DE3907944C2

DE3907944C2 -

Info

Publication number: DE3907944C2
Application number: DE19893907944
Authority: DE
Inventors: Peter Ing.(Grad.) 4630 Bochum De Brueggestrath
Original assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1989-03-11
Filing date: 1989-03-11
Publication date: 1993-07-01
Also published as: DE3907944A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung mit einem Zylinder, in den ein Druckmittel einführbar ist, einem in dem Zylinder geführten Kolben, der den Zylinderraum in einen Kolbenstangenraum sowie einen kolbenstangenfreien Raum trennt, und einer Kolbenstange, die über den Kolbenstangenraum aus dem Zylinder herausgeführt ist, wobei zum Messen des Stellweges ein Potentiometer vorgesehen ist, das aus einem magnetisch neutralen Potentiometerrohr mit darin angeordneter Meßeinrichtung und einem das Potentiometerrohr umgebenden Stellmagnetsystem besteht, wobei das Potentiometerrohr auf der kolbenstangenfreien Seite im Boden des Zylinders befestigt ist und in eine axiale Bohrung in dem Kolben sowie in der Kolbenstange hineinragt und wobei das Stellmagnetsystem in dem Kolben angeordnet ist. Die Stellvorrichtung ist eine aktive oder eine passive Stellvor richtung. Als aktive Stellvorrichtung ist sie als Stelltrieb durch das Druckmittel betätigbar. Als passive Stellvorrichtung ist sie durch das Druckmittel passiv verstellbar.

Bei der bekannten Stellvorrichtung, von der die Erfindung ausgeht (DE-GM 85 08 933) besteht die Meßeinrichtung aus einem Meßstab, über desen Länge verteilt mehrere Glasröhrchen-Kontaktschalter angeordnet sind, die unter der Wirkung des Stellmagnetsystems schalten, wenn sie bei Änderung des Stellweges an diesen vorbeigeführt werden. Die Meßgenauigkeit hängt von der Anzahl und dem Abstand der Glasröhrchen-Kontaktschalter ab. Diese Stellvorrichtung hat den Nachteil, daß die Genauigkeit der Messung auch dann beschränkt bleibt, wenn die Glasröhrchen-Kontaktschalter dicht nebeneinander angeordnet werden. Bei einer anderen bekannten Stellvorrichtung (DE-OS 35 20 199) sind im Potentiometerrohr verlegte Leiterbahnen in Verbindung mit Schleifkontakten, welche an einem mit dem Kolben verbundenen Träger befestigt sind. Hier stört jedoch die mechanische Verbindung zwischen dem Kolben und dem Potentiometerrohr über die beschriebenen Schleifkontakte. Auch sind bei der doppeltbeaufschlagten Stellvorrichtung, bei der sowohl der Kolbenstangenraum als auch der kolbenstangenfreie Raum von dem Druckmittel beaufschlagt sind, aufwendige Abdichtungsmaßnahmen am Kolben und/oder an der Kolbenstange erforderlich. Bekannt sind auch Stellvorrichtungen, bei denen das Potentiometer, z. B. als Drehpotentiometer oder Linearpotentiometer mit Leiterbahnen, auf den Zylinder aufgesetzt und über die Kolbenstange oder eine zusätzliche Stange betätigbar ist. Das ist aufwendig.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Stellvorrichtung anzugeben, bei der ohne eine mechanische Verbindung des Kolbens mit Bauteilen des Potentiometers der Stellweg sehr genau meßbar ist, und zwar sowohl bei einer einfach beaufschlagten Stellvorrichtung als auch bei einer doppelt beaufschlagten Stellvorrichtung.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Meßeinrichtung aus im Potentiometerrohr angeordneten Leiterbahnen und einem in dem Potentiometerrohr geführten sowie vom Stellmagnetsystem mitgenommenen Potentiometermagneten besteht und daß der Potentiometermagnet die Leiterbahnen verbindende Schleifkontakte aufweist. Es versteht sich, daß das Stellmagnetsystem sowie der Potentiometermagnet so ausgelegt und angeordnet sind, daß das Stellmagnetsystem den Potentiometermagneten in dem Potentiometerrohr mitnimmt, wenn der Kolben sich bewegt. Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß diese Mitnahme über magnetische Kräfte ohne weiteres berührungslos erfolgt.

Im einzelnen bestehen verschiedene Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung der erfindungsgemäßen Stellvorrich tung. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist da durch gekennzeichnet, daß der Kolbenstangenraum als der Druckmittelraum sowie der kolbenstangenfreie Raum druckmit telfrei ausgeführt sind, so daß das Potentiometerrohr als bloßes Umhüllungsrohr ausgeführt sein kann, welches zum Bei spiel aus Kunststoff besteht. In diesem Falle ist die Stell vorrichtung nur einseitig mit dem Druckmittel beaufschlagt und kann folglich mit einem Potentiometerrohr gearbeitet wer den, welches zur Aufnahme besonderer Druckbeanspruchungen nicht eingerichtet ist. Das gilt auch für die Befestigung des Potentiometerrohrs in dem zugeordneten Boden des Zylinders. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Anordnung so zu treffen, daß sowohl der Kolbenstangenraum als auch der kol benstangenfreie Raum als Druckmittelraum ausgeführt sind, wo bei in diesem Falle das Potentiometerrohr als Druckrohr aus zulegen ist, welches die entsprechenden Beanspruchungen auf nimmt. Das Potentiometerrohr kann dazu zum Beispiel aus mit Kohlenstoffasern bewehrtem Kunststoff, aus austenitischem Stahl oder einer "unmagnetischen" Metallegierung bestehen. Jedenfalls ist erfindungsgemäß das Potentiometerrohr abdich tungsfrei in die Bohrung des Kolbens bzw. der Kolbenstange eingeführt. Das ist möglich, weil die üblichen Druckmittel, insbesondere die hydraulischen Druckmittel, diamagnetisch oder paramagnetisch sind und folglich die magnetische Wech selwirkung des Magnetsystems im Kolbenboden mit dem Potentio metermagneten nicht stören. Mit hoher Empfindlichkeit arbei tet die erfindungsgemäße Stellvorrichtung in bezug auf die Messung des Stellweges, wenn der Stellmagnet und der Poten tiometermagnet als Ringmagnete ausgeführt sind, die mit hoher Genauigkeit rund ausgeführt und konzentrisch angeordnet sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher er läutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Stell vorrichtung,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maß stab einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegen stand nach Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung besitzt einen Zy linder 1, in den ein Druckmittel einführbar ist, einen in dem Zylinder 1 geführten Kolben 2, der den Zylinderraum in einen Kolbenstangenraum 3 sowie einen kolbenstangenfreien Raum 4 trennt und einer Kolbenstange 5, die über den Kolbenstangen raum 3 aus dem Zylinder 1 herausgeführt ist. Im übrigen ist ein Potentiometer 6 bis 10 angeordnet. Mit dem Potentiometer 6 bis 10 ist der Stellweg meßbar.

Das Potentiometer 6 bis 10 besteht aus einem magnetisch neu tralen Potentiometerrohr 6 mit in dem Potentiometerrohr 6 an geordneten Leiterbahnen 7, einem in dem Potentiometerrohr 6 geführten Potentiometermagneten 8 mit die Leiterbahnen 7 ver bindenden Schleifkontakten 9 und einem das Potentiometerrohr 6 umgebenden Stellmagnetsystem 10 für den Potentiometermagne ten 8. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Potentiometer rohr 6 auf der kolbenstangenfreien Seite im Boden 11 des Zy linders 1 befestigt ist und in eine axiale Bohrung 12 in dem Kolben 2 sowie in der Kolbenstange 5 hineinragt. Das Stell magnetsystem 10 ist in dem Kolben 2 angeordnet und so ausge legt, daß es den Potentiometermagneten 8 mitnimmt. Im Ausfüh rungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfin dung sind der Kolbenstangenraum 3 als der Druckmittelraum so wie der kolbenstangenfreie Raum 4 druckmittelfrei ausgeführt. Das Potentiometerrohr 6 ist in diesem Falle ein bloßes Umhül lungsrohr. Man entnimmt jedoch aus der Zeichnung, daß sowohl der Kolbenstangenraum 3 als auch der kolbenstangenfreie Raum 4 als Druckmittelraum ausgeführt sein könnten, wenn die Stellvorrichtung doppeltbeaufschlagt ist, wobei dann aller dings das Potentiometerrohr 6 entsprechend als Druckrohr aus zuführen ist. Das Potentiometerrohr 6 ist abdichtungsfrei in die Bohrung 12 des Kolbens 2 bzw. der Kolbenstange 5 einge führt. Es mag sich bei dem Stellmagnetsystem 10 und bei dem Potentiometermagneten 8 um Ringmagnete handeln.

Claims

1. Stellvorrichtung mit einem Zylinder, in den ein Druckmittel einführbar ist, einem in dem Zylinder geführten Kolben, der den Zylinderraum in einen Kolbenstangenraum sowie einen kolbenstangenfreien Raum trennt, und einer Kolbenstange, die über den Kolbenstangenraum aus dem Zylinder herausgeführt ist, wobei zum Messen des Stellweges ein Potentiometer vorgesehen ist, das aus einem magnetisch neutralen Potentiometerrohr mit darin angeordneter Meßeinrichtung und einem das Potentiometerrohr umgebenden Stellmagnetsystem besteht, wobei das Potentiometerrohr auf der kolbenstangenfreien Seite im Boden des Zylinders befestigt ist und in eine axiale Bohrung in dem Kolben sowie in der Kolbenstange hineinragt und wobei das Stellmagnetsystem in dem Kolben angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung aus im Potentiometerrohr (6) angeordneten Leiterbahnen (7) und einem in dem Potentiometerrohr (6) geführten sowie vom Stellmagnetsystem (10) mitgenommenen Potentiometermagneten (8) besteht und daß der Potentiometermagnet (8) die Leiterbahnen (7) verbindende Schleifkontakte (9) aufweist.

2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenstangenraum (3) als der Druckmittelraum sowie der kolbenstangenfreie Raum (4) druckmittelfrei ausgeführt sind und das Potentiometerrohr (6) als Umhüllungsrohr ausge führt ist.

3. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Kolbenstangenraum (3) als auch der kolbenstan genfreie Raum (4) als Druckmittelraum ausgeführt und das Po tentiometerrohr (6) als Druckrohr gestaltet ist.

4. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometerrohr (6) abdichtungsfrei in die Bohrung (12) des Kolbens (2) bzw. der Kolbenstange (5) eingeführt ist.

5. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellmagnetsystem (10) und der Poten tiometermagnet (8) als Ringmagnete ausgeführt sind.