DE4025432A1

DE4025432A1 - Distance measurement system esp. for hydraulic cylinder - has conical measurement element varying air gap by moving w.r.t. annular coil

Info

Publication number: DE4025432A1
Application number: DE19904025432
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl Ing Bartholomaeus; Rolf Dr Ing Neuhaus; Rainer Dr Ing Nowak
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1991-02-14

Abstract

A distance measurement system has an inductive transducer with a measurement element (75) which varies a measurement inductance by varying an air gap (56) during relative motion w.r.t. the inductance. The inductance has a measurement or annular coil (50) guiding magnetic field lines (55) radially inwards via the air gap to the measurement element. Esp. for use wtih a hydraulic cylinder (1), the measurement element is conical and moves through the fixed measurement coil to vary the measurement gap. ADVANTAGE - Can be economically integrated into differential cylinder without extending its length.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wegmeßsystem, welches vorzugsweise zur Wegmessung bei Hydraulikzylindern einsetzbar ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen induk tiven Geber, der in einem solchen Wegmeßsystem verwendet wer den kann.The invention relates to a position measuring system, which preferably used for distance measurement in hydraulic cylinders is. In particular, the invention relates to an induc tive encoder used in such a measuring system that can.

In der DE-PS 35 25 199 ist ein induktiver Weggeber beschrie ben, bei dem der Induktivitätswert einer Meßinduktivität durch ein Meßelement verändert wird.In DE-PS 35 25 199 an inductive displacement sensor is described ben, in which the inductance value of a measuring inductance is changed by a measuring element.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, basierend auf der Lehre der DE-PS 35 25 199 speziell bei Zylinderanordnungen, d.h. bei einem Hydraulikzylinder und hier insbesondere dem am häufigsten eingesetzten Differentialzylinder, Verbesserungen vorzunehmen.The present invention aims to based on the teaching of DE-PS 35 25 199 especially at Cylinder arrangements, i.e. with a hydraulic cylinder and here in particular the most frequently used Differential cylinder to make improvements.

Der Erfindung liegt dabei vor allem die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Geber für ein Wegmeßsystem derart in einen Differentialzylinder zu integrieren, daß bei kostengünstigem, betriebssicherem Aufbau keine Erhöhung der Baulänge verursacht wird.The primary object of the invention is an inductive encoder for a measuring system in such a way Integrate differential cylinders that at low cost, reliable construction, no increase in overall length is caused.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung soll ferner erreicht werden, daß eine betriebssichere Herausführung der für die Versorgung der Meßspule benötigten Meßkabel möglich ist.According to a further development of the invention, the aim is also to achieve be that a reliable execution of the for Supply of the measuring coil required measuring cable is possible.

Die Erfindung sieht ganz allgemein die Möglichkeit vor, die üblicherweise in der Form einer Meßspule vorliegende Meßin duktivität sowie die zugehörigen Magnetflußleitmittel derart aufzuteilen, daß stationär verbleibende magnetische Flußleitmittel und beweglich angeordnete Flußleitmittel vorhanden sind, wobei die Meßinduktivität vorzugsweise benachbart entweder zu den stationären oder den beweglichen Flußleitmitteln angeordnet ist. Vorzugsweise werden die stationären Flußleitmittel zusammen mit der Meßinduktivität in einem gegenüber Druck abgedichteten Raum untergebracht, während die beweglichen Flußleitmittel im Falle eines Hydraulikzylinders am Kolben bzw. der Kolbenstange angeordnet werden.The invention provides in general the possibility that Messin usually present in the form of a measuring coil ductility as well as the associated magnetic flux conduction means to divide that remaining magnetic Flux guide and movably arranged flux guide are present, the measurement inductance being preferred adjacent to either the stationary or the mobile Flow guide is arranged. Preferably the stationary flux guide together with the measuring inductance housed in a room sealed against pressure, while the mobile flow guide means in the case of a Hydraulic cylinder arranged on the piston or the piston rod will.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein konisches Meßelement verwendet und die Abtastung erfolgt durch eine ortsfest angebrachte Meßinduktivität oder Meßspule durch Veränderung des Magnetspaltes. Dabei befindet sich das konische Meßelement in einem Druckraum.According to a preferred embodiment of the invention, a conical measuring element is used and the scanning takes place by means of a fixed measuring inductor or measuring coil by changing the magnetic gap. This is where conical measuring element in a pressure chamber.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Magnetkreis für die Meßspule über bewegte Teile, z.B. den Kolben des Zylinders oder dessen Kolbenstange, geschlossen wird.According to a development of the invention, it is provided that the magnetic circuit for the measuring coil via moving parts, e.g. the Piston of the cylinder or its piston rod, closed becomes.

Es wird ferner vorgesehen, daß die Meßspule sich im Druckraum befindet, aber über konstruktive Maßnahmen, z.B. Dichtungen, von diesem getrennt ist. Vorzugsweise wird der Magnetfluß der zu messenden Stelle mittels einer weichmagnetischen Scheibe konzentriert.It is further provided that the measuring coil is in the pressure chamber located, but via constructive measures, e.g. Seals, is separated from this. Preferably the magnetic flux Point to be measured using a soft magnetic disc concentrated.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist neben der Meßspule eine Temperaturkompensationsspule oder andere Kompensationsmittel angebracht. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Magnetfluß über eine Führung in der Kolbenstange geleitet. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung befindet sich die Meßspule außen am Zylinder. According to a development of the invention, in addition to the Measuring coil a temperature compensation coil or others Compensating means attached. According to a preferred Embodiment of the invention, the magnetic flux over a Guided in the piston rod. According to another Embodiment of the invention, the measuring coil is outside on the cylinder.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen.Preferred embodiments of the invention result especially from the claims.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:Further advantages, aims and details of the invention result from the description of exemplary embodiments based on the drawing; in the drawing shows:

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hydraulikzylinders unter Verwendung eines erfindungsgemäßen induktiven Gebers zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Wegmeßsystems; Figure 1 is a partial longitudinal section of a hydraulic cylinder designed according to the invention using an inductive sensor according to the invention to illustrate the position measuring system according to the invention.

Fig. 2 den Hydraulikzylinder gemäß Fig. 1 in einer Arbeitsstellung; FIG. 2 shows the hydraulic cylinder according to FIG. 1 in a working position;

Fig. 3 schematisch einen Schnitt ähnlich Fig. 1, und zwar durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 3 schematically shows a section similar to Figure 1, namely through a second embodiment of the invention.

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 3 durch ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 4 is a section similar to Figure 3 of a third embodiment of the invention.

Fig. 5 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 2 durch ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 5 is a longitudinal section similar to Figure 2 of a fourth embodiment of the invention.

Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 6 shows a schematic longitudinal section through a fifth embodiment of the invention;

Fig. 7 einen Teillängsschnitt durch ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figure 7 is a partial longitudinal section through a sixth embodiment of the invention.

Fig. 8 schematisch das Prinzip der sogenannten Innenmessung, bei dem ein Meßelement in der Form eines Hohlkonus vorliegt, in dem die Meßspule angeordnet ist; . Diagrammatically, in which the measuring coil is arranged Figure 8 is the principle of so-called internal measurement, in which a measuring element is in the form of a hollow cone;

Fig. 9 einen Schnitt ähnlich Fig. 8, wobei hier nur ein Teil des Meßkonus gezeigt ist und die Anpassung an das erfindungsgemäße Wegmeßsystem erfolgt; Fig. 9 is a section similar to Figure 8, wherein only a part of the Meßkonus is shown and the adaptation to the inventive measuring system.

Fig. 10 ein ins einzelne gehendes siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung des in den Fig. 8 und 9 gezeigten Innenmeßprinzips. Fig. 10 is a detailed seventh embodiment of the invention using the internal measuring principle shown in Figs. 8 and 9.

Das erfindungsgemäße Wegmeßsystem sowie der erfindungsgemäße induktive Geber werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In allen Fällen erfolgt die Anwendung des erfindungsgemäßen Wegmeßsystems bei Hydraulikzylindern, speziell bei Differentialzylindern. Obwohl diese Anwendung bevorzugt ist, sind natürlich auch andere Anwendungsfälle denkbar.The position measuring system according to the invention and the one according to the invention In the following, inductive sensors are based on Exemplary embodiments explained. In all cases the Application of the measuring system according to the invention Hydraulic cylinders, especially for differential cylinders. Although this application is preferred, of course, too other applications conceivable.

In Fig. 1 und 2 ist ein Hydraulikzylinder 1 dargestellt, der sich in Fig. 1 in seiner Ruheposition befindet, während in Fig. 2 eine teilweise ausgefahrene Arbeitsposition dargestellt ist. Wie die Druckmittelzu- und -abfuhr beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 erfolgt, ist nicht näher dargestellt, dem Fachmann aber vertraut.In Figs. 1 and 2, a hydraulic cylinder 1 is shown, which is located in Fig. 1 in its rest position, while in Fig. 2 is a partially extended working position illustrated. How the pressure medium supply and discharge takes place in the exemplary embodiment according to FIG. 1 is not shown in detail, but is familiar to the person skilled in the art.

Der Hydraulikzylinder 1 ist mit einem induktiven Geber 2, an geordnet innerhalb eines Zylinderrohrs 4, ausgestattet. Der induktive Geber 2 dient zur Messung des Weges, den ein Kolben 5 bzw. dessen Kolbenstange 6 zurückgelegt hat. The hydraulic cylinder 1 is equipped with an inductive transmitter 2 , arranged within a cylinder tube 4 . The inductive transmitter 2 is used to measure the path that a piston 5 or its piston rod 6 has traveled.

Der vorhandene Bauraum ist durch Hohlbohren der Kolbenstange 6 und auch des Kolbens 5 ausgenutzt, wobei diese Bohrung insgesamt mit 7 bezeichnet ist. Der Kolben 5 ist wie üblich hin- und herbewegbar in einer durch das Zylinderrohr 4 gebildeten Öffnung 8 angeordnet, wobei die Kolbenstange 6 mit ihrer Kolbenoberfläche 11 in einer Führung 10 des Zylinderkopfes 12 gelagert ist.The available space is exploited by hollow drilling the piston rod 6 and also the piston 5 , this bore being designated 7 overall. The piston 5 is, as usual, movable back and forth in an opening 8 formed by the cylinder tube 4 , the piston rod 6 with its piston surface 11 being mounted in a guide 10 of the cylinder head 12 .

Entgegengesetzt zum Zylinderkopf 12 befindet sich der auch als Deckel bezeichnete Zylinderboden 13, der einen vom Inneren der Kolbenstange 6 und des Kolbens 5 gebildeten Druckraum 16 begrenzt.Opposed to the cylinder head 12 is the cylinder base 13 , also referred to as a cover, which delimits a pressure space 16 formed by the interior of the piston rod 6 and the piston 5 .

Ein gegenüber dem Druck im Druckraum 16 abgedichteter Raum ist in Fig. 2 mit 17 bezeichnet und wird weiter unten noch näher erläutert.A space which is sealed off from the pressure in the pressure space 16 is denoted by 17 in FIG. 2 and is explained in more detail below.

Im hohl ausgebildeten Kolben 5 ist sozusagen am Kolbenboden (vgl. Fig. 2) eine Ringausnehmung 18 mit einer Sitzfläche 19 vorgesehen, um eine weichmagnetische Scheibe 27 (Fig. 1) fest darinnen aufzunehmen. Diese Meßscheibe 27 wird entweder in den Kolben 5 eingestemmt, eingeschraubt oder auch über Kerbnägel angenagelt. Die weichmagnetische Scheibe 27 kann allgemein als ein beweglicher Flußleitmittelteil bezeichnet werden, da sich die Scheibe 27 zusammen mit dem Kolben 5 bewegt.In the hollow piston 5 , an annular recess 18 with a seat 19 is provided on the piston head (see FIG. 2), so to speak, to hold a soft magnetic disk 27 ( FIG. 1) firmly therein. This measuring disc 27 is either caulked into the piston 5 , screwed in or nailed over notched nails. The soft magnetic disc 27 can be generally referred to as a movable flux guide part, since the disc 27 moves together with the piston 5 .

Die bereits erwähnte Bohrung 7 erweitert sich im Bereich des Kolbens 5 zu einer Öffnung 20 unter Bildung einer Kolbenwand 21, an deren Außenumfang Kolbendichtungen 22 vorgesehen sind. Die Kolbenwand 21 bildet ferner eine Anschlagfläche 23, die in der Ruheposition des Hydraulikzylinders 1 an einer Anschlagfläche 24 gebildet vom Deckel 13 anliegt.The bore 7 already mentioned widens in the region of the piston 5 to form an opening 20 to form a piston wall 21 , on the outer circumference of which piston seals 22 are provided. The piston wall 21 also forms a stop surface 23 which, in the rest position of the hydraulic cylinder 1, bears against a stop surface 24 formed by the cover 13 .

Im Deckel 13 ist eine Bohrung 30 ausgebildet, die sich zu einer Bohrung 29 verjüngt. Die Bohrung 30 bildet eine Anlage fläche 31. In der Bohrung 30 ist, abgedichtet durch eine Dichtung 33, eine nicht magnetische Buchse 36 befestigt. In dieser nicht magnetischen Buchse 36 ist eine an der Anlagefläche 31 anliegende Hülse 35 angeordnet, vorzugsweise befestigt. Diese Hülse 35 besteht vorzugsweise aus weichmagnetischem Material und kann als statischer Flußleit mittelteil bezeichnet werden.A bore 30 is formed in the cover 13 , which tapers to a bore 29 . The bore 30 forms a contact surface 31st A non-magnetic bushing 36 is fastened in the bore 30 , sealed by a seal 33 . In this non-magnetic socket 36 , a sleeve 35 bearing against the contact surface 31 is arranged, preferably fastened. This sleeve 35 is preferably made of soft magnetic material and can be referred to as a static flux guide middle part.

Die Abstützlänge der nicht magnetischen Buchse 36 sollte mög lichst groß sein, damit eine gute Befestigung, des vorzugsweise konischen Meßelements (Meßstange) 52 sichergestellt und genügend Platz für eine Meßspule 50 und eventuell eine Kompensationsspule vorhanden ist. Um die Hülse 35 mit Sicherheit axial am Deckel 13 anzupressen, wäre es sinnvoll, dieser einen Ansatz zu geben, damit über die nicht magnetische Buchse 36 der Kraftfluß eingeleitet werden kann.The support length of the non-magnetic socket 36 should be as large as possible, so that a good attachment, preferably the conical measuring element (measuring rod) 52 is ensured and there is enough space for a measuring coil 50 and possibly a compensation coil. In order to press the sleeve 35 axially on the cover 13 with certainty, it would make sense to give it an approach so that the force flow can be initiated via the non-magnetic bushing 36 .

Eine Bohrung 38 verläuft durch den Deckel 13 und die Hülse 35, um das Meßkabel von der Meßspule 50 herauszuführen.A bore 38 extends through the cover 13 and the sleeve 35 in order to lead the measuring cable out of the measuring coil 50 .

Die nicht magnetische Buchse 36 bildet eine Auflagefläche 40, um einen Ringvorsprung 41 der Meßstange 52 aufzunehmen. Im Ringvorsprung 41 ist eine Ringnut 42 zur Aufnahme einer Dich tung 43 ausgebildet. Dadurch wird der bereits erwähnte gegen über Druck abgedichtete Raum 17 definiert. Nachdem die Meßspule 50 in diesem Raum 17 sitzt, können die Meßkabel ohne weiteres herausgeführt werden, ohne gegenüber Druck abgedichtet sein zu müssen.The non-magnetic bushing 36 forms a bearing surface 40 in order to receive an annular projection 41 of the measuring rod 52 . In the annular projection 41 , an annular groove 42 for receiving a device 43 is formed. This defines the space 17 which is already sealed against pressure. After the measuring coil 50 is seated in this space 17 , the measuring cables can be easily led out without having to be sealed against pressure.

Die Befestigung der Meßstange 52 am Deckel 13 ist in Fig. 1 nicht veranschaulicht. Es wird jedoch an einem Befestigungs teil 46 der Meßstange 52 ein Gewindeteil 47 gezeigt, auf dem beispielsweise eine Mutter aufgeschraubt werden könnte. The attachment of the measuring rod 52 to the cover 13 is not illustrated in Fig. 1. However, it is shown on a mounting part 46 of the measuring rod 52, a threaded part 47 on which, for example, a nut could be screwed.

Es sei noch auf eine Dichtung 48 verwiesen, die den Deckel 13 gegenüber dem Zylinderrohr 4 abdichtet. Ferner ist am ver jüngten Ende der Meßstange 52, falls notwendig, eine nicht magnetische Führung 53 befestigt.Reference is also made to a seal 48 which seals the cover 13 with respect to the cylinder tube 4 . Furthermore, a non-magnetic guide 53 is attached to the young end of the measuring rod 52 , if necessary.

Der Verlauf des Magnetflusses ist in den Fig. 1 und 2 für eine einzige Flußlinie 55 schematisch dargestellt. Beginnt man im Innenraum der Spule, so verläuft die Flußlinie 55 zunächst durch den als Befestigungsteil 46 bezeichneten Abschnitt der Meßstange 52. Dieser Befestigungsteil 46 ist vorzugsweise kreiszylindrisch im Querschnitt, also nicht konisch. Die gezeichnete Flußlinie 55 verläuft dann senkrecht nach oben durch den Deckel 13, wobei natürlich darauf hinzuweisen ist, daß andere Flußlinien auch durch die Hülse 35 laufen. Die Flußlinie 55 läuft sodann parallel zur Längsachse des Hydraulikzylinders 1 durch das Zylinderrohr 4 und tritt dann über einen Spalt 60 zwischen Zylinderrohr 4 und Kolbenwand 21 in die Kolbenwand 21 ein. Um hier einen guten magnetischen Übergang zu erreichen, wird das Passungsspiel (also der Spalt 60) zwischen Kolben 5 und Zylinderrohr 4 möglichst klein gehalten. Sodann tritt die Flußlinie 55 in die weichmagnetische Scheibe (Meßscheibe) 27 ein und verläuft von dieser über einen Keilspalt 56 in die Meßstange 52 und zurück zum gewählten Ausgangspunkt.The course of the magnetic flux is shown schematically in FIGS . 1 and 2 for a single flux line 55 . If one begins in the interior of the coil, the flow line 55 initially runs through the section of the measuring rod 52 designated as fastening part 46 . This fastening part 46 is preferably circular-cylindrical in cross section, that is to say not conical. The drawn flow line 55 then runs vertically upward through the cover 13 , although it should of course be noted that other flow lines also run through the sleeve 35 . The flow line 55 then runs parallel to the longitudinal axis of the hydraulic cylinder 1 through the cylinder tube 4, and then passes through a gap 60 between the cylinder barrel 4 and piston wall 21 in the piston wall 21 a. In order to achieve a good magnetic transition here, the clearance (ie the gap 60 ) between piston 5 and cylinder tube 4 is kept as small as possible. The flux line 55 then enters the soft magnetic disk (measuring disk) 27 and runs from there via a wedge gap 56 into the measuring rod 52 and back to the selected starting point.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Hydraulikzylinders 81 mit induktivem Geber 82 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel stimmt weitgehend mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 überein, wobei aber hier auf folgende Unterschiede hingewiesen werden soll. Zum ersten ist hier eine sogenannte Befestigungs- und Anschlußplatte 61 dargestellt, an der der Deckel 13 befestigt ist. Ferner ist eine Druckmittelleitung 62 zu sehen, die eine Verbindung zum Zylinderkopfende hin vorsieht. Diese Leitung 62 wird über einen Anschluß 72 und Kanal 73 mit Tank oder Pumpe verbunden, je nachdem, ob der Zylinder ein- oder ausgefahren werden soll. Anschluß 77 und Kanal 78 stellen die weitere Strömungsmittelzufuhr bzw. -abfuhr sicher. FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a hydraulic cylinder 81 with an inductive transmitter 82 . This exemplary embodiment largely corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 1, but the following differences are to be pointed out here. First of all, a so-called fastening and connecting plate 61 is shown here, to which the cover 13 is fastened. Furthermore, a pressure medium line 62 can be seen, which provides a connection to the cylinder head end. This line 62 is connected via a connection 72 and channel 73 to the tank or pump, depending on whether the cylinder is to be retracted or extended. Port 77 and channel 78 ensure the further supply or removal of fluid.

Ferner zeigt dieses Ausführungsbeispiel eine zweifach abge stufte, nicht magnetische Buchse 63, wobei auf der einen Stufe die Meßspule 50 aufliegt, während auf der anderen Stufe der Ringvorsprung 41 aufliegt. Die Abdichtung erfolgt durch eine Dichtung 64. Die hier mit 65 bezeichnete Hülse bildet den statischen Flußleitmittelteil. Eine Flußlinie ist mit 67 bezeichnet. Ferner ist hier eine Mutter 66 dargestellt, die zur Befestigung der Meßstange 52 dient. Die Meßstange kann aber auch über ein Gewinde in einem Sackloch des Deckels 13 befestigt sein. In diesem Fall muß dann die Meßstange 52 an ihrem zylindrischen, im Druckraum liegenden Teil mit einem Sechskant oder eine Schlüsselfläche ausgeführt werden.Furthermore, this embodiment shows a two-stage, non-magnetic socket 63 , with the measuring coil 50 resting on one step, while the ring projection 41 rests on the other step. The seal is made by a seal 64 . The sleeve identified here at 65 forms the static flow guide part. A river line is designated 67 . A nut 66 is also shown here, which is used to fasten the measuring rod 52 . The measuring rod can also be fastened via a thread in a blind hole of the cover 13 . In this case, the measuring rod 52 must then be designed with a hexagon or a key surface on its cylindrical part lying in the pressure chamber.

Fig. 4 veranschaulicht einen Hydraulikzylinder 83 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar zusammen mit einem induktiven Geber 84. Hier ist dargestellt, daß eine nicht magnetische Buchse 68, vorzugsweise mit einer Aussparung 69 zur Aufnahme der Meßkabel der Meßspule 50, vorhanden ist, wobei die Herausführung schließlich über eine Bohrung 70 im Deckel 13 geschieht. Die Hülse ist hier mit 71 bezeichnet. Ansonsten sei auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 und 2 verwiesen. FIG. 4 illustrates a hydraulic cylinder 83 according to a third exemplary embodiment of the invention, together with an inductive transmitter 84 . It is shown here that a non-magnetic bushing 68 , preferably with a recess 69 for receiving the measuring cables of the measuring coil 50 , is present, the extraction finally taking place via a bore 70 in the cover 13 . The sleeve is designated 71 here. Otherwise, reference is made to the description of the first exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2.

In Fig. 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines Hydraulikzylinders 85 dargestellt, der einen induktiven Geber 86 aufweist. Der induktive Geber 86 weist eine von Flußleitmitteln 74 umgebene Meßspule 50 auf. Der gesamte Geber 86 ist in der Ringausnehmung 18 befestigt, wobei sich ein keilförmiger Spalt 56 zwischen dem radial innen gelegenen Ende der Flußleitmittel und der Meßstange 75 bildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich also die gesamte Meßspule oder Meßinduktivität 50 innerhalb des Druckraums 16. Die Meßstange 75 ist wiederum magnetisch leitend, wobei aber hier keine der Buchse 36 und der Hülse 35 entsprechende Bauteile vonnöten sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht im Gegensatz zu den bisher besprochenen Ausführungsbeispielen ein Problem insofern, als die mit der Meßspule 50 verbundenen Meßkabel nur mit Schwierigkeiten aus dem Druckraum 16 herausgeführt werden können.In Fig. 5, a fourth embodiment of a hydraulic cylinder 85 is shown, which has an inductive timer 86. The inductive transmitter 86 has a measuring coil 50 surrounded by flux guide means 74 . The entire transmitter 86 is fastened in the ring recess 18 , a wedge-shaped gap 56 being formed between the radially inner end of the flux guide means and the measuring rod 75 . In this exemplary embodiment, the entire measuring coil or measuring inductor 50 is therefore located within the pressure space 16 . The measuring rod 75 is again magnetically conductive, but here no components corresponding to the bushing 36 and the sleeve 35 are required. In this embodiment, in contrast to the previously discussed embodiments, there is a problem in that the measuring cables connected to the measuring coil 50 can only be led out of the pressure chamber 16 with difficulty.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hydrau likzylinders 87 dargestellt, bei dem der induktive Geber 88 neben einer Meßspule auch noch eine Kompensationsspule auf weist.In FIG. 6, a further embodiment of a Hydrau shown likzylinders 87, wherein the inductive transducer 88 has in addition to a measuring coil also a compensation coil.

In Fig. 7 ist ein Hydraulikzylinder 91 veranschaulicht, und zwar zusammen mit einem induktiven Geber 92, wobei hier der Konus in der Kolbenstange angeordnet ist.A hydraulic cylinder 91 is illustrated in FIG. 7, specifically together with an inductive transmitter 92 , the cone being arranged in the piston rod here.

Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen schließlich eine Weiterentwicklung des Wegmeßsystems der Fig. 7. Figs. 8, 9 and 10, finally, show a further development of the measuring system of Fig. 7.

Fig. 8 zeigt ein Meßelement in der Form eines Hohlkonus 26, in dessen Innenraum eine Meßinduktivität 27 aufgenommen ist, die eine Meßspule 50 aufweist. Zum Hohlkonus 26 weisen Polschuhe hin, wobei eine Flußlinie gestrichelt dargestellt ist. Durch den Pfeil 129 wird die zwischen der Meßinduktivität 27 und dem Hohlkonus 26 mögliche Relativbewegung entlang Längsachse 15 angedeutet. Der Hohlkonus 26 besteht aus magnetisch leitendem Material. Fig. 8 shows a measuring element in the form of a hollow cone 26, in the interior of which a measuring inductance 27 is received, having a measurement coil 50th Pole shoes point to the hollow cone 26 , a flow line being shown in broken lines. The arrow 129 indicates the possible relative movement along the longitudinal axis 15 between the measuring inductor 27 and the hollow cone 26 . The hollow cone 26 is made of magnetically conductive material.

Fig. 9 zeigt die Weiterentwicklung des in Fig. 8 gezeigten Meßsystems zu der in Fig. 10 im einzelnen veranschaulichten erfindungsgemäßen Ausgestaltung hin. Das in Fig. 10 gezeigte siebte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wegsystems weist einen Kolben 105 mit einer Kolbenstange 106 auf. Der Kolben 105 ist in einem Zylinderrohr 104 geführt und weist an seinem Außenumfang eine Dichtung 122 auf. Das Zylinderrohr 104 ist an seinem in Fig. 10 rechten Ende durch einen Deckel 113 abgeschlossen, in dem eine Bohrung 170 für die Zuleitung zu noch zu erläuternden Meß- und Kompensationsspulen 50 bzw. 250 untergebracht werden kann. An seinem linken Ende ist das Zylinderrohr 104 durch einen Zylinderkopf 112 abgeschlossen, in dem am Innenumfang eine Dichtung 212 untergebracht ist. FIG. 9 shows the further development of the measuring system shown in FIG. 8 towards the embodiment according to the invention illustrated in detail in FIG. 10. The seventh exemplary embodiment of a travel system according to the invention shown in FIG. 10 has a piston 105 with a piston rod 106 . The piston 105 is guided in a cylinder tube 104 and has a seal 122 on its outer circumference. The cylinder tube 104 is closed at its right end in FIG. 10 by a cover 113 , in which a bore 170 can be accommodated for the supply line to measuring and compensation coils 50 and 250 to be explained. At its left end, the cylinder tube 104 is closed off by a cylinder head 112 , in which a seal 212 is accommodated on the inner circumference.

Die Kolbenstange 106 bildet einen Innenkonus 206 ähnlich wie in Fig. 7, 8 und 9 gezeigt.The piston rod 106 forms an inner cone 206 similar to that shown in FIGS. 7, 8 and 9.

Am Zylinderboden oder Deckel 113 ist in weiter unten näher erläuterter Weise unter Zwischenlage einer Dichtung 133 eine Hülse 80 befestigt, die ersichtlich aus magnetisch leitendem Material besteht. Die Hülse 80 bildet an ihrem in den Konus 206 ragenden Ende einen Polschuh, aus dem der magnetische Fluß austreten und über einen Luftspalt in den Konus 206 eintreten kann.On the cylinder bottom or cover 113 , a sleeve 80 is fastened in a manner explained in more detail below with the interposition of a seal 133, which sleeve is made of magnetically conductive material. At its end projecting into the cone 206, the sleeve 80 forms a pole piece, from which the magnetic flux can emerge and enter the cone 206 via an air gap.

In der Hülse 80 sitzt benachbart zum Deckel 113 ein aus magnetischem Material bestehender Ring 213, daran anschließend ist die Kompensationsspule 50 angeordnet, sowie an diese anschließend ein aus magnetischem Material bestehender Ring 251, auf dem wiederum die Meßspule 50 sitzt. Ein vorzugsweise aus nicht magnetischem Material bestehender Hülsenteil 252 trägt an seinem Außenumfang eine Dichtung 253 und weist einen Flansch auf, mit dem er auf der Hülse 80 in der gezeigten Weise aufliegt. In dem von den Bauteilen 213, 250, 251, 50 und 252 definierten Innenraum sitzt passend ein Kern 103, der einen Flanschteil 58 bildet. Mit dem Flanschteil 58 liegt der Kern 103 auf dem Radialflansch des Hülsenteils 252 auf, und dieses liegt wiederum auf dem Radialflansch der Hülse 80, so daß durch das Festschrauben des Kerns 103 am Deckel 113 die bereits oben erwähnte Befestigung der Hülse 80 am Deckel 113 erreicht wird. Der Flanschteil 58 bildet ferner sich radial erstreckende Flußleitmittel, die für die Rückleitung des magnetischen Flußes aus dem Konus 206 verantwortlich sind, wie dies durch die gestrichelte Flußlinie erläutert wird.In the sleeve 80 sits adjacent to the cover 113, an existing magnetic material ring 213, thereafter, the compensation coil 50 is disposed, and subsequent to this, an existing ring of magnetic material 251, on which in turn the exploring coil is seated fiftieth A sleeve part 252 , preferably made of non-magnetic material, has a seal 253 on its outer circumference and has a flange with which it rests on the sleeve 80 in the manner shown. In the interior defined by the components 213 , 250 , 251 , 50 and 252 there is a fitting core 103 which forms a flange part 58 . With the flange 58 of the core 103 is supported on the radial flange of the sleeve part 252, and this in turn lies on the radial flange of the sleeve 80 so that achieved by the screwing of the core 103 on the lid 113, the above-mentioned fixing of the sleeve 80 on the lid 113 becomes. The flange portion 58 also forms radially extending flux directing means which are responsible for returning the magnetic flux from the cone 206 , as illustrated by the dashed flux line.

Benachbart zum Ring 213 ist noch ein Temperaturkompen sationsspalt 214 vorgesehen.A temperature compensation gap 214 is also provided adjacent to the ring 213 .

Claims

1. Inductive displacement transducer with a measuring inductance and a measuring element which changes the inductance value of the measuring inductance, the relative movement of the measuring inductor and measuring element perpendicular to the magnetic force lines emerging from magnetic flux conductors following an air gap change, and the measuring inductance form a central opening de measuring or toroidal coil has, and furthermore the magnetic flux ends at the central opening radially inward towards the central opening so that the magnetic field lines run in ra dialer direction over air gap means to the measuring element, and furthermore the best existing measuring element made of magnetically conductive material arranged in the central opening is and has a length corresponding at least to the width of the measuring inductance, characterized in that the measuring element is conical in particular for use in a hydraulic cylinder and by the stationary measuring coil Change in the measuring gap is sensed.

2. Position sensor according to claim 1, characterized in that the conical measuring element is a measuring rod.

3. displacement sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the conical measuring element is in a pressure chamber.

4. Position sensor according to one or more of the previous ones Claims, characterized in that the measuring element a changing outside diameter in a predetermined manner owns.

5. Position sensor according to one or more of the previous ones Claims, characterized in that the magnetic circuit over moving parts, e.g. Piston of the cylinder or piston rod closed is.

6. Position sensor according to one or more of the previous ones Claims, characterized in that the measuring coil in Pressure chamber, but via constructive measures, e.g. Seals from these, is separate.

7. Position sensor according to one or more of the preceding claims, characterized in that a non-magnetic guide ( 53 ) is attached to the end of the conical measuring element ( 52 ).

8. Position sensor according to one or more of the previous ones Claims, characterized in that a soft magnetic Disc concentrates the magnetic flux to the point to be measured.

9. Position sensor according to one or more of the previous ones Claims, characterized in that in addition to the measuring coil Temperature compensation coil or other compensation means are attached.

10. Travel sensor according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the magnetic flux over a guide is guided in the piston rod.

11. Travel sensor according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the measuring coil is on the outside located on the cylinder.

12. Inductive displacement transducer with a measuring inductor and a measuring element arranged in it using flux conducting means which conduct the magnetic flux of the measuring coil, characterized in that the measuring coil together with a first, preferably stationary flux conducting part ( 35 ) separately from a second or movable flux conducting part ( 27 ) are arranged, the magnetic circuit being closed by parts of the hydraulic cylinder arrangement.

13. Position sensor according to claim 12, characterized in that the measuring coil ( 50 ) and the stationary flux part ( 35 ) are arranged in a space ( 17 ) which is sealed against a pressure chamber in which the measuring element ( 52 ) is located , while the movable flux guide part ( 27 ) is fastened to the piston ( 5 ) or the piston rod ( 6 ), splitting means being formed which change in accordance with the movement of the piston rod.

14. Position sensor according to claim 12 or 13, characterized in that the stationary flux guide part rests directly on the measuring element ( 52 ), while the movable flux guide part ( 27 ) forms an air gap ( 56 ).

15. displacement sensor, characterized in that the measuring element ( 52 ) is attached to the cover ( 13 ) using a magnetically non-conductive component (socket 36).

16. Inductive displacement sensor according to DE-PS 35 25 199, characterized in that the measuring inductor is arranged together with its flux guide means on the piston or the piston rod of a hydraulic cylinder, in particular a differential cylinder ( Fig. 5).

17. Position sensor according to one or more of the preceding claims, characterized in that
that a hole ( 30 ) is provided in the cover ( 139 ) of the hydraulic cylinder, in which a non-magnetic bushing ( 36 ) is seated,
that the socket receives a circular cylindrical end ( 46 ) of the measuring element ( 52 ),
that the measuring element is surrounded by a measuring coil ( 50 ),
that a static flux guide part ( 35 ), in particular in the form of a sleeve, is arranged adjacent to the measuring coil, and that the measuring element ( 52 ) is also sealed in the socket ( 36 ) so that the measuring coil ( 50 ) is opposite the measuring element ( 52 ) surrounding the pressure chamber ( 16 ) is protected so that the measuring cable leading to the measuring coil ( 50 ) can be easily led out via suitable passages.

18. Inductive displacement transducer with a measuring inductance and a measuring element that changes the inductance value of the measuring inductance, the relative movement of the measuring inductance (measuring coil 50 ) and measuring element ( 206 ) perpendicular to the magnetic lines of force emerging from the magnetic flux guide means with a change in the air gaps, and the measuring inductance its outer circumference is enclosed by the magnetic flux guide means, the measuring element consisting of magnetically conductive material having a central opening in which the measuring coil ( 50 ) is arranged, and the magnetic flux guide means ending at the central opening radially outward towards the central opening, so that the magnetic field lines run in the radial direction via air gaps to the measuring element and the measuring coil is arranged in the central opening and has a length corresponding at least to the width of the measuring element ( 26 ), the measuring element being driven by the piston rod ( 106 ) of a hydraulic cylinder is formed while the measuring coil ( 50 ) is arranged stationary.

19. Position sensor according to claim 17 or another of the preceding claims, characterized in that the piston rod ( 106 ) to form the conical measuring element has a through the cylinder piston ( 105 ) and part of the rod conical bore ( 206 ), in which Radical flux guide means projecting from the conical bore and are arranged on the cover ( 113 ) of the hydraulic cylinder.

20. Position sensor according to one or more of the preceding claims, characterized in that a sleeve ( 80 ) is provided in a cylinder tube ( 104 ) adjacent to the piston ( 105 ), which carries the flux guide means and also the measuring coil ( 50 ).

21. Position sensor according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 80 ) carries the measuring coil ( 50 ) and preferably a temperature compensation coil ( 250 ) in its interior.

22. Position sensor according to one or more of the preceding claims, characterized in that a core ( 103 ) is arranged in the sleeve, which can be screwed into the cover ( 113 ) and at the same time fastens the sleeve ( 80 ) to the cover.

23. Position sensor according to one or more of the preceding claims, characterized in that the core ( 103 ) forms radially extending flux guide means which cooperate with the radial flux guide means formed by the sleeve ( 80 ).

24. Position sensor according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the sleeve ( 80 ) a ring ( 213 ), a ring ( 251 ) and sleeve part ( 252 ) are arranged and are supported on one another.