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Meßsystem zum berührungslosen Erfassen von
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Positionen bei einer Kolben-Zylinder-Einheit Die Erfindung betrifft
ein Meßsystem zum berührungslosen Erfassen von Positionen der Kolbenstange oder
des Zylinders einer Kolben-Zylinder-Einheit mit Hilfe eines mit dem Zylinder ortsfest
verbundenen Meßfühlers, der unter längsaxialer Bewegung der Kolbenstange bzw. des
Zylinders einen Code abfragt, dessen Zeichen ausgewählten Positionen zugeordnet
sind.
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Zur Anzeige bestimmter Positionen der Kolben stange bzw. des Kolbens
in einem Zylinder gibt es bisher verschiedene Arten von Meßsystemen bzw. Positionsgebern.
So kann beispielsweise mit dem Kolben ein Permamentmagnet verbunden sein und an
den Orten, wo eine Positionsmeldung erfolgen soll, jeweils ein Reed-Relais vorgesehen
werden, das bei Beteiligung eine Signalgabe einleitet, sobald der Kolben den betreffenden
Ort überfährt (DE-PS 1 590 157). Es gibt auch kontaktlos arbeitende Meßsysteme von
im wesentlichen gleicher Bauart, bei denen dann anstelle von Reed-Relais Hallsonden
verwendet werden, deren Hallspannung durch den an ihnen vorbeibewegten Permanentmagneten
verändert wird, wobei diese Spannungsänderung zur Anzeige der Kolben- bzw. Rolbenstangenposition
ausgewertet werden kann.
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Vor allem in der Ventiltechnik sind außerdem elektronisch arbeitende
Positionsgeber bekannt. Dabei kann etwa am Arbeitszylinder mindestens eine Feldplatte
als Geber angebracht sein, deren Widerstand durch einen am Kolben sitzenden Permanentmagneten
verändert wird, sobald der Kolben durch die Geberposition fährt bzw. sich dieser
annähert. Die hierbei auftretende Widerstandsänderung der Feldplatte wird zur Positionsmeldung
ausgewertet (DE-OS 2 915 198). Gleichfalls gibt es in der Ventiltechnik Meßsysteme
und Positionsgeber (DE-OSen 1 116 006 und 1 574 572), die aus zwei am Zylinderumfang
angebrachten und mit Wechselstrom gespeisten Spulen als Meßfühler bestehen, deren
Kopplungsfaktor durch den den Spulenort durchfahrenden Kolben verändert wird, wobei
auch diese Änderung wieder zur Erzeugung eines Signales für die Kol---s;ængenposition
verwertet wird. Im übrigen können bei dieser Art Meßsysteme die Spulen auch an einem
länglichen Halter befestigt sein, der in eine axiale Bohrung der relativ zU ihm
verstellbaren Kolbenstange taucht (DE-GM 79 10 174), so daß je nach Stellung der
Kolbenstange bzw. des Kolbens die magnetische Kopplung der beiden Spulen verändert
wird und hieraus Ausgangssignale zur Darstellung der jeweiligen Kolbenstangenposition
ent-=lt werden können.
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Diese bekannten Meßsysteme und Positionsgeber haben im allgemeinen
ein relativ großes Bauvolumen, so daß eine Kolben--Zylinder-Einheit meist nur mit
einem bzw. wenigen Meßsystemen bestückt werden kann. Hieraus folgt auch, daß solche
Meßsysteme in der
Praxis eigentlich nur zur Erfassung der Endlagen
und einiger weniger Zwischenstellungen der Kolbenstange eingesetzt werden können.
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Man ist also auf andere und bessere Lösungen angewiesen, wenn verlangt
wird, daß in Bezug auf den gesamten vorgegebenen Weg der Kolbenstange und des von
ihr betätigten bzw. gesteuerten-Bauelementes eine Vielzahl von Positionsanzeigen
möglich sein soll. Insofern gibt es bereits Lösungen (DE-OSen 2 348 066 und 2 855
681), bei denen in der Oberfläche der Kolbenstange mit Abstand zueinander Vertiefungen
vorgesehen sind, die mit einem Material von im Vergleich zum Kolbenstangenmaterial
verschiedener magnetischer Leitfähigkeit aufgefüllt sind. An einem der Zylinderköpfe
ist ein Meßfühler, beispielsweise ein Feldplattenfühler, vorgesehen, der magnetisch
vorgespannt ist und dessen Widerstand sich bei Bewegung der Kolbenstange periodisch
ändert, und zwar in Abhängigkeit von der Lage der in die Kolbenstange eingebrachten
Materialien und der Geschwindigkeit der Kolbenstangenbewegung. Auch diese Widerstandsänderungen
werden dann geeignet zur Darstellung bestimmter Kolbenstangenpositionen ausgewertet.
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Es ist klar, daß bei solchen Meßsystemem, abgesehen von einem hohen
Fertigungsaufwand, an die Meßgenauigkeit keine allzu gegen Anforderungen gestellt
werden können, da allein schon der mechanische Aufbau eine nur grobe Codierung und
Aufiösung des gesamten
zu erfassenden Meßweges der Kolbenstange
zulassen wird.
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Nachteilig macht es sich außerdem bemerkbar, daß das eigentliche Kolbenstangenmaterial
und das gesondert in die Kolbenstangenoberfläche eingebrachte Material verschiedene
Reibwerte haben, die ein unerwünschtes ruckartiges Gleiten der Kolbenstange in ihrer
im Zylinderkopf vorgesehenen Führung zur Folge haben werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Beseitigung der aufgezeigten
Nachteile. Insbesondere soll ein einfaches und sicher funktionierendes Meßsystem
geschaffen werden, mit dem in Bezug auf eine vorgegebene Bewegungsstrecke der Kolbenstange
oder des Zylinders einer Kolben-Zylinder-Einheit selbst kleinste Bewegung abläufe
bei unterschiedlichen Codierungen erfaßt werden können.
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ur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem einleitend angeführten
Meßsystem aus und kennzeichnet sich dadurch, daß der Code optisch abgefragt wird.
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Ein so ausgebildetes Meßsystem hat den Vorteil, daß zwischen den beiden
Endlagen der Kolben-Zylinder-Einheit ein hohes Auflösungsvermö- ersichtlich ansteuerbarer
Positionen geschaffen werden kann, so daß eine sehr hohe Vielzahl an Zwischenstellungen
möglich ist, da kleinste Axialbewegungen des Kolbens oder des Zylinders gefahren
werden können. Der Aufbau der Einheit kann dabei ferner sehr einfach gestaltet sein,
was die Funktionssicherheit gewährleistet. Weiterhin ist es möglich, daß eine Digitalcodierung
innerhalb der Einheit angewendet werden kann, so daß eine externe Digitalisierung
der von der Einheit erhaltenen Signale
innerhalb einer externen
Steuereinrichtung für die Einheit entfällt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Einheit mit den Mitteln der optischen
Signalleitung unter Verwendung von faseroptischen Lichtleitern ist die Steuerbarkeit
der Einheit wesentlich gesteigert, so daß der Einheit eine beträchtliche Erweiterung
ihres Anwendungsgebietes erschlossen ist. Sie kann nun schnell und positionsmäßig
mit gesteigerter Genauigkeit gesteuert werden, was ihre Anwendbarkeit als Antrieb
wesentlich erhöht. Zur baulich kompakten Gestaltung einer derartigen Einheit trägt
auch die Anwendung von mikroelektronischen Bauelementen bei, welche Elemente nun
auch hier eingesetzt werden können. Das erheblich verbesserte Zeitverhalten und
das beträchtlich erhöhte Positionierungsangebot an Zwischenstellungen ergeben ferner
die Grundlage zur gesteigerten Anwendbarkeit der Einheiten in der Handhabungs- Montage-und
Fördertechnik in Verbindung mit einem vermehrten Einsatz an Prozeßrechnern.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand mehrerer in der Zeichrrng dargestellter
Ausführungsformen beispielsweise näher erläutert Es zeigen: Figur 1 eine erste Ausführungsform
einer Kolben-Zylinder-Einheit im Axialschnitt, Figur 2 eine teilweise Querschnittsdarstellung
nach der Linie II-II in Figur 1,
Figuren 3,4 die Anwendung verschiedener
Codierungen, Figur 5 eine weitere Ausführungsform einer Kolben-Zylinder-Einheit,
Figuren 6,7 verschiedene Codierungsformen in teilweiser Darstellung, Figur 8 eine
Ouerschnittsdarstellung nach der Linie VIII-VIII in Figur 5, Figur 9 eine weitere
Ausführungsform in teilweiser Axialdarstellung, Figur 10 eine Querschnittsdarstellung
nach der Linie X-X in Figur 9, Figur 11 den prinzipiellen Aufbau eines Bauteiles
zur Herstellung und zum Lesen einer Codierung, Flg-,r 12 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
im Axialschnitt.
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In Figur 1 ist eine Kolben-Zylinder-Einheit 1 dargestellt, die sic
a--s einem Zylinder 2 mit seinem Bodenteil 3 und seinem Deckelteil 4 sowie aus einer
Kolbenstange 5 mit einem Kolben 6 zusammensetzt. Die durch das Deckelteil 4 hindurchragende
Kolbenstange 5 weist eine zentrale Längsbohrung 7 auf, die sich vom Innenende der
Rlbenstange aus erstreckt. In diese Längsbohrung ragt ein beisoielsweise rohrförmig
ausgebildeter Meßfühler 8 hinein und erstreckt sich bis in den Bereich des Deckelteiles
4, d.h. bis zur einen Endlage der Kolbenstange 5. Der Meßfühler trägt an seinem
Innenende einen Meßkopf 9 und ist andererseits im Bodenteil 3 des Zylinders 2 abgedichtet
ortsfest montiert. Ferner ist der rn die Längsbohrung 7 eintauchende Meßfühler 8
mittels einer Dichtung 10 gegenüber der Längsbohrung abgedichtet. Um eine ungehinderte
axiale
Bewegung der Kolbenstange 5 zu gestatten, ist der Meßfühler mit Luftausgleichsbohrungen
11 und 12 versehen, damit die Bildung eines Vakuums vermieden wird.
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Der Meßkopf 9 des Meßfühlers 8 ist als optischer Sende/Empfängerkopf
ausgebildet und wenigstens einmal vorgesehen. Er arbeitet nach dem Auflichtprinzip.
Hierzu sind zwei faseroptische Lichtleiter 13 und 14 vorgesehen, die sich von außen
in den Meßfühler 8 erstrecken und im Meßkopf 9 enden. Die Lichtleiter 13 und 14
münden in die Seitenwandung des Meßkopfes, so daß die Austrittsflächen der Lichtleiter
gegen die Seitenwandung der Längsbohrung 7 gerichtet sind, wie es aus Figur 1 deutlich
zu erkennen ist.
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Hier sind die Austrittsenden zum besseren Erkennen verdickt gezeichnet.
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Die erwähnte Seitenwandung der Längsbohrung 7 der Kolbenstange 5 ist
mit einer Codemaske 15 ausgestattet, die im we=~r.1ichen den gesamten Wandungsumfang
der Längsbohrung 7-einnimmt (Figur 2). Es kann nun so vorgegangen werden, daß entweder
die Codemaske 15 lichtreflektierend und die Wandung der Längsbohrung 7 lichtabsorbierend
ausgebildet ist. Jedoch kann dies auch uncEkehrt vorgesehen sein. Die Schaffung
einer lichtreflektierenden Wandung der Längsbohrung 7 kann durch Verchromung vorgenommen
werden.
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In den Figuren 3 und 4 sind verschiedene Codierungen dargestellt,
die
in Verbindung mit der Codemaske 5 verwendet werden können.
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In Figur 3 ist z.B. ein üblicher Dual-Code vorgesehen, der in die
Maske 15 eingestanzt werden kann. Es kann aber auch ein anderer Code verwendet werden,
z.B. der Gray-Code. Gemäß Figur 4 kann als ein noch weiterer Code ein Inkrementalcode
verwendet werden, der schematisch angedeutet ist. Bei Anwendung der erwähnten Codierungen
ist es möglich, eine außerordentlich hohe Anzahl von Zwischenstellungen der Kolbenstange
zwischen ihren Endstellungen anzusteuern, da die Ablesung der Codezeilen bzw. Codierungen
auf engstem Raum erfolgen kann.
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Wenn die Breite der Codemaske dem Wandungsumfang der Längsbohrung
&7 entspricht und die Codierung entsprechend auf die gesamte Breite der Codemaske
aufgeteilt ist, so ist es nicht erforderlich, daß die Kolbenstange 5 an einer Drehbewegung
gehindert werden muß. Es muß jedoch sichergestellt sein, daß der Austritts- und
Eintrittsbereich der Lichtleiter am Meßkopf 9 so gestaltet ist, daß diese Bereiche
in jeder radialen Kolbenstangenstellung die betreffende Codierung ablesen können.
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Wenn eerLforderlich sein sollte, kann die Codemaske 15 auch mit streifenförmigen
Versteifungseinlagen 16 versehen sein, die sich z.B. in Längsrichtung der Codemaske
erstrecken (Figur 4).
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In solc"-n Fällen ist es nötig, die Codierung redundant vorzusehen,
um bei einer Drehverstellung der Kolbenstange zu sichern, daß mindestens ein Codierungsstreifen
abgelesen werden kann..
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Hierzu ist ein externes ODER-Element (nicht dargestellt) vorgesehen,
das die Ablesesignale doppelt empfängt. Wird ein Signal durch eine Versteifungseinlage
16 gestört, so bleibt das andere Signal wirksam. Es muß aber vermieden sein, daß,
wenn zwei oder mehrere Versteifungseinlagen vorgesehen werden, beide ODER-Eingänge
signallos bleiben.
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Die Ein- und Austrittsflächen der Lichtleiter 13 und 14 im Meßkopf
9 können nun so gestaltet sein, daß jeder Codezeile ein Sende/Empfänger-Paar vorgesehen
ist. Hierzu kann man nun so vorgehen, daß entweder entsprechend viele Lichtleiter
vorgesehen werden, wenn Lichtleiter mit kleinem Durchmesser verwendet werden, oder
daß ein dickeres Lichtleiterkabel verwendet wird, das sende- und empfangsseitig
entsprechend der Anzahl der gew lten Code zeilen so aufgespalten ist, daß jeder
Codezeile ein Sende/Empfänger-Paar zugeordnet ist.
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Bei einer derartigen Ausbildung des Meßkopfes 9 ist es auch möglich,
mehrere Codierungen in der Codemaske 15 nebeneinander parallel verlaufend vorzusehen,
um jeweils verschiedene Aufgaben bei der Kolbenstangenverstellung oder alternativ
der Zylinderverstellung zu bewältigen. Es muß dann jedoch dafür gesorgt werden,
daß zwischen der Kolbenstange 5 und dem Zylinder 2 keine Relativdrehung erfolgen
kann.
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In Abänderung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispieles kann
auch so vorgegangen werden, daß die aussendenden und
empfangenden
Bereiche des Meßkopfes 9 durch Leuchtdioden und Fotozellen gebildet werden, von
denen dann elektrische Signalleiter ausgehen und zu einer externen Steuereinrichtung
fuhren.
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Zum Betrieb der vorstehend beschriebenen Einheit 1 werden die Anschlüsse
A und B entsprechend mit einem Fluid beaufschlagt, dessen Strömung durch die Abtastung
der jeweiligen Codierung in der Codemaske 15 mittels des Meßkopfes 9 in Verbindung
mit einer externen Steuereinrichtung gesteuert wird. Die Lichtleiter beleuchten
zum einen die Codierung und leiten zum anderen die aufgrund der Hell-Dunkel-Erscheinung
sich ergebenden Signale der Codierung zum elektrischen Teil der erwähnten Steuereinrichsung,
die dann einen Start- oderStopp-Befehl für das Fluid der Einheit 1 gibt.
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Der Aufbau des weiteren Ausführungsbeispieles nach Figur 5 gleicht
in seinen wesentlichen Teilen demjenigen des Ausführungsbeispieles nach Figur 1.
Ein hauptsächlicher Unterschied besteht jedoch darin, daß die Codierung auf einem
anderen Träger vorgesehen ist.
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DIeser Träger 17 besteht aus einem flachen, länglichen Körper, der
im Endbereich der Längsbohrung 7 der Kolbenstange 5 gelagert ist, und zwar in axialer
Richtung ortsfest und in radialer Richtung durch Schwenkmöglichkeit beweglich, um
Bewegungsunregelmä-Bigkeiten in radialer Richtung ausgleichen zu können. Hierzu
ist
ein Sockel 18 fest in der Bohrung 7 gelagert, der die Kugel
19 des Trägers 17 in einer entsprechenden Ausnehmung aufnimmt.
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Der Meßkopf 9 des Meßfühlers 8 weist ein Sende/Empfänger-Paar 13a
bzw. 14a auf, das jedoch auf den Träger 17 ausgerichtet ist.
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Von diesem Paar führen die faseroptischen Lichtleiter 13 und 14 durch
den übrigen Meßfühler 8 aus der Einheit 1 zu der bereits erwähnten Steuereinrichtung
heraus.
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Der Träger 17 ist in einer ersten Alternative zur Ausbildung einer
Codierung gestaltet. Hierzu ist er in seiner Längsrichtung mit einer gewünschten
Anzahl von Durchbrechungen17a versehen, die, in Längsrichtung des Trägers betrachtet,
mit den zwischen ihnen verbleibenden Bereichen des Trägers als irung dienen.
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Dadurch ist in diesem Fall das Durchlichtprinzip zur Abfragung der
Codierung anwendbar. Das im Lichtleiter 13 ankommende Licht wird von dem Sendeteil
13a ausgesandt, und zw Richtung auf den Träger bzw. den gegenüberliegenden Empfangsteil
14a des rückleitenden Lichtleiters 14. Als Signalgrundlage wird entweder die Lichtleitung
oder die Nichtlichtleitung in rückleitenden Lichtleiter 14 verwendet. Auch mit dieser
AusF gsform ist es möglich, auf der Gesamthublänge der Kolbenstange 5 oder des Zylinders
2 eine außerordentlich hohe Anzahl von Positionen anzusteuern.
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In abgeänderter Ausgestaltung des Trägers 17 kann dieser auch
Ohne
die erwähnten Durchbrechungen verwendet werden (Figur 7).
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Hierzu wird dann so vorgegangen, daß wenigstens eine Seite des Trägers
17 mit einer Codemaske 15 versehen wird. Weiterhin ist entweder die gewählte Seite
des Trägers 17 lichtreflektierend ausgebildet, z.B. durch Verchromung, während die
Codemaske 15 lichtabsorbierend ausgestaltet ist. In diesem Fall ist das Sende/Empfänger-Paar
13a bzw. 14a auf einer Seite des Trägers 17 vorgesehen. Durch diese Ausbildung ist
wiederum das Auflichtverfahren anwendbar. Alternativ kann auch so vorgegangen werden,
daß die entsprechende Trägerseite lichtabsorbierend ist, während die Codemaske 15
lichtreflektierend ist. In weiterer Ausgestaltung kann auch auf der anderen Seite
des Trägers 17 eine Codemaske 15a und ein Sende/Empfänger-Paar 13b bzw. 14b vorgesehen
werden, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, mehrere Codierungen in einer Einheit
1 vorzusehen. Hierdurch können verschiedene Arbeitsfunktionen von der Einheit 1
aus gesteuert werden.
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In weiterer Ausgestaltung des Trägers 17 kann auch so vorgegangen
werden, daß dieser mit einem langen Längsschlitz versehen ist (nicht gezeigt) und
daß auf einer Seite des Trägers eine den Schlitz überdeckende Codemaske aufgebracht
ist. In diesem Fall ist die gesamte Codierung durch die Maske gebildet, und es kann
wieder das Durchlichtverfahren angewendet werden.
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Das bzw. die Sende/Empfänger-Paare 13a, 14a; 13b, 14b sind
sende-
und empfangsseitig so ausgestaltet, daß sie die zugehörige Breite der jeweiligen
Codemaske insgesamt bescheinen bzw. erfassen. Hierdurch bescheint ein schmales Lichtband
die Codemaske in ihrer gesamten Breite bzw. erfaßt die Codierungen, wodurch sich
der Vorteil ergibt, daß sende- und empfangsseitig jeweils nur ein Lichtleiter erforderlich
ist.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 9, 10 und 11 gezeigt.
Der grundsätzliche Aufbau dieses Beispieles gleicht demjenigen des Beispieles nach
Figur 5. Für gleiche Teile gelten daher auch gleiche Bezugsziffern.
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Auch bei diesem Beispiel ist innerhalb der Längsbohrung 7 ein länglicher
Träger 20 entsprechend im Endbereich der Bohrung 7 wie bereits beschrieben ortsfest
gelagert. Dieser Träger kann auch aus einem durchsichtigen Material bestehen, z.B.
aus Kunststoff, und ist auf einer Seite mit einem as en Metallfilm 21 beschichtet,
in welchem sich die vorgesehene Codierung befindet.
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Der mit dem Metallfilm 21 versehene Träger 20 erstreckt sich axial
durch den Meßkopf 9 und durch den Met leer 8, wie dies auch bei dem vorstehenden
Beispiel der Fal =-.
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Der Meßkopf 9 weist ein Laser-Bauteil 22 auf, das dem Metallfilm 21
zugekehrt ist. Von diesem Bauteil 22 rt ein Lichtleiterkabel 23 zu einer externen
Steuereinrichtung.
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Das Bauteil 22 besteht wenigstens aus einem Lese-Laser, und der Metallfilm
21 dient als Codierungsschicht, in welche die jeweils gewünschte Codierung durch
Laserstrahlenbeschuß eingebracht werden kann, was durch einen gesonderten Vorgang
außerhalb der Einheit 1 erfolgen kann.
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Der Metallfilm 21 bzw. die Codierungsschicht weist eine vertiefte
Datenspur 24 auf, welche die gewünschte Codierung in Form von eingebrannten Löchern
24eenthält, die einen Durchmesser von etwa eihem Mikrometer aufweisen. Durch eine
derartige Programmierung der Datenspur läßt sich eine sehr hohe Packungsdichte erreichen,
so daß mit Hilfe des Laserbauteiles 22 ein außerordentlich hohes Auflösungsvermögen
erhalten wird, das noch größer ist als dasjenige der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Weiterhin können auch mehrere Datenspuren in dem Metallfilm 21 vorgesehen sein,
so daß sich mehrere Parallelspuren und damit mehrere Codierzeilen ergeben, mit deren
Hilfe es möglich ist, sowohl Funktionsprogramme als auch zusätzliche Kontrollprogramme
in der Codierungsschicht vorzusehen. Dadurch wird die Funktionssicherheit und die
Anwendbarkeit der in Rede stehenden Einheit 1 noch weiter gesteigert.
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Außer der Anwendung eines Lese-Lasers, der bereits als leistungsstarker
Halbleiterlaser in der Größe eines Stecknadelkopfes an sich zur Verfügung steht,
kann auch so vorgegangen werden, daß ein Schreib-und Lese-Laser verwendet wird.
Dies bietet die Möglichkeit, daß
eine Programmierung der Codierungsschicht
21 erst unmittelbar am Einsatzort vorgenommen werden kann. Auch in diesem Fall ist
es möglich, mehrere Codierungsspuren vorzusehen, denen entsprechend jeweils ein
Schreib- und Lese-Laser zugeordnet ist.
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In Figur 11 ist schematisch der Aufbau eines Schreib- und Lese-Lasers
gezeigt, der das Bauteil 22 bilden kann. Mit 25 ist das eigentliche Schreiblaserbauteil
25 bezeichnet, dem ein Kollimator 26 folgt, wonach eine optische Spiegeldiode 27
vorgesehen ist. Dieser folgt ein polarisierender Strahlteiler 28, demschließlich
eine Strahlensammellinse 29 nachgeordnet ist. Nach dem Durchlaufen des Laserstrahles
durch diese Bauteile trifft er auf die Codierungsschicht 21 des Trägers 20 auf und
brennt dort ein Mikroloch 2zein. Zum Lesen ist ein Lese-Laserbauteil 30 vorgesehen,
dem ebenfalls ein Kollimator 31 folgt, der wiederum auf die Spiegeldiode 27 ausgerichtet
ist. Ferner ist auf den Strahlenteiler 28 ein Detektor 32 ausge * set, dem zunächst
eine Sammellinse 33 zugeordnet ist, der dann ein weiterer Kollimator 34 folgt. Die
eingezeichneten PfeIle sollen die horizontale und vertikale Polarisierung andeuten.
Der Doppelpfeil 35 zeigt die Bewegung des Trägers 20 und damit d--= -ewegung der
Kolbenstange 5 an.
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Ein letztes Ausführungsbeispiel ist in F~<ar 12 dargestellt.
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Auch hier besteht die Einheit 1 aus einem Zylinder 2 mit einem
Fußdeckel
3 und einem Kopfdeckel 4, in welch letzterem die Kolbenstange 5 axial gleitet, die
an ihrem Innenende den Kolben 6 trägt. Bei diesem Beispiel ist die Sende/Empfänger-Einrichtung
im Bereich des Zylinderkopfes 4 vorgesehen, und zwar dadurch, daß die faseroptischen
Lichtleiter 13 und 14 in einen Ringraum 38 münden, der direkt an die Kolbenstange
5 angrenzt und zu einem Teil wandungsmäßig von der Kolbenstange begrenzt wird. Der
Umfang der Kolbenstange ist mit einer Codierung in Form von lichtreflektierenden
und lichtabsorbierenden Zonen 38 bzw. 39 versehen. Zur Ausbildung dieser Codierung
kann so vorgegangen werden, daß die durch Verchromung reflektierend ausgebildete
Oberfläche der Kolbenstange 5 an den erforderlichen Stellen durch Ätzung so behandelt
wird, daß an diesen Stellen eine Lichtabsorption gegeben ist. Alternativ kann auch
so vorgegangen werden, daß eine Codiermaske verwendet wird, welche die lichtabsorbierenden
Zonen zur Verfügung stellt. Natürlich kann auch hierbei umgekehrt vorgegangen werden.
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Anstatt daß die Lichtleiter 13 und 14 direkt die Lichtenergie auf
die Codierung 37 aussenden bzw. empfangen, kann auch so vorgegangen werden, daß
lichtaussendende bzw. lichtempfangende Elemente in Form von Leuchtdioden bzw. Fotozellen
(nicht dargestellt) verwendet werden, an welche Signalleiter angeschlossen sind,
die dann zu der externen Steuereinrichtung verlaufen.
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Der Ringraum 36 muß gegen Verschmutzung geschützt werden, wozu
Ringdichtungen
40 und 41 beiderseits des Ringraumes in dem Deckelteil 4 vorgesehen sind und die
Kolbenstange 5 umgeben. Sollte eine derartige Abdichtung alleine nicht ausreichen,
so sind Reinigungskanäle 42 vorgesehen, die in den Ringraum 36 einmünden und durch
welche ein Spülmittel geschickt wird, um eine Spülreinigung des Ringraumes vornehmen
zu können.
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In einer Abänderung kann auch so vorgegangen werden, daß die Sende/Empfänger-Einrichtung
13, 14, 36 auch in einem gesonderten Gehäuseteil vorgesehen ist, das an den Deckelteil
4 des Zylinders 2 angeflanscht ist.
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Aus den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ergibt sich,
daß hinsichtlich der Codierung ein auE =«entlich hohes Auflösungsvermögen geschaffen
und daß die Einheiten durch die Anwendung der vielfach ausgestaltbaren optischen
Codierungsabfragung in ihrer Bauweise sehr klein gehait=n werden können, da die
benötigten optischen Elemente eine miniaturisierte Bauweise ermöglichen.