-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Positionserfassungsvorrichtung, die die Betriebsposition eines Kolbens eines Fluiddruckzylinders erfasst, und insbesondere bezieht sie sich auf eine solche Positionserfassungsvorrichtung, bei der ein Positionssensor mit Hilfe eines Befestigungsbandes an einem Zylinderrohr angebracht ist.
-
STAND DER TECHNIK
-
Im Allgemeinen wird eine Positionserfassungsvorrichtung an einem Fluiddruckzylinder angebracht, um die Betriebsposition eines Kolbens zu erfassen und um das Detektionssignal als ein Signal zur Steuerung des Fluiddruckzylinders zu verwenden. Die Positionserfassungsvorrichtung erfasst das Magnetfeld eines an dem Kolben angebrachten Permanentmagneten durch einen magnetisch sensitiven Positionssensor, der an der Außenfläche des Zylinderrohres angebracht ist. Um den Positionssensor an der Außenfläche des Zylinderrohres anzubringen, wurden bisher verschiedene Mechanismen eingesetzt.
-
Bspw. ist in dem Patentdokument 1 eine Positionserfassungsvorrichtung beschrieben, bei welcher ein Sensorhalter, der eine Sensoreinsetznut mit einer schmalen Öffnung aufweist, an der Außenfläche eines Zylinderrohres über ein Befestigungsband (riemenähnliches Band) angebracht ist, ein Positionssensor in die Sensoreinsetznut eingesetzt ist, und der Positionssensor an dem Sensorhalter mittels einer Verriegelungsschraube befestigt ist, die in den Positionssensor eingeschraubt wird. Bei dieser Positionserfassungsvorrichtung wird die Positionseinstellung des Positionssensors durchgeführt, indem die Verriegelungsschraube gelockert wird, der Positionssensor zu der optimalen Erfassungsposition in dem Sensorhalter verschoben wird und die Verriegelungsschraube an dieser Position wieder festgezogen wird.
-
Ein Verfahren bei dem lediglich ein Positionssensor verschoben wird, um die Position wie bei dieser Positionserfassungsvorrichtung einzustellen, weist aber wenig Flexibilität hinsichtlich der Positionseinstellung auf. Wenn bspw. die Befestigungsposition des Befestigungsbandes relativ zu dem Zylinderrohr begrenzt ist, reicht es nicht aus, den Positionssensor zu verschieben.
Die Positionseinstellung kann auch durchgeführt werden, indem der Sensorhalter verschoben wird. In diesem Fall ist es aber notwendig, den Sensorhalter und das Befestigungsband mit einer Befestigungsschraube und einem Langloch zu verbinden, und der Sensorhalter wird durch Vibrationen oder dergleichen leicht in Richtung des Langlochs verschoben.
DE 10 2005 010 140 A1 beschreibt eine Befestigung zum Anbringen eines Positionserfassungsschalters für die Erfassung von Betriebspositionen eines Kolbens an der äußeren Umfangsfläche eines Fluiddruckzylinders. Ein Paar von Klemmplatten sind an einem Befestigungsband vorgesehen, das an einem Zylinderrohr angeordnet ist. Zwischen den Klemmplatten ist ein Halter zum Halten eines Positionserfassungsschalters vorgesehen. Eine Klemmschraube klemmt die Klemmplatten an den Halter. Die Klemmschraube kann dabei in drei Position angeordnet sein. In einer ersten Klemmposition ist der Halter an dem Zylinderrohr befestigt, während der Positionserfassungsschalter nicht fixiert ist. In einer zweiten Klemmposition ist der Positionserfassungsschalter an dem Halter befestigt und in einer dritten Klemmposition sind Klemmbegrenzungsabschnitte vorgesehen, sodass ein weiteres Klemmen des Halters begrenzt wird.
-
LISTE DER ZITIERUNGEN
-
PATENTLITERATUR
-
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsver-öffentlichung Nr. 2004-125150
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
TECHNISCHES PROBLEM
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positionserfassungsvorrichtung für einen Fluiddruckzylinder vorzuschlagen, bei der ein Positionssensor mit einem Befestigungsband und einem Sensorhalter so an einem Zylinderrohr anbringbar ist, dass seine Position einstellbar ist, wobei der Freiheitsgrad der Positionseinstellung hoch ist und der Positionssensor durch Vibration nicht verschoben wird.
-
LÖSUNG DER AUFGABE
-
Zur Lösung der obigen Aufgabe umfasst eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Positionssensor, der die Position eines Kolbens eines Fluiddruckzylinders erfasst, einen Sensorhalter, der den Positionssensor positionsverschieblich hält, und ein Befestigungsband, welches den Sensorhalter an dem Außenumfang eines Zylinderrohres anbringt.
Das Befestigungsband umfasst einen Bandgrundkörper, welcher den Außenumfang des Zylinderrohres umgibt, und ein Paar von Klemmabschnitten, die an beiden Enden des Bandgrundkörpers so ausgebildet sind, dass sie einander zugewandt sind. Der Sensorhalter wird zwischen dem Paar von Klemmabschnitten geklemmt, und der Sensorhalter wird zwischen den Klemmabschnitten befestigt, indem das Paar von Klemmabschnitten über eine Befestigungsschraube zueinander bewegt wird.
Der Sensorhalter umfasst ein Sensorhalteelement mit einer Sensorbefestigungsnut, in welche der Positionssensor hineinpasst, und ein Befestigungselement, das zwischen dem Paar von Klemmabschnitten des Befestigungsbandes eingeklemmt ist. Das Sensorhalteelement und das Befestigungselement sind separat ausgebildet. Das Sensorhalteelement wird angeordnet, wobei die Sensorbefestigungsnut in der Richtung der Achse des Zylinderrohres so orientiert ist, dass sie in Kontakt mit der Außenfläche des Zylinderrohres steht. Das Befestigungselement wird so angeordnet, dass es das Sensorhalteelement umgreift, wobei das Sensorhalteelement in eine Einsetznut in der unteren Fläche des Befestigungselement eingesetzt ist. Das Befestigungselement und das Sensorhaltelement werden aneinander befestigt, indem die Befestigungsschraube festgezogen wird und das Befestigungselement zwischen den Klemmabschnitten fixiert wird. Das Lösen der Befestigungsschraube erlaubt die Verschiebung des Sensorhalteelements relativ zu dem Befestigungselement in Richtung der Achse des Zylinderrohres.
-
Bei einer spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Positionssensor eine Anzeigelampe auf, die während des Betriebs leuchtet, und eine Sensorbefestigungsschraube, welche den Positionssensor in der Sensorbefestigungsnut fixiert. Das Befestigungselement hat an einem Ende und dem anderen Ende in einer Richtung entlang der Sensorbefestigungsnut einen hohlen Abschnitt und ein durchsichtiges Fenster, die jeweils eine solche Tiefe aufweisen, dass sie sich von der oberen Fläche des Befestigungselements zu der Einsetznut erstrecken. Der hohle Abschnitt wird dazu verwendet, die Sensorbefestigungsschraube mit einem Werkzeug drehend zu betätigen, und das durchsichtige Fenster wird zum Betrachten der Anzeigelampe verwendet.
In diesem Fall wird es bevorzugt, dass der hohle Abschnitt und das durchsichtige Fenster Aussparungen sind, die so ausgebildet sind, dass sie sich von einem Ende und dem anderen Ende des Befestigungselements zu dem Zentrum des Befestigungselements erstrecken, und so dass sie einander zugewandt sind.
-
Gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind jeweils an den linken und rechten Seitenflächen des Befestigungselements zwei Rippen, die sich in der Höhenrichtung des Befestigungselements erstrecken, parallel zueinander ausgebildet. Indem der Klemmabschnitt des Befestigungsbandes zwischen den beiden Rippen angeordnet wird, wird eine Relativdrehung zwischen dem Klemmabschnitt und dem Sensorhalter um die Befestigungsschraube vermieden.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass dann, wenn der Sensorhalter über das Befestigungsband an dem Außenumfang des Zylinderrohres befestigt ist, die obere Wand der Einsetznut in Kontakt mit der oberen Fläche des Sensorhalteelements steht, und dass die unteren Enden beider Seitenwände der Einsetznut nicht in Kontakt mit der Außenfläche des Zylinderrohres stehen.
-
Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, dass ein Ende der Sensorbefestigungsnut offen ist, dass an dem einen Ende eine Einsetzöffnung ausgebildet ist und dass das andere Ende durch eine Wand verschlossen wird.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Mehrzahl von Eingriffsaussparungen entlang der Sensorbefestigungsnut in Reihen ausgebildet sein. Eingriffsvorsprünge, die in die Eingriffsaussparungen eingreifen, können an dem Befestigungselement ausgebildet sein. Die Eingriffsvorsprünge können in Eingriff mit den Eingriffsaussparungen treten, wenn die Befestigungsschraube festgezogen wird. Die Eingriffsvorsprünge können aus den Eingriffsaussparungen entfernt werden, wenn die Befestigungsschraube gelöst wird.
In diesem Fall sind die Eingriffsaussparungen vorzugsweise sowohl an der linken als auch der rechten Seite der Sensorbefestigungsnut ausgebildet, und die Eingriffsvorsprünge können jeweils an den linken und rechten Nutenwänden der Einsetznut in dem Befestigungselement ausgebildet sein.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Stopper, die an den Enden des Befestigungselements angreifen und eine Trennung des Sensorhalteelementes von dem Befestigungselement verhindern, an einem Ende und dem anderen Ende des Sensorhalteelements in einer Richtung entlang der Sensorbefestigungsnut ausgebildet sein.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Sensorbefestigungsschraube, welche den Positionssensor in der Sensorbefestigungsnut fixiert, an ihrem Kopf einen flanschähnlichen Eingriffsabschnitt aufweisen. Der Eingriffsabschnitt kann in der Lage sein, wahlweise mit einer äußeren Kantenfläche einer Öffnung der Sensorbefestigungsnut und der oberen Wandfläche einer Durchgangsöffnung des Befestigungselements in Eingriff zu treten, indem die Sensorbefestigungsschraube im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Der Positionssensor kann mit einer inneren Kantenfläche der Öffnung der Sensorbefestigungsnut in Eingriff treten und fixiert werden, wenn der Eingriffsabschnitt mit der äußeren Kantenfläche in Eingriff steht. Der Positionssensor kann gegen den Nutenboden der Sensorbefestigungsnut gepresst und daran fixiert werden, wenn der Eingriffsabschnitt mit der oberen Wandfläche der Durchgangsöffnung in Eingriff steht.
-
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Lösen der Befestigungsschraube das Sensorhalteelement relativ zu dem Befestigungselement verschoben werden, wobei das Befestigungselement zwischen dem Paar von Klemmabschnitten des Befestigungsbandes gehalten wird, um die Positionseinstellung des Positionssensors durchzuführen. Außerdem kann die Position des Positionssensors separat relativ zu dem Sensorhalteelement eingestellt werden. Daher ist der Freiheitsgrad der Positionseinstellung hoch.
Da es nicht notwendig ist, das Befestigungsband und den Sensorhalter mit einem Langloch oder dergleichen zu verbinden, kann außerdem das Problem vermieden werden, dass sich der Positionssensor leicht entlang des Langloches verschiebt.
-
Figurenliste
-
- [1] 1 ist eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Zustandes, die eine erste Ausführungsform einer Positionserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [2] 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche die Positionserfassungsvorrichtung gemäß 1 zeigt
- [3] 3 ist eine vergrößerte Teilansicht von 2,
- [4] 4 ist ein vergrößerter Teilschnitt durch 1.
- [5] 5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V in 4.
- [6] 6 ist eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Zustandes, die eine zweite Ausführungsform einer Positionserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [7] 7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche den Sensorhalter gemäß 6 zeigt.
- [8] 8 ist ein Schnitt durch 6.
- [9] 9 ist ein Schnitt entlang der Linie IX-IX in 8.
- [10] 10 ist eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Zustands, die eine dritte Ausführungsform einer Positionserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [11] 11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die den Sensorhalter gemäß 10 zeigt.
- [12] 12 ist ein Schnitt, der eine Ausführungsform der Befestigung des Positionssensors mit einer Sensorbefestigungsschraube zeigt.
- [13] 13 ist ein Schnitt, der eine andere Ausführungsform der Befestigung des Positionssensors mit einer Sensorbefestigungsschraube zeigt.
-
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die 1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform einer Positionserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Bezugszeichen 1 in der Zeichnung bezeichnet einen Fluiddruckzylinder, und das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Positionserfassungsvorrichtung, die an der Außenfläche des Fluiddruckzylinders 1 angebracht ist.
-
Der Fluiddruckzylinder 1 umfasst ein Zylinderrohr 10 mit einer darin ausgebildeten Zylinderbohrung und einer zylindrischen Form, und eine Stangenabdeckung 11 und eine Kopfabdeckung 12, die an den beiden Enden des Zylinderrohres 10 angebracht sind. In dem Zylinderrohr 10 ist in Richtung der zentralen Achse L des Zylinderrohres 10 (nachfolgend als „Rohrachse“ bezeichnet) gleitend ein Kolben 13 aufgenommen. Eine Kolbenstange 14, deren proximales Ende mit dem Kolben 13 verbunden ist, tritt gleitend durch die Stangenabdeckung 11 und erstreckt sich zu einer Position vor dem Zylinderrohr 10.
-
In der Stangenabdeckung 11 und der Kopfabdeckung 12 sind Anschlussöffnungen 15a und 15b ausgebildet. Durch abwechselndes Zuführen und Abführen von Druckfluid (bspw. Druckluft) zu und von Druckkammern auf beiden Seiten des Kolbens 13 durch die Anschlussöffnungen 15a und 15b werden der Kolben 13 und die Kolbenstange 14 vorwärts und rückwärts bewegt.
-
Ein ringförmiger Permanentmagnet 16 ist an dem Außenumfang des Kolbens 13 angebracht. Durch Erfassen des Magnetfelds des Permanentmagneten 16 mittels der Positionserfassungsvorrichtung 2 wird die Betriebsposition des Kolbens 13 erfasst. Auf diese Weise kann die Position des vorderen Hubendes des Kolbens 13 erfasst werden, wenn die Positionserfassungsvorrichtung 2 wie gezeigt an einem Teil des Zylinderrohres 10 in der Nähe der Stangenabdeckung 11 angebracht ist. Wenn die Positionserfassungsvorrichtung 2 an einem Teil des Zylinderrohres 10 in der Nähe der Kopfabdeckung 12 angebracht ist, kann die Position des rückwärtigen Hubendes des Kolbens 13 erfasst werden. Wenn zwei Positionserfassungsvorrichtungen 2 an den Teilen des Zylinderrohres 10 nahe dessen beider Enden angebracht sind, können die Positionen des Vorwärtshubendes und des Rückwärtshubendes des Kolbens 13 erfasst werden.
-
Die Positionserfassungsvorrichtung 2 umfasst einen Positionssensor 17, der das Magnetfeld des Permanentmagneten 16 erfasst, einen Sensorhalter 18A der den Positionssensor 17 hält, ein Befestigungsband 20, welches den Sensorhalter 18A an dem Außenumfang des Zylinderrohres 10 anbringt, und eine Befestigungsschraube 21, welche die Befestigung des Befestigungsbandes 20 an dem Zylinderrohr 10 und die Befestigung des Sensorhalters 18A an dem Befestigungsband 20 gleichzeitig vornimmt.
-
Das Befestigungsband 20 wird durch gekrümmtes Biegen einer streifenförmigen elastischen Metallplatte, vorzugsweise einer nicht magnetischen Metallplatte, gebildet und umfasst einen Bandgrundkörper 20a, welcher den Außenumfang des Zylinderrohres 10 umgibt, und ein Paar von Klemmabschnitten 20b und 20c, die an den beiden Enden des Bandgrundkörpers 20a so ausgebildet sind, dass sie einander zugewandt sind. Falls notwendig, können riemenähnliche oder punktähnliche Antirutschvorsprünge aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen an der Innenfläche des Grundkörpers 20a angebracht werden.
-
Die Innenflächen des Paares von Klemmabschnitten 20b und 20c sind flache Klemmflächen. Schraubenbefestigungslöcher 23a und 23b sind in dem Paar von Klemmabschnitten 20b bzw. 20c ausgebildet. Das erste Schraubenbefestigungsloch 23a, das in einem der Klemmabschnitte 20b ausgebildet ist, ist ein normales Loch, an dessen Innenfläche kein Innengewinde ausgebildet ist. Das zweite Schraubenbefestigungsloch 23b, das in dem anderen Klemmabschnitt 20c ausgebildet ist, ist ein Gewindeloch in dessen Innenfläche ein Innengewinde eingeschnitten ist. Ein Außengewinde an dem distalen Ende der Befestigungsschraube 21, die durch das erste Schraubenbefestigungsloch 23a eingesetzt wird, wird mit dem Innengewinde an der Innenfläche des zweiten Schraubenbefestigungsloches 23b verschraubt.
-
Von dem Paar von Klemmabschnitten 20b und 20c ist wenigstens der Klemmabschnitt, an dem das zweite Schraubenbefestigungsloch 23b ausgebildet ist, so ausgebildet, dass er dicker ist als der Bandgrundkörper 20a, indem ein Verstärkungselement integral mit oder an dem Ende des Befestigungsbandes 20 verbunden oder darüber angeordnet wird. Er kann auch ausgebildet werden, indem das Ende des Befestigungsbandes 20 gefaltet wird.
Das Befestigungsband 20 kann auch aus einem harten und elastischen Kunststoff geformt werden.
-
Der Sensorhalter 18A umfasst ein Sensorhalteelement 26 mit einer Sensorbefestigungsnut 28, in welche der Positionssensor 17 hineinpasst, und ein Befestigungselement 27, das zwischen den Klemmabschnitten 20b und 20c des Befestigungsbandes 20 geklemmt wird. Das Befestigungselement 27 und das Sensorhalteelement 26 sind separat aus einem nicht magnetischen Material, bspw. Kunststoff, geformt.
-
Das Sensorhalteelement ist ein stabförmiges Element, das in Seitenrichtung länger ist als das Befestigungselement 27. Es umfasst die Sensorbefestigungsnut 28, die sich in seiner Längsrichtung erstreckt, und eine Öffnung 29, die sich entlang des oberen Teils der Sensorbefestigungsnut 28 erstreckt, und ist derart platziert, dass die Sensorbefestigungsnut 28 in Richtung der Achse L des Zylinderrohres orientiert ist und dass die Bodenfläche in Kontakt mit der Außenfläche des Zylinderrohres 10 steht.
-
Die Sensorbefestigungsnut 28 hat einen bogenförmigen Hauptquerschnitt. Daher ist die Breite der Öffnung 29 schmaler als die Nutenbreite im Inneren. Ein Ende (hinteres Ende) in der Längsrichtung der Sensorbefestigungsnut 28 ist als eine Sensoreinsetzöffnung 28a offen, und das andere Ende (vorderes Ende) wird durch eine Wand 30 verschlossen. Der Positionssensor 17 wird durch die Sensoreinsetzöffnung 28a in die Sensorbefestigungsnut 28 eingesetzt und mittels einer Sensorbefestigungsschraube 31 in der Sensorbefestigungsnut 28 fixiert.
-
Der Positionssensor 17 hat eine längliche Stabform und umfasst einen Grundkörperabschnitt 17a mit einem bogenförmigen Hauptquerschnitt und einem plattformähnlichen Abschnitt 17b, der auf dem Grundkörperabschnitt 17a ausgebildet ist und einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Der Durchmesser (Breite) des Grundkörperabschnitts 17a ist geringer als die Breite der Innenseite der Sensorbefestigungsnut 28 aber größer als die Breite der Öffnung 29, und daher kann der Positionssensor 17 von der Innenseite der Nut in Eingriff mit der Öffnung 29 treten.
Der plattformähnliche Abschnitt 17b passt in die Öffnung 29 der Sensorbefestigungsnut 28 und verhindert eine Drehung.
-
An dem vorderen Ende des Positionssensors 17 ist eine Gewindeöffnung 17c ausgebildet, die sich in vertikaler Richtung durch den Positionssensor 17 erstreckt. Die Sensorbefestigungsschraube 31 ist in das Gewindeloch 17c eingeschraubt. In der Mitte des Positionssensors 17 ist eine Anzeigelampe 17d vorgesehen, die bei einer Positionserfassung aufleuchtet.
Die Sensorbefestigungsschraube 31 hat einen konstanten Durchmesser. Eine Betätigungsnut 31 a zur Drehbetätigung der Sensorbefestigungsschraube 31 mit einem Werkzeug, bspw. einem Schraubendreher, ist in der oberen Fläche der Sensorbefestigungsschraube 31 ausgebildet.
-
Durch Schrauben der Sensorbefestigungsschraube 31 und indem deren distales Ende in Kontakt mit dem Nutenboden 28b der Sensorbefestigungsnut 28 gebracht wird, wird der Positionssensor 17 angehoben, greift von innen an der Kante der Öffnung 29 der Sensorbefestigungsnut 28 an und wird dadurch in der Sensorbefestigungsnut 28 fixiert.
In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 17e eine Leitung zum Abgreifen eines Positionserfassungssignals von dem Sensor.
-
An den unteren Enden der linken und rechten Seitenflächen des Sensorhalteelements 26 sind vorstehende Kanten 34, die in der Breitenrichtung des Sensorhalteelements 26 vorstehen, über die Länge des Sensorhalteelements 26 ausgebildet. Die oberen Enden der linken und rechten Seitenflächen, d.h. die linken und rechten Schultern des Sensorhalteelements 26, sind abgeschrägt, um die Ecken abzuschneiden, oder zu gekrümmten Oberflächen, bspw. Kreisbögen, geformt. Eine Mehrzahl von Eingriffsaussparungen 35 ist in den linken und rechten Schultern entlang der Sensorbefestigungsnut 28 in festgelegten Abständen in Reihen ausgebildet.
-
Andererseits ist das Befestigungselement 27 ein blockförmiges Element mit einer Länge, die etwa halb so groß ist wie die Länge des Sensorhalteelements 26. In der unteren Fläche des Befestigungselements 27 ist eine umgekehrt U-förmige Einsetznut 36 ausgebildet, die sich durch das Befestigungselement 27 von einem ersten Ende 27a zu einem zweiten Ende 27b in der Richtung der Zylinderachse L erstreckt. Durch Einsetzen des Sensorhalteelements 26 in die Einsetznut 36 wird das Befestigungselement 27 so auf dem Sensorhalteelement 26 angeordnet, dass es das Sensorhalteelement 26 umgreift.
Das erste Ende 27a des Befestigungselements 27 ist das Ende auf der Seite, an der das hintere Ende der Sensorbefestigungsnut 28, d.h. die Wand 30 angeordnet ist. Das zweite Ende 27b ist das Ende an der Seite, an der das vordere Ende der Sensorbefestigungsnut 28, d.h. die Sensoreinsetzöffnung 28a angeordnet ist.
-
Die Einsetznut 36 hat eine solche Nutenform, dass ein Teil des Sensorhalteelements 26 oberhalb der vorstehenden Kanten 34 in sie eingesetzt werden kann. Wenn das Befestigungselement 27 auf den Sensorhalteelement 26 angeordnet ist, steht eine obere Wand 36a, d.h. der Nutboden der Einsetznut 36, in Kontakt mit der oberen Fläche des Sensorhalteelements 26.
-
Innerhalb der Einsetznut 36 ist an linken und rechten Nutenwänden entsprechend den Eingriffsaussparungen 35 des Sensorhalteelements 26 eine Mehrzahl von Eingriffsvorsprüngen 39 in den gleichen Abständen wie die der Eingriffsaussparungen 35 entlang der Einsetznut 36 in Reihen ausgebildet. Wenn das Befestigungselement 27 auf den Sensorhalteelement 26 angeordnet und mit dem Befestigungsband 20 und der Befestigungsschraube 21 befestigt wird, treten die Eingriffsvorsprünge 39 in die Eingriffsaussparungen 35 ein und mit diesen in Eingriff.
Ein Lösen der Befestigungsschraube 21 trennt die Eingriffsvorsprünge 39 von den Eingriffsaussparungen 35 und erlaubt eine Verschiebung des Sensorhalteelements 26 relativ zu dem Befestigungselement 27.
Die Eingriffsvorsprünge 39 müssen nicht notwendigerweise an den linken und rechten Nutenwänden der Einsetznut 36 über die gesamte Länge der Einsetznut 36 ausgebildet sein. Es ist lediglich notwendig, wenigstens ein Paar von Eingriffsvorsprüngen 39 in der Mitte, an einem Ende oder dem anderen Ende der Einsetznut 36 so auszubilden, dass sie einander zugewandt sind.
-
Die linken und rechten Seitenflächen 27c des Befestigungselements 27 sind Kontaktflächen, mit welchen die Klemmabschnitte 20b und 20c des Befestigungsbandes 20 in Kontakt stehen, und sind als flache Oberflächen parallel zueinander ausgebildet. In den Seitenflächen 27c ist ein Schraubeneinsetzloch 40 ausgebildet, das in die Schraubenbefestigungslöcher 23a und 23b der Klemmabschnitte 20b und 20c übergeht, und erstreckt sich durch das Befestigungselement 27 in Breitenrichtung.
-
Die Befestigungsschraube 21 wird durch das erste Schraubenbefestigungsloch 23a eines der Klemmabschnitte 20b in das Schraubeneinsetzloch 40 eingesetzt und dann in das zweite Schraubenbefestigungsloch 23b des anderen Klemmabschnitts 20c geschraubt. Durch Festziehen der Befestigungsschraube 21 und dadurch Verschieben der beiden Klemmabschnitte 20b und 20c zueinander wird das Befestigungselement 27 zwischen den beiden Klemmabschnitten 20b und 20c geklemmt und fixiert, und das Sensorhalteelement 26 wird durch das Befestigungselement 27 gegen die Außenfläche des Zylinderrohres 10 gepresst und daran fixiert. Die Eingriffsvorsprünge 39 des Befestigungselements 27 treten in Eingriff mit den Eingriffsaussparungen 35 des Sensorhalteelements 26, und das Sensorhalteelement 26 wird an einer Verschiebung gehindert.
Zu dieser Zeit steht das untere Ende des Befestigungselements 27, d.h. die unteren Enden beider Seitenwände der Einsetznut 36 nicht in Kontakt mit der Außenfläche des Zylinderrohres 10.
-
An der oberen Hälfte jeder der linken und rechten Seitenflächen 27c des Befestigungselements 27 sind zwei Rippen 41, die sich in der Höhenrichtung des Befestigungselements 27 erstrecken, parallel zueinander ausgebildet. Indem der Klemmabschnitt 20b des Befestigungsbandes 20 zwischen den beiden Rippen 41 angeordnet wird, wird eine Relativdrehung zwischen dem Klemmabschnitt 20b und dem Sensorhalter 18A um die Befestigungsschraube 21 verhindert, wenn die Befestigungsschraube 21 festgezogen wird. Die Rippen 41 können über die gesamte Höhe des Befestigungselements 27 ausgebildet sein.
-
In dem Befestigungselement 27 sind ein hohler Abschnitt 42 und ein durchsichtiges Fenster 43, die jeweils in Draufsicht U-förmig sind, so ausgebildet, dass sie sich von dem ersten Ende 27a und dem zweiten Ende 27b des Befestigungselements 27 entlang der Sensorbefestigungsnut 28 erstrecken. Der hohle Abschnitt 42 und das durchsichtige Fenster 43 haben jeweils eine solche Tiefe, dass sie sich von der oberen Fläche des Befestigungselements 27 zu der Einsetznut 36 erstrecken, und haben die gleiche Breite wie die Breite der Öffnung 29 der Sensorbefestigungsnut 28. Der hohle Abschnitt 42 wird zur Drehbetätigung der Sensorbefestigungsschraube 41 mit einem Werkzeug, bspw. einem Schraubendreher, verwendet. Das durchsichtige Fenster 43 wird dazu verwendet, die Anzeigelampe 17d auf der oberen Fläche des Positionssensors 17 zu sehen.
-
Die Positionserfassungsvorrichtung 2 ist wie oben beschrieben aufgebaut. Wenn die Positionseinstellung des Positionssensors 17 durchgeführt wird, werden die Eingriffsvorsprünge 39 von den Eingriffsaussparungen 35 getrennt, indem die Befestigungsschraube 41 gelöst und dadurch die Verbindung zwischen dem Befestigungselement 27 und dem Sensorhalteelement 26 gelöst wird. In diesem Zustand wird das Sensorhalteelement 26 um eine notwendige Strecke relativ zu dem Befestigungselement 27 in der Richtung der Zylinderachse 11 bewegt. Anschließend wird durch erneutes Festziehen der Befestigungsschraube 21 der Befestigungsabschnitt zwischen den Klemmabschnitten 20b und 20c geklemmt und fixiert, und das Sensorhalteelement 26 wird durch das Befestigungselement 27 gegen die äußere Fläche des Zylinderrohres 10 gepresst. Gleichzeitig greifen die Eingriffsvorsprünge 39 in die Eingriffsaussparungen 35 ein, und das Sensorhalteelement 26 wird dadurch in einem Zustand fixiert, in dem es an der Position nach der Positionseinstellung positioniert ist.
-
Anstatt das Sensorhalteelement 26 zu verschieben, kann der Positionssensor 17 separat relativ zu dem Sensorhalteelement 26 verschoben werden, indem die Sensorbefestigungsschraube 31 gelöst wird. In diesem Fall muss die Befestigungsschraube 21 nicht gelöst werden.
Alternativ kann die Positionseinstellung auch durchgeführt werden, indem sowohl das Sensorhalteelement 26 als auch der Positionssensor 17 verschoben werden.
-
Daher ist der Freiheitsgrad bei der Positionseinstellung hoch, und auch dann, wenn die Befestigungsposition des Befestigungsbandes 20 eingeschränkt ist, kann die Positionseinstellung des Positionssensors 17 zuverlässig durchgeführt werden.
Da es nicht notwendig ist, das Befestigungsband 20 und den Sensorhalter 18A mit einem Langloch zu verbinden, kann außerdem das Problem, das sich der Positionssensor 17 bei Vibration einfach entlang des Langlochs verschiebt, vermieden werden.
-
Die 6 bis 9 zeigen eine zweite Ausführungsform eines Sensorhalters in der Positionserfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Der Sensorhalter 18B gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Sensorhalter 18A der ersten Ausführungsform dahingehend, dass anders als bei der ersten Ausführungsform keine Aussparungen 35 und Eingriffsvorsprünge 39 in dem Sensorhalteelement 26 und dem Befestigungselement 27 ausgebildet sind. Stattdessen sind Stopper 50a und 50b, die in Kontakt mit dem ersten Ende 27a und dem zweiten Ende 27b des Befestigungselements 27 treten und an diesen angreifen und eine Trennung des Sensorhalteelements 26 von dem Befestigungselement 27 verhindern, an einem Ende und dem anderen Ende des Sensorhalteelements 26 in einer Richtung entlang der Sensorbefestigungsnut 28 ausgebildet.
-
Somit sind an dem vorderen Ende und dem hinteren Ende des Sensorhalteelements 26 die Stopper 50a und 50b, die die gleiche Breite aufweisen wie das Sensorhalteelement 26 und nach oben vorstehen, ausgebildet. Wenn das Sensorhaltelement 26 maximal verschoben wird, greifen die Stopper 50a und 50b an dem ersten Ende 27a und dem zweiten Ende 27b des Befestigungselements 27 an, und das Sensorhaltelement 26 kann nicht weiter verschoben werden.
-
Bis auf die oben beschriebenen Unterschiede und die Befestigungsweise an dem Fluiddruckzylinder 1 ist die Gestaltung der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen die gleiche wie die der ersten Ausführungsform. Somit werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Komponenten wie bei der ersten Ausführungsform zu bezeichnen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
-
Als Modifikation des Sensorhalters 18B der zweiten Ausführungsform können die Stopper 50a und 50b entfernt werden. Diese Modifikation ist insbesondere derart, dass die Eingriffsaussparungen 35 des Sensorhalteelements 26 und die Eingriffsvorsprünge 39 des Befestigungselements 27 von dem Sensorhalter 18A der ersten Ausführungsform entfernt werden.
-
Die 10 bis 13 zeigen eine dritte Ausführungsform eines Sensorhalters bei der Positionserfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Der Sensorhalter 18C unterscheidet sich von dem Sensorhalter 18A der ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass er eine Sensorbefestigungsschraube 31A mit einem flanschähnlichen Eingriffsabschnitt 31b an seinem Kopf verwendet.
-
Die Sensorbefestigungsschraube 31A wird derart in das Gewindeloch 17c des Positionssensors 17 eingeschraubt, dass ihr Kopf durch die Öffnung 29 der Sensorbefestigungsnut 28 des Sensorhalteelements 26 zur Außenseite der Sensorbefestigungsnut 28 vorsteht. An dem Kopf ist der Eingriffsabschnitt 31b, der mit der flachen äußeren Kantenfläche 29a der Öffnung 29 der Sensorbefestigungsnut 28 von außerhalb der Sensorbefestigungsnut 28 in Eingriff treten kann, ausgebildet. Daher ist der Durchmesser des Eingriffsabschnitts 31b größer als die Breite der Öffnung 29.
-
In dem Befestigungselement 27 ist oberhalb der Einsetznut 36 eine Durchgangsöffnung 52, die breiter ist als die Einsetznut 36, entlang der Einsetznut 36 so ausgebildet, dass sie sich durch das Befestigungselement 27 erstreckt. Die Lochbreite in der links/rechts-Richtung der Durchgangsöffnung 52 ist größer als die Breite der Öffnung 29 der Sensorbefestigungsnut 28 und der Durchmesser des Eingriffsabschnitts 31b der Sensorbefestigungsschraube 31A. Die vertikale Breite (Breite von oben nach unten) der Durchgangsöffnung 52 ist größer als die Dicke des Eingriffsabschnitts 31b des Sensorbefestigungsnut 31A. Die Breite des hohlen Abschnitts 52 ist geringer als der Durchmesser des Eingriffsabschnitts 31b der Sensorbefestigungsschraube 31A. Daher passt der Eingriffsabschnitt 31b in die Durchgangsöffnung 52, und der Eingriffsabschnitt 31b kann an der Position des hohlen Abschnitts 42 in Kontakt mit der oberen Wandfläche 52a der Durchgangsöffnung 52 treten.
-
Der Eingriffsabschnitt 31b hat in der Draufsicht vorzugsweise eine Kreisform. Von den oberen und unteren Flächen des Eingriffsabschnitts 31b sind der untere Flächenabschnitt, der in Kontakt mit der äußeren Kantenfläche 29a tritt, und der obere Flächenabschnitt, der in Kontakt mit der oberen Wandfläche 52a der Durchgangsöffnung 52 tritt, vorzugsweise als flache Oberflächen ausgebildet. In der oberen Fläche des Eingriffsabschnitts 31b ist eine Betätigungsnut 31a ausgebildet, in welche die Spitze eines Werkzeugs, bspw. eines Schraubendrehers, eingreift, um eine Drehbewegung zu bewirken.
-
Durch Drehen der Sensorbefestigungsschraube 31a im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn wird der Eingriffsabschnitt 31b wahlweise in Kontakt mit der äußeren Kantenfläche 29a der Öffnung 29 der Sensorbefestigungsnut 28 und der oberen Wandfläche 52a der Durchgangsöffnung 52 gebracht, und der Positionssensor 17 kann hierdurch in der Sensorbefestigungsnut 28 fixiert werden.
-
Wie in 12 gezeigt ist, tritt somit, wenn die Sensorbefestigungsschraube 31A im Uhrzeigersinn gedreht wird, der Eingriffsabschnitt 31b von außerhalb der Sensorbefestigungsnut 28 in Eingriff mit der äußeren Kantenfläche 29a der Öffnung 29, und daher wird der Positionssensor 17 durch die Sensorbefestigungsschraube 31A nach oben gezogen, tritt von innen in Kontakt mit der inneren Kantenfläche der Öffnung 29 der Sensorbefestigungsnut 28 und greift an dieser an und wird in der Sensorbefestigungsnut 28 fixiert. Zu dieser Zeit greift der Eingriffsabschnitt 31b an dem flachen äußeren Kantenflächen 29a auf beiden Seiten der Öffnung 29 derart an, dass er diese übergreift und eine horizontale Position hält. Daher wird der Positionssensor 17 auch in horizontaler Richtung fixiert. Dieses Befestigungsverfahren kann sowohl dann eingesetzt werden, wenn die Sensorbefestigungsschraube 31A in die Durchgangsöffnung 52 an der Position des hohlen Abschnitts 52 tritt, als auch dann, wenn die Sensorbefestigungsschraube 31A vollständig außerhalb der Durchgangsöffnung 52 liegt.
-
Wenn die Sensorbefestigungsschraube 31A an der Position des hohlen Abschnitts 42 in die Durchgangsöffnung 52 tritt, wie es in 13 gezeigt ist, hebt eine Drehung der Sensorbefestigungsschraube 31A entgegen dem Uhrzeigersinn durch den hohlen Abschnitt 52 mit einem Werkzeug die Sensorbefestigungsschraube 31A an und bringt den Eingriffsabschnitt 31b in Kontakt mit der horizontalen oberen Wandfläche 52a der Durchgangsöffnung 52. Durch weiteres Drehen der Sensorbefestigungsschraube 31A in diesem Zustand wird der Positionssensor 17 gegen den Nutboden 28b der Sensorbefestigungsnut 28 gepresst und an diesem fixiert. Auch in diesem Fall tritt der Eingriffsabschnitt 31b in Kontakt mit der horizontalen oberen Wandfläche 52a und hält eine horizontale Position, so dass der Positionssensor 17 auch in horizontaler Richtung fixiert ist.
-
Wie oben beschrieben wurde kann durch Drehen der Sensorbefestigungsschraube 31A im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn und dadurch wahlweises in Kontakt bringen des Eingriffsabschnitts 31b mit der äußeren Kantenfläche 29a der Öffnung 29 der Sensorbefestigungsnut 28 und der oberen Wandfläche 52a der Durchgangsöffnung 52 der Positionssensor 17 in einem Zustand fixiert werden, in dem der Positionssensor 17 nicht in Kontakt mit dem Nutboden 28b der Sensorbefestigungsnut 28 steht, oder in einem Zustand, in dem der Positionssensor 17 gegen den Nutenboden 28b gepresst wird. Das Befestigungsverfahren des Positionssensors 17 kann entsprechend den Installationsbedingungen der Positionserfassungsvorrichtung 2 ausgewählt werden.
-
Die Spitze der Sensorbefestigungsschraube 31A tritt weder in Kontakt mit dem Nutboden 28b der Sensorbefestigungsnut 28 wenn die Sensorbefestigungsschraube 31a im Uhrzeigersinn gedreht wird, um den Positionssensor zu fixieren, noch wenn die Sensorbefestigungsschraube 31a entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, um den Positionssensor 17 zu fixieren. Daher wird der Nutboden 28b der Sensorbefestigungsnut 28 durch die Sensorbefestigungsschraube 31a nicht beschädigt. Dadurch kann die Dicke des Nutbodens 28b verringert werden, um die Sensitivität des Positionssensors 17 zu verbessern.
-
Bis auf die obigen Unterschiede und die Befestigungsweise an dem Fluiddruckzylinder ist der Aufbau der dritten Ausführungsform im Wesentlichen der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Daher werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Komponenten wie bei der ersten Ausführungsform zu bezeichnen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Die Gestaltung im Hinblick auf die Sensorbefestigungsschraube 31A bei der dritten Ausführungsform kann auch bei dem Sensorhalter 18B der zweiten Ausführungsform eingesetzt werden, bei welcher das Sensorhalteelement 26 und das Befestigungselement 27 keine Eingriffsaussparungen 35 und Eingriffsvorsprünge 39 aufweisen, und bei dem Sensorhalter 18B der zweiten Ausführungsform, von welchem die Stopper 50a und 50b entfernt wurden.
-
Wenn bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Sensorhalter 18A, 18B und 18C aus einem Kunststoff geformt sind, können sie aus einem undurchsichtigen Kunststoff oder transparenten Kunststoff geformt werden. Wenn sie aus einem undurchsichtigen Kunststoff geformt werden, ist es wünschenswert, ein durchsichtiges Fenster 43 zum Betrachten der Anzeigelampe 17d des Positionssensors 17 wie bei jeder Ausführungsform vorzusehen. Wenn sie aus einem transparenten Kunststoff geformt sind, muss ein solches durchsichtiges Fenster 43 nicht notwendigerweise vorgesehen werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fluiddruckzylinder
- 2
- Positionserfassungsvorrichtung
- 10
- Zylinderrohr
- 13
- Kolben
- 14
- Kolbenstange
- 16
- ringförmiger Permanentmagnet
- 17
- Positionssensor
- 17d
- Anzeigelampe
- 18A, 18B, 18C
- Sensorhalter
- 20
- Befestigungsband
- 20a
- Bandgrundkörper
- 20b, 20c
- Klemmabschnitt
- 21
- Befestigungsschraube
- 26
- Sensorhalteelement
- 27
- Befestigungselement
- 27a
- erstes Ende
- 27b
- zweites Ende
- 27c
- Seitenfläche
- 28
- Sensorbefestigungsnut
- 28a
- Sensoreinsetzöffnung
- 28b
- Nutboden
- 29
- Öffnung
- 29a
- äußere Kantenfläche
- 30
- Wand
- 31, 31A
- Sensorbefestigungsschraube
- 31b
- Eingriffsabschnitt
- 34
- Kante
- 35
- Eingriffsaussparung
- 36
- Einsetznut
- 36a
- obere Wand
- 39
- Eingriffsvorsprung
- 41
- Rippe
- 42
- hohler Abschnitt
- 43
- durchsichtiges Fenster
- 50a, 50b
- Stopper
- 52
- Durchgangsöffnung
- 52a
- obere Wandfläche
- L
- Achse
