DE69937851T2 - Fiberoptischer Positionssensor für Abstimmkondensator - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung betrifft Vorrichtungen zum automatischen Abfühlen der Ausgangsposition eines angetriebenen Elements, beispielsweise der beweglichen Platten eines Abstimm-Kondensators. Die Erfindung betrifft im Besonderen einen hermetisch verschlossenen Abstimmkondensator vom Servotyp zur Impedanzanpassung mit einer Hochleistungs-HF-Einrichtung, beispielsweise einer Plasmaerzeugungsanlage. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen abstimmbaren Kondensator für ein automatisches HF-Anpassungsnetzwerk zum Anpassen der Impedanz einer reaktiven Plasmakammer oder einer ähnlichen, nicht linearen Last an einen konstanten Impedanzausgang (beispielsweise 50 Ohm) eines HF-Generators oder einer ähnlichen HF-Quelle.
  • In einer typischen HF-Plasmaerzeugungsanordnung erzeugt eine Hochleistungs-HF-Quelle eine HF-Welle bei einer vorbestimmten Frequenz, d. h. 13,56 MHz, und diese wird entlang einer Stromleitung zu einer Plasmakammer geleitet. Die HF-Spannung ist üblicherweise an einer festgelegten, bekannten Impedanz bereitgestellt, beispielsweise 50 Ohm. Da üblicherweise eine erhebliche Impedanzfehlanpassung zwischen der HF-Spannungsquelle und der Plasmakammer vorliegt, wird ein Impedanzfehlanpassungs-Netzwerk zwischen den beiden angeordnet. In der Plasmakammer sind Nichtlinearitäten vorhanden, die das einfache Festsetzen des Impedanzfehlanpassungs-Netzwerks an festgesetzten Positionen für ein Plasmaverfahren schwierig machen. Daher sind ein oder mehrere variable Abstimmkondensatoren zur Anpassung der Leitungsimpedanz vorhanden, um die Lastimpedanz anzupassen, und diese werden mithilfe von Fehlersignalen gesteuert, die aus der gemessenen Intensität und Phase der HF-Welle am Eingang des Impedanzanpassungs-Netzwerks abgeleitet werden können. Die Phasen- und Intensitätsfehlersignale treiben Servomotoren an, die mit den variablen Abstimmkondensatoren verbunden sind, und fallen auf einen niedrigen oder auf einen Nullpegel, wenn ein angepasster Zustand erreicht worden ist.
  • Üblicherweise werden teure Vakuumkondensatoren für diesen Zweck eingesetzt, in denen die Kondensatorplatten im Inneren eines Gehäuses hermetisch abgedichtet sind, mit einer Führungswelle, die über eine Gewindespindel mit einer auf der Füh rungswelle befestigten Gewindemutter nach oben und unten bewegt wird, um in die Spindel einzugreifen. In diesen Vakuumkondensatoren sind die beweglichen und fest angeordneten Platten in vollständigem Eingriff, wenn sich die Führungswelle und die Mutter in der vollständig (nach unten) zurückgezogenen Position, d. h. am proximalen Ende des Hubs, befinden. Die Kapazität wird verringert, wenn die Führungswelle angehoben wird, wodurch ein Minimum am anderen Ende des Hubs erreicht wird.
  • Am Beginn des Maschinenbetriebs ist es für die Servosteuerung entscheidend, dass die Ausgangsstellungen der Abstimmkondensatoren festgesetzt werden und dann die Kondensatoren mithilfe von beispielsweise den Servomotoren in die passenden Abstimmzustände bewegt werden. Üblicherweise befindet sich die Ausgangsstellung an einem der Endpunkte des Hubs, beispielsweise dort, wo die fest angeordneten und beweglichen Kondensatorplatten in vollständigem Eingriff sind (Maximalkapazität). Derzeit wird dies unter Verwendung von elektromechanischen Vorrichtungen, beispielsweise Mikroschaltern, erzielt, die eingeschaltet werden, um dem Vorgangssteuerungs-Mikroprozessor zu signalisieren, wann der Kondensator die Endposition erreicht. Ein Beispiel für einen variablen Kondensator mit eingebautem elektromechanischen Ende oder Grenzschaltern ist in Planta et al., US-Patent Nr. 5.590.015 , dargelegt. In diesem Patent sind die Grenzschalter in der Kondensatoranordnung eingebaut.
  • Ein vor kurzem gestellter Vorschlag zur Erreichung des Ausgangspositionabfühlens unter Verwendung von Faseroptikverfahren sieht die Verwendung eines Faserpaars vor, wobei eine der Fasern sendet und eine empfängt. Eine Faser ist in fest angeordneter Position zum Körper des Kondensators angeordnet, während die andere an der beweglichen Elektrodenführungswelle angebracht ist. Die in Ausrichtung gebrachten Fasern vervollständigen den optischen Pfad, während der Kondensator in die Ausgangsstellung gebracht wird. Diesem Vorschlag fehlt unerwünschterweise jedwede Ausfallsicherungsfähigkeit. So ist der optische Schaltkreis üblicherweise im AUS-Zustand. Beim Hochfahren steuert der Schrittmotor den Kondensator in Richtung seiner Ausgangsstellung und führt das Ansteuern des Kondensators fort, bis der optische Schaltkreis EIN anzeigt. Wenn aus irgendeinem Grund ein Ausfall im opti schen Schaltkreis, beispielsweise eine gebrochene oder falsch ausgerichtete Faser, oder ein ausgefallener Photodetektor vorliegt, kann der Kondensator über die Ausgangsstellung hinaus angetrieben werden und einen irreversiblen Schaden erleiden.
  • Ein anderer vor kurzem verlautbarter Vorschlag zur Erreichung des Positionsabfühlens mit optischen Mitteln verwendet eine erste optische Faser, die Licht in Richtung der Abstimmmutter und der Führungswelle des Kondensators emittiert, und eine zweite Faser, die das von der Kondensatorführungswelle und der Abstimmmutter reflektierte Licht aufnimmt. Die halbreflektive Oberfläche auf der Abstimmmutter und der Führungswelle ermöglicht dem Schaltkreis, während des normalen Betriebsbereichs des Hubs vervollständigt zu werden. Der optische Pfad ist an der Ausgangsstellung unterbrochen, an der die Abstimmmutter aus dem Blickfeld der optischen Fasern tritt und Licht auf das Gewinde der Spindel einfällt. Dieses Verfahren stellt den gewünschten, normalerweise geschlossenen Lichtpfad während des normalen Betriebs bereit, der nach dem Erreichen der Ausgangsstellung geöffnet wird. Der Erfolg dieses Verfahrens hängt von der äußerst variablen Lichtabschwächung der Führungswelle ab, die von dem von der Spindel an der Ausgangsstellung zurückreflektierten Licht zu unterscheiden ist. Die in dem faseroptischen Modul nötige Elektronik weist keinen Kostenvorteil in Bezug auf die einfacheren mechanischen Mittel des Stands der Technik auf.
  • Die aus dem Übersteuern über die Endgrenze hinaus entstehenden Probleme benötigen mechanische, feste Sekundärgrenzen, beispielsweise einen energieabsorbierenden Endanschlag des in Nebiker Jr., US-Patent Nr. 4.390.924 , veranschaulichten Typs.
  • Das Positionieren eines Paars optischer Grenzschalter in einer Aktuatoranordnung, die außerhalb der Kondensatoranordnung liegt, kann ebenfalls das Übersteuern über die Ausgangsstellung und die Endgrenze hinaus verhindern. Eine solche Anordnung benötigt jedoch eine Anpassung zum Zeitpunkt des Zusammenbaus, um die Positionen der optischen Grenzschalter, des Aktuators und der Ausgangs- und Endgren zenpositionen der Kondensatorplatten in Übereinstimmung zu bringen. Ein Beispiel für eine solche Anordnung ist in JP-A-03-102957 dargelegt.
  • Es ist ein Ziel dieser Erfindung einen Vakuumabstimmkondensator bereitzustellen, der die Nachteile des Stands der Technik vermeidet, der insbesondere die Ausgangsstellung eines Abstimmkondensators automatisch erkennt, und der ein Ausfallsicherungselement aufweist, das die Wahrscheinlichkeit des Übersteuerns über die Ausgangsstellung hinaus erheblich reduziert. Es ist ein weiteres Ziel, die Notwendigkeit zur mechanischen Anpassung der Ausgangsstellung oder des Grenzwertdetektors nach der Herstellung zu beseitigen.
  • Gemäß eines Aspekts dieser Erfindung ist ein optischer End- oder ein Grenzwertdetektor für einen hermetisch verschlossenen, variablen Abstimmkondensator vom Servotyp, beispielsweise einen Vakuumkondensator, bereitgestellt. Dieser Kondensator hat seine Platten üblicherweise in einem hermetisch verschlossenem Gehäuse. Ein Satz fest angeordneter Platten ist im Inneren des Gehäuses angeordnet. Ein Satz beweglicher Kondensatorplatten, die in die fest angeordneten Platten eingreifen, ist im Inneren des Gehäuses axial bewegbar. Eine Führungswelle ist an den beweglichen Platten angebracht und ist in Bezug auf das Gehäuse relativ bewegbar. Eine Innengewindemutter ist nicht drehbar an der Führungswelle befestigt und eine Gewindespindel ist in die Mutter eingepasst und wird durch einen Servomotor angesteuert, um die Spindel zu drehen, um die Mutter und die beweglichen Platten anzuheben. Diese Teile sind über einen Achsenhub, der zwischen einer Ausgangsstellung und zumindest einer anderen Position definiert ist, bewegbar, üblicherweise zwischen einer vollständig zurückgezogenen Position und einer vollständig ausgefahrenen Position. Der optische Grenzwertdetektor liegt in Form einer optischen Index-Anordnung vor und detektiert, ob die Mutter und die zugehörigen, beweglichen Kondensatorplatten in ihrer Ausgangsstellung sind. In dieser Erfindung erzeugen die optischen Sendemittel einen optischen Strahl, die optischen Empfangsmittel sind ausgerichtet, um den optischen Strahl aufzunehmen und der Strahl breitet sich auf einem Pfad innerhalb des Hubs der Mutter an einer vorbestimmten Achsenposition aus. Ein Markierungsmittel, das auf der Mutter angeordnet ist, blockiert den opti schen Strahl auf diesem Pfad, wenn die Mutter in ihrer Ausgangsstellung ist, aber befindet sich ansonsten außerhalb des Pfads, was dem optischen Strahl das Ausbreiten vom Sendemittel zum Empfangsmittel ermöglicht, wenn die Mutter nicht in ihrer Ausgangsstellung ist.
  • Günstigerweise umfassen die optischen Sendemittel eine erste optische Faser mit einer an die Mutter an der Ausgangsstellung angrenzenden Endstelle und das optische Empfangsmittel umfasst eine zweite Faser mit einer angrenzend an die Mutter positionierten Endstelle, die mit der ersten optischen Faser ausgerichtet ist, wobei die beiden Endstellen einen Zwischenraum zwischen diesen definieren. Das Markierungsmittel kann die Form eines flachen Blendenmittels annehmen, das an der Mutter befestigt ist, oder mit diesem ausgebildet sein und es ist in dem Zwischenraum zwischen den Faseranschlüssen angeordnet, wenn die Mutter sich in ihrer Ausgangsstellung befindet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein im Allgemeinen zylinderförmiges Kappenelement vorhanden, das auf dem Gehäuse sitzt, wobei ein Achsenlager die Spindel trägt und dessen Inneres einen ausreichend großen Durchmesser sowie eine ausreichend lange Länge zum Aufnehmen des Hubs der Mutter hat. Hier trägt das Kappenelement auch die optischen Sendemittel und die optischen Empfangsmittel. Das Kappenelement kann eine sich axial erstreckende Schlitzführung zum Ausrichten mit dem Markierungsmittel haben.
  • Der Satz fest angeordneter Kondensatorplatten kann in einigen Fällen eine einzige Platte sein, die in geeigneter Weise ausgebildet ist, beispielsweise in Spiral- oder Volutform. Dies ist ebenfalls für den Satz beweglicher Kondensatorplatten der Fall. Die Erfindung ist daher nicht auf mittels Spindeln angetriebene Kondensatoren eingeschränkt, sondern kann ebenfalls auf Kondensatoren mit linear betriebenen (also axial gezogenen) Führungswellen angewendet werden.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun im Detail und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
  • 1 ist eine Seitenschnittansicht eines variablen Vakuumkondensators von dem Typ ist, in den der optische Detektor dieser Erfindung eingebaut werden kann.
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines optischen Detektors nach Stand der Technik.
  • 3 veranschaulicht einen anderen optischen Detektor nach Stand der Technik.
  • 3A ist eine Seitenansicht eines Abschnitts von 3.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Endkappe des variablen Kondensators, in den der End- oder Grenzwertdetektor dieser Erfindung eingebaut ist.
  • 5 ist eine Draufsicht auf den optischen Detektor gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
  • 6 ist eine Seitenschnittansicht entlang der Linie 6-6 von 5.
  • 7 ist eine teilweise Seitenansicht entlang der Linie 7-7 von 6.
  • 8 ist eine andere Ansicht der Endkappe, welche den optischen Detektor dieser Ausführungsform verwendet.
  • 9 ist eine Seitenschnittansicht zur Darstellung eines Abschnitts einer anderen Ausführungsform.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und zuerst auf 1 ist ein typischer variabler Kondensator vom Vakuumtyp 10 im Querschnitt dargestellt, der ein Außengehäuse 11 hat, welches einen Metallgefäßabschnitt 12 und einen Keramikisolatorabschnitt 13 mit fest angeordneter Kondensatorplatte/angeordneten Kondensatorplatten 14 aufweist, die in dem Gehäuse 11 an dem unteren Teil desselben angeordnet sind. Eine bewegliche Kondensatorplatte/bewegliche Kondensatorplatten 15 sind vorhanden, die in die fest angeordneten Platten 14 eingreifen. Ein Achsenführungswelle 16 ist an den Platten 15 angebracht, um diese anzuheben und abzusenken. Das Gehäuse 11 ist mithilfe eines Metallbalges 17 hermetisch verschlossen und Luft wird während der Herstellung zur Vakuumerzeugung mithilfe eines Nippels 18 (hier an der Basis) nach außen gepumpt, der zu diesem Zeitpunkt abgedichtet ist. Auf der Oberseite 19 des Gehäuses 11 ist eine Innengewindemutter 20 vorhanden, die auf dem oberen Ende der Führungswelle 16 befestigt ist, mit einer Außengewindespindel 21, die in die Mutter 20 eingepasst ist. Eine Kappe oder eine Abdeckung 22 ist auf der Oberseite 19 des Gehäuses über der Mutter 20 und der Spindel 21 angeordnet. Diese Kappe 22 hat einen im Allgemeinen zylinderförmigen Innenhohlraum 23 von ausreichender Länge und ausreichendem Durchmesser, um den Hub der Mutter 20 sowie die zugehörige Führungswelle 16 aufzunehmen. Ein Achsenlager 24 wird im oberen Teil der Kappe 22 gehalten, um die Spindel 21 zu tragen. Ein Servomotor oder anderer steuerbarer Antriebsmechanismus (durch den strichlierten Kasten S veranschaulicht) ist mit dem oberen Ende der Spindel verbunden. Auf bekannte Weise wird die Spindel gedreht, um die Mutter 20 anzuheben (abzusenken) und dadurch die Kondensatorplatten 15 axial zu bewegen, um die Kapazität innerhalb eines Kapazitätsbereichs zu ändern. Die Mutter 20 ist in einer Ausgangsstellung dargestellt, in der die Führungswelle 16 vollständig zurückgezogen ist, und die Kondensatorplatten 14, 15 sind vollständig im Eingriff. Die Mutter kann axial über einen vorbestimmten Hubabstand zu einer oberen Grenze angehoben werden, worin die Kondensatorplatten in minimalem Eingriff sind, was dem Minimum des Kapazitätsbereichs entspricht.
  • Aus den oben erläuterten Gründen ist erwünscht, die Kondensatormutter 20 in einer Ausgangs- oder Anfangsstellung zu positionieren und dann die Kapazität durch Drehen der Spindel 21 und Bewegen der Mutter 20 zu einer anderen Position zu ändern. Wenn die zugehörige HF-Ausrüstung zuerst eingeschaltet wird, wird der Kondensator in der Ausgangsstellung positioniert, wie hier gezeigt, und dann wird die Spindel 21 gedreht, um die Mutter 20 von der Ausgangsstellung zu einer abgestimmten Position zu bewegen. Um die Anfangseinstellung so schnell wie möglich zu erreichen, wird ein Positionsdetektor oder ein Indexsensor verwendet, um zu detektieren, wenn die Mutter 20 in ihrer Ausgangsstellung ist. Üblicherweise ist eine elektromechani sche Vorrichtung, beispielsweise ein Mikroschalter, für diesen Zweck eingesetzt worden, was den Zustand verändert, wenn die Mutter die Ausgangsstellung erreicht. Vor kurzem ist jedoch als optisches Äquivalent zu dieser Anordnung vorgeschlagen worden, das in 2 schematisch dargestellt ist. Wie in 2 gezeigt, wird der optische Enddetektor 25 auf der Oberseite 19 des Gehäuses angrenzend an die Mutter 20 positioniert. Der Detektor 25 hat eine erste optische Faser 26 zum Senden eines optischen Strahls, beispielsweise von Infrarotstrahlung, in Richtung der Mutter und eine zweite optische Faser 27, die zum Empfang reflektierter Strahlung angeordnet ist. Die reflektiven Oberflächen auf der Mutter 20 und die Führungswelle 16 sind im Strahlungsstrahl ausgerichtet, wenn die Mutter 20 von der vollständig abgesenkten oder der Ausgangsstellung entfernt ist. Der Sensor dieser Anordnung ist als „normalerweise geschlossen" oder EIN ausgebildet, so dass ein Signal ausgegeben wird, wenn die Mutter 20 und die Welle 16 außerhalb ihrer Ausgangsstellung sind, aber ein AUS-Zustand vorliegt, wenn kein Signal ausgegeben wird, wenn die Mutter 20 in der Ausgangsstellung ist. Diese Anordnung benötigt somit einen ausgeklügelten und somit teuren optischen Pegeldiskriminator, um das aus der Mutter 20 und der Führungswelle 16 reflektierte Licht zu messen. Der Signalpegel ist variabel in Abhängigkeit von der Reflektivität der Oberflächen der Mutter 20 und der Welle 16 und dieser Pegel muss wiederum vom niedrigeren reflektierten Lichtpegel von der Spindel 21 unterschieden werden.
  • Ein Beispiel für eine andere optische Sensoranordnung nach Stand der Technik ist in 3 und 3A gezeigt, worin die zuvor verwendeten Bezugszeichen zur Identifikation ähnlicher Elemente verwendet werden, wobei zu diesen jedoch 100 hinzuaddiert ist. In diesem Fall ist eine erste Faser 126 in einer fest angeordneten Position relativ zum Gehäuse angebracht, wobei diese hier an der Kappe 122 angebracht ist. Eine andere Faser 127 ist auf der Abstimmmutter 120 angebracht, um mit der ersten Faser 126 ausgerichtet zu sein, wenn der Kondensator in der Ausgangsposition ist, aber sonst außerhalb der Ausrichtung befindlich ist. Die zweite Faser 127 hat einen Spielraum, um mit der Mutter 120 nach oben und unten bewegbar zu sein und so ist ein Achsenschlitz 138 in der Kappe 122 bereitgestellt, wie in 3A gezeigt. Die Anordnung von 3 und 3A weist keine Ausfallsicherungsfähigkeiten auf, da die zu gehörige Steuerung das Drehen der Spindel 121 weiterführt, solange kein Signal ertönt. Wenn ein Ausfall des Sensors vorliegt, beispielsweise eine gebrochene Faser oder eine fehlerhafte Ausrichtung der Teile, wird der Sensor nicht in der Lage sein, zu detektieren, dass die Mutter 120 die Ausgangsstellung erreicht hat. Dies kann zu einer erzwungenen Achsenbewegung der Spindel aus der Kappe 122 führen. Dies kann zu irreversible Schäden am Kondensator oder der Servoantriebsanordnung führen.
  • Ein Endpositions-Indexsensor 30 gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung ist in 4 gezeigt, wobei ebenfalls auf 5 bis 8 Bezug genommen wird. Hier ist der Sensor in der Kappe 22 eingebaut. Wie in 4 und 8 gezeigt, hat der Sensor eine erste oder Sendefaser 31, die in die Kappe an einer Seite eintritt, und eine zweite oder Empfangsfaser 32, die an der anderen Seite austritt. Die optischen Fasern 31, 32 erstrecken sich zu einem Steckerverbinder 33, der in ein Elektronikmodul (nicht abgebildet) eingesteckt wird, das in die Servosteuerung für das HF-Anpassungssystem eingebaut werden kann. Eine Zugentlastung, beispielsweise in Form eines Bandsegments 34, sichert die Fasern an der Außenseite der Kappe 22.
  • Wie in 5 bis 7 gezeigt, treten die Sende- und Empfangsfasern 31, 32 durch Öffnungen in der Wand der Kappe 22 hindurch und verfügen über entsprechende Endstellen 35 und 36, die miteinander optisch ausgerichtet sind. Die beiden Fasern sind in der Nähe der Oberseite 19 des Gehäuses angeordnet, um an die Mutter 20 anzugrenzen, wenn diese in ihrer Ausgangsstellung ist. Ein schmaler Spalt, der zwischen der Endstelle 35 und der Endstelle 36 definiert ist, ist vorhanden. Eine Markierung 37 ist an der Mutter 20 angebracht und in dem Spalt zwischen den Endstellen 35, 36 angeordnet, wenn die Mutter 20 in der Ausgangsstellung ist. Die Markierung 37 ist in 6 und 7 besser dargestellt. Die Markierung 37 kann in Form eines flachen Metallelements vorliegen, das an der Mutter angebracht ist, oder kann ein mit der Mutter ausgebildeter Flansch sein. Die Markierung 37 dient als Verschluss zum Blockieren des Lichtpfads zwischen den Fasern, wenn die Mutter 20 in der Ausgangsstellung ist, aber ermöglicht das Hindurchströmen von Licht, wenn die Mutter sich oberhalb der Ausgangsstellung befindet. Folglich arbeitet der optische Endpositionssensor als op tischer Schalter in „normalerweise geschlossenem" oder EIN-Modus und wird EIN, wenn der Kondensator 10 von der Ausgangsstellung weggesteuert wird und AUS, wenn dieser an der Ausgangsstellung ist. Die Steuerung dient zum Anhalten der Drehung der Spindel und der Abwärtsbewegung der Mutter und der Kondensatorplatten, wenn ein optischer AUS-Zustand vorliegt. Dies bedeutet im Falle eines Sensorausfalls, beispielsweise eines Faserbruchs, dass die Steuerung die Drehung der Spindel anhalten wird und die Erreichung der Ausgangsstellung nicht fortsetzten wird.
  • Wie in 8 gezeigt, kann die Kappe 22 einen Achsenführungsschlitz 38 haben, der der Position der Markierung 37 entspricht. Dies kann zum Lenken der Bewegung der Markierung 37 dienen und auch den Einbau unterstützen, so dass die Kappe mit den mit der Markierung ausgerichteten Fasern passend eingebaut ist.
  • Eine alternative Anordnung wird in 5 strichliert gezeigt, in der die Fasern 31a, 32a in einer Durchgangskonfiguration angeordnet sind, statt durch die Kappe und um diese herum zu verlaufen.
  • Ein andere alternative Ausführungsform ist in 9 gezeigt, in der die in Zusammenhang mit 6 identifizierten Elemente das gleiche Bezugszeichen mit einem hinzugefügten Strichindex haben. Hier ist eine optische Zweiwegfaser 31' (oder alternativerweise könnten beide Fasern 31 und 32 in die Kappe 22 in der gleichen Richtung eintreten) vorhanden, so dass der Lichtstrahl aus der Faser an einer Seite der Position der Markierung 37' austritt, von einem Reflektor oder einer verspiegelten Oberfläche 39' reflektiert wird, die in Bezug auf die Oberseite 19' des Gehäuses befestigt ist, und in die Zweiwegfaser 31' eintritt, wenn die Mutter 20' nicht in der Ausgangsstellung ist. An der Ausgangsstellung blockiert, wie gezeigt, die Markierung 37' den Lichtpfad und ein optisches AUS-Signal zeigt diese Tatsache an.
  • Wie in dieser Beschreibung verwendet, bezeichnen die Begriffe „geschlossen" und EIN, dass der optische Pfad (Faser 31 bis Faser 32) vollständig ist, während die Begriffe „offen" und AUS bedeuten, dass der optische Pfad blockiert ist.
  • Während die oben erwähnte Erfindung in Bezug auf die ausgewählten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden ist, sollte ersichtlich sein, dass die Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen eingeschränkt ist. Statt dessen werden für Fachleute auf diesem Gebiet viele Änderungen und Abwandlungen erkennbar sein, ohne dass diese Abweichungen vom Schutzumfang der Erfindung darstellen, der in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.

Claims (6)

  1. Hermetisch verschlossener, variabler Abstimmkondensator vom Servotyp, umfassend ein hermetisch verschlossenes Gehäuse (11), einen Satz fest im Inneren des Gehäuses angeordneter Platten (14), einen Satz beweglicher Platten (15), die in Eingriff mit den fest angeordneten Platten und im Inneren des Gehäuses axial bewegbar sind, eine Welle (16), die an den beweglichen Platten angebracht und relativ zum Gehäuse axial bewegbar ist, eine Mutter (20), die nicht drehbar auf der Welle angebracht ist und ein Innengewinde aufweist, eine drehbare Gewindespindel (21), die in die Mutter eingepasst ist, ein Mittel (S) zum steuerbaren Drehen der Spindel, um die Mutter, und dadurch die beweglichen Platten, entlang eines Hubs zu bewegen, der zwischen einer Ausgangsstellung und zumindest einer anderen Position definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Index-Anordnung detektiert, ob die Mutter (20) und die beweglichen Platten (15) in ihrer Ausgangsstellung sind, wobei die Anordnung ein optisches Sendemittel (31) zum Erzeugen eines optischen Strahls, ein optisches Empfangsmittel (32), das zum Empfang des optischen Strahls ausgerichtet ist, wobei sich der Strahl auf einem Weg in einer vorbestimmten axialen Position im Inneren des Hubs der Mutter und direkt von dem optischen Sendemittel (31) zum optischen Empfangsmittel (32) ausbreitet, und ein Markierungsmittel (37) umfasst, das normal zum Strahl ausgerichtet und auf der Mutter (20) angeordnet ist, um den optischen Strahl auf dem genannten Weg zu blockieren, wenn die Mutter (20) in ihrer Ausgangsstellung ist, aber außerhalb des Wegs ist und es dem optischen Strahl ermöglicht, sich vom Sendemittel (31) zum Empfangsmittel (32) auszubreiten, wenn die Mutter außerhalb ihrer Ausgangsstellung ist.
  2. Variabler Abstimmkondensator nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das optische Sendemittel eine optische Faser (31) mit einer Endstelle (35) umfasst, die angrenzend an die Mutter in der Ausgangsstellung derselben positioniert ist.
  3. Variabler Abstimmkondensator nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das optische Empfangsmittel eine optische Faser (32) mit einer End stelle (36) umfasst, die angrenzend an die Mutter (20) angeordnet und mit der ersten optischen Faser (31) ausgerichtet ist, wobei die beiden Endstellen einen Zwischenraum zwischen diesen definieren.
  4. Variabler Abstimmkondensator nach Anspruch 3, worin das Markierungsmittel ein flaches Blendenmittel umfasst, das in dem Zwischenraum angeordnet ist, wenn die Mutter in der Ausgangsstellung ist.
  5. Variabler Abstimmkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin ein zylinderförmiges Kappenelement (22) auf dem Gehäuse aufgesetzt ist und ein Mittel (24) zum Lagern der Spindel (21) umfasst und ein Inneres (23) aufweist, um den Hub der Mutter (20) aufzunehmen, und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Kappenelement Mittel umfasst, um das optische Sendemittel (31) und das optische Empfangsmittel (32) zu tragen.
  6. Variabler Abstimmkondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kappenelement (22) eine sich axial erstreckende Schlitzführung (38) zum Ausrichten mit dem Markierungsmittel (37) umfasst.
DE69937851T 1998-02-09 1999-02-05 Fiberoptischer Positionssensor für Abstimmkondensator Expired - Lifetime DE69937851T2 (de)

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