DE2925581A1 - Servo monitor for pneumatic hydraulic valve - with oscillator coil mounted directly in pressure part of valve - Google Patents

Servo monitor for pneumatic hydraulic valve - with oscillator coil mounted directly in pressure part of valve

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Abstract

The servo control valve is fitted with a detector coil (1) mounted immediately near the valve seating and operated on by a metal shaft (2) as part of the valve. The exact valve element position is accurately defined so that an improved feedback control is possible. The system provides a precision control of the servo valve. It applies to both pneumatic and hydraulic valves and is simple to include in the valve layout.

Description

Einrichtung zur berührungslosen SchaltstellungsüberwachungDevice for contactless switch position monitoring

an hydraulischen oder pneumatischen Ventilen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur berührungslosen Schaltstellungsüberwachung an hydraulischen oder pneumatischen Ventilen, bei der sich durch die Bewegung des Steuer-und Regelorgans des Ventils oder eines damit verbundenen Metallstifts die Bedämpfung der Oszillatorspule eines induktiven Näherungsschalters ändert und beim Erreichen der zu überwachenden Schaltstellung des Steuer- und Regelorgans des Ventils ein elektrisches Signal abgegeben wird.on hydraulic or pneumatic valves The invention relates to a device for contactless switching position monitoring on hydraulic or pneumatic valves, in which the movement of the control and regulating member of the valve or a metal pin connected to it, the damping of the oscillator coil of an inductive proximity switch changes and when it reaches the one to be monitored Switching position of the control and regulating member of the valve emits an electrical signal will.

Bei einer bekannten derartigen Linrichtung ist die Oszillatorspule des induktiven Näherungsschalters entweder außen am Ventil oder an den Rückseiten der am Ventil angebauten elektromagnetischen Stelleinheiten angeordnet und gegen den im Inneren des Ventils oder der Stelleinheiten herrschenden Druck durch nichtmetallische Werkstoffe abgedichtet. Damit sich die Bedämpfung der Oszillatorspule in Abhängigkeit von der Stellung des Steuer- und Regelorgans des Ventils oder des Magnetankers der Stelleinheit ändert, ist das Steuer- und Regelorgan bzw. der Magnetanker dementsprechend verlängert. Eine solche konstruktive Gestaltung erfordert am Ventil oder an der Stelleinheit einen relativ großen Anbauraum in Bewegungsrichtung des Steuer- und Regelorgans des Ventils, der nicht in jedem Ealle ohne weiteres zur Verfügung steht. Außerdem wird die zulässige Druckbelastung dieser Einrichtung durch die notwendige, relativ großflächige, nichtmetallische Abdichtung der Oszillatorspule begrenzt. Sin weiterer Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß beim Einsatz elektromagnetischer Stelleinheiten nicht die Stellung des Steuer- und Regelorgans des Ventils direkt, sondern des Magnetankers der Stelleinheit erfaßt wird, was, da beide nicht formschlüssig, sondern nur kraftschlüssig verbunden sind, zu folgenschweren Behlfunktionen führen kann.One known such direction is the oscillator coil of the inductive proximity switch either on the outside of the valve or on the rear the electromagnetic actuating units attached to the valve and counteracted the pressure prevailing inside the valve or the actuating units through non-metallic Materials sealed. So that the damping of the oscillator coil is dependent on the position of the control and regulating element of the valve or of the armature of the Actuator changes, the control and regulating element or the magnet armature is accordingly extended. Such a structural design requires the valve or the Actuator a relatively large mounting space in the direction of movement of the control and Control organ of the valve, which is not readily available in every case. In addition, the permissible pressure load of this device is determined by the necessary, limited relatively large-area, non-metallic sealing of the oscillator coil. A further disadvantage of this device is that when using electromagnetic Actuating units do not directly determine the position of the control and regulating device of the valve, but the magnet armature of the actuator is detected, which, since both are not form-fitting, but are only frictionally connected, lead to serious malfunctions can.

Durch die Erfindung soll bei unbeschrankter Anbaumöglich keit und einem höheren Betriebsdruck eine sichere Funktion von Einrichtungen zur berührungslosen SchaltstellungsEberwachung an hydraulischen oder pneumatischen Ventilen, bei denen sich durch die Bewegung des Steuer- und Regelorgans des Ventils oder eines damit verbundenen Metallstifts die Bedämpfung der Oszillatorspule eines induktiven Näherungsschalters ändert und beim Erreichen der zu überwachenden Schaltstellung des Steuer- und Regelorgans des Ventils ein elektrisches Signal abgegeben wird, erreicht werden.The invention is to speed with unlimited cultivation and a higher operating pressure a safe function of devices for contactless Switching position monitoring on hydraulic or pneumatic valves for which through the movement of the control and regulating member of the valve or one with it connected metal pin dampens the oscillator coil of an inductive proximity switch changes and when the switching position to be monitored of the control and regulating device is reached the valve emits an electrical signal can be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch zweckentsprechende Gestaltung eine derartige Einrichtung zu schaffen, bei der die Stellung des Steuer- und Regelorgans des Ventils direkt überwacht wird.The invention is based on the object by appropriate Design to create such a facility in which the position of the control and control element of the valve is monitored directly.

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Oszillatorspule des induktiven Näherungsschalters in einem Druckraum des Ventils angeordnet ist und/oder daß die Oszillatorspule und das Steuer- und Regelorgan des Ventils oder der damit verbundene Metallstift derart ausgestaltet sind, daß nur beim Erreichen der zu überwachenden Schaltstellung des Steuer- und Regelorgans des Ventils die Bedämpfung der Oszillatorspule so weit absinkt, daß die Oszillatorschaltung anschwingt und ein entsprechendes elektrisches Signal abgegeben wird. Des weiteren kann erfindungsgemäß der induktive Näherungsschalter zur Erhöhung der Funktionssicherheit mit zwei getrennten Ausgängen versehen sein, an denen zwei komplementäre Ausgangssignale abgreifbar sind.This object is achieved according to the invention in that the oscillator coil of the inductive proximity switch is arranged in a pressure chamber of the valve and / or that the oscillator coil and the control and regulating element of the valve or the associated metal pin are designed so that only when reaching the switching position to be monitored of the control and regulating element of the valve Attenuation of the oscillator coil drops so far that the oscillator circuit starts to oscillate and a corresponding electrical signal is emitted. Furthermore, according to the invention the inductive proximity switch to increase the functional reliability with two separate Be provided outputs at which two complementary output signals can be tapped are.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Two embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below.

Es zeigen Fig. 1s das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung, Sig. 2s den Axialschnitt der Einrichtung für ein Kolbenlängsschieberventil, Fig. 3t den Axialschnitt einer anderen Ausführungsform der Einrichtung für ein Sitzventil.1s shows the block diagram of the device according to the invention, Sig. 2s the axial section of the device for a piston longitudinal slide valve, Fig. 3t the Axial section of another embodiment of the device for a seat valve.

Der in Fig. 1 dargestellte induktive Näherungsschalter besteht aus einer Oszillatorspule 1 mit einem Ketallstift 2 als Spulenkern, einer Oszillatorschaltung 3, einem Schwellwertschalter 4 und einer Äusgangsstufe 5 mit zwei komplementären Ausgängen 6 und 7 sowie einer Spannungsstabilisierungsschaltung 8. Die Oszillatorschaltung 3, der Schwellwertschalter 4, die iiusgangsstufe 5 und die Spannungsstabilisierungsschaltung 8 sind in einen Gerätesteckverbinder 9, dessen Sockel 10 am Ventilgehäuse 11 angebracht ist, eingebaut und stehen über dessen Steckkontakte mit der in einem Druckraum 12 des Ventils angeordneten Oszillatorspule 1 in Verbindung, deren Anschlußleitungen 13 über eine druckfeste Durchführung 14 zum Sockel 10 des Gerätesteckverbinders 9 geführt und mit der Oszillatorschaltung 3 verbunden sind (Fig. 2 und 3). Da nur die dünnen Anschlußleitungen 13 der Oszillatorspule 1 aus dem Druckraum 12 geführt werden müssen, kann für den Anbau des Sokkels 10 des Gerätesteckverbinders 9 am Ventilgehäuse 11 eine beliebige Stelle ausgewählt werden, wo der erforderliche Anbauraum vorhanden ist. Der Metallstift 2 ist mit dem Steuer- und Regelorgan 15 des Ventils verbunden.The inductive proximity switch shown in Fig. 1 consists of an oscillator coil 1 with a metal pin 2 as the coil core, an oscillator circuit 3, a threshold switch 4 and an output stage 5 with two complementary ones Outputs 6 and 7 and a voltage stabilization circuit 8. The oscillator circuit 3, the threshold switch 4, the output stage 5 and the voltage stabilization circuit 8 are in a device connector 9, the base 10 of which is attached to the valve housing 11 is installed and are connected to the in a pressure chamber 12 via its plug-in contacts of the valve arranged oscillator coil 1 in connection, their connecting lines 13 via a pressure-resistant bushing 14 to the base 10 of the device connector 9 out and connected to the oscillator circuit 3 (Fig. 2 and 3). Because only the thin connecting lines 13 of the oscillator coil 1 are guided out of the pressure chamber 12 must be, can for the attachment of the base 10 of the device connector 9 on Valve housing 11 can be selected anywhere where the required mounting space is available. The metal pin 2 is with the control and regulating member 15 of the valve tied together.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Eolbenlangsschieberventil ist der Metallstift 2 in einen Abschnitt 16 mit kleinem Durchmesser und einen Abschnitt 17 mit großem Durchmesser gestuft, und zwar derart, daß der Abschnitt 17 mit großem Durchmesser in die Oszillatorspule 1 ragt, solange die zu überwachende Schaltstellung I des bteuer- und Regelorgans 15 des Ventils nicht erreicht ist. In der gezeichneten Schaltstellung II des Steuer- und Regelorgans 15 des Ventils wird die Oszillatorspule 1 durch den Abschnitt 17 mit großem Durchmesser so stark bedämpft, daß die Oszillatorschaltung 3 nicht anschwingen kann. An den Ausgängen 6 und 7 liegen währenddem die dieser Schaltstellung II zugeordneten elektrischen Signale an.In the Eolbenlangsschieberventil shown in Fig. 2 is the Metal pin 2 into a small diameter section 16 and a section 17 stepped with a large diameter, in such a way that the portion 17 with large Diameter protrudes into the oscillator coil 1 as long as the switch position to be monitored I of the control and regulating element 15 of the valve is not reached. In the drawn Switching position II of the control and regulating member 15 of the valve is the oscillator coil 1 so much attenuated by the section 17 with a large diameter that the oscillator circuit 3 cannot start to oscillate. During this time, the outputs 6 and 7 have this switch position II associated electrical signals.

Wenn sich das Steuer- und Regelorgan 15 des Ventils in die zu überwachende Schaltstellung I bewegt hat, taucht der Abschnitt 16 des Metallstifts 2 mit kleinem Durchmesser in die Oszillatorspule 1 ein. Dadurch wird diese weniger stark bedämpft, so daß die Oszillatorschaltung 3 anschwingt, der Schwellwertschalter 4 anspricht und infolgedessen die an den Ausgängen 6 und 7 abgreifbaren Ausgangssignale jeweils negiert werden und das Erreichen der zu überwachenden Schaltstellung I anzeigen.When the control and regulating element 15 of the valve is in the position to be monitored Switch position I has moved, the section 16 of the metal pin 2 emerges with a small Diameter in the oscillator coil 1. This means that it is less attenuated, so that the oscillator circuit 3 starts to oscillate, the threshold switch 4 responds and consequently the output signals that can be tapped off at outputs 6 and 7, respectively are negated and indicate that switching position I to be monitored has been reached.

Die Anordnung des Metall stifts 2 innerhalb der Oszillatorspule 1 gestattet es auch, über diesen eine Kraft - beispielsweise die Stellkraft bei der elektromagnetischen Betätigung des Ventils - auf das Steuer- und Regelorgan 15 des Ventils zu übertragen, ohne daß dabei die Funktion der Einrichtung zur Schaltstellungsüberwachung beeinträchtigt wird.The arrangement of the metal pin 2 within the oscillator coil 1 It also allows a force via this - for example the actuating force for the electromagnetic actuation of the valve - on the control and regulating element 15 of the Transfer valve without affecting the function of the device for switching position monitoring is affected.

Bei der in Fig. 3 gezeigten erfindungsgemäßen Einrichtung für ein Sitzventil, die insbesondere für die Überwachung sehr kleiner Wegänderungen des Steuer- und Regelorgans 15 des Ventils geeignet ist, ist der Metallstift 2 federnd mit dem Steuer- und Regelorgan 15 des Ventils verbunden.In the device according to the invention shown in Fig. 3 for a Seat valve, which is particularly useful for monitoring very small changes in the path of the Control and regulating member 15 of the valve is suitable, the metal pin 2 is resilient connected to the control and regulating member 15 of the valve.

Zwischen der Oszillatorspule 1 und dem Metallstift 2 ist in der zu überwachenden, gezeichneten Schaltstellung I des Steuer- und Regelorgans 15 des Ventils ein bestimmter, geringer Luftspalt vorhanden, durch den die Bedämpfung der Oszillatorspule 1 so weit reduziert ist, daß die Oszillatorschaltung 3 schwingt. Dabei werden an den Ausgängen 6 und 7 dieser Schaltstellung I entsprechende elektrische Sighale abgegeben.Between the oscillator coil 1 and the metal pin 2 is in the to monitoring, drawn switching position I of the control and regulating member 15 of the Valve, a certain, small air gap is available through which the damping of the Oscillator coil 1 is reduced so far that the oscillator circuit 3 oscillates. At the outputs 6 and 7 of this switch position I corresponding electrical Sighale delivered.

Bei der Bewegung des Steuer- und Regelorgans 15 des Ventils aus der zu überwachenden Schaltstellung I heraus nähert sich der Metallstift 2 der Oszillatorspule 1. Dadurch wird deren Bedampfung so stark, daß die Oszillatorschwingungen abreißen und zwei jeweils negierte, komplementäre Ausgangssignale an den Ausgängen 6 und 7 abgegriffen werden können.When moving the control and regulating member 15 of the valve from the To be monitored switch position I out approaches the metal pin 2 of the oscillator coil 1. This makes their vaporization so strong that the oscillator vibrations stop and two negated, complementary output signals at the outputs 6 and 7 can be tapped.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den wesentlichen Vorteil, daß die Oszillatorspule 1 und der mit dem Steuer- und Regelorgan 15 des Ventils verbundene Metallstift 2 derart ausgestaltet sind, daß nur beim Erreichen der zu überwachenden Schaltstellung I des Steuer- und Regelorgans 15 des Ventils die Bedämpfung der Oszillatorspule 1 so weit absinkt, daß die Oszillatorschaltung 3 anschwingt. Daraus ergibt sich, daß Störungen an der Einrichtung zur Schaltstellungsüberwachung, wie Unterbrechung oder Kurzschluß der Leitungen zwischen Oszillatorspule 1 und Oszillatorschaltung 3, Windungsschluß der Oszillatorspule 1, Ausfall der Spannungsversorgung für die Einrichtung sowie Defekte der Ausgänge 6 und 7 und der angeschlossenen Leitungen, als Fehler erkannt werden können und daß in diesem Falle kein der zu überwachenden Schaltstellung I entsprechendes elektrisches Signal erzeugt wird.The device according to the invention has the significant advantage that the oscillator coil 1 and the one connected to the control and regulating element 15 of the valve Metal pin 2 are designed such that only when reaching the monitored Switching position I of the control and regulating element 15 of the valve dampens the oscillator coil 1 drops so far that the oscillator circuit 3 starts to oscillate. This results in, that faults in the device for switching position monitoring, such as interruption or short circuit of the lines between the oscillator coil 1 and the oscillator circuit 3, short-circuit of the oscillator coil 1, failure of the power supply for the Setup and defects of outputs 6 and 7 and the connected lines, can be recognized as an error and that in this case none of the to be monitored Switching position I corresponding electrical signal is generated.

Claims (2)

Patentansprüche: Einrichtung zur beruhrungslosen Schaltstellungsüberwachung an hydraulischen oder pneumatischen Ventilen, bei der sich durch die Bewegung des Steuer- und Regelorgans des Ventils oder eines damit verbundenen Metallstifts die Bedämpfung der Oszillatorspule eines induktiven Näherungsschalters ändert und beim Erreichen der zu überwachenden Schaltstellung des Steuer- und Regelorgans des Ventils ein elektrisches Signal abgegeben wird, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Oszillatorspule (1) des induktiven Näherungsschalters in einem Druckraum (12) des Ventils angeordnet ist und/oder daß die Oszillatorspule (1) und das Steuer- und Regelorgan (15) des Ventils oder der damit verbundene Metallstift (2) derart ausgestaltet sind, daß nur beim erreichen der zu überwachenden Schaltstellung des Steuer- und Regelorgans (15) des Ventils die Bedämpfung der Oszillatorspule (1) so weit absinkt, daß die Oszillatorschaltung (3) anschwingt und ein entsprechendes elektrisches Signal abgegeben wird. Claims: Device for contactless switch position monitoring on hydraulic or pneumatic valves, in which the movement of the Control and regulating element of the valve or of a metal pin connected to it Attenuation of the oscillator coil of an inductive proximity switch changes and when Reaching the switching position to be monitored of the control and regulating element of the valve an electrical signal is emitted, d u r c h e -k e n n n z e i c h n e t that the oscillator coil (1) of the inductive proximity switch in a pressure chamber (12) of the valve is arranged and / or that the oscillator coil (1) and the control and control element (15) of the valve or of the metal pin (2) connected to it in this way are designed that only when the switch position to be monitored is reached Control and regulating element (15) of the valve, the damping of the oscillator coil (1) drops so far that the oscillator circuit (3) starts to oscillate and a corresponding one electrical signal is emitted. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der induktive liäherungsschalter zwei getrennte Ausgänge (6; 7) aufweist, an denen zwei komplementäre Ausgangssignale abgreifbar sind. 2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the inductive proximity switch has two separate outputs (6; 7) has, at which two complementary output signals can be tapped.
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