DE8524086U1 - A device operable with a pressure medium having a sensor which is responsive to the movement of a movable element of the device - Google Patents
A device operable with a pressure medium having a sensor which is responsive to the movement of a movable element of the deviceInfo
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Description
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Mit einem Druckmedium betreibbare Vorrichtung mit einem Sensor, der auf die Bewegung eines beweglichen Elementes der Vorrichtung ansprichtDevice which can be operated with a pressure medium and has a sensor which reacts to the movement of a movable element of the device appeals to
Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Druckmedium betreibbare Vorrichtung mit einem Sensor, der auf die Bewegung eines beweglichen Elementes der Vorrichtung anspricht. Die mit einem Druckmittel betreibbare Vorrichtung ist vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich ein Antriebszylinder, und der Sensor spricht auf die lineare Bewegung des Kolbens in dem Zylinder an.The invention relates to a device which can be operated with a pressure medium and has a sensor which is sensitive to the movement a movable element of the device is responsive. The device that can be operated with a pressure medium is preferably but not exclusively a drive cylinder, and the sensor is responsive to linear movement of the piston in the cylinder.
Es ist bekannt, die Bewegung eines Kolbens in einem Zylinder durch Verwendung entsprechender elektronischer Steuermittel zu steuern. Es ist jedoch hierbei notwendig, eine Signalrückführung vorzusehen, mit der die elektronische Steuerung Informationen über die jeweilige Position oder Bewegung des Kolbens erhält. Eine solche Signalrückführvorrichtung kann außen auf dem Zylinder angeordnet sein. Sie kann aber auch im Inneren vorgesehen sein,It is known to control the movement of a piston in a cylinder by using appropriate electronic control means steer. In this case, however, it is necessary to provide a signal feedback with which the electronic control system provides information receives about the respective position or movement of the piston. Such a signal feedback device can be mounted on the outside of the cylinder be arranged. But it can also be provided inside,
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beispielsweise bei Verwendung siner hohlen Kolbenstange und eines Sensors* der sich axial darin erstreckt. Diese Art der Signal* rückführung ist normalerweise komplex und teuer. Wenn Sie außen auf dem Zylinder montiert ist, besteht die Gefahr" der Beschädigung. Wenn eine innere Anordnung gefordert wird, kann die Signalrückführvorrichtung schwierig zu warten sein.for example when using its hollow piston rod and a sensor * which extends axially therein. This type of signal * repatriation is usually complex and expensive. If you outside is mounted on the cylinder, there is a risk of "damage. If an internal arrangement is required, the signal feedback device can difficult to maintain.
Bekannte Signalrückführvorrichtungen geben normalerweise eine direkte Angabe über die Lage des Kolbens. Mit Hilfe einer Differenzierungsschaltung kann dabei die Geschwindigkeit und die Beschleunigung der elektronischen Steuerung abgeleitet werden. Alternativ kann die Signalrückführvorrichtung eine geschwindigkeits- oder beschleunigungsabhängige Angabe bieten. In diesem Fall kann mit Hilfe einer Integrationsschaltung die Position des Kolbens bestimmt werden.Known signal feedback devices normally give a direct indication of the position of the piston. With the help of a Differentiation circuit, the speed and acceleration of the electronic control can be derived. Alternatively, the signal feedback device can provide a speed or acceleration-dependent indication. In this In this case, the position of the piston can be determined with the aid of an integration circuit.
Es sind weiter geschwindigkeitsabhängige Wandler bekannt. Sie weisen normalerweise ein magnetisches Element auf, das innerhalb eines Rohres beweglich ist, das außen mit Wicklungen versehen ist. In solchen Wandlern hat das magnetische Element eine erhebliche axiale Länge, und es werden zwei äußere Wicklungen benötigt, um sieherzustellen, daß das elektrische Ausgangssignal unabhängig von der axialbii Lage des Magnetelements innerhalb d.es Rohres ist. Derartige geschwindigkeitsabhängige Wandler können nicht in einem Kolben verwendet werden, da der Kolben nur eine kurze axiale Länge hat.There are also known speed-dependent converters. They usually have a magnetic element that is inside a tube is movable, which is provided with windings on the outside. In such transducers, the magnetic element has a significant axial length, and it takes two outer windings to make the electrical output independent from the axial position of the magnetic element within the tube. Such speed-dependent transducers cannot be used in a piston because the piston is only a short axial one Length.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung mit einem Kolben und einem Zylinder zu schaffen, beispielsweise einen mit einem Druckmedium betriebenen Antriebszylinder, der einen auf Bewegung ansprechenden Sensor aufweist, die keine Signalrückführung, wie bei bekannten elektronischen Steuerungen, erfordert und weiter nieiät die vorgenannten Nachteile bekannter geschwindigkeitsabhängiger Wandler aufweist.It is the object of the invention to provide a device with a piston and a cylinder, for example one with a Pressure medium operated drive cylinder, which has a sensor responsive to movement that does not have any signal feedback, such as in the case of known electronic controls, the aforementioned disadvantages of known speed-dependent devices are required and never more Has converter.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Sensor einen Permanentmagneten aufweist, der auf dem beweglichen Element innerhalb eines Gehäuses für dieses Element angeordnet ist und magnetisch mit einem Ende des Gehäuses gekoppelt ist, und daß zwei koaxiale Wicklungen auf dem Gehäuse angeordnet sind, die sich jeweils im wesentlichen über die gesamte vorgesehene Bewegungsbahn des beweglichen Elementes erstrecken, daß eine der Wicklungen als Feldwicklung für den Anschluß an einen konstanten Strom einer Gleichspannung ausgebildet ist, während die andere Wicklung ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von Änderungen des Magnetfeldes abgibt, die durch den Permanentmagneten erzeugt werden, der auf dem beweglichen Element angeordnet ist, und die proportional der jeweiligen Geschwindigkeit des beweglichen Elementes sind.According to the invention, this object is achieved in that the sensor has a permanent magnet on the movable Element is disposed within a housing for that element and is magnetically coupled to one end of the housing, and that two coaxial windings are arranged on the housing, the each extend substantially over the entire intended path of movement of the movable element that one of the Windings is designed as a field winding for connection to a constant current of a direct voltage, while the other Winding emits an output signal in response to changes in the magnetic field generated by the permanent magnet which is arranged on the movable element, and which is proportional to the respective speed of the movable Element are.
Eine zweckmäßige Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kolben und einen Zylinder aufweist und der Permanentmagnet am Kolben angeordnet ist, daß der Kolben magnetisch über die Kolbenstange mit einem Ende des Zylinders gekoppelt ist, daß' die zylindrische Wand des Zylinders aus einem magnetisch nicht leitenden Material besteht und die Feld- und Ausgangswicklungen trägt, deren axiale Länge jeweils im wesentlichen dem vorgesehenen Weg des Kolbens innerhalb des Zylinders entspricht.An expedient embodiment is characterized in that it has a piston and a cylinder and the permanent magnet is arranged on the piston that the piston is magnetically over the piston rod is coupled to one end of the cylinder that 'the cylindrical wall of the cylinder does not have a magnetic effect There is conductive material and carries the field and output windings, the axial length of which is essentially the intended Corresponds to the path of the piston within the cylinder.
Die Feld- und Ausgangswicklungen können auf der Außenseite der magnetisch nicht leitenden zylindrischen Wand des Zylinders gewickelt sein, wobei die magnetisch nicht leitende zylindrische Wand des Zylinders doppelwandig ausgebildet sein kann und die beiden Wicklungen entweder zwischen den beiden koaxialen Wandungen liegen können, oder aber eine der Wicklungen zwischen den beiden koaxialen zylindrischen Wandungen liegen und die andere Wicklung auf die Außenseite der äußeren zylindrischen Wand gewickelt sein kann.The field and output windings can be on the outside of the magnetically non-conductive cylindrical wall of the cylinder be wound, wherein the magnetically non-conductive cylindrical wall of the cylinder can be double-walled and the both windings can either lie between the two coaxial walls, or one of the windings between the two coaxial cylindrical walls and the other winding on the outside of the outer cylindrical wall can be wrapped.
Der Weg des Magnetflusses, der von dem am Kolben angeordneten Permanentmagneten ausgeht, schließt eine Polplatte aus magnetisch leitendem Material, die in/am Kolben in Nachbarschaft des Permanentmagneten angeordnet ist, eine Polplatte aus magnetisch j The path of the magnetic flux emanating from the permanent magnet arranged on the piston closes a pole plate made of magnetically conductive material, which is arranged in / on the piston in the vicinity of the permanent magnet, a pole plate made of magnetic j
leitendem Material, die an einem Ende des Zylinders angeordnet \ ist und die Kolbenstange ein, die aus einem magnetisch leitenden Material besteht und eine magnetisch leitende Verbindung-zwischen ®\ den beiden Polplatten bildet, wobei der Kolben und die Enden des If Zylinders mit Ausnahme der Folplatten aus einem magnetisch nicht f| leitenden Material bestehen. g*conductive material that is \ disposed at one end of the cylinder and the piston rod consisting of a magnetically conductive material and a magnetically conductive connection-between ® \ forms the two pole plates, wherein the piston and the ends of the If the cylinder with the exception of Folplatten from a magnetic not f | conductive material. G*
Pie in der Ausgangswicklung induzierte Spannung kann mit Hilfe I Pie voltage induced in the output winding can be determined with the help of I.
einer elektronischen Schaltung festgestellt werden, und zwar \ξ an electronic circuit, namely \ ξ
direkt oder unter Verwendung entsprechender Programme, wobei das #directly or using appropriate programs, where the #
geschwindigkeitsabhängige Signal umwandelbar ist in Verschiebe- pThe speed-dependent signal can be converted into displacement p
und/oder Beschleunigungssignale für den Kolben. |and / or acceleration signals for the piston. |
Die Erfindung ist in der Zeichnung, die einen schematischen f Längsschnitt durch einen Antriebszylinder zeigt, dargestellt und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.The invention is shown in the drawing, which shows a schematic f Shows a longitudinal section through a drive cylinder, shown and described in detail below with reference to the drawing.
Der Antrieb weist einen Zylinder auf, der eine magnetisch nicht leitende zylindrische Wand 1 und zwei Endplatten 10, 11 aufweist, die gleichfalls aus magnetisch nicht leitendem Material bestehen. Ein Arbeitfluid, beispielsweise Druckluft oder Drucköl oder ein anderes hydraulisches Medium wird durch eine Anschlußöffnung in oder in der Nähe einer der Endplatten eingeführt und durch eine Anschlußöffnung in oder an der anderen Endplatte ausgelassen oder umgekehrt. Der Zylinder weist einen mit Dichtungen versehenen Kolben 2 auf, der gleichfalls aus e "n magnetisch nicht leitenden Material besteht und der auf eii^r Kolbenstange 3 aus einem magnetisch leitenden Material befestigt ist. Die Kolbenstange 3 | ist durch eine Bohrung in der Endplatte 11 hindurch nach außen [■» geführt. iThe drive has a cylinder, one of which is not magnetic conductive cylindrical wall 1 and two end plates 10, 11, which are also made of magnetically non-conductive material. A working fluid, for example compressed air or pressure oil or another hydraulic medium, is in through a connection opening or inserted in the vicinity of one of the end plates and discharged through a connection opening in or on the other end plate or vice versa. The cylinder has a piston 2 which is provided with seals and which also consists of e "n magnetically non-conductive Material consists and the one on eii ^ r piston rod 3 from one magnetically conductive material is attached. The piston rod 3 | is through a hole in the end plate 11 through to the outside [■ » guided. i
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Im Kolben 2 ist ein ringförmiger Permanentmagnet 4 angeordnet, der magnetisch mit einer Polplatte aus magnetisch leitendem Material verbunden ist, der wiederum magnetisch an die Kolbenstange 3 angeschlossen ist. Statt eines ringförmigen Magneten kann auch eine Mehrzahl von Einzelmagneten vorgesehen sein. Hie Endplatte 11 trägt auf ihrer Innenseite gleichfalls eine Polplatte 6 aus einem magnetisch leitenden Material. Der Permanentmagnet 4 erzeugt damit über die Flußplatten 5, 6 und die Kolbenstange 3 ein Magnetfeld, das durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist. Die zylindrische Wand 1 trägt zwei koaxiale Wicklungen 8 und 9, die auf die zylindrische Wand aufgewickelt sind. Die zylindrische Wand kann auch doppelwandig ausgebildet sein, wobei dann wenigstens eine der Wicklungen im Hohlraum zwischen den beiden koaxialen Wandelementen liegt. Die axiale Länge der beiden Wicklungen 8, 9 entspricht im wesentlichen dem Kolbenweg innerhalb des Zylinders. An der Wicklung 8 liegt im Betrieb eine Gleichspannung konstanter Stärke an. Diese Wicklung arbeitet als Feldwicklung. Die andere Wicklung 9 gibt eine Aus- , gangsspannung ab, die jeweils der linearen Geschwindigkeit des Kolbens 2 proportional ist.In the piston 2, an annular permanent magnet 4 is arranged, which is magnetically connected to a pole plate made of magnetically conductive Material is connected, which in turn is magnetically connected to the piston rod 3. Instead of a ring-shaped magnet a plurality of individual magnets can also be provided. Here End plate 11 also has a pole plate on its inside 6 made of a magnetically conductive material. The permanent magnet 4 thus generates via the flux plates 5, 6 and the piston rod 3 a magnetic field, which is indicated by the dash-dotted line. The cylindrical wall 1 carries two coaxial Windings 8 and 9 wound on the cylindrical wall. The cylindrical wall can also be double-walled be, in which case at least one of the windings is located in the cavity between the two coaxial wall elements. The axial The length of the two windings 8, 9 essentially corresponds to the piston travel within the cylinder. At the winding 8 is in Operation of a constant voltage DC. This winding works as a field winding. The other winding 9 outputs an output, output voltage, which is proportional to the linear speed of the piston 2 in each case.
Wenn sich der Kolben innerhalb des Zylinders bewegt, ändert sich die Länge des Magnetfeldes in Axialrichtung des Zylinders. Damit ändert sich die Ausgangsspannung der Wicklung 9. Aufgabe der Feldwicklung 8 ist es, das Ausgangssignal der Wicklung 9 von der jeweiligen axialen Stellung des Kolbens in dem Zylinder unabhängig zu machen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, dessen Spannung proportional der jeweiligen linearen Geschwindigkeit des Kolbens ist. Ohne die Feldwicklung 8 würde die Ausgangsspannung der Wicklung 9 eine komplexe Funktion aus der Kolbenstellung und dessen Geschwindigkeit sein und damit schwierig zu interpretieren sein.When the piston moves within the cylinder, the length of the magnetic field changes in the axial direction of the cylinder. In order to the output voltage of the winding 9 changes. The task of the field winding 8 is to receive the output signal of the winding 9 from the to make the respective axial position of the piston in the cylinder independent and to generate an output signal, its Voltage is proportional to the respective linear velocity of the piston. Without the field winding 8, the output voltage would of the winding 9 can be a complex function of the piston position and its speed and therefore difficult to interpret be.
Die Ausgangsspannung der Wicklung 9 kann direkt als jeweilige Lineargeschwindigkeit des Kolbens angezeigt werden. Es kann aber auch eine programmgesteuerte Aufschaltung auf einen Computer erfolgen. Das Ausgangssignal der Wicklung 9 kann so behandelt werden, da/ά Signal abgegeben werden, die die Kolbenverschiebung oder dessen Beschleunigung abgeben oder beides.The output voltage of the winding 9 can be displayed directly as the respective linear speed of the piston. But it can a program-controlled connection to a computer can also take place. The output signal of the winding 9 can be treated in this way because a signal is issued that the piston displacement or give up its acceleration or both.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
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- 1984-09-04 GB GB08422279A patent/GB2164154B/en not_active Expired
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Also Published As
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| GB2164154A (en) | 1986-03-12 |
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