DE7223173U - Druckluft Zylinder mit Gebern zur Abfrage der Kolbenposition - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckluft-ZyIInder mit Gebern zur Abfrage der Kolbenposition .

Die bisherigen Geber zur Abfrage der Kolbenposition in Druckluft-ZyIindem bestehen aus zwei in den Endlagen des Kolbens am äußeren Zylinderumfang angeordneten Reed-Kontakten, die durch Annäherung eines magnetischen Kolbens sich schließen und die jeweilige Stellung des Kolbens über einen angeschlossenen Stromkreis an eine zentrale Warte melden.

Zur Betätigung dieser durch magnetische Kraftwirkung zu steuernden Kontakte ist eine magnetische Ausführung des Kolbens erforderlich, durch den die erforderliche Kraftwirkung erzeugt wird. Der Nachteil dieser bekannten Einrichtung besteht grundsätzlich darin, daß die Schubeinrichtung mit mechanischen Kontakten ausgerüstet ist. Dadurch unterliegen diese Kontakte einem Verschleiß, der eine Wartung der Einrichtung in gewissen Zeitabständen erforderlich macht. Außerdem können diese Schalteinrichtungen nur an solchen Druckluft-ZyIindem verwendet werden,

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die mit einem Kolben aus magnetischem Material ausgerüstet sind und lassen sich nicht universell gleichzeitig auch an Ausführungsformen von Druckluft-ZyIindem mit Stahlkolben oder ähnl. verwenden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine von der magnetischen

Kraftwirkung des Kolbens unabhängige Schalteinrichtung zur Abfrage der Kolben- \

I position zu schaffen, die darüber hinaus keinem mechanischen Verschleiß unterliegt. j

1 Außerdem soll die Schalteinrichtung, wie bei der Ausführungsform mit Reed-Kontakten, |

durch die Zylinderwandung hindurch wirksam sein. Diese Aufgabe wird nach der Ec- i

findung dadurch gelöst, daß in den Gebern eine auf Änderung der elektrischen oder j

magnetischen Kennwerte ansprechende, aus elektronischen Bauelementen bestehende, Schalteinrichtung vorgesehen ist, die von ihrem Wirkbereich durch eine metallische

ηichtferritische Zylinderwand getrennt ist. jj

Die Schalteinrichtung wird bei Annäherung eines aus ferromagnefischem Material ge- \

fertigten Kolbens betätigt.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Schalteinrichtung, bei der in den Gebem durch Annäherung des Kolbens die elektrischen oder magnetischen Kenndaten verändert werden und zur Schaltung führen, läßt sich eine verschleißfrete Ausführung für die Abfrage <ter Kolbenposition verwirklichen. Durch diese Ausbildung der Geber wird femer eine kraftwirkungsfreie Betätigung erzielt, die von der magnetischen Kraftwirkung des Kolbens unabhängig ist. Dadurch, daß auf das Prinzip der magnetischen Kraftwirkung des Kolbens zum Schalten verzichtet wird, ist es möglich, den Kolben aus Stahl oder einem anderen ferromagnetischen Werkstoff herzustel len. Dadurch können die Herstellungs- und Montagekosten des Kolbens gesenkt werden.

Nach einem ersten Vorschlag der Erfindung ist der Geber ein induktiv wirkender, berührungsloser Schalter, in dem ein Fühler angeordnet ist, der aus der Spule eines

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Oszillators vorzugsweise L.C.R. Oszillator besteht. Es ergibt sich dadurch der Vorteil, daß die Geber durch eine metallische nichtferritische Zylinderwand hindurch wirksam sind.

Diese induktiv wirkenden berührungslosen Geber sind an sich bekannt und bestehen aus einem Oszillator, einer Kippstufe und einer Leistungsstufe. Die Spule des Oszillators dient dabei als Fühler, dessen Spulenoberfläche die aktive Schaltfläche bildet. Das elektrische Wechselfeld tritt an der Schaltfläche aus und wird durch Annäherung des aus ferromagnetischem Material bestehenden Kolbens nicht gedämpft, sondern es tritt eine Spannungserhöhung am Oszillator ein, die zur Überschreitung der Kippschwelle in der Triggerstufe führt und den Schaltvorgang auslöst.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist in den Gebem ein als Fühler dienendes magnetisch beeinflußbares Halbleiterelement, vorzugsweise Feldplatte, vorgesehen. Es empfiehlt sich, ein z.B. mittels Permanentmagnet vorgespanntes Halbleiterelement zu verwenden. Hinsichtlich der Ausführung des Kolbens ergibt sich dadurch der Vorteil, daß auf eine magnetische Ausführung verzichtet werden kann-

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei den magnetisch beeinflußbaren Halbleitern um sogenannte Feldplatten. Diese Feldplatten verändern durch Annäherung eines Magnetfeldes, bei magnetisch vorgespannten Halbleitern durch Annäherung ferromagnetische r Stoffe, z.B. Stahl, ihren Widerstand. Die Feldplatten werden z.B. in Brückenschaltung betrieben, bei der die durch Annäherung des Kolbens hervorgerufene

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-4-Widerstandsänderung in einer nachgeschalteten Triggerstufe ausgewertet wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt und zwar zeigt

Fig* 1 die Anordnung der Geber in den Endlagen des Kolbens,

Fig. 2 ein elektrisches Blockschaltbild des Gebers,

Fig. 3 ein elektrisches Blockschaltbild bei einer anderen

Ausführungsform des Gebers.

Der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Druckluft-Zylinder besteht aus einem Messing-Zylinder 4, in dem ein doppelt beaufschlagter Kolben 5 gleitet. Die Kolbenstange 6 ist einerseits aus dem Zylinder 4 herausgeführt und dient zur Betätigung einer nicht dargestellten Maschine, Vorrichtung oder dergleichen. Das Arbeitsmittel (Druckluft) wird durch Öffnungen 7 an den Enden 8, 9 des Zylinders 4 zugeführt.

Sn den beiden Endlagen des Kolbens 5 ist an der Außenfläche des Zylinders 4 jeweils ein Geber 10 befestigt-der über eine Anschlußleitung 11 an einen elektrischen Stromkreis angeschlossen ist und durch Annäherung des aus ferromagnetischem Material besteheruten Kolbens 5 betätigt wird. Die Funktionsweise ist berührungslos, so άα& die Betätigung durch die Zylinderwandung hindurch erfolgt. Die Geber 10 bestehen aus einem Oszillator 12, dessen Spule 13 als Fühler ausgebildet ist. Durch Annäherung des ferromagnetischen Kolbens 5 tritt im Oszillator eine Spannungsänderung ein, die durch Überschreitung der Ansprechschwelle in der Triggerstufe 14 zur Schaltung führt. Das Schaltsignal wird in dem Verstärker 15 verstärkt und gelangt z.B. auf ein nicht dargestelltes Schallschutz, Magnetventil

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oder dergleichen.

Wie aus Fig. 2 der Zeichnung zu entnehmen ist, sind der Oszillator 12, die Triggerstufe 14 und der Verstärker 15 an eine Spannungsversorgung angeschlossen . Diese Baugruppen 12, 14, 15 bestehen aus elektronischen und elektrischen Bauelementen wie Transistoren, Kondensatoren, Widerstände und dergl. Der Schaltungsaufbau dieser Geber 10 ist an sich bekannt, so daß auf eine ausführliche Darstellung und Beschreibung verzichtet wird. Grundsätzlich ist zu bemerken, daß die Geber jeweils nur bei einer Kombination von nichtferritischer Zylinderwand, z.B. alle BuntmetaÜe und ferromagnetischen Kolben z.B. Stahl St 37, wirksam sind. Außerdem sind die erfindungsgemäßen Geber bei einer nichtmetallischen Zylinderwandung verwendbar.

Die Geber 10 sind wie an sich bekannt, in einem Aluminiumgehäuse feuchtigkeitsgeschützt und schlagfest angeordnet.

Die Ausführungsform des Gebers 10 nach Fig* 3 der Zeichnung unterscheidet sich von dem vorherigen Ausbildungsbeispiel zunächst dadurch, daß auf einen Oszillator und eine Spule als Fühler verzichtet wird. Stattdessen wird als Fühler 16 ein magnetisch beeinflußbares Halbleiterelement 17 z.B. eine Feldplatte, verwendet.

In dem Ausführungsbetspiel nach Fig. 3 der Zeichnung bilden zwei Feidplafren 17 einen Spannungslelter, dessen Signalspannung zwischen den Feldpiatten 17 abgegriffen wird.

Wie bereits erwähnt, werden Feldplatten auch in einer Brückenschaltung verwendet. In Fig. 3 der Zeichnung sind parallel zu den Feldpiaften 17 zwei Fest-Widerstände gestrichelt eingezeichnet, die zusammen mit den Feldplatten 17 eine Brückenschaltung bilden . Wie weiter aus der Fig* 3 zu entnehmen ist, ist jeder Brückenzweig mit der Triggerstufe 14 verbunden. Als Triggerstufe 14 dient in diesem Fall ein Operationsverstärker mit einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Eingang. Der weitere

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Schaltungsaufbau ist wie in Fig. 2 der Zeichnung. |

Die erfindungsgemäßen Merk«nale sind nicht auf die in den dargestellten und f

beschriebenen Ausführungen beschränkt. So können z.B. die Geber anstelle in ^!

den Endlagen des Kolbens auch in einer anderen Position angeordnet werden, um '

je nach Wunsch den Durchgang des Kolbens in einer bestimmten Position abzufragen.

In manchen Fällen genügt auch ein Geber, um die gestellte Aufgabe zu erfüllen.

Dies ist z.B. der Fall, wenn die Kolbenhübe in einer bestimmten Zeit gezählt

werden sollen. j

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Claims (1)

1. !^Druckluft-Zylinder mit Gebem zur Abfrage der Kolbenposition ^dadurch gekennzeichnet, daß in den Gebem 10 eine auf Änderung der elektrischen oder magnetischen Kennwerte ansprechende aus elektronischen Bauelementen bestehende Schalteinrichtung vorgesehen ist, die von ihrem Wirkbereich durch eine metallische nichtferritische Zylinderwand 4 getrennt ist.

   2. Druckluft-ZyIInder mit Gebem zur Abfrage der Kolbenposition nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß der Geber 10 ein induktiv wirkender berührungsioser Schalter ist, in dem ein Fühler 13 angeordnet ist, der aus der Spule eines Oszillators 12, vorzugsweise L-C-R - Oszillators, besteht.

   13. Druckluft-Zylinder mit Gebem zur Abfrage der Kolbenposition nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in den Gebem 10 ein als Fühler dienendes magnetisch beeinflußbares Halbleiterelement 17, vorzugsweise Feldplatte, vorgesehen ist.

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