DE3311391A1 - Positionsgeber - Google Patents

Positionsgeber

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DE3311391A1
DE3311391A1 DE19833311391 DE3311391A DE3311391A1 DE 3311391 A1 DE3311391 A1 DE 3311391A1 DE 19833311391 DE19833311391 DE 19833311391 DE 3311391 A DE3311391 A DE 3311391A DE 3311391 A1 DE3311391 A1 DE 3311391A1
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Kurt Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Stoll
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Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
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    • GPHYSICS
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Description

  • Positionsgeber
  • Die Erfindung betrifft einen Positionsgeber für einen Motor mit einem linear bewegten Stellglied, und insbesondere für eine hydraulische oderpneumatische Kolben-Zylinder-Einrichtung.
  • Derartige Positionsgeber dienen dazu, die Lage des angetriebenen Stellglieds zu messen, und ein entsprechendes Regelsignal an eine Schaltung abzugeben, die den Antrieb des Motors steuert. Insbesondere kann die Annäherung des Stellglieds an eine bauspezifische Endlage detektiert werden, um den Motor anzuhalten oder umzusteuern. Zu diesem Zweck sind verschiedene Formen von Schaltern bekannt. Es gibt mechanische Endschalter, auf die das Stellglied auftrifft und eine Schaltbewegung auslöst. Weiterhin ist es bekannt, die Position des Stellglieds mittels eines elektrischen Schleifkontakts zu detektieren, der über einen veränderlichen Ohm'schen oder induktiven Widerstand läuft. In neuerer Zeit sind schließlich auch magnetische Detektionssysteme bekannt geworden, bei denen das Stellglied selbst mit geeigneten Permanentmagneten belegt und deren Magnetisierung mittels eines magnetempfindlichen Detektors ausgelesen wird. Als weitere Alternative wurde auch bereits vorgeschlagen, einen induktiven Annäherungsschalter zu verwenden, der ein hochfrequentes elektrisches Wechselfeld aussendet. Tritt ein metallisches Stellglied in den Wirkungsbereich dieses Feldes ein, so erfolgt eine Wirbelstromdämpfung, die anhand der sich ändernden Leistungsaufnahme des Annäherungsschalters nachgewiesen werden kann.
  • Durch die vorliegende Erfindung sollen demgegenüber alternative Detektionsprinzipien angegeben werden, die in verschiedener Hinsicht Verbesserungen bringen. Zum einen ist es vielfach erwünscht, die Position eines bewegten Stellglieds nicht nur automatisch zu detektieren, sondern zugleich eine visuelle Anzeige bereitzustellen, die einer Bedienungsperson die Kontrolle des Motors erlaubt. Die Signale eines magnetempfindlichen Detektors oder induktiven Annäherungsschalters müssen zu diesem Zweck erst in umständlicher Weise verarbeitet werden, bevor sie der direkten Sinneswahrnehmung durch den Menschen zugänglich sind. Hier will die Erfindung Vereinfachungen schaffen, indem ein Positionssignal zugleich visuell und maschinell erkennbar gestaltet wird. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung soll für die Funktion des Positionsgebers dasselbe Arbeitsmedium verwendet werden, wie für den Antrieb des Motors; hierdurch ist es möglich, einen mit einem einzigen Fluidum betriebenen Schaltkreis aufzubauen. Bei der Positionsbestimmung an einer hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Einrichtung sollen insbesondere Schnittstellen zwischen dem jeweiligen Arbeitsmedium und einer elektrischen oder elektronischen Steuerschaltung vermieden werden, die nach dem Stand der Technik erforderlich sind. Schließlich ist es durch die Verwendung neuer Detektionsprinzipien auch möglich, einen Fortschritt bei der Miniaturisierung von Bauteilen und eine Steigerung der Meßgenauigkeit zu erzielen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es also, einen besonders kompakten, in seiner Funktion der direkten Sinneswahrnehmung zugänglichen Positionsgeber zu schaffen, der mit geringem Aufwand und hoher Präzision betrieben werden kann und ein hohes Maß an Flexibilität in seinen Anwendungen besitzt.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Positionsgeber mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in nachgeordneten Ansprüchen gekennzeichnet.
  • Der erfindungsgemäße Positionsgeber weist somit eine Steuerschablone auf, die ein Erkennungsmuster trägt. Weiterhin ist ein Tastkopf vorgesehen, der dieses Erkennungsmuster detektiert, wobei dieser Vorgang durch fluidische, optische oder akustische Kopplung abläuft. Steuerschablone und Tastkopf sind dem Mo-tor derart zugeordnet, daß zugleich mit der Antriebsbewegung des Stellglieds eine Relativbewegung zwischen dem Tastkopf und der Steuerschablone bewirkt wird; der Tastkopf überfährt hierdurch verschiedene Bereiche der Steuerschablone und gibt in einstellbaren Positionen ein Signal ab, das zur Regelung des Motors dient. Die Zuordnung eines Tastkopfes und einer Steuerschablone erlaubt es, für die Positionsmessung die verschiedensten physikalischen Prinzipien einzusetzen. Insbesondere ist ein optisches oder akustisches Auslesen des Erkennungsmusters möglich, was eine unmittelbare Kontrolle dieses Vorgangs durch einen Beobachter ermöglicht.
  • Das Abtasten einer Steuerschablone kann aber auch durch das Arbeitsfluidum des hydraulischen oder pneumatischen Motors erfolgen, indem bestimmte Strömungswege für das Fluidum geöffnet oder geschlossen werden; hierdurch kann ein fluidisches Antriebsaggregat in vorteilhafter Weise mit einer fluidischen Steuerschaltung kombiniert werden.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Schematisch zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Positionsgebers; Fig. 2 einen Schnitt durch den Tastkopf des Positionsgebers entlang der Linie II-II von Fig. 1; Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Positionsgebers; Fig. 4 eine Draufsicht auf die Steuerschablone des Positionsgebers mit Blick in Richtung IV von Fig. 3, Fig. 5 eine Seitenansicht des um 90o gedreht dargestellten, zugehörigen Tastkopfes mit Blick in Richtung V von Fig. 3.
  • Bezugnehmend zunächst auf Fig. 1, ist der erfindungsgemäße Positionsgeber im Zusammenhang mit einer schematisch dargestellten Kolben-Zylinder-Einrichtung 1 skizziert. Diese besitzt einen Zylinder 2, der an seinen beiden Stirnseiten durch Deckel 3 verschlossen ist. Im Innern des Zylinders 2 läuft ein Kolben 4, der in bekannter Weise mit einer Kolbenstange 5 verbunden ist. Die Kolbenstange 5 ragt einseitig aus dem Zylinder 2 heraus, wobei sie einen der Deckel 3 dichtend durchstößt. Der Kolben 4 wird unter dem Einfluß eines hydraulischen oder pneumatischen Fluidums im Innern des Zylinders 2 hin- und herbewegt; diese Bewegung überträgt sich auf die Kolbenstange, die somit ein linear bewegtes Stellglied dieses Motors darstellt.
  • Mit dem herausragenden Ende 6 der Kolbenstange 5 ist eine Steuerschablone 7 fest verbunden. Die Kolbenstange 5 kann zu diesem Zweck selbst abgekröpft sein; es ist aber auch möglich, ein Haltegestänge 8 vorzusehen, das die Steuerschablone 7 mit der Kolbenstange 5 verbindet. Durch die mechanisch starre Kopplung wird zugleich mit der Kolbenstange 5 die Steuerschablone 7 hin- und herbewegt. Sie passiert dabei einen Tastkopf 9, der ein Erkennungsmuster der Steuerschablone 7 ausliest und ein die Kolben-Zylinder-Einrichtung 1 steuerndes Signal abgibt. Der Tastkopf 9 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ist ein fluidisch arbeitender Detektor; entsprechend trägt auch die Steuerschablone 7 ein Erkennungsmuster, das sich fluidisch detektieren läßt.
  • Die Steuerschablone 7 hat die Gestalt eines Sperrschiebers, der geeignet ist, den Strömungsweg eines Fluidums zu durchsetzen und damit seinen Weg zu versperren. Als gesteuertes Fluidum findet vorzugsweise dasselbe Medium Verwendung, das die Kolben-Zylinder-Einrichtung treibt. Hierdurch ist es möglich, die zugehörige Steuerschaltung mit ähnlichen hydraulischen oder pneumatischen Bauelementen zu verwirklichen, wie sie im Versorgungsnetz der Kolben-Zylinder-Einrichtung 1 Verwendung finden, was einen erheblichen Rationalisierungseffekt mit sich bringt. Die sperrschieberförmige Steuerschablone 7 trägt Löcher 10, die in einem Lochbild angeordnet sind und in bestimmten Relativstellungen der Steuerschablone 7 und des Tastkopfes 9 einen Durchtritt des Strömungsmediums ermöglichen. In diesen Stellungen wird ein durch den Tastkopf 9 führender Steuerkreis geschlossen und ein die Kolben-Zylinder-Einrichtung 1 beeinflussendes Regelsignal an einen Steuerkreis abgegeben.
  • Fig. 2 zeigt die prinzipielle Anordnung des Tastkopfes 9.
  • Dieser weist ein Gehäuse 11 auf, an dem zwei Anschlüsse 12 für einen hydraulischen oder pneumatischen Steuerkreis vorgesehen sind. Die Anschlüsse 12 lassen sich über einen durch das Innere des Gehäuses 11 geführten Kanal 13 verbinden; dieser Kanal 13 ist aber im Bereich eines Spalts 14 unterbrochen, in den die sperrschieberförmige Steuerschablone 7 ragt. Die Steuerschablone 7 hat die Gestalt einer rechteckigen Platte von wesentlich größerer Länge als Breite; ihre longitudinale Erstreckung entspricht mindestens dem Arbeitshub der Kolben-Zylinder-Einrichtung 1, und ihre übrigen Abmessungen sind im wesentlichen durch Stabilitätsanforderungen bedingt. Der Spalt 14 des Tastkopfes 9 ist so dimensioniert, daß die Steuerschablone 7 mit geringem Spiel hineinpaßt; in dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat demnach der Spalt 14 gleichfalls eine rechteckige Kontur. Er ist nur auf einem Teil der Tiefe des Tastkopfes 9 ausgenommen, so daß dieser die Steuerschablone 7 klauenartig übergreift.
  • Der Tastkopf 9 weist somit zwei einander gegenüberliegende Klauenabschnitte 15 auf, die durch den Spalt 14 voneinander getrennt werden; diese Klauenabschnitte 15 werden von einem durchgehenden Rücken 16 getragen. Wie man in Fig. 2 erkennt, ist der Kanal 13 für das Fluidum durch den Rücken 16 des Tastkopfes 9 geführt. Von dem entsprechenden Kanalstück 17 führt ein Querkanal 18 durch einen der Klauenabschnitte 15 bis an die den Spalt 14 begrenzende Fläche 19, und durch den anderen Klauenabschnitt 15 ist ein entsprechendes Kanalstück 20 zu der gegenüberliegenden Begrenzungsfläche 21 des Spalts 14 geführt. Die Kanal stücke 18; 20 münden an gegenüberliegenden Punkten der Begrenzungsflächen 19; 21, wobei sie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Fluchtrichtung liegen. Im Ergebnis besteht somit ein U-förmiger Strömungsweg zwischen den Anschlüssen 12, bei dem nur im Bereich des einen U-Schenkels eine Unterbrechung durch die Steuerschablone 7 erfolgt.
  • Die Steuerschablone 7 ist dichtend zwischen den Klauenabschnitten 15 des Tastkopfes 9 angeordnet. Zu diesem Zweck sind um die Mündungen der Kanal stücke 18; 20 in den Begrenzungsflächen 19; 21 des Spalts 14 Dichtungen 22 vorgesehen.
  • Vorzugsweise finden Rundschnurringe Verwendung, die die Mündungen umgeben. Diese dichten den Kanal 13 gegen die Steuerschablone 7 ab, so daß der Strömungsweg für das Fluidum des Steuerkreises normalerweise gesperrt ist. Zugleich bilden die Dichtungen 22 eine Gleitführung für die Steuerschablone 7, in der diese - von der Kolben-Zylinder-Einrichtung betätigt - eine Verschiebung parallel zu ihrer Längsrichtung durchführt. Zusätzlich zu den Dichtungen 22,können aber im Bereich des Spalts 14 auch weitere Gleitführungsmittel vorgesehen sein (nicht dargestellt). Die Steuerschablone 7 sperrt also den Kanal 13 über einen wesentlichen Teil ihrer Bewegungsbahn; eine Verbindung wird nur über die Löcher 10 hergestellt, die zu diesem Zweck so in der Steuerschablone 7 ausgenommen sind, daß sie beim Passieren des Tastkopfes 9 mit den Kanalstücken 18; 20 fluchten. Sobald durch Verschieben der Steuerschablone 7 ein Loch 10 in den Bereich zwischen den Dichtungen 22 tritt, wird ein Strömungsweg für das Steuerfluidum zwischen den Anschlüssen 12 geschaffen, und diese Durchschaltstellung löst das gewünschte Regelsignal aus.
  • Exemplarisch sind in Fig. 1 zwei Löcher 10 dargestellt, deren Fluchtstellung in dem Tastkopf 9 einer Umsteuerung der Kolbe~n-Zylinder-Einrichtung 1 zugeordnet ist. Selbstverständlich können aber in der Steuerschablone 7 auch mehr Löcher 10 angeordnet werden, um diverse andere Regelfunktionen zu erfüllen. Die Löcher 10 müssen in einer geraden, in Längsrichtung der Steuerschablone 7 verlaufenden Reihe ausgenommen werden, um bei deren Vorschub nacheinander die Auslesestelle in dem Tastkopf 9 zu erreichen und den dortigen Strömungsweg zu schließen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es auch möglich, in dem Tastkopf 9 quer zu der Steuerschablone 7 mehrere derartiger Auslesestellen vorzusehen und jeder eine eigene Reihe von Löchern zuzuordnen (nicht dargestellt).
  • Man erkennt, daß auf diese Art auch eine Steuerung komplexer Bewegungsabläufe eines hydraulischen oder pneumatischen Motors möglich ist. Die Abfolge der durchzuführenden Steuerschritte ist in Gestalt eines Lochbilds auf der Steuerschablone 7 kodiert; Änderungen sind durch einen Austausch der Steuerschablone 7 oder eine Variation des Lochbildes leicht durchzuführen. Wenn ein hohes Maß an Flexibilität gefordert ist, kann es dabei von Vorteil sein, von vornherein eine große Anzahl von Löchern in der Steuerschablone 7 vorzusehen und die nicht benötigten Löcher durch geeignete Klappen, Stöpsel o. ä. blindzuflanschen. Eine entsprechende Steuerschablone 7 in Gestalt eines Steckbretts verdeutlicht zugleich einem Betrachter die eingestellten Schaltabläufe in sehr anschaulicher Weise.
  • Für die beschriebene Positionserkennung des Tastkopfes 9 auf der Steuerschablone 7 kommt es weiterhin ersichtlich nur auf eine Relativbewegung dieser beiden Teile an. Der zu steuernde hydraulische oder pneumatische Motor muß zugleich mit der Antriebsbewegung seines Stellglieds eine derartige Relativbewegung vollführen; hierzu kann, wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, die Steuerschablone 7 mit dem Stellglied mitbewegbar und der Tastkopf 9 ortsfest angeordnet sein.
  • Umgekehrt ist es aber auch möglich, die Steuerschablone 7 ortsfest zu lassen, und den Tastkopf 9 zusammen mit dem Stellglied über der Steuerschablone 7 zu verschieben (nicht dargestellt). Auch sei noch bemerkt, daß das bewegliche Stellglied des zu steuernden Motors keineswegs immer eine Kolbenstange 5 sein muß; in einer Kolben-Zylinder-Einrichtung kann ebenso auch der Zylindermantel das bewegliche Stellglied darstellen und durch den erfindungsgemäßen Positionsgeber gesteuert werden.
  • Bezugnehmend nunmehr auf Fig. 3 bis 5, ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem das Erkennungsmuster einer Steuerschablone 7 optisch detektiert wird.
  • Ungeachtet der prinzipiell anderen physikalischen Effekte, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Man erkennt wiederum eine hydraulisch oder pneumatisch betriebene Kolben-Zylinder-Einrichtung 1 mit einem Zylinder 2.
  • Im Innern dieses Zylinders 2 ist ein Freikolben hin- und herverschiebbar angeordnet. An den Frei kolben ist ein Tastkopf 9 gekoppelt, der die Kolbenbewegung mitmacht. Die Kopplung kann beispielsweise durch einen aus dem Zylinder 2 herausragenden Mitnehmer erfolgen, was aber Dichtungsprobleme mit sich bringt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist daher vorgesehen, den Tastkopf 9 magnetisch an den Freikolben zu koppeln. Bei einer Bewegung des Kolbens überstreicht der Tastkopf 9 die Steuerschablone 7, die ortsfest angeordnet ist; da es wiederum nur auf eine Relativbewegung zwischen Tastkopf 9 und Steuerschablone 7 ankommt, kann ersichtlich auch umgekehrt eine Steuerschablone 7 an einem ortsfesten Tastkopf 9 vorbeibewegt werden (nicht dargestellt).
  • Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Prinzipien der optischen Detektion möglich. So kann der Tastkopf 9 eine kombinierte Sender-Empfänger-Einheit für Licht oder Infraròtstrahlung enthalten und die Steuerschablone 7 mit Absorbern, Reflektoren und/oder Diffusoren belegt sein. In dieser Anördnung sendet der Tastkopf 9 einen Lichtstrahl in Richtung auf die Steuerschablone 7 aus; unter Licht" soll dabei im folgenden sowohl sichtbares Licht als auch infrarote Strahlung verstanden werden. Die Steuerschablone 7 ist mit einem Erkennungsmuster versehen, das durch Bereiche mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften gebildet wird.
  • Die Steuerschablone 7 kann beispielsweise über den Großteil ihrer Oberfläche mit einem absorbierenden Belag versehen sein und das auftreffende Licht nur in einzelnen Bereichen in Richtung auf den Tastkopf 9 zurückreflektieren. Wird ein solcher Bereich von dem Tastkopf 9 überfahren, so spricht dessen Strahlungsempfänger an, worauf nach geeigneter Signalverstärkung ein Steuersignal abgegeben wird. Auch die umgekehrte Anordnung, bei der die Steuerschablone 7 auf einem Großteil ihrer Fläche reflektiert, und nur in ausgesuchten Bereichen das Licht absorbiert, ist bei umgekehrter Signaldiskrimination denkbar. Schließlich kann die Steuerschablone auch im wesentlichen lichtstreuend wirken, so daß ein niedriger Strahlungspegel in den Detektor des Tastkopfes 9 zurückfällt und nur die in bestimmten Abschnitten auftretende starke Absorption oder Reflexion ein Steuersignal für die Kolben-Zylinder-Einrichtung 1 hervorruft.
  • In diesen Bauformen ist die Steuerschab?one 7 ein rein passives optisches Element und nicht selbstleuchtend. Sowohl die Strahlungs-Emission als auch die Detektion wird vielmehr von dem Tastkopf 9 bewirkt. Diese Anordnung ist besonders einfach, aber nicht zwingend; man kann auch eine Steuerschablone 7 so gestalten, daß sie lokal Strahlung emittiert, während der zugehörige Tastkopf 9 nur einen in dem entsprechenden Wellenlängenband empfindlichen Detektor 23 enthält.
  • Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Man erkennt zwei Lichtquellen 24, die sich an gegenüberliegenden Enden der Steuerschablone 7 befinden. Die Lichtquellen 24 sind Hubendstellungen der Kolben-Zylinder-Einrichtung 1 zugeordnet.
  • Sobald der Tastkopf 9 mit dem Detektor 23 in das Strahlungsfeld der Lichtquellen 24 kommt, wird ein Signal abgegeben, das einen Schaltwechsel in der Kolben-Zylinder-Einrichtung 1 bewirkt. Eine Licht-Emission der Steuerschablone 7 kann auf verschiedene Art und Weise verwirklicht werden. Es ist z. B. möglich, daß die Steuerschablone 7 eine zentrale, einzige Lichtquelle enthält, die durch eine Maske mit lichtundurchlässigen und lichtdurchlässigen Partfen abgedeckt wird.
  • Eine geeignete Strahlungsquelle ist in diesem Fall eine Leuchtstoffröhre; Leuchtstoffröhren lassen sich leicht in allen auftretenden Längen und Formen von Steuerschablonen 7 herstellen. Es ist aber auch möglich, die Steuerschablone 7 mit einzelnen Strahlungsquellen für Licht oder Infrarotstrahlung zu belegen; eine derartige Anordnung ist in Fig.
  • 4 gezeigt. Man erkennt in zwei parallelen Reihen angeordnete Strahler 25, von denen zwei 24 emittieren. Jeder der Reihe von Strahlern 25 ist ein eigener Detektor 23 in dem Tastkopf 9 zugeordnet (vgl. Fig. 5). Es sind also zwei separate Auslesestellen für die Steuerschablone 7 vorgesehen, was ein hohes Maß an Flexibilität für die auszulösenden Steuervorgänge garantiert. Der jeweils gewünschte Steuercode wird durch ein Muster von leuchtenden und nichtleuchtenden Strahlern 25 eingestellt, wofür deren Energieversorgung in entsprechender Weise geschaltet wird. Bei Verwendung von sichtbarem Licht ist wiederum eine Bedienungsperson ohne weiteres in der Lage, den geltenden Code zu identifizieren; ebenso lassen sich bei einer genügenden Anzahl von Strahlern 25 auch Änderungen des Codes schnell und flexibel vornehmen.
  • Als gezielt aktivierbare Punktstrahlungsquellen für eine Steuerschablone kommen insbesondere Leuchtdioden (LED) in Betracht. Diese sind in verschiedensten Bauformen und -größen handelsüblich; sie bilden eine annähernd punktförmige Quelle inkohärenten Lichts. Eine höhere Ortsauflösung, und damit eine bessere Meßgenauigkeit, können durch kohärente Strahlungsquellen erzielt werden. Insbesondere im infraroten Strahlungsbereich stehen heute Halbleiter-Laser zur Verfügung, die für Anwendungen in der- Nachrichtentechnik entwickelt wurden.
  • Diese zeichnen sich durch niedrige Herstellungskosten und einen äußerst stabilen Langzeitbetrieb aus. Sie emittieren ein räumlich schmales Bündel kohärenter Infrarotstrahlung, die mit höherer Ortsauflösung aufgenommen werden kann als das Licht eines thermischen Strahlers. Im Bereich der optischen Laser zeichnet sich eine ähnliche Entwicklung ab; insbesondere kleine Gas-Laser, wie der He-Ne-Laser, eignen sich zur Miniaturisierung bei sehr niedrigen Gestehungskosten. Auch derartige Laser können mit Erfolg dazu verwendet werden, die Steuerschablone 7 zu belegen. Als Detektor für die Strahlung dient eine Fotozelle, und zur Signal verstärkung kann beispielsweise ein Sekundärelektronenvervielfacher verwendet werden. In der neuerlich bekannt gewordenen Bauform der "channel plates" ist es ohne weiteres möglich, den Detektor 23 und einen entsprechenden Verstärker auf engstem Raum in das Gehäuse des Tastkopfes 9 zu integrieren. Bezüglich dessen Bauform kann nochmals auf Fig. 5 verwiesen werden; man erkennt ein im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 11 das mit einer Zentalbohrung 27 auf den Zylinder 2 der Kolben-Zylinder-Einrichtung aufgezogen wird und darauf gleitet.
  • Das Gehäuse 26 enthält die Detektoren 23, die zugehörigen Vestärker sowie die magnetische Koppeleinrichtung, durch die der Tastkopf 9 den Bewegungen des Kolbens folgt.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der vorliegenden Erfindung kann das Erkennungsmuster der Steuerschablone 7 auch akustisch ausgelesen werden, und zwar durch Hörschall ebenso wie durch Ultraschall. Man kann sich zu diesem Zweck die optischen Strahler in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 bis 5 durch Schallquellen oder Ultraschallquellen ersetzt denken und ebenso die Detektor-en durch geeignete Schallempfänger. Bevorzugt wird eine Anordnung, bei der der Tastkopf 9 eine kombinierte Ultraschall-Sender- und -Empfängeranlage enthält und die- Steuerschablone mit entsprechenden Absorbern, Reflektoren und/oder Diffusoren belegt ist. Die Funktion dieser Anordnung entspricht der bei optischer Detektion.
  • Der erfindungsgemäße Positionsgeber kann insbesondere zu einer präzisen Endlagensteuerung des linear bewegten Stellglieds dienen. Im Fall einer hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Einrichtung wird beispielsweise einer angetriebenen Kolbenstange bzw. einem angetriebenen Mantelzylinder eine zangenförmige Endlagenbremse zugeordnet, die dieses Teil in einer Offenstellung frei beweglich läßt, in einer Schließstellung aber greift und arretiert. Der entsprechende Greifer wird durch ein Steuersignal des Positionsgebers aktiviert, sobald das Stellglied die gewünschte Endlage erreicht; diese wird durch ein schnelles Schließen der Greiferbacken fixiert.

Claims (14)

  1. Positionsgeber Ansprüche Positionsgeber für einen Motor mit einem linear bewegten Stellglied, und insbesondere eine hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor zugleich mit der Antriebsbewegung des Stellglieds eine Relativbewegung zwischen einem Tastkopf (9) und einer Steuerschablone (7) bewirkt, die ein von dem Tastkopf (9) detektierbares Erkennungsmuster trägt,- und der Tastkopf (9) in einstellbaren Positionen ein den Motor beeinflussendes Steuersignal abgibt.
  2. 2. Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Steuerschablone (7) oder der Tastkopf (9) mit dem Stellglied mitbewegbar sind, und das jeweils andere Teil ortsfest angeordnet ist.
  3. 3. Positionsgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erkennungsmuster fluidisch detektierbar ist.
  4. 4. Positionsgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Stellglied ein den Strömungsweg eines Fluidums durchsetzender Sperrschieber verbunden ist, der in einem Lochbild angeordnete Löcher (10) trägt, die einen Durchtritt des Fluidums ermöglichen.
  5. 5. Positionsgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (9) einen Hohlraum aufweist, durch den der Sperrschieber in einer Gleitführung dichtend hindurchgeführt ist, wobei der Sperrschieber zwischen zwei Anschlüssen für das Fluidum läuft, die mittels der durch den Sperrschieber geführten Löcher (10) verbindbar sind.
  6. 6. Positionsgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erkennungsmuster optisch detektierbar ist.
  7. 7. Positionsgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (9) eine kombinierte Sender-Empfänger-Einheit für Licht oder Infrarotstrahlung enthält, und die Steuerschablone (7) mit Absorbern, Reflektoren und/oder Diffusoren belegt ist.
  8. 8. Positionsgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschablone (7) lokal Strahlung emittiert, und der Tastkopf(9) einen in dem entsprechenden Wellenlängenband empfindlichen Detektor (23) enthält.
  9. 9. Positionsgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschablone (7) eine zentrale Lichtquelle >1 enthält, die durch eine Maske mit lichtdurchlässigem und lichtundurchlässigenPartien abdeckbar ist.
  10. 10. Positionsgeber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsquelle eine Leuchtstoffröhre dient.
  11. 11. Positionsgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschablone (7) mit einzelnen -Strahlungsquellen für Licht oder Infrarotstrahlung belegt ist, die vermittels einer elektrischen Schaltung aktivierbar sind.
  12. 12. Positionsgeber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsquelle eine Leuchtdiode (LED), ein Gas-Laser wie z. B. ein He-Ne-Laser, oder ein Halbleiter-Laser dient, und als Detektor eine Fotozelle oder ein Sekundärelektronenvervielfacher verwendet wird.
  13. 13. Positionsgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erkennungsmuster akustisch und insbesondere durch Ultraschall detektierbar ist.
  14. 14. Positionsgeber nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (9) eine kombinierte Ultraschall-Sender- und -Empfängeranlage enthält, und die Steuerschablone mit Absorbern, Reflektoren und/oder Diffusoren belegt ist.
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