetfelds 15 der an dem Bewegungsglied 14 angebrachten Magneteinheit 16. Der Zählvorgang 38 erfolgt ausgehend von der Zählbezugsstelle 30.A according 4 The flow chart shown for a method, which is provided for determining the absolute position value A, includes as a first step the counting process 38 of the characteristic magnetic field points 20 of the magnetic field 15 of the magnet unit 16 attached to the moving element 14. The counting process 38 starts from the counting reference point 30.

In einem zweiten Schritt wird die Inkrementbestimmung 41 des Inkrements I des Bewegungsglieds 14 zwischen zwei benachbarten charakteristischen Magnetfeldstellen 20 ausgeführt, wobei die Inkrementbestimmung 41 während der Stellbewegung 2 ausgeführt wird. Dadurch wird eine kontinuierliche Messung durch die Sensoranordnung 22 erzeugt. Alternativ oder ergänzend kann die Inkrementbestimmung 41 ausgeführt werden, nachdem das Bewegungsglied 14 zum Stillstand gekommen ist.In a second step, the increment determination 41 of the increment I of the moving element 14 is carried out between two adjacent characteristic magnetic field points 20, the increment determination 41 being carried out during the actuating movement 2 is running. A continuous measurement by the sensor arrangement 22 is thereby generated. Alternatively or additionally, the increment determination 41 can be carried out after the moving element 14 has come to a standstill.

In einem dritten Schritt erfolgt ein Erzeugen 42 von Sensorsignalen aus dem Zählvorgang 38 und der Inkrementbestimmung 41, die an die Auswerteeinrichtung 24 übermittelt werden. Die Inkrementsensoreinheit 28 und die Zählsensoreinheit 26 erzeugen während der Stellbewegung 2 ein jeweiliges Inkrementsensorsignal und ein jeweiliges Zählsensorsignal, die an die Auswerteeinrichtung 24 übermittelt werden.In a third step, sensor signals are generated 42 from the counting process 38 and the increment determination 41 , which are transmitted to the evaluation device 24 . The increment sensor unit 28 and the counting sensor unit 26 generate a respective increment sensor signal and a respective counting sensor signal during the positioning movement 2 , which signals are transmitted to the evaluation device 24 .

In einem vierten Schritt wird ein Auswerten 44 der Sensorsignale ausgeführt, wodurch der Absolutpositionswert A bestimmt wird. Die Bestimmung des Absolutpositionswerts A kann durch einen Mikroprozessor in Verbindung mit einem Speicher ausgeführt werden.In a fourth step, the sensor signals are evaluated 44, whereby the absolute position value A is determined. The determination of the absolute position value A can be carried out by a microprocessor in connection with a memory.

Claims (14)

Fluidische Stellvorrichtung (10), insbesondere pneumatischer Antriebszylinder, zum Bereitstellen einer Stellbewegung (2), mit einem Gehäuse (12), an dem ein Bewegungsglied (14) angeordnet ist, wobei das Bewegungsglied (14) entlang einer Stellachse (1) relativ zum Gehäuse (12) positionierbar ist, einer ein Magnetfeld (15) bereitstellenden Magneteinheit (16), die an dem Bewegungsglied (14) angeordnet ist, wobei das Magnetfeld (15) zueinander entlang der Stellachse (1) beabstandete charakteristische Magnetfeldstellen (20) aufweist, einer an dem Gehäuse (12) angeordneten Sensoranordnung (22) zur Detektion des Magnetfelds (15), wobei die Sensoranordnung (22) eine Zählsensoreinheit (26) aufweist, die zur Bestimmung eines Zählwerts (Z) durch einen Zählvorgang (38) der charakteristischen Magnetfeldstellen (20) während der Stellbewegung (2) ausgebildet ist, wobei die Zählsensoreinheit (26) zusammen mit der Magneteinheit (16) einen Domänenwandgenerator (29) ausbildet.Fluidic actuating device (10), in particular a pneumatic drive cylinder, for providing an actuating movement (2), with a housing (12) on which a moving element (14) is arranged, the moving element (14) moving along an actuating axis (1) relative to the housing (12) can be positioned, a magnet unit (16) providing a magnetic field (15), which is arranged on the moving member (14), the magnetic field (15) having characteristic magnetic field points (20) spaced apart from one another along the adjustment axis (1), one The sensor arrangement (22) arranged on the housing (12) for detecting the magnetic field (15), the sensor arrangement (22) having a counting sensor unit (26) which is used to determine a counting value (Z) by a counting process (38) of the characteristic magnetic field points ( 20) is formed during the positioning movement (2), the counting sensor unit (26) forming a domain wall generator (29) together with the magnet unit (16). Fluidische Stellvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (22) eine Inkrementsensoreinheit (28) aufweist, durch die zur bestimmung der Position des Bewegungsglieds (14) ein Inkrement (I) zwischen einer charakteristischen Magnetfeldstelle (20) und der Inkrementsensoreinheit (28) bestimmbar ist.Fluidic adjusting device (10) after claim 1 , characterized in that the sensor arrangement (22) has an increment sensor unit (28) by means of which an increment (I) between a characteristic magnetic field point (20) and the increment sensor unit (28) can be determined in order to determine the position of the moving element (14). Fluidische Stellvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei der Zählvorgang (38) mit dem Domänenwandgenerator (29) im elektrisch spannungsfreien Zustand der Auswerteeinrichtung (24) ausführbar ist.Fluidic adjusting device (10) after claim 2 , the counting process (38) with the domain wall generator (29) being executable when the evaluation device (24) is electrically voltage-free. Fluidische Stellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählsensoreinheit (26) einen Riesenmagnetowiderstand-Schichtstapel (45) aufweist, der zusammen mit der Magneteinheit (16) den Domänenwandgenerator bildet.Fluidic control device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the counting sensor unit (26) has a giant magnetoresistance layer stack (45) which, together with the magnet unit (16), forms the domain wall generator. Fluidische Stellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinheit (16) als ein Magnetband ausgebildet ist, das an einem entlang der Stellachse (1) ausgerichteten Längsabschnitt (32) des Bewegungsglieds (14) angeordnet ist, wobei der Zählsensoreinheit (26) eine feste Zählbezugsstelle (30) auf der Magneteinheit (16) zugeordnet ist.Fluidic actuating device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet unit (16) is designed as a magnetic strip which is arranged on a longitudinal section (32) of the moving element (14) aligned along the actuating axis (1), the Counting sensor unit (26) is assigned a fixed counting reference point (30) on the magnet unit (16). Fluidische Stellvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) ein Fluidzylindergehäuse (13), das Bewegungsglied (14) ein Fluidkolben (19) und/oder der Längsabschnitt (32) eine Kolbenstange (37) ist.Fluidic adjusting device (10) after claim 5 , characterized in that the housing (12) is a fluid cylinder housing (13), the moving member (14) is a fluid piston (19) and/or the longitudinal section (32) is a piston rod (37). Fluidische Stellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (D) zwischen benachbarten charakteristischen Magnetfeldstellen (20) jeweils identisch ist und vorzugsweise aus einem periodischen Magnetfeldverlauf entlang der Stellachse (1) resultiert.Fluidic control device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a distance (D) between adjacent characteristic magnetic field points (20) is identical in each case and preferably results from a periodic magnetic field profile along the control axis (1). Fluidische Stellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählsensoreinheit (26) und die Inkrementsensoreinheit (28) in Richtung der Stellachse (1) benachbart sind.Fluidic adjusting device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the counting sensor unit (26) and the incremental sensor unit (28) are adjacent in the direction of the adjusting axis (1). Fluidische Stellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (22) mit der Zählsensoreinheit (26) und der Inkrementsensoreinheit (28) auf einer Leiterplatte angebracht ist, wobei wenigstens die Sensoranordnung (22) ortsfest an einer Gehäuseinnenoberfläche (34) angebracht ist, die einer Bewegungsgliedaußenoberfläche (36), an der die Magneteinheit (16) angeordnet ist, unmittelbar gegenüberliegt.Fluidic control device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor arrangement (22) with the counting sensor unit (26) and the incremental sensor unit (28) is mounted on a printed circuit board, with at least the sensor arrangement (22) being stationary on a housing inner surface ( 34) immediately opposite a mover outer surface (36) on which the magnet unit (16) is mounted. System (100) mit einer fluidischen Stellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoranordnung (22) mit einer Auswerteeinrichtung (24) verbunden ist, wobei die Auswerteeinrichtung (24) zur Bestimmung einer Position des Bewegungsglieds (14) anhand von Sensorsignalen der Sensoranordnung (22) ausgebildet ist.System (100) with a fluidic actuating device (10) according to one of the preceding claims, wherein the sensor arrangement (22) is connected to an evaluation device (24), the evaluation device (24) for determining a position of the moving element (14) using sensor signals the sensor arrangement (22) is formed. Verfahren zum Bestimmen einer durch eine Stellbewegung (2) einer fluidischen Stellvorrichtung (10) eingenommenen Position eines Bewegungsglieds (14) bezüglich eines am Bewegungsglied angeordneten Gehäuses (12) mittels einer Sensoranordnung (22), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die mit einer Auswerteeinrichtung (24) verbunden ist, gekennzeichnet durch einen Zählvorgang (38) charakteristischer Magnetfeldstellen (20) eines Magnetfelds (15), wobei der Zählvorgang (38) ausgehend von einer Zählbezugsstelle (30) während der Stellbewegung (2) erfolgt, eine Inkrementbestimmung (41) der Position des Bewegungsglieds (14) zwischen zwei benachbarten charakteristischen Magnetfeldstellen (20) während der Stellbewegung (2), ein Erzeugen (42) von Sensorsignalen aus dem Zählvorgang (38) und der Inkrementbestimmung (41), ein Auswerten (44) der Sensorsignale, sodass ausgehend von der Zählbezugsstelle (30) ein Absolutpositionswert (A) des Bewegungsglieds (14) bezüglich des Gehäuses (12) erhalten wird.Method for determining a position of a moving member (14) assumed by an adjusting movement (2) of a fluidic adjusting device (10) with respect to an on the moving member arranged housing (12) by means of a sensor arrangement (22), in particular according to one of the preceding claims, which is connected to an evaluation device (24), characterized by a counting process (38) of characteristic magnetic field points (20) of a magnetic field (15), the counting process (38) starting from a count reference point (30) during the positioning movement (2), an incremental determination (41) of the position of the moving member (14) between two adjacent characteristic magnetic field points (20) during the positioning movement (2), a generation (42) of sensor signals from the counting process (38) and the increment determination (41), an evaluation (44) of the sensor signals so that, starting from the counting reference point (30), an absolute position value (A) of the moving element (14) with respect to the housing (12) is obtained. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten (44) anhand eines aus dem Zählvorgang (38) resultierenden Zählwerts (Z) mit einem Abstand (D) zwischen benachbarten charakteristischen Magnetfeldstellen (20) multipliziert wird, und ein aus der Inkrementbestimmung (41) resultierendes von der zuletzt gezählten charakteristischen Magnetfeldstelle (20) ausgehendes Inkrement (I) dazu addiert wird, sodass ausgehend von der Zählbezugsstelle (30) der Absolutpositionswert (A) des Bewegungsglieds (14) bezüglich des Gehäuses (12) erhalten wird.procedure after claim 11 , characterized in that the evaluation (44) is multiplied by a counting value (Z) resulting from the counting process (38) by a distance (D) between adjacent characteristic magnetic field points (20), and a from the increment determination (41) resulting from the last counted characteristic magnetic field point (20) starting increment (I) is added to it, so that starting from the counting reference point (30) the absolute position value (A) of the moving element (14) with respect to the housing (12) is obtained. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zählvorgang (38) während einer Stellbewegung (2) des Bewegungsglieds (14) unabhängig einer elektrischen Spannung an der Auswerteeinrichtung (24) erfolgt.procedure after claim 11 or 12 , characterized in that the counting process (38) takes place during an actuating movement (2) of the moving member (14) independently of an electrical voltage at the evaluation device (24). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolutpositionswert (A) durch eine Hauptsteuerung (49), die insbesondere die Auswerteeinrichtung (24) beinhaltet, mit einem Positionssollwert verglichen wird, wobei bei einer Abweichung des Absolutpositionswerts (A) von dem Positionssollwert eine vorzugsweise fluidische Treibereinrichtung (40), die insbesondere eine Ventileinrichtung (25) ist, durch die Hauptsteuerung (49) derart angesteuert wird, dass das Bewegungsglied (14) eine Stellbewegung (2) ausführt und eine Korrektur des Absolutpositionswerts (A) erfolgt.Procedure according to one of Claims 11 until 13 , characterized in that the absolute position value (A) is compared with a nominal position value by a main controller (49), which contains in particular the evaluation device (24), with a preferably fluidic driver device (40 ), which is in particular a valve device (25), controlled by the main controller (49) in such a way that the moving member (14) performs an actuating movement (2) and the absolute position value (A) is corrected.
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