DE4306539A1 - Device for detecting the position of the piston of a working cylinder - Google Patents
Device for detecting the position of the piston of a working cylinderInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung der Position des Kolbens eines Arbeitszylinders, wobei der Arbeits zylinder ein Gehäuse aufweist, das einen Gehäuseraum enthält, in dem sich ein axial beweglicher, eine Magnetanordnung aufweisender Kolben befindet, mit mindestens einem auf die Magnetanordnung ansprechenden Sensor, der außerhalb des Gehäuseraumes neben diesem im Hubbereich des Kolbens anzu ordnen ist.The invention relates to an arrangement for detecting the Position of the piston of a working cylinder, the working cylinder has a housing that contains a housing space, in which there is an axially movable, a magnet arrangement having piston, with at least one on the Magnet arrangement responsive sensor that outside the Housing space next to this in the stroke range of the piston order is.
Es ist üblich, im Betrieb eines Arbeitszylinders gewisse Positionen des Kolbens mit Hilfe von Sensoren zu erfassen, die am Außenumfang des Gehäuses des Arbeitszylinders be festigt werden. Sie enthalten in der Regel einen sogenannten Reed-Kontakt, der auf das Magnetfeld einer am Kolben angeord neten Magnetanordnung anspricht, wenn der Kolben im Laufe seines Hubes eine Position radial innerhalb des Sensors einnimmt. Die Sensoren sind entweder längsverstellbar an einer Führung des Gehäuses angeordnet oder fest an das Gehäuse angeschraubt. It is common to certain in the operation of a working cylinder Detect positions of the piston using sensors the be on the outer circumference of the housing of the working cylinder be consolidated. They usually contain a so-called Reed contact which is arranged on the magnetic field on the piston neten magnet arrangement responds when the piston in the course its stroke a position radially inside the sensor occupies. The sensors are either longitudinally adjustable a guide of the housing arranged or fixed to the housing screwed on.
Tritt bei verstellbar angeordneten Sensoren ein Defekt auf, der einen Austausch erfordert, so muß der Zugang um Umfangs bereich des Gehäuses gewährleistet sein. Der Arbeitszylinder ist also stets so anzuordnen, daß die an seiner Peripherie angeordneten Sensoren zugänglich sind. Beim Einbau eines Arbeitszylinders sind deshalb häufig Kompromisse einzugehen. Auch wird die Möglichkeit einer paketartigen kompakten Anord nung mehrerer Arbeitszylinder eingeschränkt. Nachteilig ist dies vor allem auf dem Gebiet der Werkzeugmaschinen, die mit einer Vielzahl von Arbeitszylindern zur Handhabung einzelner Werkzeuge ausgestattet sind. Dort ist es auch unabdingbar, im Defektfalle eines Sensors die gesamte Maschi ne abzuschalten, da im unmittelbaren Gefahrenbereich mani puliert werden muß.If a defect occurs with adjustable sensors, which requires an exchange, access must be extensive area of the housing. The working cylinder is always to be arranged so that on its periphery Arranged sensors are accessible. When installing a Working cylinders therefore often have to make compromises. Also the possibility of a package-like compact arrangement limited multiple cylinders. Disadvantageous this is especially in the field of machine tools, those with a variety of working cylinders for handling individual tools. It is there too indispensable, in the event of a sensor failure, the entire machine ne to switch off, because mani must be pulverized.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei hoher Service- und Repara turfreundlichkeit die paketartige Seite-an-Seite-Anordnung mehrerer Arbeitszylinder begünstigt.It is the object of the invention, an arrangement of the beginning to create the type mentioned, with high service and repair the package-like side-by-side arrangement favored several working cylinders.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der mindestens eine Sensor an einem Trägerstab befestigt ist und mit diesem eine auswechselbare Einschubeinheit bildet, die ausgehend von einem stirnseitigen Bereich des Gehäuses über eine sich dort befindliche Einschuböffnung bis zum Erreichen einer einer gewünschten Sensorposition entsprechenden Einschub position in eine gehäusefeste Aufnahmebohrung einschiebbar ist und sich in der Einschubposition bezüglich des Gehäuses axial unbeweglich lösbar festlegen läßt.This object is achieved in that the at least one Sensor is attached to a support rod and with this an interchangeable plug-in unit that starts out from an end area of the housing over a insertion opening located there until one is reached slot corresponding to a desired sensor position position can be inserted into a housing-fixed mounting hole and is in the insertion position with respect to the housing axially immovable can be fixed.
Auf diese Weise erfordert die Montage und Demontage der Sensoren nicht unbedingt eine Zugänglichkeit des Gehäuse umfanges im Hubbereich des Kolbens. Die Anbringung der Senso ren erfolgt nämlich nicht von radial außen her an das Gehäuse, sondern axial über die Einschuböffnung. Die Sensoren sind an einem Trägerstab festgelegt und bilden mit diesem eine Einschubeinheit, die sich von der Einschuböffnung her in die gehäusefeste Aufnahmebohrung so weit einschieben läßt, bis der oder die am Trägerstab angeordneten Sensoren die erforderliche Sensorposition längs des Hubbereiches des Kolbens einnehmen. Die Einschubeinheit ist als Ganzes aus wechselbar. Im Defektfalle wird sie einfach aus der Aufnahme bohrung herausgezogen, wobei man den Trägerstab und die Sensoren einheitlich gemeinsam handhabt. Man kann also durch aus den Arbeitszylinder so anordnen, daß der Umfangsbereich des Gehäuses, an dem sich der Sensor befindet, von radial außen her nicht oder nur schwer zugänglich ist. Dies ermög licht eine dichtgepackte Anordnung mehrerer Arbeitszylinder nebeneinander, was vor allem bei der Ausstattung von Werkzeug maschinen von Vorteil ist. Handelt es sich um einen Arbeits zylinder, dessen Kolben an einer Kolbenstange befestigt ist, die einen Gehäusedeckel axial durchdringt, so kann man die Aufnahmebohrung im Bereich des entgegengesetzten Gehäusedeckels vorsehen, so daß die Einschubmontage von einer Axialseite her erfolgt, die dem Arbeitsbereich des Arbeitszylinders entgegengesetzt ist. Es ist dann ein gefahr loses Auswechseln möglich, wobei von Fall zu Fall nicht einmal ein Abschalten der Maschine vonnöten ist.In this way, assembly and disassembly of the Sensors do not necessarily provide access to the housing circumference in the stroke range of the piston. The attachment of the Senso ren is not from the outside radially to the housing, but axially through the insertion opening. The sensors are fixed to a support rod and form a Slide-in unit, which is located in the slide-in opening push the mounting hole in the housing so far, until the sensor or sensors arranged on the support rod required sensor position along the stroke range of the Take the piston. The slide-in unit is off as a whole changeable. In the event of a defect, it is simply removed from the holder pulled out hole, taking the support rod and Commonly handled sensors together. So you can go through arrange from the working cylinder so that the peripheral area of the housing on which the sensor is located from radial is not accessible from the outside or is difficult to access. This enables light a tightly packed arrangement of several working cylinders side by side, which is especially true when equipping tools machines is an advantage. Is it a job cylinder whose piston is attached to a piston rod is that axially penetrates a housing cover, so can one the mounting hole in the area of the opposite Provide housing cover so that the slide-in installation of an axial side ago, which is the working area of the Working cylinder is opposite. Then there is a danger loose replacement possible, but not from case to case it is necessary to switch off the machine.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the invention are in the sub claims listed.
Der Trägerstab kann in der Einschubposition auf der der Einschuböffnung entgegengesetzten Seite der Aufnahmebohrung aus dieser herausragen, wobei der herausragende Stababschnitt im Hubbereich des Kolbens neben dem Gehäuse zu liegen kommt und den mindestens einen Sensor aufweist. In diesem Fall ist der Trägerstab zweckmäßigerweise länger als die Aufnahme bohrung. Letztere ist zweckmäßigerweise an einem gehäuse festen Tragteil vorgesehen, das bevorzugt von einem stirn seitigen Gehäusedeckel des Arbeitszylinders gebildet ist. Vor allem bei einer derartigen Anwendung ist es zweckmäßig, den Trägerstab mit seiner in Einschubrichtung weisenden Endpartie in der Einschubstellung in einem gehäusefesten Abstützteil zu fixieren, so daß Vibrationen ausgeschlossen sind. Auch bei diesem Abstützteil handelt es sich zweck mäßigerweise um einen Gehäusedeckel. Der Trägerstab kann sich hier zwischen den beiden Gehäusedeckeln parallel zu dem den Kolben enthaltenden rohrförmigen Gehäuseabschnitt mit radialem Abstand zu diesem erstrecken, wobei er beiden ends festgelegt ist.The support rod can be in the insertion position on the Insertion opening opposite side of the mounting hole protrude from this, being the protruding rod section comes to rest in the stroke area of the piston next to the housing and which has at least one sensor. In this case the support rod is expediently longer than the receptacle drilling. The latter is conveniently on a housing fixed supporting part is provided, preferably by a forehead side housing cover of the working cylinder is formed. Especially with such an application, it is advisable the carrier rod with its pointing in the direction of insertion End section in the insertion position in a housing-fixed Fix the support part so that vibrations are excluded are. This support part is also useful moderately around a case cover. The support rod can here parallel between the two housing covers the tubular housing portion containing the piston extend at a radial distance from this, being both ends is set.
Handelsübliche Sensoren müssen nach dem Austausch jedesmal neu bezüglich ihrer Relativposition zum Gehäuse justiert werden, damit sich die gewünschte Sensorposition ergibt. Auch dieser Nachteil läßt sich bei an einem Trägerstab ange ordneten Sensoren vermeiden, wenn am Trägerstab ein Anschlag vorgesehen ist, der in der Einschubposition mit einem in seinem Einschubweg liegenden gehäuseseitigen Gegenanschlag zusammenarbeitet, so daß sich für den jeweiligen am Träger stab festgelegten Sensor in der Einschubposition eine re produzierbar vorbestimmte Sensorposition ergibt. Man kann also verschiedene mit Sensoren ausgestattete Trägerstäbe bereitstellen, wobei die Sensoren untereinander die gleiche Relativposition bezüglich des zugeordneten Trägerstabes einnehmen. Wechselt man eine Einschubeinheit aus, braucht lediglich der neue Trägerstab bis zum Auflaufen an dem Gegen anschlag eingeschoben zu werden, wonach die gewünschte Sensor position automatisch vorliegt.Commercial sensors must be replaced every time adjusted with respect to their relative position to the housing so that the desired sensor position results. This disadvantage can also be seen on a support rod Avoid orderly sensors if there is a stop on the support rod is provided which in the insertion position with a its insertion path counter stop works together so that each one on the carrier stab fixed sensor in the insertion position a right produces producible predetermined sensor position. One can thus different support rods equipped with sensors provide, the sensors being the same among themselves Relative position with respect to the assigned support bar take in. If you change a plug-in unit, you need only the new support rod until it hits the counter stop to be inserted, after which the desired sensor position is automatically present.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Aufnahmebohrung wie auch eine am Abstützteil gegebenenfalls vorhandene Zen trierbohrung auf beliebige Weise hergestellt sein können. At this point it should be noted that the location hole as well as any Zen that may be present on the support part trier bore can be made in any way.
Es kann sich beispielsweise um Öffnungen handeln, die im Rahmen einer spanlosen Herstellung entstanden sind, beispiels weise beim Gießen des Trag- bzw. Abstützteils.It can be, for example, openings that are in the A chipless production has arisen, for example wise when casting the supporting or supporting part.
Eine optimale Abschirmung für die Sensoren ergibt sich, wenn sie in einem Hohlraum des Trägerstabes untergebracht sind. Hierbei ist der Trägerstab vorzugsweise zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet. Um das auslösende Magnet feld nicht zu beeinträchtigen, besteht er vorzugsweise aus unmagnetischem und/oder unmagnetisierbarem Material, insbe sondere Edelstahl.Optimal shielding for the sensors results when housed in a cavity of the support bar are. Here, the support rod is preferably at least partially tubular. To the triggering magnet not to impair the field, it preferably consists of non-magnetic and / or non-magnetic material, esp special stainless steel.
Der elektrische Anschluß der Sensoren erfolgt zweckmäßiger weise im Bereich der der Einschuböffnung zugeordneten Axial seite des Arbeitszylinders. Dort können mit den Sensoren verbundene und insbesondere im Innern des rohrförmigen Träger stabes verlaufende Signalleiter herausgeführt sein und ins besondere über einen elektrischen Verbindungsstecker an weiterführende Bauteile lösbar angeschlossen sein.The electrical connection of the sensors is more convenient example in the area of the axial assigned to the insertion opening side of the working cylinder. There you can use the sensors connected and in particular inside the tubular support stable signal conductor to be led out and into especially with an electrical connector further components can be detachably connected.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich nung näher erläutert. In dieser zeigtThe invention based on the accompanying drawing tion explained in more detail. In this shows
Fig. 1 eine bevorzugte Bauform der erfindungsgemäßen Anordnung an einem pneumatisch betätigten Arbeits zylinder, teilweise im Längsschnitt, Fig. 1 shows a preferred construction of the inventive arrangement the cylinder of a pneumatically operated working, partly in longitudinal section,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der beim Ausführungs beispiel gemäß Fig. 1 verwendeten Einschubeinheit, teilweise aufgebrochen, in Seitenansicht mit Blick gemäß Pfeil II aus Fig. 3, und Fig. 2 is an enlarged view of the insert unit used in the embodiment of FIG. 1, partially broken away, in side view with a view according to arrow II of FIG. 3, and
Fig. 3 die Einschubeinheit aus Fig. 2 in einer vergleich baren Darstellung aus einem in Umfangsrichtung um 90° gedrehten Blickwinkel mit Blickrichtung gemäß Pfeil III aus Fig. 2. FIG. 3 shows the plug-in unit from FIG. 2 in a comparative illustration from a viewing angle rotated by 90 ° in the circumferential direction with the viewing direction according to arrow III from FIG. 2.
Die Fig. 1 zeigt einen pneumatisch betätigbaren Arbeits zylinder 1 mit einem Gehäuse 2. Das Gehäuse 2 umfaßt einen mittleren rohrförmigen Gehäuseabschnitt 3, der an beiden Stirnseiten von jeweils einem Gehäusedeckel 4, 5 abgeschlossen ist. Im Innern des rohrförmigen Gehäuseabschnittes 3 befindet sich ein axial beweglicher Kolben 6, der mit einer Kolben stange 7 in Verbindung steht, die in an sich bekannter Weise durch einen der Gehäusedeckel 5 hindurch diesem gegenüber verschieblich nach außen geführt ist. Am äußeren Ende der Kolbenstange 7 ist eine Befestigungseinrichtung 8 vorge sehen, an der sich ein zu bewegendes Teil festlegen läßt. Fig. 1 shows a pneumatically actuatable working cylinder 1 with a housing 2. The housing 2 comprises a central tubular housing section 3 , which is closed at both ends by a housing cover 4 , 5 . Inside the tubular housing section 3 there is an axially movable piston 6 , which is connected to a piston rod 7 , which is guided in a manner known per se through one of the housing covers 5 so that it is displaceable towards the outside. At the outer end of the piston rod 7 , a fastening device 8 is easily seen, on which a part to be moved can be determined.
Der Kolben teilt im Inneren des rohrförmigen Gehäuseabschnit tes 3 zwei Arbeitsräume ab, die über nicht näher dargestellte Druckmittelkanäle der Gehäusedeckel 4, 5 mit Druckmittel befüllbar und/oder belüftbar sind. Auf diese Weise läßt sich der Kolben 6 mit der Kolbenstange 7 in Axialrichtung 9 des Gehäuses 2 hin und her bewegen.The piston divides in the interior of the tubular housing section 3 from two working spaces which can be filled and / or aerated with pressure medium via pressure medium channels of the housing cover 4 , 5, not shown. In this way, the piston 6 can be moved back and forth with the piston rod 7 in the axial direction 9 of the housing 2 .
An dem Kolben 6 ist eine permanentmagnetische Magnetanordnung 13 angeordnet, die sich zusammen mit dem Kolben 6 bewegt. Beim Ausführungsbeispiel ist sie von einer Ringmagnet-Anordnung gebildet. Außerhalb des Gehäuses 2 befinden sich im Hub bereich des Kolbens 6, also in dem Bereich, den der Kolben 6 während seiner Axialbewegung überstreichen kann, zwei Sensoren 14, 15. Beispielsgemäß sind sie von sogenannten Reed-Kontakten gebildet. Sie sind magnetfeldempfindlich und sprechen auf das Magnetfeld der Magnetanordnung 13 an, wenn diese im Rahmen der Hubbewegung des Kolbens 6 in eine Position radial innerhalb des betreffenden Sensors 14, 15 gelangt. In besagtem Moment spricht der betreffende Sensor 14, 15 auf die Magnetanordnung 13 an und verursacht ein Sensor signal , das zur Ansteuerung weiterer Einrichtungen verwendet werden kann. Eine Möglichkeit der Anwendung ist die Verur sachung eines Umschaltens eines Ventils, das für die Hub richtung des Kolbens 6 verantwortlich ist.On the piston 6, a permanent-magnetic magnet assembly 13 is arranged, which moves together with the piston. 6 In the exemplary embodiment, it is formed by a ring magnet arrangement. Outside the housing 2 there are two sensors 14 , 15 in the stroke area of the piston 6 , that is to say in the area which the piston 6 can sweep during its axial movement. For example, they are formed by so-called reed contacts. They are sensitive to the magnetic field and respond to the magnetic field of the magnet arrangement 13 when it reaches a position radially within the relevant sensor 14 , 15 as part of the stroke movement of the piston 6 . At that moment, the sensor 14 , 15 in question responds to the magnet arrangement 13 and causes a sensor signal that can be used to control other devices. One possibility of application is the causing a switching of a valve, which is responsible for the stroke direction of the piston 6 .
Die beiden Sensoren 14, 15 sind an einem Trägerstab 16 be festigt und bilden mit diesem eine Einschubeinheit 17, die in Fig. 2 und 3 nochmals vergrößert abgebildet ist. Einschub einheit deshalb, weil die aus Trägerstab 16 und Sensoren 14, 15 bestehende, gemeinsam handhabbare Einheit ausgehend von einem stirnseitigen Bereich 18 des Gehäuses 2 über eine sich dort befindliche Einschuböffnung 19 in eine gehäuse feste Aufnahmebohrung 22 einschiebbar ist, bis sich die in Fig. 1 gezeigte Einschubposition ergibt, in der die am Trägerstab 16 festgelegten Sensoren 14, 15 die gewünschte bestimmte Sensorposition bezüglich des Gehäuses 2 einnehmen. Die Aufnahmebohrung 22 erstreckt sich parallel zu dem den Kolben 6 aufnehmenden Gehäuseraum 23, so daß die durch Pfeil 24 angedeutete Einschubrichtung ebenfalls axial ausgerichtet ist.The two sensors 14 , 15 are fastened to a support rod 16 and form with this a plug-in unit 17 , which is shown again enlarged in FIGS. 2 and 3. Insert unit because the support rod 16 and sensors 14 , 15 , jointly manageable unit, starting from an end region 18 of the housing 2 via an insertion opening 19 located there, can be inserted into a housing-fixed receiving bore 22 until the one shown in FIG. 1 shows the insertion position in which the sensors 14 , 15 fixed on the carrier rod 16 assume the desired specific sensor position with respect to the housing 2 . The receiving bore 22 extends parallel to the housing space 23 receiving the piston 6 , so that the insertion direction indicated by arrow 24 is also axially aligned.
Es ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Sensoren 14, 15 bezüglich des Trägerstabes 16 unverstellbar sind. Die ge wünschte Sensorposition läßt sich demnach allein durch die Axialposition des Trägerstabes 16 mit Bezug zum Gehäuse 2 einstellen. In der gewünschten Einschubposition läßt sich der Trägerstab 16 mit den Sensoren 14, 15 bezüglich des Ge häuses 2 axial unbeweglich lösbar festlegen.It is expediently provided that the sensors 14 , 15 cannot be adjusted with respect to the support rod 16 . The ge desired sensor position can therefore be adjusted solely by the axial position of the support rod 16 with respect to the housing 2 . In the desired insertion position, the support rod 16 with the sensors 14 , 15 with respect to the housing 2 can be fixed axially immovably releasably.
Die Aufnahmebohrung 22 ist in einem gehäusefesten Tragteil 25 ausgebildet, das beim Ausführungsbeispiel von dem von der Kolbenstange abgewandten Gehäusedeckel 4 gebildet ist. Letzterer steht zumindest an einer Stelle seines Umfanges radial über den sich anschließenden rohrförmigen Gehäuse abschnitt 3 vor, und die Aufnahmebohrung 22 befindet sich in einem solchen radial vorspringenden Bereich. Da der Trägerstab 16 zudem länger ist als die Aufnahmebohrung 22, ragt er in der Einschubposition an der der Einschuböffnung 24 entgegengesetzten Austrittsöffnung 26 aus der Aufnahmebohrung 22 heraus, wobei der herausragende Stababschnitt 27 insbesondere ohne Berührung des rohrförmigen Gehäuseabschnittes 3 mit radialem Abstand zu diesem parallel neben dem rohrförmigen Gehäuse abschnitt 3 verläuft. Der Trägerstab 16 hat also einen in der Aufnahmebohrung 22 liegenden Befestigungsabschnitt 28 und daran anschließend den herausragenden Stababschnitt 27, der sich entlang des gesamten Hubbereiches des Kolbens 6 erstreckt und die beiden Sensoren 14, 15 aufweist.The receiving bore 22 is formed in a support part 25 fixed to the housing, which in the exemplary embodiment is formed by the housing cover 4 facing away from the piston rod. The latter protrudes radially at least at one point on its circumference over the adjoining tubular housing section 3 , and the receiving bore 22 is located in such a radially projecting area. Since the carrier rod 16 is also longer than the receiving bore 22 , it protrudes in the insertion position at the outlet opening 26 opposite the insertion opening 24 from the receiving bore 22 , the protruding rod section 27, in particular without touching the tubular housing section 3 at a radial distance from it, parallel to it the tubular housing section 3 runs. The carrier rod 16 thus has a fastening section 28 lying in the receiving bore 22 and then the projecting rod section 27 , which extends along the entire stroke range of the piston 6 and has the two sensors 14 , 15 .
Damit der Trägerstab 16 keinen Schwingungen unterliegt, ist er in der Einschubstellung mit axialem Abstand nochmals in einem gehäusefesten Abstützteil 29 fixiert. Letzteres ist beim Ausführungsbeispiel von dem von der Kolbenstange 7 durchdrungenen zweiten Gehäusedeckel 5 gebildet. Die Fixie rung erfolgt auch dort an einer radial bezüglich des sich anschließenden rohrförmigen Gehäuseabschnittes 3 vorspringen den Deckelpartie, wobei der Trägerstab 16 an der zugeord neten, in Einschubrichtung 24 weisenden Endpartie 33 fixiert wird.So that the support rod 16 is not subject to any vibrations, it is again fixed in the inserted position with an axial spacing in a support part 29 fixed to the housing. The latter is formed in the exemplary embodiment by the second housing cover 5 penetrated by the piston rod 7 . The fixation takes place there also on a radially with respect to the adjoining tubular housing section 3 projecting the cover part, the support rod 16 being fixed to the associated end part 33 pointing in the direction of insertion 24 .
Zur Fixierung ist vorzugsweise an dem Abstützteil 23 eine mit der Aufnahmebohrung 22 axial fluchtende und zu dem Tragteil 25 hin offene Zentrierbohrung 34 vorgesehen, in die der Trägerstab 16 mit einer an seiner Endpartie 33 vorge sehenen zapfenartigen Zentrierpartie radial geführt ein taucht. Es kann sich um eine sacklochartige Zentrierbohrung 34 handeln. Im radialen Zwischenbereich zwischen der ein gesteckten Zentrierpartie 35 und der Zentrierbohrung 34 kann noch ein Pufferungsring 36 vorgesehen sein (Fig. 2), der zur Dämpfung gegen mechanischen Schock dient. Es handelt sich beispielsgemäß um einen O-Ring mit gummielastischen Eigenschaften, der in eine Umfangsnut der Zentrierpartie 35 eingeknüpft ist.For fixation is preferably provided on the support member 23 with the receiving bore 22 axially aligned and open to the support member 25 towards centering hole 34 into which the support rod 16 with a provided on its end portion 33 provided pin-like centering a radially out. It can be a blind hole-like centering hole 34 . A buffering ring 36 can also be provided in the radial intermediate region between the inserted centering part 35 and the centering bore 34 ( FIG. 2), which serves to dampen against mechanical shock. For example, it is an O-ring with rubber-elastic properties, which is knotted into a circumferential groove in the centering section 35 .
Beim Ausführungsbeispiel ist von Vorteil, daß die eine ganz bestimmte Sensorposition vorgebende Einschubposition problem los reproduzierbar einstellbar ist. Der Trägerstab 16 läßt sich nämlich nur bis zu einer ganz bestimmten Axialposition in die Aufnahmebohrung 22 einschieben, und diese Axialposi tion ist mit besagter Einschubposition identisch. Dieser Vorteil wird dadurch erzielt, daß am Trägerstab 16 ein in Einschubrichtung 24 weisender Anschlag 37 vorgesehen ist, der in der Einschubposition auf einen in seinem Einschub weg liegenden gehäuseseitigen Gegenanschlag 38 aufgelaufen ist. Bei dem Anschlag 37 handelt es sich zweckmäßigerweise um eine sich an die zapfenähnliche Zentrierpartie 35 an schließende ringförmige Anschlagschulter des Trägerstabes 16, und der Gegenanschlag 38 wird von der die Öffnung der Zentrierbohrung 34 umschließenden Oberfläche des Abstützteils 29 gebildet. Die Anschlagschulter befindet sich an einer Ringstufe im Übergangsbereich zu der Zentrierpartie 35.In the exemplary embodiment, it is advantageous that the insertion position which specifies a very specific sensor position can be set in a reproducible manner without problems. The carrier rod 16 can namely only be inserted into the receiving bore 22 up to a very specific axial position, and this axial position is identical to said insertion position. This advantage is achieved in that a stop 37 pointing in the insertion direction 24 is provided on the support rod 16 , which in the insertion position has run onto a counter-stop 38 on the housing side lying away in its insertion. The stop 37 is expediently an annular stop shoulder of the support rod 16 which closes at the pin-like centering section 35 , and the counter stop 38 is formed by the surface of the support part 29 surrounding the opening of the centering bore 34 . The stop shoulder is located on a ring step in the transition area to the centering section 35 .
Bei der Montage ist also die Einschubeinheit 17 lediglich so weit in die Aufnahmebohrung 22 einzuschieben, bis der Anschlag 37 an dem Gegenanschlag 38 zur Anlage kommt. An schließend wird die Einschubeinheit 17 bezüglich des Gehäuses 2 axial unbeweglich festgelegt, wozu beim Ausführungsbeispiel ein sich am Tragteil 25 abstützendes Befestigungsteil 39 vorgesehen ist, über das klemmend auf den Befestigungsab schnitt 28 eingewirkt werden kann. Zwar wäre auch eine allein reibschlüssige Fixierung denkbar, doch erzielt man mit der beispielsgemäßen Lösung eine höhere Befestigungssicherheit bei leichter Auswechselbarkeit.During assembly, the slide-in unit 17 is therefore only to be inserted into the receiving bore 22 until the stop 37 comes to bear against the counter-stop 38 . At closing, the plug-in unit 17 is fixed axially immovably with respect to the housing 2 , for which purpose, in the exemplary embodiment, a fastening part 39, which is supported on the support part 25 , is provided, via which section 28 can be clamped on the fastening section. A frictional fixation on its own would also be conceivable, but the solution according to the example achieves greater fastening security with easy interchangeability.
Bevorzugt ist als Befestigungsteil 39 eine Schraube vor gesehen, die in einer die Aufnahmebohrung 22 treffenden und mit einem Gewinde versehenen Querbohrung 40 von außen her manipulierbar ist. Sieht man das Befestigungsteil 39 am vom rohrförmigen Gehäuseabschnitt 3 abgewandten stirn seitigen Bereich 18 des Gehäuses 2 vor (nicht dargestellt), ergibt sich in der Regel eine nochmals verbesserte Bedien barkeit. A screw is preferably seen as a fastening part 39 , which can be manipulated from the outside in a transverse bore 40 which meets the receiving bore 22 and is provided with a thread. If one sees the fastening part 39 on the end-side region 18 of the housing 2 facing away from the tubular housing section 3 (not shown), there is usually a further improved operability.
Es versteht sich, daß die Aufnahmebohrung 22 und die Zentrier bohrung 34 auch an Zusatzteilen vorgesehen sein können, die am Gehäuse 2 und insbesondere am jeweils zugeordneten Gehäusedeckel 4, 5 befestigt sind.It goes without saying that the receiving bore 22 and the centering bore 34 can also be provided on additional parts which are fastened to the housing 2 and in particular to the respectively assigned housing cover 4 , 5 .
Wie man den Fig. 2 und 3 entnimmt, ist der lineare Erstreckung aufweisende Trägerstab 16 des Ausführungsbeispiels im wesent lichen rohrförmig ausgebildet. Auf diese Weise liegt im Innern des Trägerstabes 16 ein insbesondere zylindrischer Hohlraum 44 vor, in dem die vorhandenen Sensoren 14, 15 gut vor Umgebungseinflüssen geschützt untergebracht sind. Um den Zugang des Magnetfeldes der Magnetanordnung 13 nicht zu beeinträchtigen, verwendet man als Rohrmaterial zweck mäßigerweise ein Metall mit unmagnetischen und/oder unmagneti sierbaren Eigenschaften, beispielsweise einen entsprechenden Edelstahl oder ein Aluminiummaterial. Natürlich wären auch nichtmetallische Werkstoffe mit entsprechenden Eigenschaften denkbar.As understood from FIGS. 2 and 3, the linear extension having carrier rod 16 is formed of the embodiment in Wesent union tubular. In this way, there is an in particular cylindrical cavity 44 in the interior of the carrier rod 16 , in which the existing sensors 14 , 15 are well protected from environmental influences. In order not to impair the access of the magnetic field of the magnet arrangement 13 , a metal with non-magnetic and / or unmagnetisable properties, for example a corresponding stainless steel or an aluminum material, is expediently used as the tube material. Of course, non-metallic materials with corresponding properties would also be conceivable.
Im einzelnen umfaßt der beispielsgemäße Trägerstab 16 einen Rohrkörper 45, der im Bereich der Endpartie 33 durch einen Stopfen 46 oder eine sonstige Abschlußwand verschlossen ist, der die Zentrierpartie 35 aufweist. Der Stopfen 46 ist mit einem Befestigungsabschnitt in den Hohlraum 44 des Rohrkörpers 45 eingepreßt. An der entgegengesetzten rück wärtigen Endpartie 47 ist der Rohrkörper 45 offen, dort treten Signalleiter 48 aus, die im Innern des Hohlraumes 44 verlaufen und mit den Sensoren 14, 15 elektrisch verbunden sind. Die Sensoren 14, 15 selbst sind im Innern des Hohlraumes 44 unverrückbar lagefixiert, was vorzugsweise dadurch ge schieht, daß der Hohlraum 44 zumindest im Bereich der Senso ren 14, 15 in eine sich am Rohrkörper 45 abstützende Gieß masse 52 eingebettet ist. Bei der beispielsgemäßen, äußerst montagefreundlichen Lösung sitzen die Sensoren 14, 15 an einer gemeinsamen Platine 53, mit der sie insbesondere ver lötet sind. Wegen dieser Platine 53 nehmen die Sensoren 14, 15 einander gegenüber einen fixen axialen Abstand ein. Beim Zusammenbau wird die Platine 53 mit bestückten Sensoren 14, 15 in den Rohrkörper 54 eingeschoben, um nach erfolgter Ausrichtung zweckmäßigerweise den gesamten, die Sensoren 14, 15 und die Platine 53 aufnehmenden Hohlraum 44 auszu gießen. Vorzugsweise kommen die Sensoren 14, 15 dabei exakt auf der Längsachse des Rohrkörpers 45 zu liegen, so daß das Ansprechverhalten unabhängig von der in der Einschub position vom Trägerstab 16 eingenommenen Drehlage konstant ist. Andernfalls kann man natürlich auch eine entsprechende Führung vorsehen, die ein Einführen und/oder Fixieren des Trägerstabes 16 in bzw. bezüglich der Aufnahmebohrung 22 in nur einer ganz bestimmten Drehlage ermöglicht. Auf diese Weise wird einem versehentlichen Falscheinbau entgegenge wirkt. Specifically, the exemplary support rod 16 comprises a tubular body 45 which is closed in the region of the end part 33 by a stopper 46 or another end wall which has the centering part 35 . The plug 46 is pressed into the cavity 44 of the tubular body 45 with a fastening section. At the opposite rear end portion 47 of the tubular body 45 is open, there signal conductors 48 emerge, which run inside the cavity 44 and are electrically connected to the sensors 14 , 15 . The sensors 14, 15 themselves are fixed in position fixed to the inside of the cavity 44, which is preferably characterized ge schieht that the cavity 44 at least ren 14 in the region of the Senso, 15 mass into a is supported on the tubular body 45 cast is embedded 52nd In the exemplary, extremely easy-to-install solution, the sensors 14 , 15 sit on a common circuit board 53 , with which they are soldered in particular. Because of this board 53 , the sensors 14 , 15 are at a fixed axial distance from one another. During assembly, the circuit board 53 with inserted sensors 14 , 15 is inserted into the tubular body 54 in order to expediently pour the entire cavity 44 which receives the sensors 14 , 15 and the circuit board 53 after alignment. Preferably, the sensors 14 , 15 come to lie exactly on the longitudinal axis of the tubular body 45 , so that the response behavior is constant regardless of the rotational position assumed by the carrier rod 16 in the insertion position. Otherwise, it is of course also possible to provide a corresponding guide which enables the support rod 16 to be inserted and / or fixed in or with respect to the receiving bore 22 in only one very specific rotational position. In this way, accidental incorrect installation is counteracted.
Die Platine 53 des Ausführungsbeispiels erstreckt sich ledig lich über eine Teillänge des Rohrkörpers 45, wobei diese Teillänge insbesondere im wesentlichen der maximalen Hub länge des Kolbens 6 entspricht. Der Abstand der Sensoren 14, 15 untereinander ist so bemessen, daß sie beim Erreichen der beiden Hubendlagen ansprechen. Zur Kosteneinsparung ragt also die Platine 53 nicht in den Befestigungsabschnitt 28 hinein, sondern endet vor diesem. Der Befestigungsabschnitt 28 wird lediglich von den erwähnten Signalleitern 48 durch zogen, die an der Platine 53 mit den Sensoren 14, 15 ver bunden sind. Es kann sich bei diesen Signalleitern 48 zweck mäßigerweise um elektrische Leitungen insbesondere in Kabel form handeln, die an dem der rückwartigen Endpartie 47 zuge wandten Endbereich der Platine 53 an diese angelötet sind, wobei die weitere Signalführung zwischen den Signalleitern 48 und den Sensoren 14, 15 über nicht näher dargestellte Leiterbahnen der Platine 53 erfolgt.The circuit board 53 of the exemplary embodiment only extends over a partial length of the tubular body 45 , this partial length in particular essentially corresponding to the maximum stroke length of the piston 6 . The distance between the sensors 14 , 15 is such that they respond when the two stroke end positions are reached. To save costs, the circuit board 53 does not protrude into the fastening section 28 , but ends in front of it. The fastening section 28 is only pulled by the aforementioned signal conductors 48 , which are connected to the circuit board 53 with the sensors 14 , 15 . These signal conductors 48 can expediently be electrical lines, in particular in the form of cables, which are soldered to the end region of the circuit board 53 facing the rearward end section 47 , the further signal routing between the signal conductors 48 and the sensors 14 , 15 takes place via printed conductors of the circuit board 53 , not shown.
Zweckmäßig ist es, wenn auch die Signalleiter 48 im Bereich des Befestigungsabschnittes 28 zumindest teilweise in Gieß masse eingebettet sind. Man vermeidet dadurch ein Abreißen der Lötverbindungen bei versehentlichem Zug an den nach außen ragenden Signalleiterenden.It is expedient if the signal conductors 48 are at least partially embedded in casting compound in the region of the fastening section 28 . This prevents the solder connections from being torn off in the event of an accidental pull on the signal conductor ends projecting outwards.
Es kann zweckmäßig sein, den Rohrkörper 45 in mehrere axial aufeinanderfolgende und untereinander befestigte Rohrabschnitte zu unterteilen. Beim Ausführungsbeispiel ist ein den herausragenden Stababschnitt 27 bildender erster Rohrkörper abschnitt 54 und ein den Befestigungsabschnitt 28 bildender zweiter Rohrkörperabschnitt vorgesehen. Dies ermöglicht es, den unterschiedlichen Anforderungen Rechnung zu tragen, indem man den zweiten Rohrkörperabschnitt 55 hinsichtlich der Befestigungsfunktion ausbildet und den ersten Rohrkörper abschnitt 54 hinsichtlich seiner Schutzfunktion bei gleich zeitiger Gestattung seiner Durchdringung durch das Magnet feld. Beispielsgemäß ist daher der zweite Rohrkörperabschnitt 55 dickwandiger ausgebildet als der erste Rohrkörperabschnitt 54. Es genügt ferner, wenn die oben genannten Materialeigen schaften des Rohrkörpers 45 lediglich auf den ersten Rohr körperabschnitt 54 zutreffen. Da der zweite Rohrkörperab schnitt 55 nicht vom Magnetfeld zu durchdringen ist, kann man ihn aus einfacherem und kostengünstigerem Material her stellen.It can be expedient to subdivide the tubular body 45 into a plurality of axially successive and mutually fastened tubular sections. In the exemplary embodiment, a first tubular body section 54 forming the projecting rod section 27 and a second tubular body section forming the fastening section 28 are provided. This makes it possible to take into account the different requirements by forming the second tubular body section 55 with regard to the fastening function and the first tubular body section 54 with regard to its protective function while simultaneously permitting its penetration through the magnetic field. For example, the second tubular body section 55 is therefore thicker than the first tubular body section 54 . It is also sufficient if the above material properties of the tubular body 45 only apply to the first tubular body section 54 . Since the second tubular body section 55 cannot be penetrated by the magnetic field, it can be made from a simpler and less expensive material.
Die Anzahl der am Trägerstab 16 angeordneten Sensoren 14, 15 kann bedarfsgemäß gewählt werden. Dementsprechend ließen sich nicht nur die Endpositionen, sondern auch Zwischen positionen des Kolbens 6 detektieren. Möglich wäre es auch, zwei Sensoren parallelzuschalten und insbesondere zugleich einander axial überlappend anzuordnen, um die Ansprechstrecke zu vergrößern und insbesondere zu verdoppeln. Möglich ist es ferner, auf der Platine für jeden Sensor ein Anzeigemittel, z. B. eine LED, vorzusehen, die durch entsprechende Sicht bereiche im Rohrkörper 45 nach außen sichtbar gemacht werden können und so als optische Anzeige dienen. Es wäre auch denkbar, Sensoren mit anderem Wirkungsprinzip als Reed- Kontakte vorzusehen, beispielsweise solche, die auf magneto resistiver und/oder auf magnetostriktiver Basis arbeiten.The number of sensors 14 , 15 arranged on the support rod 16 can be selected as required. Accordingly, not only the end positions, but also intermediate positions of the piston 6 could be detected. It would also be possible to connect two sensors in parallel and, in particular, to arrange them axially overlapping one another in order to enlarge and, in particular, to double the response distance. It is also possible to have a display means, e.g. B. an LED to provide the areas in the tubular body 45 can be made visible to the outside by appropriate visibility and thus serve as an optical display. It would also be conceivable to provide sensors with a different operating principle than reed contacts, for example those that work on a magnetoresistive and / or magnetostrictive basis.
Zurückkommend auf Fig. 1 erkennt man ein weiteres vorzugs weises Ausstattungsmerkmal der Erfindung. An dem stirnsei tigen Bereich 18 des Gehäuses 2 ist eine abnehmbare Haube 56 angebracht, die zusammen mit dem Gehäusedeckel 4 einen Installationsraum 57 einschließt. Die Einschuböffnung 19 mündet in diesen Installationsraum 57. Der Trägerstab 16 kann in der Einschubposition mit seiner rückwärtigen End partie 47 ein Stück weit in den Installationsraum 57 hinein ragen. Im Installationsraum 57 erfolgt zweckmäßigerweise der elektrische Anschluß der Signalleiter 48 an weiterführen de Signalleiter 58. Letztere führen beispielsgemäß zu Anzeige elementen 59 und/oder zu einer an der Haubenwand festgelegten Kupplungseinrichtung 63, die es ermöglicht, von außen her angeführte Kabel 64 schnell lösbar anzuschließen.Returning to FIG. 1, another preferred feature of the invention can be seen. At the end face area 18 of the housing 2 , a removable hood 56 is attached, which includes an installation space 57 together with the housing cover 4 . The insertion opening 19 opens into this installation space 57 . The support rod 16 can protrude a bit into the installation space 57 in the insertion position with its rear end part 47 . In the installation space 57 , the electrical connection of the signal conductors 48 to de signal conductors 58 is advantageously carried out. The latter lead, for example, to display elements 59 and / or to a coupling device 63 fixed to the hood wall, which makes it possible to connect cables 64 from the outside in a detachable manner.
Es ist zweckmäßig, wenn die Verbindung zwischen den Signal leitern 48 und den weiterführenden Signalleitern 58 über eine lösbare Steckerverbindung erfolgt. Daher enden beim Ausführungsbeispiel die Signalleiter 48 in einem elektri schen Verbindungsstecker 65, der in ein mit den weiterführen den Signalleitern 58 verbundenes, nicht näher dargestelltes Gegenstück lösbar einsteckbar ist. Sowohl besagtes Gegen stück als auch die Anzeigeelemente 59 und, zumindest teil weise, die weiterführenden Signalleiter 58 können an einer elektrischen Leiterplatte 66 vorgesehen sein, die in dem Installationsraum 57 aufgenommen ist.It is expedient if the connection between the signal conductors 48 and the further signal conductors 58 takes place via a detachable plug connection. Therefore, in the exemplary embodiment, the signal conductors 48 end in an electrical connector 65 , which can be detachably inserted into a counterpart, which is connected to the signal conductors 58 and is not shown in detail. Both said counterpart and the display elements 59 and, at least partially, the further signal conductors 58 can be provided on an electrical circuit board 66 , which is accommodated in the installation space 57 .
Der Installationsraum 57 sollte zur Umgebung dicht abge schlossen sein, um ein Eindringen von insbesondere flüssigen Verunreinigungen wie Schmiermittel auszuschließen. Es ist daher zweckmäßig, wenn radial zwischen dem Befestigungs abschnitt 28 und der Aufnahmebohrung 22 ein Dichtring 67 in koaxialer Anordnung vorgesehen ist, der einen Verunreini gungsdurchtritt durch die Aufnahmebohrung 22 in den Installa tionsraum 57 verhindert. Bevorzugt ist der Dichtring 67 in eine umlaufende Nut des Befestigungsabschnittes 28 lös bar eingeknüpft.The installation space 57 should be sealed off from the environment in order to prevent the ingress of in particular liquid contaminants such as lubricants. It is therefore advantageous if sections radially between the attachment 28 and the mounting hole 22 is provided a sealing ring 67 in a coaxial arrangement, the supply passes through a Verunreini through the receiving bore 22 in the installer tion space 57 is prevented. Preferably, the sealing ring 67 is in a circumferential groove of the fastening portion 28 detached bar.
Zum Entnehmen der Einschubeinheit 17 ist also nur die Haube 56 abzunehmen, der elektrische Verbindungsstecker 65 zu lösen und die Einschubeinheit 17 entgegen der Einschubrich tung 24 aus der Aufnahmebohrung 22 herauszuziehen. Dies alles kann von der der Kolbenstange 7 abgewandten Stirnseite des Arbeitszylinders 1 her erfolgen.To remove the plug-in unit 17 , therefore, only the hood 56 has to be removed, the electrical connecting plug 65 has to be detached and the plug-in unit 17 has to be pulled out of the receiving bore 22 counter to the direction of insertion 24 . All this can be done from the end of the working cylinder 1 facing away from the piston rod 7 .
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann man auf die je weilige Baulänge des zugeordneten Arbeitszylinders abge stimmte Trägerstäbe vorsehen, so daß die aufwendige Justage von Einzelsensoren an der jeweiligen Sensorposition ent fällt. Der Anschluß der elektrischen Leitungen ist verein facht, die Anzahl der Anschlußkabel kann reduziert werden. Gleichwohl ist im Servicefall ein rascher Austausch möglich. Die axiale Lagefixierung erfolgt im Bereich des Tragteils 25, während im Bereich des Abstützteils Mittel zur Quer abstützung genügen, so daß dort eine einfache Steckverbindung vorgesehen sein kann. Die gesamte Handhabung läßt sich von einer Axialseite des Arbeitszylinders 1 aus bewerkstelligen.In the arrangement according to the invention can be provided on the respective length of the assigned working cylinder abge agreed support rods, so that the complex adjustment of individual sensors at the respective sensor position falls ent. The connection of the electrical lines is simplified, the number of connection cables can be reduced. Nevertheless, a quick exchange is possible in the event of service. The axial position fixation takes place in the area of the supporting part 25 , while means for transverse support suffice in the area of the supporting part, so that a simple plug connection can be provided there. The entire handling can be accomplished from an axial side of the working cylinder 1 .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: FESTO AG & CO, 73734 ESSLINGEN, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |