DE3410534C2 - - Google Patents
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- F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
- F15B15/2861—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using magnetic means
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- G—PHYSICS
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Description
Die Erfindung betrifft einen Weg- oder
Geschwindigkeitsaufnehmer nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Zur Messung der Lage und/oder der Geschwindigkeit
des Kolbens in einem hydraulischen oder pneumatischen
Arbeits- oder Stellzylinder oder auch eines Schieberkol
benventils sind Aufnehmer bekannt und im Handel verfügbar,
die unter Anwendung unterschiedlicher physikalischer Prin
zipien arbeiten. So kann der Schleifer eines elektrischen
Potentiometers mit dem Kolben gekoppelt sein, wobei sich
dann die Stellung des Potentiometers und damit des Kolbens
aus einer Widerstandsmessung ableiten läßt. Schwierigkei
ten ergeben sich dadurch, daß der Kontakt zwischen dem
Schleifer und der Widerstandsbahn durch Verschleiß und
Verschmutzung Änderungen unterworfen ist. Die Bewegungs
geschwindigkeit des Schleifers ist außerdem begrenzt. Be
kannt sind auch kapazitive Wegaufnehmer, bei denen die
Kapazität eines Kondensators durch Änderung des Elektroden
abstandes, der Elektrodenflächen oder auch des Dielektri
kums abhängig von der Kolbenlage gemessen wird. Solche
Wegaufnehmer arbeiten zwar berührungslos, sie sich aber
bezüglich eines präzisen Aufbaus und auch der Meßauswer
tung aufwendig. Angewendet wird auch der Halleffekt, mit
dem sich die Lage eines Hallgenerators im Feld eines
Permanentmagneten mit abgeschrägten Polflächen bestimmen
läßt. Darüber hinaus werden Wegaufnehmer unter Verwendung
von Dehnungsmeßstreifen verwirklicht, mit deren Hilfe die
vom Kolben abhängige Auslenkung einer Biegefeder bestimmt
werden kann.
Eine weitere Gruppe von Weg- und Geschwindigkeits
aufnehmern nutzt magnetische Effekte aus, insbesondere
die Änderung der Induktivität einer Magnetspule, abhängig
von Änderungen des Magnetkreises, und insbesondere eines
Luftspaltes. Im einfachsten Fall ist der Anker einer Ma
gnetspule mit dem Kolben gekoppelt. Die Induktivität hängt
dann davon ab, wie weit sich der Anker den zugeordneten
Polflächen der Magnetspule nähert, wie groß also der Luft
spalt ist. Ein solcher Wegaufnehmer ermöglicht ein berüh
rungsloses Messen und ist verhältnismäßig unempfindlich
gegen Verschmutzungen, beispielsweise durch Hydrauliköl.
Es ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, größere Weg
längen zu messen, weil die Änderung der Induktivität ab
hängig von der Luftspaltbreite stark nichtlinear ist.
Eine Verbesserung läßt sich durch eine Differenzialanord
nung bekannter Art erzielen, bei der der Anker zwischen
zwei sich gegenüberstehenden Magnetspulen angeordnet ist,
derart, daß bei Vergrößerung des Luftspaltes auf der einen
Seite der Luftspalt auf der anderen Seite kleiner wird.
Der erzielbare lineare Bereich ist jedoch klein, so daß
die Messung größerer Wege nur unter hohem Aufwand erfolgen
kann. Eine Messung größerer Weglängen bei linearem Kenn
linienverlauf läßt sich dagegen mit bekannten Tauchanker-
Wegaufnehmern, insbesondere in Differentialausführung,
erreichen. Hierbei bewegt sich ein mit dem Kolben des
Zylinders gekoppelter Tauchanker zwischen zwei Magnet
spulen und ändert deren Induktivität gegensinnig. Die
Länge des Meßsystems muß hierbei jedoch wesentlich größer
als der zu messende Weg sein, beispielsweise mehr als doppelt
so groß. Ähnliches gilt für einen ebenfalls bekannten
Wegaufnehmer mit einem Differentialtransformator. Ein solcher
Wegaufnehmer ist ähnlich wie ein Tauchanker-Wegaufnehmer
aufgebaut, es wird hierbei jedoch die Änderung der
Gegeninduktivität gemessen.
Aus der DE-AS 10 17 805 ist auch ein Weg- oder
Geschwindigkeitsaufnehmer für die Lage eines Bauteils bekannt,
bei dem ein mit dem Bauteil verbundener Tauchanker mit dem
Kern einer Magnetspule einen Haupt- und einen Hilfsluftspalt
bildet. Bei einer Bewegung des Tauchankers entlang seines
vorgesehenen Verschiebeweges, der parallel zum Magnetfluß im
Hauptluftspalt und quer zum Magnetfluß im Hilfsluftspalt
verläuft, ändert sich die Luftspaltweite. Außerdem ist zur
Ausschaltung verbleibender kleiner Nichtlinearitäten der
Tauchanker konisch ausgebildet, so daß sich bei seiner
Bewegung der magnetisch wirksame Querschnitt in der
Verschieberichtung und auch der Hilfsluftspalt ändern.
Die bekannten Weg- und Geschwindigkeitsaufnehmer
sind im allgemeinen selbständige Bauteile, die mit dem
beweglichen Teil des Zylinders oder Ventils, also meist
dem Kolben, verbunden werden müssen. Ein Einbau in den
Zylinder selbst, also eine Integration, ist wegen der
Größe der Aufnehmersysteme, insbesondere ihrer Länge mit
Bezug auf die zu messende Weglänge sowie ihre Empfindlich
keit gegen Verschmutzung oder auch Schwingungen nicht oder
kaum möglich.
Ausgehend von dem Weg- oder Geschwindigkeits
aufnehmer nach der vorgenannten DE-AS 10 17 805 liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Weg-oder Geschwindigkeitsaufnehmer für hydraulische
oder pneumatische Zylinder oder Ventile zu schaffen, der
bei kurzer Baulänge mit Bezug auf die aufzunehmende Weg
länge eine berührungslose, zuverlässige und genaue Messung
ermöglicht und sich leicht in einen hydraulischen oder
pneumatischen Zylinder oder ein Ventil integrieren läßt.
Die Lösung der Aufgabe ist im Patentanspruch 1
angegeben.
Der ausnutzbare Verschiebeweg, der im allgemeinen
gleich dem Verschiebeweg des Kolbens ist, kann dabei sehr
groß sein. Trotzdem bleiben die Vorteile eines Wegaufnehmers
mit Magnetspule und Anker erhalten, insbesondere die berührungs
lose Messung und die Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung
sowie der einfache konstruktive Aufwand.
Für die praktische Gestaltung sowie auch den Verlauf
der Luftspaltänderung, abhängig von der Verschiebung, besteht
eine Vielzahl von Möglichkeiten. So kann die Luftspaltänderung
kontinuierlich und insbesondere linear, aber auch diskon
tinuierlich oder stufenförmig mit der Verschiebung erfol
gen. Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, daß der
Anker stabförmig ausgebildet und mit seiner Achse in einer
zu den magnetischen Kraftlinien im Luftspalt parallelen
Ebene unter einem kleinen Winkel gegen die Verschiebungs
richtung geneigt ist. Dann ändert sich der Luftspalt über
eine große Weglänge linear mit der Verschiebung. Der Winkel
kann zwischen einigen Zehntel und einigen Grad liegen.
Durch eine Verdrehungssicherung läßt sich erreichen, daß
die Lage des Stabes mit Bezug auf die magnetischen Kraft
linien erhalten bleibt.
Eine andere zweckmäßige Ausführungsform sieht
vor, daß der magnetisch wirksame Querschnitt des Ankers
sich in der Verschieberichtung kontinuierlich oder auch
diskontinuierlich ändert. Insbesondere kann der Anker ein
Kegel sein, dessen Achse parallel zur Verschiebungsrich
tung verläuft, wobei der von der Mantelfläche eingeschlos
sene Kegelwinkel zwischen etwa 0,4° und 20° betragen kann.
Auch hierbei ändert sich der Luftspalt wieder linear mit
dem Verschiebeweg. Eine Verdrehungssicherung ist nicht
erforderlich, wenn die Achse des Kegels mit der Drehachse,
also im allgemeinen der Kolbenachse, zusammenfällt. Die
zum Luftspalt gerichteten Polflächen des Kerns besitzen
zweckmäßig eine an den Anker angepaßte Form, sind also
beispielsweise zylindrisch für einen Anker in Form eines
Kegels.
Die Integration eines Weg- oder Geschwindigkeits
aufnehmers nach der Erfindung in einen Zylinder oder auch
ein Ventil ist leicht dadurch möglich, daß der Anker in
den Kolben und/oder die Kolbenstange bzw. den Ventilkörper
integriert ist. So kann der Anker in Form eines langge
streckten Kegels koaxial in der hohlen Kolbenstange eines
hydraulischen oder pneumatischen Arbeits- oder Stellzylin
ders angeordnet sein. Die Kolbenstange oder auch der Kol
ben bzw. der Ventilkörper müssen dabei wenigstens im Be
reich des Ankers aus antimagnetischem Material, also einem
Material mit der relativen Permeabilität 1 bestehen, damit
der Magnetfluß im Luftspalt zwischen den Polflächen des Kerns und
dem Anker nicht oder nicht wesentlich beeinflußt wird. Bei
spielsweise können der Kolben bzw. die Kolbenstange bzw. der Ven
tilkörper aus einem austenitischen Stahl bestehen.
In allen Fällen wird die Unterbringung des Ankers im Kolben
bzw. der Kolbenstange bzw. dem Ventilkörper deren Führungs
qualität genutzt, so daß über den gesamten Verfahrensbereich
ein hochgenaues Wegsignal gewonnen werden kann, ohne daß ein
zusätzlicher Aufwand für eine präzise Führung des Ankers und/
oder Kerns erforderlich ist. Es wird praktisch kein zusätzlicher
Platz benötigt und durch Unterbringung der Magnetspule im Gehäuse oder
Deckel des Zylinders bzw. des Ventils ist eine vollständige und bequeme
Integration möglich.
Die Magnetspule kann so angeordnet sein, daß die zum Luftspalt ge
richteten Polflächen an den Enden des Kerns auf der gleichen Seite des
Ankers liegen. Die Kraftlinien laufen dann über den Luftspalt anschlie
ßend an eine Polfläche zum Anker, eine Strecke durch den Anker und dann
über den zweiten Luftspalt und die Polfläche am anderen
Ende des Kern zurück. Zur Ausschaltung möglicher Lage
fehler, die das Meßergebnis beeinflussen, können zwei sich
gegenüberliegende Magnetspulen vorgesehen sein.
Die Magnetspule kann mit besonderem Vorteil auch
so angeordnet sein, daß die zum Luftspalt gerichteten Pol
flächen an den Enden des Kerns auf gegenüberliegenden
Seiten des Ankers liegen. Die Kraftlinien verlaufen dabei
quer durch den Anker. Mögliche Lagefehler des Ankers, die
den Luftspalt auf einer Seite vergrößern, werden dadurch
kompensiert, daß der Luftspalt auf der anderen Seite dann
kleiner wird.
Für einen hydraulischen oder pneumatischen Ar
beits- oder Stellzylinder mit zwei beidseitig vom Kolben
angeordneten Kolbenstangen sieht eine Weiterbildung der
Erfindung vor, daß jede Kolbenstange hohl ausgebildet ist
und einen Anker mit einer zugeordneten, im jeweiligen
Zylinderdeckel oder im Zylindergehäuse angeordneten Ma
gnetspule enthält. Damit läßt sich ein Differentialsystem
hoher Genauigkeit aufbauen, wenn die Luftspaltänderungen
der beiden Meßsysteme gegensinnig erfolgen, also beispiels
weise Anker in Form von Kegeln verwendet werden, die gegen
einander gerichtet sind.
Der Kern der Magnetspule soll aus einem Material
mit möglichst hoher Permeabilität bestehen, beispielsweise
aus Mumetall. Da die Messung der Induktivität als Maß für
die Lage mit Wechselstrom erfolgt, wird der Kern entweder
aus Blechen hergestellt oder ein Material mit möglichst
hohem spezifischem Widerstand verwendet, um Wirbelstrom
verluste kleinzuhalten. Entsprechende Forderungen gelten
für den Anker.
Wenn der Anker statt aus einem weichmagnetischen
Material in Weiterbildung der Erfindung aus einem perma
nentmagnetisierten Material besteht, so werden beim Ver
schieben des Ankers Spannungen in der Magnetspule erzeugt,
deren Höhe und Polarität ein Maß für die Verschiebege
schwindigkeit und -richtung sind.
Die Induktivitätsmessung der Magnetspulen kann
mit bekannten Schaltungen erfolgen, im einfachsten Fall
durch Anlegen einer Wechselspannung bekannter Größe und
Messung des dann über die Spule fließenden Stromes. Bei
Verwendung von zwei bzw. vier Magnetspulen lassen sich
Halb- oder Vollbrückenschaltungen mit oder ohne Phasen
abgleich aufbauen. Die Meßfrequenz wird möglichst hoch
gewählt, aber noch so niedrig, daß die Verluste klein
bleiben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Aus
führungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung be
schrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch
einen Hydraulikzylinder mit beidseitiger
Kolbenstange und einem integrierten Weg
aufnehmer nach der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt des Zylinders gemäß
Fig. 1 entlang der Schnittlinie 2-2;
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 zeigt
schematisch einen Hydraulikzylinder mit einem Kolben 1,
beiderseits des Kolbens angeordneten Kolbenstangen 2,
einem Gehäuse 3 und Deckeln 4. Die Hydraulikanschlüsse
5, 6 sind nur angedeutet. Der dargestellte Hydraulik
zylinder wirkt auf eine Last oder eine Verstelleinrich
tung (nicht dargestellt). Die Verbindung kann beispiels
weise über das auf der linken Seite in Fig. 1 abgebrochen
dargestellte Ende 7 der linken Kolbenstange 2 erfolgen.
Beide Kolbenstangen 2 sind hohl nach Art eines
Rohres ausgebildet und nehmen je einen Anker 8 in Form
eines schlanken Kegels aus einem magnetisierbaren Mate
rial auf. Die Kegel 8 sind möglichst genau so zentriert,
daß ihre Achse mit der der Kolbenstangen 2 zusammenfällt.
Dann ändern sich bei einer Verdrehung die geometrischen
und damit magnetischen Verhältnisse nicht. Zur Festlegung
der Kegel 8 in den Kolbenstangen können Führungsscheiben
im Bereich der Kegelspitzen vorgesehen sein. Es besteht
auch die Möglichkeit, die Kegel insgesamt in ein nicht
magnetisches Material so einzubetten, daß sich ein genau
in die Bohrung der Kolbenstange 2 passender Zylinder er
gibt, der dann nur noch eingeschoben werden muß. Zweck
mäßig wird für wenigstens einen der kegelförmigen Anker
8 eine Einstellmöglichkeit in Längsrichtung vorgesehen,
um bei einer Differentialschaltung eine Nulleinstellung
vornehmen zu können.
Die Magnetspulen weisen einen im wesentlichen
U-förmigen Kern 9 mit Polschuhen 10 und einer Wicklung
11 auf. Sie sind in Ausnehmungen 12 der Deckel 4 unterge
bracht.
Die kegelförmigen Anker 8 sind aus einem Mate
rial hoher Permeabilität hergestellt, das zur Vermeidung
von Wirbelstromverlusten hohen spezifischen Widerstand
besitzt. Solche Materialien sind handelsüblich, beispiels
weise als "COROVAC" (eingetragenes Warenzeichen) oder auch
keramisch als "FERROXUBE" (eingetragenes Warenzeichen).
Die Polschuhe 10 bestehen aus dem gleichen Material. Der
Kern 9 kann als handelsübliches Blechpaket aus einem Ma
terial mit sehr hoher Permeabilität hergestellt werden,
beispielsweise aus Mumetall, wobei die Blechung Wirbel
stromverluste vermeidet. Die Wicklung 11 ist so bemessen,
daß sich eine hohe Induktivität ergibt, die jedoch bei
noch nicht zu hohen Brückenversorgungsspannungen gemessen
werden kann. Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel hatte
die Spule 11 etwa 7000 Windungen aus einem lackierten
Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,1 mm. Die mittlere
Induktivität betrug etwa 10 H.
Da die Kolbenstangen 2 aus nichtmagnetischem
Stahl mit der relativen Permeabilität 1 bestehen, ist -
wie in Fig. 2 dargestellt - die Wand der Kolbenstangen
2 der Luftspaltweite l zuzurechnen. Die dem Luftspalt zu
gewante Fläche der Polschuhe 10 ist zur Verbesserung des
Kraftlinienverlaufes an die Form der Kolbenstangen 2 ange
paßt, also zylindrisch geschliffen.
Bei einem Kegelwinkel von 0,6°, gemessen als der
von zwei sich gegenüberliegenden Mantellinien des Kegels
eingeschlossener Winkel (der Winkel zwischen einer Man
tellinie des Kegels und seiner Achse beträgt dann also
0,3°) und einem Verschiebeweg von 100 mm ergibt sich dann
rechnerisch eine Luftspaltänderung von etwa 1 mm. Der mitt
lere Luftspalt, also der Gesamtluftspalt zwischen den
beiden Polschuhen bei mittlerer Stellung des Ankers be
trug etwa 4,5 mm. Bei Einschaltung der beiden Magnetspulen
in eine Wechselstrom-Brückenmeßschaltung mit Phasenkompen
sation, einer Brückenversorgungsspannung von etwa 30 V
und einer Frequenz von 50 Hz ergab sich eine sehr lineare
Kennlinie über den Verschiebeweg von ±50 mm mit einer
maximalen Meßspannung von etwa 250 mV. Eine höhere Empfind
lichkeit ist bei größeren Kegelwinkeln zu erzielen. Dann
ergibt sich aber eine Verringerung des Verschiebewegs.
Insgesamt lassen sich, abhängig von der Wahl des Kegel
winkels und unter Anpassung aller anderen Konstruktions
parameter, Verschiebewege von etwa 1 m und mehr erreichen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist in der
einseitigen Kolbenstange 22 eines Kolbens 1 im Gehäuse
3 eines Hydraulikzylinders ein Anker 28 in Form eines
schräggestellten Stabes untergebracht. Zwei Magnetspulen
mit je einem Kern 29 und einer Wicklung 31 sind im Deckel
24 des Hydraulikzylinders so angeordnet, daß die Pol
flächen der Kerne 29 jeweils auf der gleichen Seite der
Kolbenstange 22 liegen. Bei einer Verschiebung der Kolben
stange, die aus nichtmagnetisierbarem Material ähnlich
wie die Kolbenstangen 2 des Ausführungsbeispiels nach Fig.
1 und 2 bestehen, ändert sich der wirksame Luftspalt zwi
chen den Polflächen der Kerne 29 einerseits und dem
schräggestellten Stab 28 andererseits, und zwar linear
abhängig vom Verschiebeweg. Eine Verdrehungssicherung
(nicht gezeigt) sorgt dafür, daß der schräggestellte Stab
28 seine Ausrichtung mit Bezug auf die Kerne 29 beibehält.
Wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 kann die
Induktivitätsänderung in einer Wechselstrom-Brückenschal
tung gemessen werden.
Claims (17)
1. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer zur Bestimmung der
Lage eines Bauteils mit wenigstens einer Magnetspule,
deren Kern mit einem Anker einen Luftspalt bildet,
welcher sich bei relativer Bewegung des Ankers gegenüber
dem Kern ändert, wobei das Bauteil mit dem Kern oder
Anker verbunden ist, der Anker und/oder der Kern quer zur
Richtung des im Luftspalt verlaufenden Magnetflusses
verschiebbar ist und der Anker so ausgebildet ist, daß
sich sein magnetisch wirksamer Querschnitt in
Verschieberichtung ändert,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung von hydraulischen oder pneumatischen
Zylindern oder Ventilen als Bauteil der Anker
- - entweder senkrecht zum im wesentlichen U-förmigen Querschnitt des Kerns (Fig. 1, 2)
- - oder in der Ebene des im wesentlichen U-förmigen Querschnitts und parallel zur Verbindungslinie der Polflächen des Kerns verschiebbar ist.
2. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (29) stabförmig
ausgebildet und mit seiner Achse in einer zu den
magnetischen Kraftlinien im Luftspalt parallelen Ebene
unter einem kleinen Winkel gegen die Verschiebungsrichtung
geneigt ist (Fig. 3).
3. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsänderung kontinuier
lich erfolgt.
4. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anker ein Kegel (8) ist, dessen
Achse parallel zur Verschiebungsrichtung verläuft.
5. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der von der Mantelfläche einge
schlossene Kegelwinkel zwischen 0,4 und 20° beträgt.
6. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach einem der Ansprüche
1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Luftspalt gerichteten
Polflächen des Kerns (9, 10; 29) eine an den Anker (8) angepaßte
Form besitzen.
7. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach einem der Ansprüche
1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (8, 28) in den
Kolben und/oder der Kolbenstange (2, 22) bzw. den Ventilkörpern
integriert ist.
8. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anker in Form eines langge
streckten Kegels (8) koaxial in der hohlen Kolbenstange (2)
oder dem hohlen Ventilkörper eines hydraulischen oder
pneumatischen Arbeits- oder Stellzylinders bzw. Ventils
angeordnet ist und daß der Kolben oder die Kolbenstange (2, 22)
bzw. der Ventilkörper wenigstens im Bereich des Ankers (8, 28)
aus antimagnetischem Material mit der relativen Permeabilität
1 besteht.
9. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Ankers in der
Kolbenstange oder dem Ventilkörper einstellbar ist.
10. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben bzw. die Kolbenstange
(2, 22) bzw. der Ventilkörper aus einem austenitischen Stahl
besteht.
11. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach einem der
Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Luftspalt
gerichteten Polflächen an den Enden des Kerns (29) auf der
gleichen Seite des Ankers (28) liegen.
12. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach einem der
Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Luftspalt
gerichteten Polflächen an den Enden des Kerns (9, 10) auf
gegenüberliegenden Seiten des Ankers (8) liegen.
13. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach einem der
Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule
(9, 10, 11; 29, 31) im Gehäuse oder im Deckel (4, 24) eines
hydraulischen oder pneumatischen Arbeits- oder Stellzylinders
angeordnet ist.
14. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach einem der
Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
hydraulischen oder pneumatischen Arbeits- oder Stellzylinder
mit zwei beidseitig vom Kolben (1) angeordneten Kolbenstangen
(2) jede Kolbenstange hohl ausgebildet ist und einen Anker (8)
mit einer zugeordneten, im jeweiligen Zylinderdeckel (2) oder
im Zylindergehäuse angeordneten Magnetspule (9, 10, 11) enthält.
15. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach einem der
Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (9, 29)
aus Mumetallblechen besteht.
16. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach einem der
Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (8, 28)
aus einem weichmagnetischen Material mit hoher Permeabilität
und hohem spezifischem Widerstand besteht.
17. Weg- oder Geschwindigkeitsaufnehmer nach einem der
Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker aus
einem permanentmagnetisierten Material besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843410534 DE3410534A1 (de) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | Weg- oder geschwindigkeitsaufnehmer fuer hydraulische oder pneumatische zylinder oder ventile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843410534 DE3410534A1 (de) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | Weg- oder geschwindigkeitsaufnehmer fuer hydraulische oder pneumatische zylinder oder ventile |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3410534A1 DE3410534A1 (de) | 1985-10-03 |
DE3410534C2 true DE3410534C2 (de) | 1988-12-01 |
Family
ID=6231284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843410534 Granted DE3410534A1 (de) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | Weg- oder geschwindigkeitsaufnehmer fuer hydraulische oder pneumatische zylinder oder ventile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3410534A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19642764A1 (de) * | 1995-10-23 | 1997-04-24 | Toyota Motor Co Ltd | Meßverfahren für die Hublänge eines Kolbens in einem Solenoidventil |
DE19952590A1 (de) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Betätigung des Verdecks eines Kraftfahrzeugs |
DE102006049311A1 (de) * | 2006-10-19 | 2008-04-30 | Trw Automotive Gmbh | Baugruppe zur Erfassung einer Vertilstellung |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3813691A1 (de) * | 1988-04-22 | 1989-11-02 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Induktiver geber |
US4944356A (en) * | 1988-12-28 | 1990-07-31 | Ford Motor Company | Steering system position detector |
DE4029633A1 (de) * | 1989-10-06 | 1991-04-11 | Bosch Gmbh Robert | Wegmesssystem |
DE3940894A1 (de) * | 1989-12-11 | 1991-06-13 | Pepperl & Fuchs | Positionssensor |
US5045785A (en) * | 1990-03-05 | 1991-09-03 | Borg-Warner Automotive, Inc. | Linear position sensor with movable tapered element |
DE4020369A1 (de) * | 1990-06-27 | 1992-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Weggeber |
DE4035656B4 (de) * | 1990-11-09 | 2006-05-18 | Friatec Aktiengesellschaft | Verbundschieber mit Steuerung |
IT1279542B1 (it) * | 1995-02-17 | 1997-12-16 | Magneti Marelli Spa | Dispositivo sensore per il controllo elettronico di un elettromagnete di innesto, in particolare per un motorino d'avviamento. |
EP0845654A1 (de) * | 1996-12-02 | 1998-06-03 | Ognibene S.p.A. | Positionssensor, insbesondere für Zylinder-Kolbenstangen-Einheiten |
DE19836599A1 (de) * | 1998-08-13 | 2000-02-17 | Windhorst Beteiligungsgesellsc | Verfahren zur berührungslosen magnetischen Erfassung linearer Relativbewegungen zwischen Dauermagneten und elektronischen Sensoren |
NL1011265C2 (nl) * | 1999-02-10 | 2000-02-17 | Applied Power Inc | Lineaire positiesensor en inrichting voor het meten van een lineaire verplaatsing met de sensor. |
DE10114043A1 (de) * | 2001-03-22 | 2002-06-13 | Bosch Gmbh Robert | Wegsensor mit magnetoelektrischem Wandlerelement |
US20060213725A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Jorg Czempisz | Lubricant distributor |
WO2008031565A1 (de) | 2006-09-11 | 2008-03-20 | Trw Automotive Gmbh | Baugruppe zur erfassung einer ventilstellung |
CN101772667B (zh) * | 2007-07-31 | 2013-12-11 | 株式会社阿米泰克 | 流量控制阀以及流量控制阀用的滑阀位置检测装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1017805B (de) * | 1955-09-29 | 1957-10-17 | Siemens Ag | Einrichtung zur kontaktlosen Umwandlung mechanischer Ausschlaege in elektrische Groessen auf induktiver Grundlage |
-
1984
- 1984-03-22 DE DE19843410534 patent/DE3410534A1/de active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19642764A1 (de) * | 1995-10-23 | 1997-04-24 | Toyota Motor Co Ltd | Meßverfahren für die Hublänge eines Kolbens in einem Solenoidventil |
DE19952590A1 (de) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Betätigung des Verdecks eines Kraftfahrzeugs |
DE102006049311A1 (de) * | 2006-10-19 | 2008-04-30 | Trw Automotive Gmbh | Baugruppe zur Erfassung einer Vertilstellung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3410534A1 (de) | 1985-10-03 |
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