DE2855681A1 - Fluid operated drive cylinder - includes recesses extending over measuring range in surface of piston rod - Google Patents
Fluid operated drive cylinder - includes recesses extending over measuring range in surface of piston rodInfo
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Abstract
Description
Mit einem Fluid zu betreibender Antriebs zylinderWith a fluid to be operated drive cylinder
Die Erfindung betrifft einen mit einem Fluid zu betreibenden Antriebs zylinder mit einer Anordnung zur Abgabe von wegabhängigen elektrischen Impulsen.The invention relates to a drive to be operated with a fluid cylinder with an arrangement for the delivery of path-dependent electrical impulses.
Bekannt ist ein Antriebszylinder, bei dem ein an der Innenseite des Zylinderbodens befestigter Weggeber befestigt ist, der in die hohle Kolbenstange eintaucht. Beim Verschieben der Kolbenstange entstehen am Weggeber Widerstandsänderungen, die eine hub lineare analoge Wegmessung ermöglichen.Is known a drive cylinder in which a on the inside of the Cylinder base attached encoder is attached, which is in the hollow piston rod immersed. When moving the piston rod, changes in resistance occur at the displacement sensor, which enable linear analog displacement measurement.
Es ist weiter ein Antriebszylinder bekannt, bei dem im Zylinderboden eine Spindel mit Steilgewinde drehbar gelalPert ist.A drive cylinder is also known in which the cylinder base a spindle with high helix thread is rotatably GelalPert.
Diese Spindel taucht in die hohle Kolbenstange ein. Im Bereich des Kolbens ist eine Gewindemutter angeordnet, über die bei Axialbewegung des Kolbens die Spindel gedreht wird.This spindle dips into the hollow piston rod. In the area of A threaded nut is arranged on the piston, over which the axial movement of the piston the spindle is rotated.
Die Spindel ist abgedichtet durch den Zylinderboden hindurchgeführt und treibt ein außerhalb des Zylinderraums angeordnetes Potentiometer an. Über dieses Potentiometer wird ein hublineares analoges Ausgangssignal gebildet. Es ist bei einem derartigen Antriebszylinder auch bekannt, statt eines Potentiometers einen Generator zur Erzeugung digitaler Ausgangssignale vorzusehen.The spindle is sealed through the cylinder base and drives a potentiometer arranged outside the cylinder space. About this Potentiometer, a linear stroke analog output signal is generated. It is at such a drive cylinder is also known, instead of a potentiometer Provide a generator for generating digital output signals.
Es sind weiter Antriebszylinder bekannt, bei denen Wegaufnehmer unterschiedlicher Art außerhalb des Zylinders angeordnet und mechanisch in einer Weise mit dem Zylinder verbunden sind, daß wegentsprechende Anderungen elektrischer Werte entstehen.There are also known drive cylinders in which displacement sensors are different Kind of arranged outside the cylinder and mechanically in a manner related to the cylinder are connected that path-corresponding changes in electrical values occur.
Soweit mechanische Betätigungsmittel im Zylinderraum angeordnet sind, müssen druckdichte Abdichtungen vorgesehen werden.As far as mechanical actuation means are arranged in the cylinder space, pressure-tight seals must be provided.
Darüber hinaus sind solche Betätigungsmittel schwer zugSngig.In addition, such actuation means are difficult to access.
Bei dem erwähnten Antriebszylinder mit im Zylinderboden gelagerter Drehspindel ist es darüber hinaus nicht möglich, den Zylinder am Zylinderboden mittels eines Schwenkauges zu lagern.In the case of the drive cylinder mentioned, it is mounted in the cylinder base Turning spindle it is also not possible to use the cylinder on the cylinder base to store a swivel eye.
Im Zylinderraum angeordnete elektrische Abtastmittel müssen darüber hinaus selbst druckfest und gegen das Antriebs fluid beständig sein. Es ist weiter eine druckdichte elektrische Durchführung erforderlich.Electrical scanning means arranged in the cylinder space must above it In addition, it must be pressure-resistant and fluid-resistant to the drive itself. It is on a pressure-tight electrical feedthrough is required.
Außerhalb eines Antriebszylinders koaxial zur Zylinderachse angeordnete Wegaufnehmer führen zu großen Baulängen. Auch bei achsparalleler seitlicher Anordnung eines Meßwertgebers ist im allgemeinen ein mechanisches Gestänge mit einer Mindestlänge des Zylinderhubs erforderlich. Die vorgenannten bekannten Einrichtungen sind in ihrer Anwendung schließlich hinsichtlich der Hublängen begrenzt.Outside a drive cylinder arranged coaxially to the cylinder axis Displacement transducers lead to large overall lengths. Even with a parallel lateral arrangement of a transducer is generally a mechanical linkage with a minimum length of the cylinder stroke is required. The aforementioned known Facilities are finally limited in their application with regard to the stroke lengths.
Die vorerwähnten Nachteile von Antriebszylindern mit direkter Wegmessung sind bis zu einem gewissen Umfang vermeidbar durch bekannte indirekte Wegmessungen. Bekannt ist es, Volumenzähler in den Arbeitsleitungen zu den Antriebszylindern vorzusehen, die je Durchflußeinheit elektronische Signale abgeben. Mittels dieser Signale sind die Kolbenwege und/oder -geschwindigkeiten der Antriebszylinder meßbar. Wegmessungen mittel; Volumenzählern haben jedoch den Nachteil, daß Schlupfverluste nicht völlig auszuschließen sind. Auch bei sehr kleinen Schlupfverlusten treten bei seh häufigen Reversiervorgängen Meßfehler auf, ohne daß die Möglichkeit der Nullpunictkorrektur in einer Endlage besteht. Zur Volumenmessung sinl rotierende Volumenzähler bekannt, aber auch KolbenverdrängullgszShler (Zeitschrift ölhydraulik und Pneumatik 22 (1978) Nr. 10, Seiten 567 bis 570).The aforementioned disadvantages of drive cylinders with direct displacement measurement can be avoided to a certain extent by known indirect path measurements. It is known to provide volume counters in the working lines to the drive cylinders, which emit electronic signals for each flow unit. By means of these signals are the piston travel and / or speed of the drive cylinder can be measured. Distance measurements middle; However, volume counters have the disadvantage that slip losses are not completely are to be excluded. Even with very small hatch losses occur with visually frequent Reversing processes result in measurement errors without the possibility of zero point correction exists in an end position. For volume measurement sinl rotating volume counters are known, but also piston displacement counters (magazine oil hydraulics and pneumatics 22 (1978) No. 10, pages 567 to 570).
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antriebszylitider der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem eine berührungsfreie direkte Messung des von der Kolbenstange zurückgelegten Weges möglich ist.The object of the invention is to provide a drive cylinder of the generic type Kind of creating a non-contact direct measurement of the piston rod covered path is possible.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß über einen vorgegebenen Meßbereich in der Oberfläche der Kolbenstange im wesentlichen quer zur Kolbenstangenachse verlaufende Vertiefungen vorgesehen sind, deren Abstand den IrewUnschten Meßintervallen entspricht und die mit einem Material aufgefüllt sind, welches bezogen auf das Grundmaterial der Kolbenstange eine von diesem unterschiedliche magnetische Leitfähigkeit hat, und daß am Zylinderkopf wenigstens ein in einem vorgegebenen festen Abstand von der Kolbenstangenoberfläche angeordneter Reldplattenfühler vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in that a predetermined measuring range in the surface of the piston rod essentially transversely to the piston rod axis extending depressions are provided, the distance of which the IrewUnselected measurement intervals and which are filled with a material, which, based on the base material of the piston rod, is different from this has magnetic conductivity, and that on the cylinder head at least one in a predetermined Fixed distance from the piston rod surface arranged Reldplatte sensor provided is.
Die Vertiefungen sind zweckmäßig so angeordnet, daß sie sich um den ganzen Umfang der Kolbenstange herum erstrecken.The wells are expediently arranged so that they are around the extend around the entire circumference of the piston rod.
Vorzugsweise sind die Vertiefungen schraubenförmig in die Oberfläche der Kolbenstange eingeschnitten. Das Füllmaterial kann ein Metall, ein Metalloxyd, aber auch ein Kunststoff sein.Preferably the depressions are helical in the surface cut into the piston rod. The filler material can be a metal, a metal oxide, but also be a plastic.
Das Grundmaterial der Kolbenstange kann bei Hydrulikzylindern in üblicher Weise ein magnetisch leitfähiges Metall sein.The base material of the piston rod in hydraulic cylinders can be in the usual Way to be a magnetically conductive metal.
Die Kolbenstange kann in üblicher Weise mit einer magnetisch nicht oder magnetisch schlecht leitenden Verschlt:ißschicht versehen sein, beispielsweise mit einer HartvercIiromung. Das Material der Verschleißschicht kann dabei gleich'eitig das Füllmaterial der Vertiefungen sein. Dies geht insbesondere bei Auftragen der Verschleißschicht durch Flammspritzen.The piston rod cannot be magnetically connected in the usual way or a poorly magnetically conductive cladding layer, for example with a hard coating. The material of the wear layer can be on the same side be the filling material of the wells. This is especially true when applying the Wear layer from flame spraying.
Als Füllmaterial kann weiter ein in die schrauberiförmig eingeschnittene Vertiefung eingewalzter Draht vorgegehen sein.A screwdriver-shaped cut into the filler material can also be used as the filler material Be prepared for the recess of the rolled-in wire.
Schließlich ist es auch möglich, die Vertiefungen mit dem Füllmaterial durch Auftragsschweißung einzubringen.Finally, it is also possible to fill the depressions with the filler material to be introduced by build-up welding.
In einer besonders zweckmäßigen Ausftihrungsform sind bei schraubenförmig angeordneten Streifen mit vom Grundmaterial unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit wenigstens zwei über den Umfang der Kolbenstange im Winkel zueinander versetzt angeordnete Feldplattenfühler in einer Ebene angeordnet.In a particularly expedient embodiment, are at helical arranged strips with different magnetic conductivity from the base material at least two offset from one another at an angle over the circumference of the piston rod Field plate sensor arranged in one plane.
Zweckmäßig ist dabei ein Versatz von 900 bzw. 45t'.An offset of 900 or 45t 'is expedient.
Die Feldplattenfühler sind zweckmäßig in ein;:ir die Kolbenstange umgebenden Ring angeordnet, der stirnseitig am Zylinderkopf befestigt ist. Dieser Ring ist vorzugsweise radial geteilt, wobei bei einem Versatz um 900 bzw. 450 die Feldplattenfuhle in einer Ringhälfte angeordnet sein können. Die geteilten Ringhälften werden vorzugsweise durch Federn zusammengehalten.The field plate sensors are useful in a;: ir the piston rod surrounding ring arranged, which is attached to the front side of the cylinder head. This Ring is preferably divided radially, with an offset around 900 or 450, the field plate fillers can be arranged in one half of the ring. the split ring halves are preferably held together by springs.
Der die Feldplattenfühler tragende Ring ist vorzugsweise in einem Gehäuse an der Stirnseite des Zylinderkopfes untergebracht, das durch einen die Kolbenstange umgebenden Deckel mit einem mit der Kolbenstange in Eingriff stehenden Abstreiferring verschlossen ist.The ring carrying the field plate sensors is preferably in one Housing housed on the face of the cylinder head, which is through a Piston rod surrounding cover with a with the piston rod in engagement The wiper ring is closed.
Die Feldplattenfühler können in einer Kunststoffhülse mit dünnem Boden angeordnet sein, die il einer radialen Durchgangsbohrung des Halteringes so angeordnet ist, daß der Boden elastisch gegen die Kolbenstange anliegt.The field plate sensors can be in a plastic sleeve with a thin bottom be arranged, the il a radial through hole of the retaining ring so arranged is that the bottom rests elastically against the piston rod.
Das den Ring mit den Feldplättchen einschließendt- Gehäuse ist vorzugsweise mit einem Steckeranschluß versehen, in dem auch die für die Impulsbildung erforderlichen Vorverstärker untergebracht sein können.The housing enclosing the ring with the field platelets is preferred provided with a plug connection, in which also the necessary for the pulse generation Preamplifier can be accommodated.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.The invention is illustrated in the drawing, for example and described in detail below with reference to the drawing.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Antriebsz«rlinder gemäß der Erfindung.FIG. 1 shows a side view of a drive cylinder according to FIG Invention.
Fig. 2 zeigt im Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 3 die Meßanordnung gi'0ijß der Erfindung.FIG. 2 shows the measuring arrangement in section along the line II-II in FIG gi'0ijß of the invention.
Fig. 3 zeigt einen Schnur längs der Linie III-II in Fig. 2.FIG. 3 shows a cord along the line III-II in FIG. 2.
Fig. 4 zeigt in vier aufeinanderfolgenden Stellungen die Wirkungsweise der Meßanordnung.Fig. 4 shows the mode of operation in four successive positions the measuring arrangement.
Fig. 5 bis 8 zeigen jeweils in aufeinanderfolgencten Schritten die Herstellung der Kolbenstange mit Vertiefungen, die mit einem Material aufgefüllt werden, welches eine vom Material der Kolbenstange unterschiedliche magnetische Leitfähigkeit hat.FIGS. 5 to 8 each show in successive steps Manufacture of the piston rod with depressions that are filled with a material which is a magnetic one that is different from the material of the piston rod Has conductivity.
Der in Fig. 1 dargestellte Antriebszylinder ist ein Hy-raulikzylinder mit einem Zylinderrohr 2, einem Zylinderboden 4 und einem Zylinderkopf 6. Der Zylinderboden und der ylinderkopf sind jeweils mit seitlichen Anschlüssen 8 und 10 versehen.The drive cylinder shown in Fig. 1 is a hydraulic cylinder with a cylinder tube 2, a cylinder base 4 and a cylinder head 6. The cylinder base and the cylinder head are provided with side connections 8 and 10, respectively.
Als Befestigungsart ist am Zylinderboden ein Be£estigungsflansch vorgesehen. Es sind jedoch auch eine Schwtnkaugenbefestigung oder eine Befestigung mittels eines Schwenkzapfens am Zylinderrohr sowie weitere Befestigungsarten @öglich.A mounting flange is provided on the cylinder base as a type of mounting. However, it is also possible to attach a pinch eye or an attachment by means of a Trunnion on the cylinder barrel and other types of fastening @ possible.
Der Antriebszylinder ist mit einer Kolbenstange 2 versehen, die auf ihrer Oberfläche 14 mit que.- zur Kolbenstange verlaufenden Vertiefungen versehen ist, die mit einem Material aufgefüllt sind, welches bezogen auf das Grundmaterial der Kolbenstange eine von diesem unterschiedliche magnetische Leitfähigkeit hat. Vor der Stirnseite des Zylinderkopfes 6 ist ein Gehäuse 16 mit der erfindungsgemäßen Abr'.stvorrichtung angeordnet. Das Gehäuse 16 ist mit einem elektrischen Anschluß 18 versehen, der beispielsweise ein Steckergehäuse sein kann.The drive cylinder is provided with a piston rod 2, which on their surface 14 with que.- to the piston rod extending depressions which are filled with a material which is related to the base material the piston rod has a different magnetic conductivity from this. In front of the end face of the cylinder head 6 is a housing 16 with the one according to the invention Abr'.stvorrichtung arranged. The housing 16 is provided with an electrical connection 18 provided, which can be, for example, a connector housing.
Das Gehäuse 16 weist einen Gehäusering 20 auf, der mit einem Klemmflansch 22 mittels Schrauben 24 an der Stirnseite des Zylinderkopfes 6 gehaltert ist, so daß der GehSusering .'0 relativ zum Zylinderkopf durch Verdrehen einstelbar ist. Das Gehäuse 16 ist mit einem Deckel 26 verschlossen, in dem ein Abstreifring 28 gelagert ist.The housing 16 has a housing ring 20 with a clamping flange 22 is held by means of screws 24 on the end face of the cylinder head 6, so that the GehSusering .'0 can be adjusted relative to the cylinder head by turning. The housing 16 is closed with a cover 26 in which a wiper ring 28 is stored.
Im Inneren des Gehäuses 16 ist ein mittig radial geteilter Ring 30 angeordnet, der die Kolbenstange 12 umsciiließt. Die beiden Ringhälften sin über Zugfedern 32 zusammengehalten.In the interior of the housing 16 is a centrally radially divided ring 30 arranged, which surrounds the piston rod 12. The two halves of the ring are over Tension springs 32 held together.
Gegen Verdrehen ist wenigstens eine der Ringhälften durch einen Arretierungsstift 34 gesichert, der in eine Bohrung 36 im Deckel 26 eingre ft. In der Ringhälfte.38 sind in zwei um 900 versetzten Bohrungen 40 Feldplattenfibhler 42 angeordnet, und zwar so, daß sie mit ihrer Stirnseite 44 in einem vorbestimmten geringen Abstand von der Oberfläche der Kolbenstange liegen. Die Anschlußdrähte der beiden Feldplattenfühler sind in den Anschlußkopf 18 geführt; und vorzugsweise an darin angeordnete Vorverstärker angfschlosK3en.At least one of the ring halves is prevented from rotating by a locking pin 34 secured, the engre ft in a bore 36 in the cover 26. In the Ringhhalf.38 field plate fibers 42 are arranged in two bores 40 offset by 900, and so that they with their end face 44 at a predetermined small distance from the surface of the piston rod. The connecting wires of the two field plate sensors are guided into the connection head 18; and preferably to preamplifiers arranged therein angfschlosK3en.
Die beschriebene Anordnung und Ausbildung des Gehäuses 6 hat den Vorteil, daß für die Anordnung der Abtastvorrichtung nur eine geringe axiale Länge vor dem Zylinderkopf 6 erforderlich ist. Die geteilte Ausbildung des Halteringes für die Feldplattenfühler hat den Vorteil, daß auch im eingebauten Zustand des Antriebszylinders die Feldplattenfühler leicht montierbar sind. Es braucht lediglich die Deckelylatte 26 gelöst und axial verschoben werden. Dann kann der geteilte Ring 30 seinerseits bis vor das Gehäuseende heraLsgezogen un dann nach Lösen der Spannfedern seitlich abgenomnen werden.The described arrangement and design of the housing 6 has the advantage that for the arrangement of the scanning device only a small axial length in front of the Cylinder head 6 is required. The split training of the retaining ring for the Field plate sensor has the advantage that even when the drive cylinder is installed the field plate sensors are easy to mount. All you need is the lath on the cover 26 are released and moved axially. Then the split ring 30 can in turn Pulled out to the end of the housing and then laterally after loosening the tension springs be removed.
Die Wirkungsweise der Wegmessung mit der erfindur qgemäßen Anordnung ist im einzelnen in Fig. 4 dargestellt. Die Kolbenstange 12 hat auf ihrer Außenseite in vorbestimmten Abständen 1 an ihre Oberfläche angrenzend schmale Zonen 46 aus einem Material mit einer magtletischen Leitfähigkeit, die von der des Grundmaterials der Kolbenstange unterschiedliih ist. Die linienförmig-l Achnitte 46 sind vorzugsweise ie die Oberfläche der Kolbenstange eingeschnittene, schraubenförmig ausgebildete Vertiefungen. Die Schraubensteigung entspricht dabei dem Abstand 1. Die Kolbenstange kann über den Bereichen 46 in üblicher Weise mit einer Verschleißschicht 48 versehen sein, beispielsweise mit einer Hartverchromung. Der in dein Ring 38 untergebrachte Feldplattenfühler 42 weist zwei Fell; ottcher 50 und 52 auf, die in Bewegungsrichtung - Doppellzfeil A -hintereinander liegen. In der Stellung nach Fig. 4.1 befindet sich die beiden Feldplättchen 50, 52 in der Mitte zwischen zwei Linien 46 und damit in einem kräftigen Magnetfeld zwischen einem Pol des Permanentmagneten 54 des Feldplatt:enfithlers und einer Zone guter magnetischer Leitfähigkeit auf der Oberfläche der aus einem magnetisch leitfähigen Material bestehenden K(;lbenstange 12. Der Widerstand der beiden Feldplättchn hat seinen Höchstwert - Stellung nach Fig. 4.1. Bewegt sich die Kolbenstange in Richtung des Pfeiles B in Fig. 4.2, gelangt das Feldplättchen 50 über einen Streifen aus einem Material mit geringer magnetischer Leitfähigkeit. Das FeldplS tchen 50 befindet sich damit in einem schwächeren Magnetfeli. Sein Widt:-stand hat einen Minimalwert. Der Feldplattenfühler gibt damit ein geändertes Signal ab.The way in which the displacement measurement works with the arrangement according to the invention is shown in detail in FIG. The piston rod 12 has on its outside narrow zones 46 adjoining its surface at predetermined intervals 1 a material with a magnetic conductivity different from that of the base material the piston rod is different. The linear-1 axes 46 are preferred ie the surface of the piston rod incised, helically formed Indentations. The screw pitch corresponds to the distance 1. The piston rod can be provided with a wear layer 48 over the areas 46 in the usual manner be, for example with a hard chrome plating. The one in your ring 38 housed field plate sensor 42 has two heads; ottcher 50 and 52 on that in the direction of movement - double arrow A - lie one behind the other. In the position after 4.1 is the two field tiles 50, 52 in the middle between two Lines 46 and thus in a strong magnetic field between one pole of the permanent magnet 54 of the field plate: enfithlers and a zone of good magnetic conductivity the surface of the K (; rod 12. The resistance of the two field tiles has its maximum value - position after Fig. 4.1. If the piston rod moves in the direction of arrow B in Fig. 4.2, arrives the field plate 50 over a strip of a material with low magnetic Conductivity. The field spot 50 is thus in a weaker magnetic field. Its widt: -stand has a minimum value. The field plate sensor gives a changed Signal off.
Bei der weiteren Bewegung in Richtung des Pfeiles B gelangt der Streifen 46 zwischen die beiden Feldplättcheii. Das Magnetfeld durch beide Feldplättchen ist wiederum gleich. In der Stellung nach Fig. 4.4 gelangt das Feldplättchtl 52 über den Streifen 46. Damit erreicht der Widerstand durch das Feldplättchen 52 seinen Minimalwert, wodurch wiederum ein Impuls abgegeben wird. Durch den dargestellten Differential-leldplattenfühler werden somit beim Überstreichen eines Streifens 46 zwei Schaltimpulse abgegeben.If you move further in the direction of arrow B, the strip arrives 46 between the two field tiles. The magnetic field through both field plates is again the same. The field plate 52 arrives in the position according to FIG. 4.4 via the strip 46. The resistance through the field plate 52 thus reaches its level Minimum value, which in turn emits a pulse. Through the illustrated Differential field plate sensors are thus when a strip 46 two switching impulses emitted.
Die Mindestbreite der Streifen 46 ist im wesentlichen durch die Fertigungsmöglichkeiten beschränkt. Der Mindestabstand ist weiter durch den Abstand der Feldplättchen in dem feldplattenfühler bestimmt. Bei schraubenförmiger Anordnun der Streifen 46 läßt sich die Wegauflösung verdoppeln durch Anordnung von zwei um 900 bzw. 450 in einer Ebene gegeneinander ersetzt angeordnete Feldplattenfühler. Durch die charakteristische Signalfolge läßt sich @@bei gleichzeitig die Bewegun ;,-richtung bestimmen, wie aus der allgemeinen Technik der Messung mit Feldplattenfuhlern bekannt. Eine weitere Erhöhung der Wegauflösung ist durch Anordnung von vier Feldplattenfühlern möglich. Vier Feldplattenfühler können auch zu dem Zweck angeordnet werden, die Steigung der Streifen 46 zu vergrößern, beispielsweise zu verdoppeln mit den damit verbundenen Vorteilen für die Fertigung. Eine beonders hohe Wegauflösung läßt sich mittels zwei Differentialfeldplattenfühlern erreichen, und zwar mit einer gemischten Signalbildung, wobei ein Fühler, wie vorstehend beschrieben, ein digitales Signal pro Wegeinheit erzeugt, während der andere Fühler die gleiche Wegeinheit nach dem Prinzip eines Feldplattenpotentiometers bestreicht und ein weglinejres An@logsignal erzeugt, das dann digitalisierbar ist.Mit Hilfe der Feldplättchenfühler wird für jedes Weginkrement ein Schaltimpuls abgegeben. Eine vorbestimmte BewegungsstrAcke der Kolbenstange entspricht damit einer dieser fest Zugeordneten Impulszahl. Durch Vorgabe der Impulszahl kann da@er eine gewünschte Stellung der Kolbenstange zuverlässig alg- teuert werden. Dabei ist es ohne weiteres möglich, über vorbstimmte Wegabschnitte die Bewegung der Kolbenstange zu beinflussen, beispielsweise bei subtraktiver Zählung irn Eilgalg eine vorbestimmte Stellung anzusteuern und dann die Endstellung mit verringerter Geschwindigkeit zu erreichen, beispielsweise wenn die bewegten Nassen groß sind.The minimum width of the strips 46 is essentially due to the manufacturing possibilities limited. The minimum distance is further determined by the distance between the field tiles in determined by the field plate sensor. In the case of a helical arrangement, the strip 46 can the path resolution can be doubled by arranging two by 900 or 450 in one Plane replaces arranged field plate sensors. By the characteristic Signal sequence the movement can be determined at the same time, as from the general one Technique of measurement with field plate sensors known. Another increase in the path resolution is possible by arranging four field plate sensors. Four field plate sensors can also be arranged for the purpose of increasing the slope of the strips 46, for example, to double with the associated advantages for production. A particularly high path resolution can be achieved using two differential field plate sensors achieve, with a mixed signal formation, with a sensor, as above described, a digital signal is generated per distance unit, while the other sensor sweeps the same distance unit according to the principle of a field plate potentiometer and generates a weglinejres An @ log signal, which can then be digitized. With help the field plate sensor emits a switching pulse for each increment of travel. A predetermined movement path of the piston rod thus corresponds to one of these permanently assigned number of impulses. By specifying the number of pulses, he can choose a desired The position of the piston rod can be reliably controlled. It is without further ado possible to influence the movement of the piston rod via pre-determined path sections, For example, to move to a predetermined position with subtractive counting in the Eilgalg and then to reach the end position at reduced speed, for example when the moving wet is great.
Im Nachstehenden sind einige zweckmäßige Verfahren zur Herstellung der Kolbenstange eschrieben.The following are some convenient methods of making it written on the piston rod.
Bei dem in Fig. 5 zeichner@ h dargestellten Verwahren werden in die Oberfläche der Kolbenstange 12, die gegenlber dem Fertigdurchmesser noch einÜberaß hat, schraubenförmig Rillen 54 mit halbkreisförmigem Grund eintgeschnitten. Die ?illen lefe entspricht etwa der Rillenbreite. Die Abmessungel können beispielsweise 1 bis 1,5 mm betragen.In the case of the storage shown in Fig. 5 drawer @ h are in the Surface of the piston rod 12, which is still an oversize compared to the finished diameter has cut helical grooves 54 with a semicircular base. the ? illen lefe corresponds roughly to the width of the groove. The dimensions can, for example 1 up to 1.5 mm.
In die Rille 54 wird ein Draht aus einem Material eine walzt, das magnetische Eigenschaften aufweist, die sich signifikant von den magnetischen Eigenschaften d s Mate^ia's unterscheiden, aus dem die Kolbenstange besteht. Der Drahtdurchmesser hat zweckmäßig gegenüber der Rillenbreite ein geringes Übermaß, so daß beim Einwalzen der Drähte bereits eine feste seitliche Haftung des Drahtes in der rille entsteht. Zweckmäßig im gleichen Arbeitsgang mit derl Einwalzen des Drahtes werden die parallelen Randflächen del Rille derart um den Draht herum gewalzt, daß dieser vom R-llengrund her um mehr als 1800 umschlungen und damit mechanisch fest in der Rille gehalten ist. Die Kolbenstange wird danr auf ihren Enddurchmesser bearbeitet, der so gewählt st, daß der größte Durchmesser des Drahtes unterhalb der Obe>flAche lie~ltt.A wire made of a material is rolled into the groove 54 Has magnetic properties that differ significantly from the magnetic properties d s Mate ^ ia's that make up the piston rod. The wire diameter appropriately has a slight oversize compared to the groove width, so that when rolling in the wires already have a firm lateral adhesion of the wire in the groove. Appropriately in the same work step with the rolling in of the wire, the parallel Edge surfaces of the groove are rolled around the wire in such a way that it is removed from the base of the groove wrapped around more than 1800 and thus held mechanically firmly in the groove is. The piston rod is then machined to its final diameter, which is selected in this way It is important that the largest diameter of the wire is below the surface.
Auf die so bearbeitete Kolbenstange kann dann in ilblicher Weise eine Verschleißschicht, beispielsweise die iibliche Hartchromschicht 48 aufgebracht werden.On the piston rod machined in this way, a Wear layer, for example the usual hard chrome layer 48, can be applied.
Übliches Kolbenstal)genmaterial hat gute magnetische Leitfähigkeit. In diesem Fall ist ein Draht 56 aus einem Material zu wählen, das geringe magnetische Leitfähigkeit besitzt, beispielsweise aus einem Chromnickelstahl. Bei Kclbenstangen für Pneumatikzylinder kann die Kolbenstange beispielsweise aus Messing bestehen. In diesem flall könnte der Draht aus einem magnetisch gut leitenden Stahldraht bestehen.Usual piston stem material has good magnetic conductivity. In this case, a wire 56 is to be selected from a material that is low in magnetism Has conductivity, for example from a chrome-nickel steel. With crank rods for pneumatic cylinders, the piston rod can be made of brass, for example. In this case, the wire could consist of a magnetically highly conductive steel wire.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist @iederum in die Oberfläche der Kolbenstange schraubenförmig eine Rille 54 eingedreht. in diese Rille ist bei dieser Ausführungsform ein Profildraht eingewalzt, der mit geringem übermaß dem Rillenprofil entspricht. Dieser Profildraht kann beispielsweise unter Beifügung eines Klebers eingewalzt werden. Das Profil des Drahtes 58 ist zweckmäßig so gewählt, daß der ei,lgewalzte Draht wie in Fig. 6.2 ersichtlich geringfügig üb<r die Oberfläche der Kolbenstange vorsteht. Bei dieser Anordnung ist für die Kolbenstange ein geringes Übermaß er orderlich.In the embodiment according to FIG. 6, @ is again in the surface A groove 54 is screwed into the piston rod in a helical manner. in this groove is at this embodiment, a profile wire rolled in, the with a little excess Corresponds to the groove profile. This profile wire can be enclosed, for example rolled in with an adhesive. The profile of the Wire 58 is expediently chosen so that the egg, oil-rolled wire as shown in Fig. 6.2 is slightly protrudes beyond the surface of the piston rod. With this arrangement is for the A slight oversize piston rod is required.
Nach FErtigbearbeitung der Oberfläche wird wiederum eine Verschleißschicht aufgebracht, beispielsweise eine lIartchromschicht 48.After finishing the surface, there is again a wear layer applied, for example an artchrome layer 48.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist die chraubenförmig in die Kolbenstange 12 eingedrehte Rille @O am Grunde wieder halbkreisförmig ausKebildet. Die Tiefe be rägt hier etwa das 1,5fache der Breite. Der in die Rille e@nzuwalzende Draht 62 ist hier wiederum ein Profildraht, der sich im letzten Dritte3 seiner zur Flachseite hin geringfügig konisch erweitert, beispielsweise unter einem Winkel von 5 bis 5°. eim Einwaln wird dieser Draht im Bereich der Oberfläche der olbenstangt gestaucht und damit klemmend gehaltert. Die Kolbenstange wird dann wiederum fertig bearbeitet und mit einer Veschleißschicht versehen.In the embodiment of FIG. 7, the helical shape in the piston rod 12 turned groove @O on the base again from a semicircular shape. The depth here is about 1.5 times the width. The one to be rolled into the groove Wire 62 is here again a profile wire, which is located in the last third 3 of its to Flat side widened slightly conically, for example at an angle from 5 to 5 °. When whaling in, this wire is stuck in the area of the surface of the olbenstangen compressed and thus clamped. The piston rod is then finished again machined and provided with a wear layer.
Obwohl der Winkel der konischen Verbreiterung de. Profildrahtes 62 im Bereich der Selbsthemmung liegt, kann es zweckmäßig sein, eine zusätzliche Verbesserung der Ha te@@ng des Drahtes dadurch zu erzielen, daß der Draht währe. id des Einwalzens in die Rille einer Zugbeanspruchung ausgesetzt wird verbunden mit einer Längung des Drahtes im elast schen Bereich.Although the angle of the conical widening de. Profile wire 62 If it is in the area of self-locking, it may be useful to make an additional improvement to achieve the hold of the wire by the fact that the wire would be. id of rolling in tensile stress in the groove is associated with elongation of the wire in the elastic area.
Auf diese Weise wird der Draht zusätzlich durch lie Zugbeanspruchung an den Rillengrund gedrückt.In this way, the wire is also subjected to tensile stress pressed against the bottom of the groove.
Die beschriebenen Verfahren zur Herstellung der abschnitte mit unterschiedlichen magnetischen Leitfähigkeiten sind nur Beispiele.Weitere Ausführungsformen unter Verwerdung von Drähten sind ohne weiteres denkbar. Durch die Beifügung eines flüssigen Dichtungsmittels beim Einwalzen wird z@sätzlich zur Verbesserung der tiaftung sichergestellt, daß die Kolbenstar--e in Richtung des Drahtes zuverlässig abgedichtet wird.The method described for making the sections with different Magnetic conductivities are only examples. Further embodiments under Wiring is easily conceivable. By adding a liquid Sealing agent when rolling in is additionally ensured to improve the adhesion, that the piston star - e reliably sealed in the direction of the wire will.
Bei der Ausffihrung-torn nach Fig. 8 sind in die @olbenstange 12 wiederum schraubenförmige Vertiefungen K36 eingedreht. Diese Vertiefungen sind hier aber breit im Verhältnis zu dem stehenbleibenden Stegen 64. Die breiten Rillen werden mit einem magnetisch geringer leitenden Material durch Flammspritzen ausgespritzt. Beim lxlammspritzen wird auch Material auf den Stegen 64 abfresetzt.In the embodiment according to FIG. 8, there are again in the piston rod 12 screwed in helical recesses K36. But these indentations are here wide in relation to the remaining webs 64. The wide grooves are sprayed with a magnetically less conductive material by flame spraying. During lamb spraying, material is also removed from the webs 64.
Je nach Dicke des Auftrages und abhängig von dem aufgespritzten Material können das Ausgangsmaß der Ko@benstange und die Dicke des Auftrages so gewählt werden, d'tß sich das aufgespritzte Material bei der fertigen Kolbenstange auch noch üter die Stege hinwegerstreckt, wie in Fig. 8.2 dargestellt. Diese Ausführung ist zweckmäßig, wenn da aufgespritzte Material beispielsweise Hartchrom ist uiid damit gleichzeitig die Verschleißschicht bilden kann. @s ist aber auch möglich, wie bei den oben besprochenen Ausflthrungsformen die Kolbenstange zunächst mit etwas Übermaß herzustellen, den flommgespritzten Auftrag dann zusammen mit dtr Kolbenstange auf Fertigmaß zu bearbeiten und dann eine Verschleißschicht aufzutragen, wie in Fig. 8.3 veranschaulcht.Depending on the thickness of the order and depending on the material sprayed on the initial dimensions of the piston rod and the thickness of the order can be selected so That is, the sprayed-on material is even better in the finished piston rod extends away the webs, as shown in Fig. 8.2. This execution is appropriate, if the sprayed-on material is hard chrome, for example, it is at the same time the wear layer can form. @s is also possible, as with the ones discussed above Austhrungsformen initially produce the piston rod with a little oversize, the Then process the flame-sprayed order together with the piston rod to the finished size and then apply a wear layer as illustrated in Figure 8.3.
Bei gering beanspruchten Kolbenstangen, beispiel:;we;se Pneumatikzylindern, kann bei Verwendung einer Kobenstange aus einem magnetisch gut leitenden Material auch eine Kunststoffüllung der Vertiefungen vorgesehen werden. Der Kunststoff kann dabei wiederum flammgespri . ein. Er ist aber auch mtgich, die Kolbenstange vollständ zu umspritzen und dabei gleichzeitig die @@llung der Vertiefunl;en und eine äußere Laufschicht aufzubr@@gen.In the case of piston rods with low stress, for example:; white pneumatic cylinders, can be made of a magnetically highly conductive material when using a piston rod a plastic filling of the recesses can also be provided. The plastic can in turn, flame spray. a. But it is also possible, the piston rod is complete to encapsulate and at the same time the filling of the indentations and an outer one Apply overlay.
Das Verhältnis der Breite der Vertiefungen zu der Breite des stehengebliebenen Kolbenstangenmaterials kann va-liieren.The ratio of the width of the indentations to the width of what remains Piston rod material can vary.
Bevorzugt sind Verhältnisse von 3 ; 1 bis 1 : 1, wobei beim Verhältnis 1 : 1 beispielsweise teils Breiten von 2 oder 4 mm vorgesehen werden können.Ratios of 3 are preferred; 1 to 1: 1, with the ratio 1: 1, for example, widths of 2 or 4 mm can be provided.
Bei einer Breite der Vertiefungen in der Größenordnung ab mm kann das Auffüllen der Vertiefungen auch durch eine Auftragsschweißung von Material mit den gewünsch8;en magnetischen Eigenschaften erfolgen, vorzugsweise unter Schutzgas.With a width of the depressions in the order of magnitude from mm the filling of the depressions also by a build-up welding of material with the desired magnetic properties take place, preferably under protective gas.
Bei einer gleichmäßigen Teilung mit einer Breite der Vertiefung und der stehenbleibenden Stege von jeweiLs 4 mm ergeben :;ich bei zwei um 450 versetzt angeordneten nifferenzfeldplittenfühlern achc Signalimpulse und dement3p:echend eine Auflösung von 1 m.With an even division with a width of the recess and the remaining bars of 4 mm each result in:; I offset by 450 for two arranged differential field split sensors achc signal pulses and dement3p: echend a resolution of 1 m.
Falls tine vorgegebene Endstellung anzufahren is, können Bruchteile des Auflösungsvermögens auch dadurch vorgegeben werden, daß der die Feldplattenfühler tragende Ring in Umfangsrichtung oder in Achsrichtung der Kolbenstange verstellbar ausgebildet wird. Der Verstellweg braucht dabei nur der Au -lösung zu entsprechen.If a predetermined end position is to be approached, fractions can be the resolving power can also be specified by the fact that the field plate sensor bearing ring adjustable in the circumferential direction or in the axial direction of the piston rod is trained. The adjustment path only needs to correspond to the Au solution.
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Legal Events
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