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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Überwachen der Kolbenbewegung in einem nicht-erregten Zustand in Echtzeit. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System, das einen Kolben, einen Verriegelungsstift, einen Permanentmagneten und einen Multipunktsensor umfasst, um die Position des Kolbens in einem nicht-erregten Zustand zu messen und das automatische Abschalten oder Starten der Pumpe zu verbessern.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Eine Solenoid-Vorrichtung ist eine elektromechanische Steuereinheit, die den Flüssigkeitsstrom sperrt oder ermöglicht, wenn sie elektrisch erregt oder entregt wird. Sie besteht aus mehreren Teilen, wie beispielsweise Solenoid-Spule, Spulenkörper, beweglicher Kern, Kernrohr, Ventilkörper usw, ist aber nicht darauf beschränkt. Die magnetische Spule des Solenoids ist radial relativ zur Achse des Magneten angeordnet, da sich der Fluss des Permanentmagneten auch radial relativ zur Bewegungsachse des Ventilkegels und durch die Armatur erstreckt. Es gibt mehrere Bereiche, in denen ein Solenoid-Ventil nützlich ist, beispielsweise in pneumatischen und hydraulischen Systemen, um Zylindern oder größeren Industrieventile zu steuern; auch in automatischen Bewässerungssystemen werden Solenoid-Ventile mit einer automatischen Steuerung verwendet.
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Viele Solenoid-Ventile dieser Art stellen keine Mittel bereit, um den tatsächlichen Zustand des Betätigungselements zu ermitteln. Mit anderen Worten, wenn ein elektrischer Strom an die Spule des Solenoids bereitgestellt wird, um den Kolben in die eine oder andere Position zu bewegen, ist kein Mittel problemlos verfügbar, um zu bestimmen, ob der Kolben tatsächlich auf das Magnetfeld reagiert hat. Bei Solenoid-Ventilen, die so konfiguriert sind, um eine Hin- und Herbewegung bereitzustellen, bei der eine Betätigung des Solenoids dazu führt, dass sich der Kolben in eine erste und in eine zweite Position bewegt, nachdem die Solenoid-Spule deaktiviert wurde, ist es besonders wichtig, die tatsächliche Position des Kolbens bestimmen zu können. Die Mittel, die tatsächliche Position des Kolbens zu bestimmen, sind wichtig, weil mehrere Störungen möglicherweise dazu führen können, dass sich der Kolben in einer anderen als der vorgesehenen Position befindet. Beispielsweise kann die Solenoid-Spule durch den erwarteten Stromfluss durch ihren Leiter tatsächlich nicht betätigt werden. Dies könnte durch einen Drahtbruch oder eine Unterbrechung im Stromkreis des Solenoids verursacht werden. Sogar wenn der Solenoid ordnungsgemäß funktioniert und der Kolben sich in die vorgesehene Richtung bewegt, könnte ein nachfolgender Schlag auf das Gerät möglicherweise Schäden an einem beliebigen der integrierten Teile verursachen, was zu einem nicht ordnungsgemäßen Betrieb des Systems führt.
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Patentdokument
W02019211820A1 offenbart, wobei die vorliegende Erfindung ein System zum Bestimmen der Position des Kolbens in einem Solenoid-Ventil und ein Verfahren davon bereitstellt. Genauer gesagt, stellt die Erfindung ein Solenoid-Ventil, das einen Hall-Sensor zur Erfassung der Kolbenposition aufweist, bereit, das eine Rückmeldung einschließlich einer Ausgabespannung (digital oder analog) entsprechend seiner Position bereitstellt. Das Solenoid-Ventil enthält eine Düse, eine Feder, einen Dichtungsgummi, einen Ventilkegel, eine magnetische Halterung, eine Gummiöse, eine Gehäuseunteranordnung, eine Weichdichtung, eine Sensoranordnung, einen fixen Kern, einen beweglichen Kern und/oder Kolben, eine Spule, eine Spulenköperunteranordnung, eine fixe Kernplatte, einen Magnethalter, einen Permanentmagneten und eine Vielzahl an Anschlüssen. Im Stand der Technik ist ein völlig anderes Verfahren zum Erfassen der Kolbenposition offenbart, und es ist auch kein Gerät oder ein Verfahren zur Erhalten der Kolbenposition in Echtzeit offenbart.
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Daher besteht ein Bedarf an einer zuverlässigen Technik, um die Position des Kolbens in einem nicht-erregten Zustand zu messen und das automatische Abschalten oder Starten der Pumpe zu verbessern.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Das Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zum Messen der Position des Kolbens eines Öl-Solenoid-Ventils in einem nicht erregten Zustand bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zum Überwachen der Kolbenposition und zum Verbessern der Regelung des Öl-Solenoid-Ventils zum Abschalten und Starten der Pumpe bereitzustellen.
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Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System bereitzustellen, das einen Kolben, einen Permanentmagneten, einen Verriegelungsstift und einen Multipunktsensor zum präzisen Lokalisieren der Kolbenbewegung umfasst.
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Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Regelung der Pumpe durch die Kolbenbewegung und die Permanentmagnetbewegung, die der Kolbenposition entspricht zu verbessern und einen Gaußwert zu erzeugen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt ein System bereit, um die Kolbenbewegung zu lokalisieren und die Regelung des Öl-Solenoid-Ventils zum Ab- und Einschalten der Pumpe zu verbessern.
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In einer Hauptausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, um die Kolbenposition in einem nicht-erregten Zustand zu überwachen, das einen Verriegelungsstift, einen Kolben, der eine Vielzahl von Nuten umfasst, einen Permanentmagneten und einen Multipunktsensor umfasst. Der Verriegelungsstift umfasst ein Nutverriegelungsprofil, wobei das Nutverriegelungsprofil in die Vielzahl von Nuten des Kolbens durch Drehung eingreift, wodurch der Kolben verriegelt wird. Der Permanentmagnet ist an dem Kolben befestigt. Wenn sich der Kolben bewegt, zeichnet der Multipunktsensor die Bewegung des Kolbens durch den Multipunktsensor, der am Permanentmagneten befestigt ist, sogar im nicht erregten Zustand auf. Wenn sich der Permanentmagnet mit dem Kolben bewegt, erzeugt der Permanentmagnet einen Gaußwert, der der Position des Kolbens entspricht, und der Multipunktsensor wandelt den Gaußwert in eine entsprechende Spannung um. Der Multipunktsensor erfasst die anfängliche Position des Kolbens und erfasst die Position des Kolbens mit einer Lücke von 0,01 mm.
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Figurenliste
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Die Aufgabe der Erfindung kann in mehr Details und insbesondere der Beschreibung der Erfindung, die kurz oben zusammengefasst ist, durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen davon, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind, verstanden werden, wobei die Zeichnungen einen Teil dieser Spezifikation bilden. Es ist jedoch zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen und daher nicht als Einschränkung ihres Umfangs zu betrachten sind, und die Erfindung kann andere ebenso wirksam äquivalente Ausführungsformen zulassen.
- 1(a) und 1(b) zeigen die Vorderansicht des Öl-Solenoid-Ventils, wenn ein Kolben in einer anfänglichen Position ist, und eine Detailansicht des Kolbens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt die Vorderansicht des Öl-Solenoid-Ventils, wenn der Kolben in der Endposition ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 zeigt die Querschnittsansicht des Kolbens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Zum besseren Verständnis vieler Aspekte der Erfindung wird auf die nachstehenden Zeichnungen verwiesen. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet. Stattdessen wird Wert daraufgelegt, die Komponenten der vorliegenden Erfindung deutlich darzustellen. Darüber hinaus bezeichnen gleiche Bezugszahlen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen. Vor der Erläuterung mindestens einer Ausführungsform der Erfindung ist zu verstehen, dass die Ausführungsformen der Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Anordnung der Komponenten beschränkt sind, die in der folgenden Beschreibung aufgeführt oder in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Ausführungsformen der Erfindung sind in der Lage auf verschiedene Weise praktiziert und ausgeführt zu werden. Außerdem dienen die hier verwendeten Ausdrücke und Begriffe nur der Beschreibung und sind nicht als einschränkend zu betrachten.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Multipunktsensor-Programmierung eines Öl-Solenoid-Ventils bereit, um die Kolbenposition in einem nicht-erregten Zustand zu messen.
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In einer Hauptausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, um Kolbenposition in einem nicht erregten Zustand zu überwachen, das einen Verriegelungsstift 1, einen Kolben 2, der eine Vielzahl von Nuten 4 umfasst, einen Permanentmagneten 3 und einen Multipunktsensor umfasst. Der Verriegelungsstift 1 umfasst ein Nutverriegelungsprofil, wobei das Nutverriegelungsprofil in die Vielzahl von Nuten 4 des Kolbens 2 durch Drehung eingreift, wodurch der Kolben 2 verriegelt wird. Der Permanentmagnet 3 ist am Kolben 2 befestigt. Wenn sich der Kolben 2 bewegt, zeichnet der Multipunktsensor die Bewegung des Kolbens 2 durch den Multipunktsensor, der am Permanentmagneten 3 befestigt ist, sogar im nicht-erregten Zustand auf. Wenn sich der Permanentmagnet 3 mit dem Kolben 2 bewegt, erzeugt der Permanentmagnet 3 einen Gaußwert, der der Position des Kolbens 2 entspricht, und der Multipunktsensor wandelt den Gaußwert in eine entsprechende Spannung um. Der Multipunktsensor erfasst die anfängliche Position des Kolbens 2 und erfasst die Position des Kolbens 2 mit einer Lücke von 0,01 mm.
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Der Kolben 2 besteht aus einem Material wie Messing, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Verriegelungsstift 1 besteht aus einem Material wie Stahl und weist eine Vielzahl von Nuten 4 in einem Winkel von 180 Grad auf. Der Multipunktsensor erfasst die Position des Kolbens 2 bei einer Lücke von 0,01 mm des Verriegelungsstifts 1. Der Multipunktsensor enthält eines wie einen Hall-Sensor, ist aber nicht darauf beschränkt. Wenn der Verriegelungsstift 1 in die Vielzahl von Nuten 4 des Kolbens 2 eingreift, wird der Kolbenweg kodiert. Der Permanentmagnet 3 erzeugt einen Gaußwert, der durch den Sensor, der am besagten Permanentmagneten 3 befestigt ist, in eine Spannung umgewandelt wird. Die gemessene Spannung zeigt die Position des Kolbens 2 im nicht-erregten Zustand an.
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Bezüglich der 1(a) und 1(b) zeigt die vorliegende Erfindung die Vorderansicht und die Detailansicht des Kolbens 2 eines Öl-Solenoid-Ventils. Das Öl-Solenoid-Ventil umfasst einen Kolben 2, einen Permanentmagneten 3, einen Verriegelungsstift 1 und einen Multipunktsensor (nicht dargestellt). Der Kolben 2 besteht vorzugsweise aus Messing und weist eine Vielzahl von Nuten (nicht dargestellt) auf. Der Verriegelungsstift 1 weist ein Nutverriegelungsprofil auf, das in die Vielzahl von Nuten 4 des Kolbens 2 durch Drehung eingreift und den Kolben 2 verriegelt. Der Permanentmagnet 3 ist am Kolben 2 befestigt, und wenn sich der Kolben 2 bewegt, zeichnet der Multipunktsensor die Bewegung des Kolbens 2 durch den Multipunktsensor, der am Permanentmagneten 3 befestigt ist, sogar in einem nicht-erregten Zustand auf. Der Verriegelungsstift 1 besteht bevorzugt aus Stahl und bewegt sich linear mit dem Kolben 2, um den Kolbenweg zu codieren.
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Der Permanentmagnet 3 ist zusammen mit dem Multipunktsensor am Kolben 2 befestigt. Wenn sich der Permanentmagnet 3 mit dem Kolben 2 bewegt, erzeugt der Permanentmagnet 3 einen Gaußwert, der der Position des Kolbens 2 entspricht, und der Multipunktsensor wandelt den Gaußwert in eine entsprechende Spannung um. Der Multipunktsensor erfasst die Position des Kolbens 2 ausgehend von der anfänglichen Position des Kolbens 2 bis zu einem Abstand von 0,01 mm.
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Bezüglich 2 zeigt die vorliegende Erfindung die Vorderansicht des Öl-Solenoid-Ventils, wenn der Kolben in der Endposition ist. Die Bewegung des Kolbens 2 wird im nicht-erregten Zustand an der Fixierung gemessen. Der Verriegelungsstift 1 ist ebenfalls an der Fixierung montiert und bewegt sich linear, um den Kolbenweg zu definieren und den Kolbenweg durch den Multipunktsensor zu kodieren.
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Bezüglich 3 zeigt die vorliegende Erfindung die Querschnittsansicht des Kolbens 2. Der Kolben 2 umfasst eine Vielzahl von Nuten 4 in einem Winkel von 180 Grad, und der Verriegelungsstift 1 weist ein Nutverriegelungsprofil auf. Der Verriegelungsstift 1 bewegt sich in die Vielzahl von Nuten 4 des Kolbens 2 und verriegelt den Kolben 2 durch Drehung.
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Daher stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, um die Kolbenposition in einer nicht-erregten Position zu lokalisieren. Das System verbessert die Regelung der Pumpe durch Angabe der Rückmeldung der Kolbenposition mittels eines Multipunktsensors. Der Multipunktsensor ist an dem Permanentmagneten befestigt, und wenn sich der Kolben bewegt, wandelt der Multipunktsensor den Gaußwert des Permanentmagneten in eine entsprechende Spannung um. Das System steigert die Effizienz und das Leben des Öl-Solenoid-Ventils.
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Auch wenn hier ein erheblicher Nachdruck auf die besonderen Merkmale dieser Erfindung gelegt wurde, wird verstanden werden, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können und dass viele Änderungen an den bevorzugten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Grundsätzen der Erfindung abzuweichen. Diese und andere Modifikationen in der Art der Erfindung oder der bevorzugten Ausführungsformen werden für den Fachmann aus der vorliegenden Offenbarung ersichtlich sein, wobei deutlich zu verstehen ist, dass die vorstehenden Beschreibungen lediglich als Veranschaulichung der Erfindung und nicht als Einschränkung zu verstehen sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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