DE202009015774U1 - Measuring cable distance sensor for pressurized systems - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Wegmessung für ein entlang einer Längsachse (Y) verschiebbares Element (2), wobei das Element (2) einen teilweise von einem Gehäuse (4, 5) gebildeten Druckraum (6) begrenzt und durch innerhalb des Druckraums aufbringbaren Druck bewegbar ist, insbesondere nach Art einer Teleskopzylindereinheit (1),
a) mit einem Messseil-Wegsensor (7), welcher eine drehbar gelagerte Seiltrommel (8) zur Aufnahme eines Messseils (9) aufweist,
b) wobei das Messseil (9) mit einem Abschnitt (3) des Elements (2) verbindbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
c) der Messseil-Wegsensor (7) einen Encoder (10), insbesondere einen Drehwinkelgeber umfasst, der außerhalb des Druckraumes (6) mit der Seiltrommel (8) in Wirkverbindung bringbar ist.Device for path measurement for a along a longitudinal axis (Y) displaceable element (2), wherein the element (2) bounded by a housing (4, 5) pressure space (6) limited and movable by within the pressure chamber pressure can be moved, in particular in the manner of a telescopic cylinder unit (1),
a) with a measuring cable displacement sensor (7), which has a rotatably mounted cable drum (8) for receiving a measuring cable (9),
b) wherein the measuring cable (9) is connectable to a section (3) of the element (2),
characterized in that
c) the measuring cable displacement sensor (7) comprises an encoder (10), in particular a rotary encoder, which outside of the pressure chamber (6) with the cable drum (8) can be brought into operative connection.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wegmessung für ein entlang einer Längsachse verschiebbares Element, wobei das Element einen teilweise von einem Gehäuse gebildeten Druckraum begrenzt und durch innerhalb des Druckraums aufbringbaren Druck bewegbar ist, insbesondere nach Art einer Teleskopzylindereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for measuring distance for a displaceable along a longitudinal axis element, wherein the element is a pressure chamber partially formed by a housing limited and by applicable within the pressure chamber pressure is movable, in particular in the manner of a telescopic cylinder unit according to the preamble of claim 1.
Als
allgemeiner Stand der Technik sind Messseil-Wegsensoren bekannt,
um Längen zu erfassen, wobei über ein auf einer
Seiltrommel aufgewickeltes Messseil beim Auf- oder Abwickeln ein
Encoder, insbesondere ein Drehwinkelsensor, betätigt wird,
der die Drehbewegung in ein geeignetes Signal wandelt, welches zur
Ermittlung der ab- oder aufgewickelten Seillänge weiter
verarbeitet werden kann, wie etwa aus
Bei Teleskopzylindereinheiten, bei denen die Verschiebung des Kolbens erfasst werden soll, versagen einfache, entlang der Wegstrecke ortsfest positionierte Wegmesssysteme, da zumindest der Zylinder des relevanten (meist des innersten) Kolbens seinerseits nicht ortsfest ist, sondern ebenfalls eine Längsverschiebung erfährt, die zur Verschiebung des Kolbens zu addieren ist.at Telescopic cylinder units, where the displacement of the piston be detected, simple, fail to travel along the route positioned position measuring systems, since at least the cylinder of the relevant (usually the innermost) piston in turn is not stationary, but also undergoes a longitudinal displacement, the is to add to the displacement of the piston.
Es zählt bereits zum Stand der Technik, Seilzugsensoren zu verwenden, welche unmittelbar im Druckraum einer mit hohem Druck (zum Beispiel 300 bar) arbeitenden Teleskopzylindereinheit angeordnet sind. Diese Messseil-Wegsensoren sind dem hohem Innenraumdruck ausgesetzt, was ihren Einsatzbereich, insbesondere den des zugehörigen Encoders, bezüglich Temperatur, Druck, Vibration u. ä. einschränkt (unter „Encoder” sei im Folgenden jeder geeignete Sensor zu verstehen, auf den die Drehbewegung der Seiltrommel einwirkt, um daraus ein auswertbares Signal zu generieren). Auch ist der Messseil-Wegsensor für Wartungsarbeiten nur schwer zugänglich bzw. austauschbar.It Already one of the state of the art, draw wire sensors use which directly in the pressure chamber of a high pressure (For example, 300 bar) working telescopic cylinder unit are arranged. These measuring cable displacement sensors are exposed to the high interior pressure, what their field of application, especially that of the associated Encoders, regarding temperature, pressure, vibration u. ä. Restricts (under "Encoder" is below any suitable sensor to understand the rotational movement of the Drum drum acts to generate an evaluable signal from it). Also, the measuring cable displacement sensor is for maintenance only difficult to access or interchangeable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Wegmessung der vorgenannten Art zu schaffen, bei welcher auf einfache Art die vorgenannten Probleme behoben werden und der Einsatzbereich der Elektronik nicht eingeschränkt wird.task The present invention is a device for path measurement to create the aforementioned type, in which in a simple way the aforementioned problems are resolved and the scope of the Electronics is not restricted.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Encoder außerhalb des Druckraumes angebracht wird.These The object is achieved according to the invention that the encoder is mounted outside the pressure chamber.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Encoder von außen leicht zugänglich ist und je nach Anwendungsfall oder Schadensfall beliebig gegen andere Typen ausgetauscht werden kann, etwa um das Signal nach Bedarf anzupassen (andere Skalierung, anderer Encoder-Typ etc.), so dass der Kunde letztendlich entscheiden kann, welchen Ausgangstyp an Elektronik er einsetzen will. Der im Wesentlichen mechanisch funktionierende und auch für unterschiedliche Encoder gleichbleibende Teil des Wegseilmesssensors verbleibt dagegen im Druckraum und kann druckbeaufschlagt werden.hereby There is the advantage that the encoder from the outside easily is accessible and depending on the application or damage can be exchanged for other types, such as the Adjust signal as needed (different scaling, different encoder type etc.), so that the customer can ultimately decide which one Output type to electronics he wants to use. The essentially mechanical functioning and consistent for different encoders However, part of the Wegseilmesssensors remains in the pressure chamber and can be pressurized.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Seiltrommel über eine Welle mit dem Encoder zu verbinden. Die Welle überträgt die von der Seiltrommel ausgeführte Drehbewegung auf die Außenseite des Druckraumes, wo in der Regel Umgebungsdruck herrscht. Der Encoder kann – vorzugsweise koaxial – mit der Welle verbunden werden, wobei eine geeignete, lösbare Kupplung den Austausch des Encoders erleichtert.To an advantageous embodiment of the invention is the Cable drum to connect via a shaft with the encoder. The shaft transmits the cable drum Rotary movement on the outside of the pressure chamber, where in usually ambient pressure prevails. The encoder can - preferably coaxial - be connected to the shaft, with a suitable, detachable coupling facilitates replacement of the encoder.
Die Welle wird über mindestens eine Druckabdichtung aus dem Druckraum herausgeführt, um den Druckraum abzudichten und Leckage zu vermeiden.The Shaft will have at least one pressure seal from the Pressure chamber led out to seal the pressure chamber and To avoid leakage.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, ist die Seiltrommel zur Übertragung ihrer Drehbewegung berührungslos mit dem Encoder gekoppelt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass keine Öffnung für eine Welle im Gehäuse bzw. Druckraum vorzusehen ist. Die Fertigung des Druckraumes wird so vereinfacht, während die Festigkeit und insbesondere die Dichtheit erheblich verbessert werden. Die Kopplung kann insbe sondere über Magnete erfolgen, die durch die Wandung des Druckraumes nach außen wirken und die Drehbewegung der Seiltrommel auf den Encoder übertragen.To Another embodiment of the invention is the cable drum for the transmission of their rotational movement without contact coupled with the encoder. This has the advantage that no opening for a shaft in the housing or pressure chamber is to be provided. The production of the pressure chamber is so Simplified, while the strength and in particular the Tightness can be significantly improved. The coupling can in particular special about Magnets made by the wall of the pressure chamber to the outside act and transmit the rotation of the cable drum on the encoder.
Der Encoder kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auf dem Gehäuse lösbar befestigt sein, wobei das Gehäuse in weiterer Ausgestaltung einen den Messseil-Wegsensor in einer Ausnehmung aufnehmenden Flansch umfasst. Zur leichteren Montage bzw. Demontage kann der Flansch in weiterer Ausgestaltung der Erfindung über mindestens eine Schraubverbindung an einen Gehäuseabschnitt angeflanscht sein.Of the Encoder can according to another feature of the invention on the housing releasably secured, the housing in further Embodiment one receiving the measuring cable displacement sensor in a recess Flange comprises. For easier assembly and disassembly of the Flange in a further embodiment of the invention over at least a screw connection flanged to a housing section be.
Die gesamte Einheit ist in vorteilhafter Weise für eine Teleskopzylindereinheit mit einem Encoder im Sinne der vorliegenden Erfindung einsetzbar.The entire unit is advantageously for a telescopic cylinder unit can be used with an encoder in the context of the present invention.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The Invention will now be described with reference to a drawing Embodiment described in more detail.
Die
einzige
Die
Teleskopzylindereinheit
Durch
Druckbeaufschlagung des Druckraumes
Um
die Hublänge zu erfassen, ist in einem deckelartigen Gehäuseabschnitt
Mit
der Seiltrommel
Das
Gehäuse
Um
die Welle axial und radial zu sichern und Laufruhe zu gewährleisten,
ist mindestens ein Lager
Der
außerhalb des Druckraumes
Um
die rasche Austauschbarkeit des Encoders
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet so, dass
sich das Messseil
Durch
die besondere Gestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ergibt sich eine Erweiterung des Anwendungsbereichs
und eine rasche Anpassung des Encoders
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - DE 19852182 C1 [0002] - DE 19852182 C1 [0002]
- - DE 44217607 C2 [0002] - DE 44217607 C2 [0002]
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