EP0721067A2 - Fluid-pressure actuator with a magnetic field sensor - Google Patents

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EP0721067A2 EP95120518A EP95120518A EP0721067A2 EP 0721067 A2 EP0721067 A2 EP 0721067A2 EP 95120518 A EP95120518 A EP 95120518A EP 95120518 A EP95120518 A EP 95120518A EP 0721067 A2 EP0721067 A2 EP 0721067A2
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Albert Dipl -Ing. Beetz
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2807—Position switches, i.e. means for sensing of discrete positions only, e.g. limit switches

Definitions

  • the axial dimensions of the ring disk made of ferromagnetic material are at most half as large as the axial dimensions of the permanent magnet. This largely avoids scattering and concentrates the magnetic flux.
  • the bushing consists in particular of austenitic steel and is welded into the recess and receives the sensor in a blind hole. It is clear that in special cases, brazing instead of welding may be sufficient.
  • the inside of the cylinder is separated from the sensor by the welded socket and the blind hole in the socket. The sensor can be easily replaced.
  • the recess in the cylinder can extend into the interior of the cylinder. In this case it is advantageous if the inner end of the bushing is machined together with the inner surface of the cylinder. This procedure ensures that, despite the bushing used, the inner surface of the cylinder is completely smooth is, so that no additional stresses arise for the seals.
  • a recess 20 is provided in the wall of the cylinder 10, in which the bushing 21 is inserted or welded.
  • This bushing 21 receives the magnetic field sensor 2 in the blind bore 22, the connections of which are designated by 23.
  • the magnetic field sensor can be a reed switch, for example, which is housed in a protective tube. However, it is better to provide a magnetic field sensor which, in particular, has no moving parts and, for example, inductively determines the magnetic field and emits the corresponding signal.

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Abstract

The piston-cylinder device has an annular permanent magnet (3) attached to the piston (11), cooperating with a magnetic field sensor (2) within the cylinder (10), for detecting the piston position. The permanent magnet is magnetised in the axial direction of the piston-cylinder device and provided by ferromagnetic discs (32,33) for guiding the magnetic flux. The piston has an open groove (31) receiving the permanent magnet, which has an outer dia. only slightly less than the inner dia. of the cylinder, which has a recess receiving a sleeve (21) of a non-magnetic material, incorporating the magnetic field sensor.

Description

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem Permanentmagneten am Kolben und einem Magnetfeldsensor am Zylinder zur Abfrage eines Wegsignales, wobei der Permanentmagnet eine Ringform aufweist und in Achsrichtung der Zylinder-Kolben-Anordnung magnetisiert ist, mit Ringscheiben aus ferromagnetischem Material zur Lenkung des Magnetflusses.The invention relates to a pressure-actuated cylinder-piston arrangement with a permanent magnet on the piston and a magnetic field sensor on the cylinder for querying a travel signal, the permanent magnet having a ring shape and being magnetized in the axial direction of the cylinder-piston arrangement, with ring disks made of ferromagnetic material for steering of the magnetic flux.

Eine druckmittelbetätigte Zylinder-Kolben-Anordnung der vorstehend angegebenen Gattung ist beispielsweise bekanntgeworden durch die DE 35 10 601 A1. Dabei ist auf die Kolbenstange ein ringförmiger, axial polarisierter Permanentmagnet aufgeschoben. Eine Ringscheibe aus ferromagnetischem Material, der auch den Kolben bildet, lenkt den magnetischen Fluß gegen die Zylinderwandung. Auf der Außenseite des Zylinders ist ein Magnetfeldsensor angeordnet. Auf diese Weise löst der Kolben bei einer Stellung durch den Magnetfeldsensor ein Signal aus, so daß die Kolbenposition erfaßt wird.A pressure-operated cylinder-piston arrangement of the type specified above has become known, for example through DE 35 10 601 A1. An annular, axially polarized permanent magnet is pushed onto the piston rod. An annular disc made of ferromagnetic material, which also forms the piston, directs the magnetic flux against the cylinder wall. A magnetic field sensor is arranged on the outside of the cylinder. In this way, the piston triggers a signal when the magnetic field sensor is in a position so that the piston position is detected.

Vorrichtungen der bekannten Art finden vor allem bei Pneumatikzylindern Anwendung. Die bei pneumatischen Einrichtungen vorherrschenden relativ geringen Drücke erlauben für das Zylinderrohr geringe Wandstärken und außerdem auch die Verwendung von Werkstoffen, wie zum Beispiel Aluminium oder auch Messing, die für das Magnetfeld gut durchlässig sind, so daß der Sensor auf das Magnetfeld ansprechen kann.Devices of the known type are used above all in pneumatic cylinders. The relatively low pressures prevailing in pneumatic devices allow the cylinder tube to have small wall thicknesses and also the use of materials, such as aluminum or brass, which are permeable to the magnetic field, so that the sensor can respond to the magnetic field.

Bei dickwandigen Rohren, wie diese bei hydraulischen Anlagen notwendig sind, insbesondere bei dickwandigen Stahlrohren, die in der Regel magnetisch leitend sind, werden jedoch durch diese Anordnungen keine brauchbaren Ergebnisse erzielt. Auch ist es bei diesen Einrichtungen schwierig, eine Anordnung zu treffen, mit der das Signal nur innerhalb sehr enger Grenzen ausgelöst und eine breite Streuung vermieden wird.In the case of thick-walled pipes, as are necessary in hydraulic systems, in particular in the case of thick-walled steel pipes, which are generally magnetically conductive, no useful results are achieved by these arrangements. It is also difficult with these devices to find an arrangement with which the signal is only triggered within very narrow limits and a wide spread is avoided.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine druckmittelbetätigte Zylinder-Kolben-Anordnung der eingangs angegebenen Gattung dahingehend weiterzuentwickeln, die es erlaubt, auch bei verhältnismäßig starkwandigen Zylindern bzw. höheren Drücken ein präzises Wegsignal abzufragen.It is an object of the invention to further develop a pressure-operated cylinder-piston arrangement of the type specified at the outset, which allows a precise displacement signal to be queried even in the case of relatively thick-walled cylinders or higher pressures.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der Anordnung der eingangs angegebenen Gattung und schlägt die im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruches angegebenen Merkmale vor.To achieve this object, the invention is based on the arrangement of the type specified in the introduction and proposes the features specified in the characterizing part of the first claim.

Bei der Erfindung gelangt der Permanentmagnet in unmittelbare Nähe der Innenwandung des Zylinders, ohne diesen zu berühren. Die an einer Seite des Permanentmagneten angeordnete Ringscheibe aus ferromagnetischen Material lenkt den magnetischen Fluß auf kürzestem Wege gegen den Zylinder. Insbesondere wird hierdurch eine Streuung des magnetischen Flusses vermieden, so daß der magnetische Fluß auf einen engen Bereich zusammengedrängt wird.In the invention, the permanent magnet comes in close proximity to the inner wall of the cylinder without touching it. The ring disk made of ferromagnetic material arranged on one side of the permanent magnet directs the magnetic flux against the cylinder in the shortest possible way. In particular, this avoids scattering of the magnetic flux, so that the magnetic flux is compressed into a narrow area.

Durch die Anordnung einer Ausnehmung im Zylinder für eine Büchse aus magnetisch nicht leitendem Werkstoff, die den Magnetfeldsensor aufnimmt, läßt sich auch bei Zylindern aus ferromagnetischem Material ein direkter magnetischer Fluß zum Sensor erreichen, wobei eine hohe Feldstärke erzielt wird. Ein entsprechend empfindlicher Sensor wird dann nur auf die ausreichend hohe Feldstärke ansprechen, wodurch Störungen durch Streuung des Magnetfeldes oder auch durch andere Einrichtungen ausgeschlossen werden.By arranging a recess in the cylinder for a sleeve made of magnetically non-conductive material, which receives the magnetic field sensor, a direct magnetic flux to the sensor can also be achieved with cylinders made of ferromagnetic material, a high field strength being achieved. A correspondingly sensitive sensor will then only respond to the sufficiently high field strength, thereby preventing interference from scattering of the magnetic field or from other devices.

Günstig ist es, wenn der Außendurchmesser der Ringscheibe aus ferromagnetischem Material geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Permanentmagneten. Dadurch wird schon durch die Bauform der Ringscheibe bzw. Ringscheiben eine geeignete Umlenkung des Flusses in Richtung auf die Zylinderwandung erzielt.It is favorable if the outside diameter of the ring disk made of ferromagnetic material is slightly larger than the outside diameter of the permanent magnet. As a result, a suitable deflection of the flow in the direction of the cylinder wall is already achieved through the design of the ring disk or ring disks.

Vorteilhaft ist es, wenn die axialen Abmessungen der Ringscheibe aus ferromagnetischem Material höchstens halb so groß sind als die axialen Abmessungen des Permanentmagneten. Dadurch wird eine Streuung weitgehend vermieden und der Magnetfluß konzentriert.It is advantageous if the axial dimensions of the ring disk made of ferromagnetic material are at most half as large as the axial dimensions of the permanent magnet. This largely avoids scattering and concentrates the magnetic flux.

Die Ringscheiben können axial auf beiden Seiten des Permanentmagneten angeordnet werden. In diesem Fall entsteht ein Magnetfluß im wesentlichen von der einen Ringscheibe zur anderen Ringscheibe. Besser ist es jedoch, wenn nur eine einzige ferromagnetische Ringscheibe auf einer Seite des Permanentmagneten angewandt wird, so daß nur an dieser Stelle das Maximum der Feldstärke erzielt wird, so daß der Sensor nur diese Position anzeigt. In besonderen Fällen kann es jedoch empfehlenswert sein, auch zwei ferromagnetische Ringscheiben zu benützen, wodurch dann je nach Anordnung ein etwas breiterer Bereich des Maximums erhalten wird, oder zwei Spitzen im Bereich der ferromagnetischen Ringscheiben.The ring disks can be arranged axially on both sides of the permanent magnet. In this case, a magnetic flux essentially arises from one ring disk to the other Washer. However, it is better if only a single ferromagnetic ring disk is used on one side of the permanent magnet, so that the maximum field strength is achieved only at this point, so that the sensor only indicates this position. In special cases, however, it may be advisable to use two ferromagnetic ring disks, so that depending on the arrangement, a somewhat wider area of the maximum is obtained, or two peaks in the area of the ferromagnetic ring disks.

Mittels der Ringscheiben aus ferromagnetischem Material ist es auch möglich, die Lage des Permanentmagneten zu justieren.By means of the ring disks made of ferromagnetic material, it is also possible to adjust the position of the permanent magnet.

Wie erwähnt, ist der Außendurchmesser des Permanentmagneten geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders. Dies stellt sicher, daß der Permanentmagnet nicht mit der Innenwandung des Zylinders in Berührung kommt, so daß ein Verschleiß am Permanentmagneten verhindert wird. Der dadurch bedingte etwas größere Abstand vom Magnetfeldsensor ergibt keine Nachteile, da die ferromagnetische Ringscheibe hinreichend nahe an die Innenwandung des Zylinders heranreichen kann.As mentioned, the outside diameter of the permanent magnet is slightly smaller than the inside diameter of the cylinder. This ensures that the permanent magnet does not come into contact with the inner wall of the cylinder, so that wear on the permanent magnet is prevented. The resulting somewhat larger distance from the magnetic field sensor does not result in any disadvantages, since the ferromagnetic ring disk can reach sufficiently close to the inner wall of the cylinder.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Buchse insbesondere aus austenitischem Stahl besteht und in die Ausnehmung eingeschweißt ist und in einer Sackbohrung den Sensor aufnimmt. Es ist klar, daß in besonderen Fällen anstelle der Schweißung auch eine Hartlötung ausreichend sein kann. Durch die eingeschweißte Buchse und die Sackbohrung in der Buchse ist der Innenraum des Zylinders vom Sensor abgetrennt. Der Sensor kann leicht ausgewechselt werden. Die Ausnehmung im Zylinder kann bis in das Innere des Zylinders reichen. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn das Innenende der Buchse zusammen mit der Innenfläche des Zylinders bearbeitet ist. Dieses Vorgehen stellt sicher, daß trotz der eingesetzten Buchse die Innenfläche des Zylinders völlig glatt ist, so daß keine zusätzlichen Beanspruchungen für die Dichtungen entstehen.According to a further feature of the invention it is proposed that the bushing consists in particular of austenitic steel and is welded into the recess and receives the sensor in a blind hole. It is clear that in special cases, brazing instead of welding may be sufficient. The inside of the cylinder is separated from the sensor by the welded socket and the blind hole in the socket. The sensor can be easily replaced. The recess in the cylinder can extend into the interior of the cylinder. In this case it is advantageous if the inner end of the bushing is machined together with the inner surface of the cylinder. This procedure ensures that, despite the bushing used, the inner surface of the cylinder is completely smooth is, so that no additional stresses arise for the seals.

Die Erfindung schlägt ferner vor, daß der Kolben aus magnetisch nicht oder wenig leitendem Werkstoff besteht. Durch diesen Vor schlag soll vermieden werden, daß der Permanentmagnet im Kolben seinen magnetischen Rückschluß findet, wodurch das Magnetfeld in der Ausnehmung bzw. am Sensor verringert würde. Dabei wurde gefunden, daß eine geringe magnetische Leitfähigkeit für den Werkstoff des Kolbens mindestens nicht nachteilig ist.The invention also proposes that the piston consists of magnetically non-conductive or poorly conductive material. By this before impact should be avoided that the permanent magnet in the piston finds its magnetic yoke, whereby the magnetic field in the recess or on the sensor would be reduced. It was found that a low magnetic conductivity is at least not disadvantageous for the material of the piston.

Der Magnetfeldsensor ist in der Regel fest am Zylinder angeordnet. Die Anordnung kann aber auch derart getroffen werden, daß der Magnetfeldsensor in eine geeignete Ausnehmung längs des Zylinders verschiebbar ist. In diesem Fall läßt sich die Stelle des Kolbens verändern, in der der Magnetfeldsensor das durch den Permanentmagneten des Kolbens ausgelöste Signal abgibt.The magnetic field sensor is usually fixed to the cylinder. The arrangement can also be made such that the magnetic field sensor can be moved into a suitable recess along the cylinder. In this case, the position of the piston in which the magnetic field sensor emits the signal triggered by the permanent magnet of the piston can be changed.

Es ist gefunden worden, daß es genügt, wenn der Permanentmagnet verhältnismäßig kleine Abmessungen besitzt. So kann die radiale Dicke des Permanentmagneten kleiner als ein Drittel des Radius des Kolbens sein. Insbesondere wurde gefunden, daß die radiale Dicke des Permanentmagneten etwa den sechsten Teil des Radius des Kolbens entsprechen kann, um sehr gute Ergebnisse zu erzielen. Die axialen Abmessungen des Permanentmagneten sind dabei gleich der radialen Dicke oder geringfügig größer.It has been found that it is sufficient if the permanent magnet has relatively small dimensions. The radial thickness of the permanent magnet can be less than a third of the radius of the piston. In particular, it has been found that the radial thickness of the permanent magnet can correspond to approximately the sixth part of the radius of the piston in order to achieve very good results. The axial dimensions of the permanent magnet are equal to the radial thickness or slightly larger.

Die axialen Abmessungen der Ringscheibe oder Ringscheiben aus ferromagnetischem Material sind bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung höchstens halb so groß als die axialen Abmessungen des Permanentmagneten. Dies sichert eine geringfügig axiale Ausdehnung des Magnetfeldes und eine entsprechende Genauigkeit der Anzeige durch den Magnetfeldsensor.In a preferred exemplary embodiment of the invention, the axial dimensions of the ring disk or ring disks made of ferromagnetic material are at most half as large as the axial dimensions of the permanent magnet. This ensures a slight axial expansion of the magnetic field and a corresponding accuracy of the display by the magnetic field sensor.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zylinder-Kolben-Anordnung schematisch dargestellt.In the drawing is an embodiment of the invention Cylinder-piston arrangement shown schematically.

Die Zylinder-Kolben-Anordnung 1 besteht im wesentlichen aus dem Zylinder 10, dem Kolben 11 und der Kolbenstange 12. Der Zylinder ist auf der einen Seite durch den Deckel 13 verschlossen, der auch die Anschlußleitung 14 trägt. Auf der anderen Seite ist die Kolbenstangenführung 15 vorgesehen, die vom Verschlußring 16 gehalten ist. Der zweite Hydraulikanschluß ist mit 17 bezeichnet.The cylinder-piston arrangement 1 essentially consists of the cylinder 10, the piston 11 and the piston rod 12. The cylinder is closed on one side by the cover 13, which also carries the connecting line 14. On the other hand, the piston rod guide 15 is provided, which is held by the locking ring 16. The second hydraulic connection is designated 17.

In der Wandung des Zylinders 10 ist eine Ausnehmung 20 vorgesehen, in der die Buchse 21 eingesetzt bzw. eingeschweißt ist. Diese Buchse 21 nimmt in der Sackbohrung 22 den Magnetfeldsensor 2 auf, dessen Anschlüsse mit 23 bezeichnet sind. Der Magnetfeldsensor kann beispielsweise ein Reed-Schalter sein, der in einem Schutzrohr untergebracht ist. Besser ist es jedoch, einen Magnetfeldsensor vorzusehen, der insbesondere keine beweglichen Teile aufweist und zum Beispiel auf induktivem Wege das Magnetfeld ermittelt und das entsprechende Signal abgibt.A recess 20 is provided in the wall of the cylinder 10, in which the bushing 21 is inserted or welded. This bushing 21 receives the magnetic field sensor 2 in the blind bore 22, the connections of which are designated by 23. The magnetic field sensor can be a reed switch, for example, which is housed in a protective tube. However, it is better to provide a magnetic field sensor which, in particular, has no moving parts and, for example, inductively determines the magnetic field and emits the corresponding signal.

Der Kolben 11 besteht im wesentlichen aus den beiden Teilen 18 und 19. Die Teile 18 und 19 sind auf dem Gewindezapfen 30 der Kolbenstange 12 gehalten. Durch die zweiteilige Ausbildung des Kolbens 11 kann in die Ringnut 31 des Teiles 19 der ringförmige Permanentmagnet 3 eingeschoben werden. Beidseitig des Permanentmagneten 3 sind die Ringscheiben 32 und 33 angeordnet. Der Permanentmagnet 3 ist parallel zur Mittelachse 39 der ZylinderKolben-Anordnung 1 magnetisiert. Beispielsweise zeigt der Nordpol in Richtung der Kolbenstangenführung 15, der Südpol dagegen in Richtung des Deckels 13.The piston 11 consists essentially of the two parts 18 and 19. The parts 18 and 19 are held on the threaded pin 30 of the piston rod 12. Due to the two-part design of the piston 11, the annular permanent magnet 3 can be inserted into the annular groove 31 of the part 19. The annular disks 32 and 33 are arranged on both sides of the permanent magnet 3. The permanent magnet 3 is magnetized parallel to the central axis 39 of the cylinder-piston arrangement 1. For example, the north pole points in the direction of the piston rod guide 15, while the south pole points in the direction of the cover 13.

In weiteren Ringnuten 34 und 35 sind, wie an sich bekannt, die Kolbendichtungen 36 und 37 angeordnet.As is known per se, the piston seals 36 and 37 are arranged in further annular grooves 34 and 35.

In der gezeigten Stellung des Kolbens 11 ist der Permanentmagnet 3 bezüglich der Ausnehmung 20 derart angeordnet, daß sich dieser Permanentmagnet an einer Stelle ganz innerhalb der Grenzen der Ausnehmung 20 befindet, die die Buchse 21 aufnimmt. Auf diese Weise wird das Magnetfeld des Permanentmagneten den Sensor 2 erreichen, so daß ein Wegsignal erhalten wird. Die Distanz "s" gibt ungefähr an, wie groß der Schaltweg ist. Dabei ist es gleichgültig, ob sich der Kolben von der einen oder von der anderen Richtung auf die Ausnehmung zubewegt.In the position of the piston 11 shown, the permanent magnet 3 is arranged with respect to the recess 20 in such a way that this permanent magnet is located at a point entirely within the limits of the recess 20 which receives the bushing 21. In this way, the magnetic field of the permanent magnet will reach the sensor 2, so that a path signal is obtained. The distance "s" indicates approximately how long the switching path is. It does not matter whether the piston moves towards the recess from one direction or the other.

Die beiden Ringscheiben 32 und 33 können beide aus ferromagnetischem Material bestehen. Bessere Ergebnisse bzw. ein exakteres Signal wird jedoch dann erhalten, wenn die eine der Ringscheiben, beispielsweise die Ringscheibe 32, aus ferromagnetischem Material besteht, während die andere Ringscheibe entweder weggelassen wird, wobei dann die Breite der Ringnut 31 zu verringern wäre, oder wenn diese andere Ringscheibe 33 aus Aluminium, Messing oder einem ähnlichen Material besteht. Bei einer solchen Anordnung wird dann der Magnetfeldsensor nur auf die Lage der einen ferromagnetischen Ringscheibe 32 ansprechen.The two ring disks 32 and 33 can both consist of ferromagnetic material. However, better results or a more precise signal are obtained if one of the ring disks, for example the ring disk 32, is made of ferromagnetic material, while the other ring disk is either omitted, in which case the width of the ring groove 31 would have to be reduced, or if this was done other ring disk 33 consists of aluminum, brass or a similar material. With such an arrangement, the magnetic field sensor will then only respond to the position of the one ferromagnetic washer 32.

Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.The claims now filed with the application and later are attempts to formulate without prejudice to achieve further protection.

Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.The back-references given in the dependent claims indicate the further development of the subject matter of the main claim through the features of the respective sub-claim. However, these are not to be understood as a waiver of the achievement of an independent, objective protection for the features of the related subclaims.

Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.Features that were previously only disclosed in the description can be claimed in the course of the method as being of importance for the invention, for example to distinguish them from the prior art.

Claims (10)

Druckmittelbetätigte Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem Permanentmagneten (3) am Kolben (11) und einem Magnetfeldsensor (2) am Zylinder (10) zur Abfrage eines Wegsignales, wobei der Permanentmagnet eine Ringform aufweist und in Achsrichtung der Zylinder-Kolben-Anordnung magnetisiert ist, mit Ringscheiben (32,33) aus ferromagnetischem Material zur Lenkung des Magnetflusses, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (3) in einer nach außen offenen Ringnut (31) des Kolbens (11) angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser des Permanentmagneten (3) nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders (10), daß die Ringnut (31) an einer Seite des Permanentmagneten (3) eine Ringscheibe (32) aus ferromagnetischem Material aufnimmt, deren Innen- und Außendurchmesser im wesentlichen dem Innen- und Außendurchmesser des Permanentmagneten (3) entsprechen, und daß in dem Zylinder (10) eine Ausnehmung (20) für eine Buchse (21) aus magnetisch nicht leitendem Werkstoff angeordnet ist, die den Magnetfeldsensor (2) aufnimmt.Pressure-actuated cylinder-piston arrangement with a permanent magnet (3) on the piston (11) and a magnetic field sensor (2) on the cylinder (10) for querying a travel signal, the permanent magnet having a ring shape and being magnetized in the axial direction of the cylinder-piston arrangement , with ring disks (32, 33) made of ferromagnetic material for directing the magnetic flux, characterized in that the permanent magnet (3) is arranged in an outwardly open ring groove (31) of the piston (11), the outside diameter of the permanent magnet (3) is only slightly smaller than the inside diameter of the cylinder (10) that the annular groove (31) on one side of the permanent magnet (3) receives an annular disc (32) made of ferromagnetic material, the inside and outside diameter of which is essentially the inside and outside diameter of the Permanent magnets (3) correspond, and that in the cylinder (10) a recess (20) for a socket (21) made of magnetically non-conductive material is arranged, which receives the magnetic field sensor (2). Zylinder-Kolben-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Ringscheibe (32) aus ferromagnetischem Material geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Permanentmagneten (3).Cylinder-piston arrangement according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the ring disk (32) made of ferromagnetic material is slightly larger than the outer diameter of the permanent magnet (3). Zylinder-Kolben-Anordnung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Abmessungen der Ringscheibe (32) aus ferromagnetischem Material höchstens halb so groß sind als die axialen Abmessungen des Permanentmagneten (3).Cylinder-piston arrangement according to one or both of the preceding claims, characterized in that the axial dimensions of the ring disk (32) made of ferromagnetic material are at most half as large as the axial dimensions of the permanent magnet (3). Zylinder-Kolben-Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur auf einer Seite des Permanentmagneten (3) eine Ringscheibe (32) aus ferromagnetischem Material angeordnet ist.Cylinder-piston arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that an annular disc (32) made of ferromagnetic material is arranged only on one side of the permanent magnet (3). Zylinder-Kolben-Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (21) insbesondere aus austenitischem Stahl besteht und in die Ausnehmung (20) eingeschweißt ist und in einer Sackbohrung (22) den Sensor (2) aufnimmt.Cylinder-piston arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bushing (21) consists in particular of austenitic steel and is welded into the recess (20) and receives the sensor (2) in a blind bore (22). Zylinder-Kolben-Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenende der Buchse (21) zusammen mit der Innenfläche des Zylinders (10) bearbeitet ist.Cylinder-piston arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the inner end of the bushing (21) is machined together with the inner surface of the cylinder (10). Zylinder-Kolben-Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) aus magnetisch nicht oder wenig leitendem Werkstoff besteht.Cylinder-piston arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the piston (11) consists of magnetically non-conductive or poorly conductive material. Zylinder-Kolben-Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor (2) in Achsrichtung der Zylinder-Kolben-Anordnung (1) verschiebbar ist.Cylinder-piston arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the Magnetic field sensor (2) in the axial direction of the cylinder-piston arrangement (1) is displaceable. Zylinder-Kolben-Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Dicke des Permanentmagneten (3) kleiner ist als ein Drittel des Radius des Kolbens (11).Cylinder-piston arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the radial thickness of the permanent magnet (3) is less than one third of the radius of the piston (11). Zylinder-Kolben-Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Dicke des Permanentmagneten (3) etwa dem sechsten Teil des Radius des Kolbens (11) entspricht.Cylinder-piston arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the radial thickness of the permanent magnet (3) corresponds approximately to the sixth part of the radius of the piston (11).
EP95120518A 1995-01-04 1995-12-23 Fluid-pressure actuator with a magnetic field sensor Expired - Lifetime EP0721067B1 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19500137A DE19500137A1 (en) 1995-01-04 1995-01-04 Fluid-operated cylinder-piston arrangement with a magnetic field sensor
DE19500137 1995-01-04

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Publication Number Publication Date
EP0721067A2 true EP0721067A2 (en) 1996-07-10
EP0721067A3 EP0721067A3 (en) 1998-02-11
EP0721067B1 EP0721067B1 (en) 2002-08-28

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EP95120518A Expired - Lifetime EP0721067B1 (en) 1995-01-04 1995-12-23 Fluid-pressure actuator with a magnetic field sensor

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