EP1832757A2 - Stellvorrichtung mit Hall-Sensor zur Positionserfassung - Google Patents

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EP1832757A2
EP1832757A2 EP07100585A EP07100585A EP1832757A2 EP 1832757 A2 EP1832757 A2 EP 1832757A2 EP 07100585 A EP07100585 A EP 07100585A EP 07100585 A EP07100585 A EP 07100585A EP 1832757 A2 EP1832757 A2 EP 1832757A2
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EP
European Patent Office
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actuator
adjusting device
hall sensor
sensor element
pressure
Prior art date
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Withdrawn
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EP07100585A
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EP1832757A3 (de
Inventor
Bruno Hezel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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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
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/10—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type
    • 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
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2861—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using magnetic means

Definitions

  • the invention relates to an adjusting device having the features of the preamble of independent claim 1.
  • an adjusting device for a bypass flap of a turbocharger which has an adjusting device designed as a pressure box, which acts via a diaphragm on a displaceable in an axial direction and designed as an actuating rod actuator.
  • the actuator actuates a bypass valve via a rocker arm.
  • the axial displacement sensing path detection is not provided.
  • the adjusting device has a piston rod, which is adjustable by means of a hydraulic adjusting device in an axial direction of the piston rod.
  • the adjusting device also has a path recognition designed as an inductive displacement sensor, which comprises two coils and a magnetic flux arrangement.
  • a measuring piston connected to the piston rod is displaced relative to the coils, as a result of which the inductance of the coils changes and a displacement signal representing the displacement is output.
  • the adjusting device according to the invention with the characterizing features of claim 1, with a compact design, a simple and inexpensive to produce adjusting device with a reliable path recognition.
  • the path recognition advantageously comprises at least one Hall sensor element and a magnetic structure which moves when the actuator is displaced relative to the at least one Hall sensor element.
  • the path recognition on the adjusting device is designed such that by means of the at least one Hall sensor element upon displacement of the actuator, a signal representative of the axial displacement of the actuator signal is detected.
  • the integration of path recognition in the adjusting device is particularly simple if the at least one Hall sensor element is fixedly fixed to the adjusting device and the magnetic structure is formed on the actuator or a part connected to the actuator.
  • the adjusting device may advantageously comprise an adjusting device for the actuator, which is designed as a pneumatic pressure device for pressure and / or negative pressure of a pressure chamber with a gaseous medium and has a pressure chamber partially limiting, acting on the actuator membrane. If the pressure device additionally has at least one solenoid valve for pressure and / or negative pressure of the pressure chamber, the electrical connection the solenoid valve and the electrical connection of the Hall sensor element advantageously via a common contact device.
  • the magnetic structure is advantageously designed so that it has a plurality of axially juxtaposed magnetic marks. Particularly simple and inexpensive, it is when the magnetic structure is formed from printed on the actuator magnetic particles. For this purpose, various printing patterns, such as striped or punctiform patterns are possible.
  • the actuator is formed of thermoplastic material, it is preferable to provide the actuator on a portion of its axial length with a plurality of projections juxtaposed in the axial direction and to coat the projections with a magnetic hot stamping foil. In this way, the actuator can be particularly easily and inexpensively provided with a magnetic structure.
  • the adjusting device has an electronic control part, to which a signal representing the axial displacement of the actuator is supplied and in which a drive signal for the adjusting device is formed.
  • the adjusting device may have a closed electronic control circuit for adjusting the adjustment path of the actuator.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a erfindunrounden adjusting device.
  • the adjusting device comprises an adjusting device 3 acting on an actuator 2, which is designed as a pneumatic pressure device with a vacuum connection 10 and an atmospheric pressure connection 9 and has a pressure chamber 15.
  • a first magnetic coil 13 and a second magnetic coil 14 is arranged, which are actuated via electrical connections 19.
  • a switched between the atmospheric pressure port 9 and the pressure chamber 15 first solenoid valve 11 by means of the solenoid 14, a switched between the vacuum port 10 and the pressure chamber 15 second solenoid valve 12 is actuated.
  • the two solenoid valves 11, 12 are arranged in a first housing part 8 of the adjusting device 3.
  • a cover part 26 is placed on the first housing part 8.
  • the electrical connections 19 of the magnetic coils 13, 14 are passed through the cover part 26.
  • the adjusting device furthermore has a second housing part 7, which is placed on the first housing part 8. Between the first housing part 8 and the second housing part 7, a movable diaphragm 6 is clamped in the adjusting device, which is connected to the actuator 2.
  • the pressure chamber 15 is formed, which can be acted upon by means of the first solenoid valve 11 or the second solenoid valve 12 with atmospheric pressure or negative pressure.
  • the actuator 2 is for example rod-shaped and slidably mounted in an opening of the second housing part 7. At the end, the actuator 2 has a mounted in the pressure chamber 15 head plate 20, on which a spring element 16 is supported, which abuts with its other end to the first housing part 8.
  • the pressure chamber is exposed to atmospheric pressure (ie to a gas under atmospheric pressure, such as air), whereby the actuator 2 counteracts the spring force of the spring element 16 in the axial direction 18 in FIG moved down.
  • atmospheric pressure ie to a gas under atmospheric pressure, such as air
  • the actuator 2 counteracts the spring force of the spring element 16 in the axial direction 18 in FIG moved down.
  • the pressure chamber is relieved and the actuator 2 moves by the force of the spring element 16 in Fig. 1 in the axial direction 18 upwards.
  • the actuator 2 in the axial direction up and down the actuator acts as a linear actuator.
  • the adjusting device furthermore has a path recognition, which has a Hall sensor element 4, for example a Hall IC, and a magnetic structure 5 which is designed to be movable relative to the Hall sensor element on the adjusting device.
  • a Hall sensor element for example a Hall IC
  • a magnetic structure 5 which is designed to be movable relative to the Hall sensor element on the adjusting device.
  • the Hall sensor element is arranged stationary with respect to the housing part 7 and the actuator provided with a magnetic structure 5, which shifts in a displacement of the actuator 2 in the axial direction 18 relative to the Hall sensor element.
  • the Hall sensor element is disposed in the vicinity of the magnetic structure so that it can detect a changing magnetic field signal.
  • the magnetic structure 5 can be formed in different ways.
  • the type of structure and the spatial proximity to the Hall sensor element 4 ensure that, when the actuator and the magnetic structure 5 arranged thereon move in the axial direction 18 Changes detected by the Hall sensor element 4 magnetic field. In this way, it is possible by means of the Hall sensor element 4 by a non-contact scanning of the magnetic structure 5 to detect the axial displacement of the actuator 2.
  • the magnetic Structure 5 has for this purpose a plurality of axially adjacent magnetic marks. If these marks move past the Hall sensor element 4 during a displacement of the actuator 2, then the Hall sensor element generates a signal representing the axial displacement path of the actuator 2 at its connection 17.
  • FIGS. 2a, 2b and 2c show different embodiments of the magnetic structure.
  • Fig. 2a shows an embodiment with a magnetic structure in the form of several perpendicular to the axial direction of adjustment 18 lines 5a, which are printed on the actuator 2 by means of a paste containing magnetic particles. This can be done for example in the so-called tampon-print method.
  • Fig. 2b shows an embodiment with circular magnetic marks 5b, which are arranged side by side in a row and are also printed by means of a magnetic paste on the outer periphery of an actuator 2.
  • the actuator 2 is formed as an injection molded part of thermoplastic material. 2c shows a cross section through a portion of the actuator 2.
  • Fig. 3 shows how the adjusting device 1 can be incorporated in a closed loop.
  • a connected to a power supply 25 control unit 24 transmits drive signals for the solenoid valves 11 and 12 on signal paths 33, 34 to a contact device 23 of the actuator and from there to the solenoid valves 11, 12.
  • the power supply for the Hall sensor element 4 is from the controller 24 via the Line 32 to the contact device 23 and transmitted from there to the Hall sensor element 4.
  • the Hall sensor element 4 supplies as a bearing feedback a signal representative of the axial displacement of the actuator 2 signal on the signal path 31 via the contact device 23 to the controller 24. It is thus apparent that all electrical connections are guided over the same contact device 23 of the adjusting device 1.
  • the control unit 24 controls the solenoid valves 11 and 12 in response to the bearing feedback signal of the Hall sensor element 4 such that an axial position of the actuator 2 predetermined by the control unit is approached.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of the invention in which, apart from the path recognition, an electronic control loop is also integrated into the adjusting device 1.
  • an electronic circuit part 30 is provided which receives a setpoint signal for the travel of the actuator 2 from a control unit 24 via a signal path 45 and is supplied via a voltage supply path 47 with a supply voltage from the external control unit 24.
  • the circuit part 47 returns an acknowledgment signal via a signal path 46 to the control unit 24.
  • the signal paths 45 and 46 and the voltage supply 47 are preferably guided via the same contact device 23.
  • the electronic circuit part 30 supplies the Hall sensor element 4 via the supply path 42 with voltage from the Hall sensor element 4 a signal representative of the axial displacement of the actuator 2 via the path 41.
  • the axial displacement of the actuator 2 representative signal forms the circuit part Control signals, which are transmitted to the solenoid valves 11 and 12 on the paths 43 and 44.
  • the solenoid valves are driven so long until the actuator is in the predetermined by the control unit 24 target position. After the actuator is in the desired position, the circuit portion 30 is an acknowledgment signal to the controller 24 back.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Bei einer Stellvorrichtung mit einem in einer axialen Richtung (18) verschiebbaren Stellglied (2), einer auf das Stellglied einwirkenden Verstelleinrichtung (3) und einer Wegerkennung zur berührungslosen Erfassung des axialen Verstellweges des Stellgliedes (2), wird vorgeschlagen, dass die Wegerkennung wenigstens ein Hallsensorelement (4) und eine sich bei einer Verschiebung des Stellgliedes (2) relativ zu dem wenigstens einen Hallsensorelement (4) bewegende magnetische Struktur (5) aufweist.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Es ist bekannt, Stellvorrichtungen mit einem in einer axialen Richtung verschiebbaren Stellglied und einer auf das Stellglied einwirkenden Verstelleinrichtung in der Kraftfahrzeugtechnik zur Verstellung beweglicher Teile einzusetzen. Aus der DE 100 27 668 A1 ist beispielsweise eine Stellvorrichtung für eine Bypassklappe eines Turboladers bekannt, die eine als Druckdose ausgebildete Verstelleinrichtung aufweist, die über eine Membran auf ein in einer axialen Richtung verschiebbares und als Betätigungsstange ausgebildetes Stellglied einwirkt. Das Stellglied betätigt über einen Kipphebel ein Bypassventil. Eine den axialen Verstellweg erfassende Wegerkennung ist jedoch nicht vorgesehen. Weiterhin ist aus der als nächstliegender Stand der Technik angesehen DE 38 13 691 A1 eine Stellvorrichtung für eine Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeuges bekannt. Die Stellvorrichtung weist eine Kolbenstange auf, die mittels einer hydraulischen Verstelleinrichtung in einer axialen Richtung der Kolbenstange verstellbar ist. Die Stellvorrichtung weist außerdem eine als induktiven Weggeber ausgebildete Wegerkennung auf, die zwei Spulen und eine Magnetflussanordnung umfasst. Bei einer Verschiebung der Kolbenstange mittels der Verstelleinrichtung wird ein mit der Kolbenstange verbundener Messkolben relativ zu den Spulen verschoben, wodurch sich die Induktivität der Spulen verändert und ein die Verschiebung repräsentierendes Wegsignal ausgegeben wird. Nachteilig an der bekannten Lösung sind die Komplexität der Wergerkennung, die hohen Herstellungskosten und der benötigte große Bauraum.
    • Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 weist bei kompaktem Aufbau eine einfach und preiswert herstellbare Stellvorrichtung mit einer zuverlässigen Wegerkennung auf. Die Wegerkennung umfasst in vorteilhafter Weise wenigstens ein Hallsensorelement und eine sich bei Verschiebung des Stellgliedes relativ zu dem wenigstens einen Hallsensorelement bewegende magnetische Struktur. Vorteilhaft ist die Wegerkennung an der Stellvorrichtung derart ausgebildet, dass mittels des wenigstens einen Hallsensorelementes bei einer Verschiebung des Stellgliedes ein den axialen Verstellweg des Stellgliedes repräsentierendes Signal erfasst wird.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Weiterentwicklungen der Erfindung werden durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht.
  • Die Integration der Wegerkennung in die Stellvorrichtung ist besonders einfach, wenn das wenigstens eine Hallsensorelement ortsfest an der Stellvorrichtung festgelegt wird und die magnetische Struktur an dem Stellglied oder einem mit dem Stellglied verbundenen Teil ausgebildet ist.
  • Die Stellvorrichtung kann vorteilhaft eine Verstelleinrichtung für das Stellglied aufweisen, die als pneumatische Druckeinrichtung zur Druck- und/oder Unterdruckbeaufschlagung eines Druckraumes mit einem gasförmigen Medium ausgebildet ist und eine den Druckraum teilweise begrenzende, auf das Stellglied einwirkende Membran aufweist. Wenn die Druckeinrichtung zusätzlich wenigstens ein Magnetventil zur Druck- und/oder Unterdruckbeaufschlagung des Druckraumes aufweist, kann der elektrische Anschluss des Magnetventils und der elektrische Anschluss des Hallsensorelementes vorteilhaft über eine gemeinsame Kontakteinrichtung erfolgen.
  • Die magnetische Struktur ist vorteilhaft so ausgebildet, dass sie mehrere in axialer Richtung nebeneinander liegend angeordnete magnetische Marken aufweist. Besonders einfach und preiswert ist es, wenn die magnetische Struktur aus auf das Stellglied aufgedruckten magnetischen Partikeln gebildet wird. Hierzu sind verschiedene Druckmuster, beispielsweise streifenförmig oder punktförmige Muster möglich.
  • Wenn das Stellglied aus thermoplastischem Material gebildet wird, ist es vorteilhaft, das Stellglied auf einem Teilabschnitt seiner axialen Länge mit mehreren in der axialen Richtung nebeneinander liegend angeordneten Vorsprüngen zu versehen und die Vorsprünge mit einer magnetischen Heißprägefolie zu beschichten. Auf diese Weise kann das Stellglied besonders leicht und preisgünstig mit einer magnetischen Struktur versehen werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Stellvorrichtung ein elektronisches Steuerteil aufweist, dem ein den axialen Verstellweg des Stellgliedes repräsentierendes Signal zugeführt wird und in dem ein Ansteuersignal für die Verstelleinrichtung gebildet wird. Insbesondere kann die Stellvorrichtung einen geschlossenen elektronischen Regelkreis zur Einregelung des Verstellweges des Stellgliedes aufweisen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1
    ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung,
    Fig. 2a bis 2c
    verschiedene Ausführungsbeispiele einer magnetischen Struktur,
    Fig. 3
    eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung mit einer gemeinsamen Kontakteinrichtung,
    Fig. 4
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einem elektronischen Schaltungsteil.
    Ausführungsformen der Erfindung
  • Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungemäßen Stellvorrichtung. Die Stellvorrichtung umfasst eine auf ein Stellglied 2 einwirkende Verstelleinrichtung 3, welche als pneumatische Druckeinrichtung mit einem Unterdruckanschluss 10 und einem Atmosphärendruckanschluss 9 ausgebildet ist und einen Druckraum 15 aufweist. In der Verstelleinrichtung 3 ist eine erste Magnetspule 13 und eine zweite Magnetspule 14 angeordnet, die über elektrische Anschlüsse 19 ansteuerbar sind. Mittels der Magnetspule 13 wird ein zwischen den Atmosphärendruckanschluss 9 und den Druckraum 15 geschaltetes erstes Magnetventil 11, mittels der Magnetspule 14 ein zwischen den Unterdruckanschluss 10 und den Druckraum 15 geschaltetes zweites Magnetventil 12 betätigt. Die beiden Magnetventile 11, 12 sind in einem ersten Gehäuseteil 8 der Verstelleinrichtung 3 angeordnet. Über den Magnetspulen 13, 14 ist ein Deckelteil 26 auf das erste Gehäuseteil 8 aufgesetzt. Die elektrischen Anschlüsse 19 der Magnetspulen 13, 14 sind durch das Deckelteil 26 hindurchgeführt.
  • Die Verstelleinrichtung weist weiterhin ein zweites Gehäuseteil 7 auf, das auf das erste Gehäuseteil 8 aufgesetzt ist. Zwischen dem ersten Gehäuseteil 8 und dem zweiten Gehäuseteil 7 ist eine bewegliche Membran 6 in der Verstelleinrichtung eingespannt, die mit dem Stellglied 2 verbunden ist. Durch das erste Gehäuseteil 8 und die Membran 6 wird der Druckraum 15 gebildet, der mittels des ersten Magnetventils 11 oder des zweiten Magnetventils 12 mit Atmosphärendruck oder Unterdruck beaufschlagt werden kann. Das Stellglied 2 ist beispielsweise stangenförmig ausgebildet und in einer Öffnung des zweiten Gehäuseteils 7 verschiebbar gelagert. Endseitig weist das Stellglied 2 eine in dem Druckraum 15 gelagerte Kopfplatte 20 auf, an der sich ein Federelement 16 abstützt, das mit seinem anderen Ende an dem ersten Gehäuseteil 8 anliegt.
  • Bei geöffnetem ersten Magnetventil 11 und bei geschlossenem zweiten Magnetventil 12 wird der Druckraum mit Atmosphärendruck (also mit einem unter Atmosphärendruck stehendem Gas, wie beispielsweise Luft) beaufschlagt, wodurch sich das Stellglied 2 entgegen der Federkraft des Federelementes 16 in axialer Richtung 18 in Fig. 1 nach unten bewegt. Bei geschlossenem ersten Magnetventil 11 und geöffnetem zweiten Magnetventil 12 wird der Druckraum entlastet und das Stellglied 2 bewegt sich durch die Kraft des Federelementes 16 in Fig. 1 in axialer Richtung 18 nach oben. Durch die Bewegung des Stellgliedes 2 in axialer Richtung nach oben und unten wirkt die Stellvorrichtung als Linearaktuator.
  • Natürlich ist es auch möglich, die Verstelleinrichtung nur mit einem Magnetventil und einem einzigen Druckanschluss zu betreiben. Auch andere als pneumatisch wirkende Verstelleinrichtungen, beispielsweise hydraulische Verstelleinrichtungen, sind denkbar.
  • Die Stellvorrichtung weist weiterhin eine Wegerkennung auf, die ein Hallsensorelement 4, beispielsweise einen Hall-IC, und eine magnetische Struktur 5 aufweist, die relativ zu dem Hallsensorelement beweglich an der Stellvorrichtung ausgebildet ist. Es wäre beispielsweise möglich, das Hallsensorelement an dem Stellglied 2 festzulegen und eine in Bezug auf das zweite Gehäuseteil 7 ortsfeste magnetische Struktur vorzusehen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedoch das Hallsensorelement in Bezug auf das Gehäuseteil 7 ortsfest angeordnet und das Stellglied mit einer magnetischen Struktur 5 versehen, die sich bei einer Verschiebung des Stellgliedes 2 in der axialen Richtung 18 relativ zu dem Hallsensorelement verschiebt. Das Hallsensorelement ist in der Nähe des magnetischen Struktur angeordnet, so dass es eine sich änderndes Magnetfeldsignal erfassen kann. Die magnetische Struktur 5 kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet werden, wichtig ist, dass durch die Art der Struktur und durch die räumliche Nähe zum Hallsensorelement 4 sichergestellt ist, dass sich bei einer Bewegung des Stellgliedes und der daran angeordneten magnetischen Struktur 5 in axialer Richtung 18 das von dem Hallsensorelement 4 erfasste Magnetfeld ändert. Auf diese Weise ist es möglich mittels des Hallsensorelementes 4 durch ein berührungsloses Abtasten der magnetischen Struktur 5 den axialen Verstellweg des Stellgliedes 2 zu erfassen. Die magnetische Struktur 5 weist zu diesem Zweck mehrere in axialer Richtung nebeneinander liegende magnetische Marken auf. Bewegen sich diese Marken bei einer Verschiebung des Stellgliedes 2 an dem Hallsensorelement 4 vorbei, dann erzeugt das Hallsensorelement ein den axialen Verstellweg des Stellgliedes 2 repräsentierendes Signal an seinem Anschluss 17.
  • In Fig. 2a, Fig. 2b und Fig. 2c sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele der magnetischen Struktur dargestellt. Fig. 2a zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer magnetischen Struktur in Form von mehreren senkrecht zur axialen Verstellrichtung 18 verlaufenden Linien 5a, die auf das Stellglied 2 mittels einer magnetische Partikel enthaltenden Paste aufgedruckt sind. Dies kann beispielsweise im so genannten Tampon-Print-Verfahren erfolgen. Fig. 2b zeigt ein Ausführungsbeispiels mit kreisförmigen magnetischen Marken 5b, die in einer Reihe nebeneinander liegend angeordnet sind und ebenfalls mittels einer magnetischen Paste auf den Außenumfang eines Stellgliedes 2 aufgedruckt sind. Bei dem in Fig. 2c dargestellten Ausführungsbeispiels ist das Stellglied 2 als Spritzgussteil aus thermoplastischem Material gebildet. Fig. 2c zeigt einen Querschnitt durch einen Abschnitt des Stellglieds 2. In Öffnungsrichtung des Spritzgusswerkzeuges werden Vorsprünge 21 an dem Stellglied mit angespritzt, die anschließend mit einer magnetischen Heißprägefolie 22 beschichtet werden. Dadurch bildet sich eine kammartige Struktur aus mehreren in axialer Richtung mit Abstand nebeneinander liegenden magnetischen Flächenmarken.
  • Fig. 3 zeigt wie sich die Stellvorrichtung 1 in einen geschlossenen Regelkreis einbinden lässt. Ein an eine Spannungsversorgung 25 angeschlossenes Steuergerät 24 überträgt Ansteuersignale für die Magnetventile 11 und 12 auf Signalpfaden 33, 34 bis zu einer Kontakteinrichtung 23 der Stellvorrichtung und von dort zu den Magnetventilen 11, 12. Die Spannungsversorgung für das Hallsensorelement 4 wird vom Steuergerät 24 über die Leitung 32 an die Kontakteinrichtung 23 und von dort zum Hallsensorelement 4 übertragen. Das Hallsensorelement 4 liefert als Lagerückmeldung ein den axialen Verstellweg des Stellgliedes 2 repräsentierendes Signal auf dem Signalpfad 31 über die Kontakteinrichtung 23 an das Steuergerät 24. Es ist somit erkennbar, dass alle elektrischen Anschlüsse über die gleiche Kontakteinrichtung 23 der Stelleinrichtung 1 geführt sind. Das Steuergerät 24 steuert die Magnetventile 11 und 12 in Abhängigkeit von dem Lagerückmeldungssignal des Hallsensorelementes 4 derart, dass eine vom Steuergerät vorgegebene axiale Position des Stellgliedes 2 angefahren wird.
  • Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem außer der Wegerkennung auch ein elektronischer Regelkreis in die Stellvorrichtung 1 integriert ist. Hierzu ist ein elektronisches Schaltungsteil 30 vorgesehen, das über einen Signalpfad 45 ein Sollwertsignal für den Stellweg des Stellgliedes 2 von einem Steuergerät 24 erhält und über einen Spannungsversorgungspfad 47 mit einer Versorgungsspannung von dem externen Steuergerät 24 versorgt wird. Das Schaltungsteil 47 liefert ein Quittierungssignal über einen Signalpfad 46 an das Steuergerät 24 zurück. Die Signalpfade 45 und 46 und die Spannungsversorgung 47 sind vorzugsweise über die gleiche Kontakteinrichtung 23 geführt. Das elektronische Schaltungsteil 30 versorgt das Hallsensorelement 4 über den Versorgungspfad 42 mit Spannung erhält von dem Hallsensorelement 4 ein den axialen Verstellweg des Stellgliedes 2 repräsentierendes Signal über den Pfad 41. In Abhängigkeit von dem übertragenen, den axialen Verstellweg des Stellgliedes 2 repräsentierenden Signal bildet das Schaltungsteil 30 Steuersignale, welche den Magnetventilen 11 und 12 auf den Pfaden 43 und 44 übertragen werden. Die Magnetventile werden so lange angesteuert, bis sich das Stellglied in der vom Steuergerät 24 vorgegebenen Sollposition befindet. Nachdem sich das Stellglied in der Sollposition befindet, gibt das Schaltungsteil 30 ein Quittierungssignal an das Steuergerät 24 zurück.

Claims (10)

  1. Stellvorrichtung mit einem in einer axialen Richtung (18) verschiebbaren Stellglied (2), einer auf das Stellglied einwirkenden Verstelleinrichtung (3) und einer Wegerkennung zur berührungslosen Erfassung des axialen Verstellweges des Stellgliedes (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Wegerkennung wenigstens ein Hallsensorelement (4) und eine sich bei einer Verschiebung des Stellgliedes (2) relativ zu dem wenigstens einen Hallsensorelement (4) bewegende magnetische Struktur (5) aufweist.
  2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verschiebung des Stellgliedes (2) mittels des wenigstens einen Hallsensorelementes (4) ein den axiale Verstellweg des Stellgliedes (2) repräsentierendes Signal erfassbar ist.
  3. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Hallsensorelement (4) ortsfest an der Stellvorrichtung ausgebildet ist und dass die magnetische Struktur (5) an dem Stellglied (2) oder einem mit dem Stellglied verbundenen Teil ausgebildet ist.
  4. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (3) eine pneumatische Druckeinrichtung zur Druck- und/oder Unterdruckbeaufschlagung eines Druckraumes (15) mit einem gasförmigen Medium und eine den Druckraum (15) teilweise begrenzende, auf das Stellglied (2) einwirkende Membran (7) aufweist.
  5. Stellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung wenigstens ein Magnetventil (11, 12) zur Druck- und/oder Unterdruckbeaufschlagung des Druckraumes (15) aufweist, und die elektrischen Anschlüsse (19) des wenigstens einen Magnetventils (11, 12) und die elektrischen Anschlüsse (17) des Hallsensorelementes (4) über eine gemeinsame Kontakteinrichtung (23) erfolgen. (Fig. 3)
  6. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Struktur (5) mehrere in axialer Richtung (18) nebeneinander liegend angeordnete magnetische Marken aufweist.
  7. Stellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Struktur (5) aus auf das Stellglied (2) aufgedruckten magnetischen Partikeln gebildet ist.
  8. Stellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (2) aus thermoplastischen Material gebildet ist und einen mit mehreren in der axialen Richtung (18) nebeneinander liegend angeordneten Vorsprüngen (21) versehenen Abschnitt aufweist, wobei die Vorsprünge mit einer magnetischen Heißprägefolie (22) beschichtet sind. (Fig. 2b)
  9. Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung ein elektronisches Schaltungsteil (30) aufweist, dem ein den axialen Verstellweg des Stellgliedes (2) repräsentierendes Signal zugeführt wird und das in Abhängigkeit von dem den axialen Verstellweg repräsentierenden Signal ein Ansteuersignal für die Verstelleinrichtung (3) bildet.
  10. Stellvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (1) einen elektronischen Regelkreis zur Einstellung des Verstellweges des Stellgliedes (2) aufweist.
EP07100585A 2006-03-10 2007-01-16 Stellvorrichtung mit Hall-Sensor zur Positionserfassung Withdrawn EP1832757A3 (de)

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DE200610011156 DE102006011156A1 (de) 2006-03-10 2006-03-10 Stellvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1832757A2 true EP1832757A2 (de) 2007-09-12
EP1832757A3 EP1832757A3 (de) 2010-04-07

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ID=38093600

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07100585A Withdrawn EP1832757A3 (de) 2006-03-10 2007-01-16 Stellvorrichtung mit Hall-Sensor zur Positionserfassung

Country Status (2)

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EP (1) EP1832757A3 (de)
DE (1) DE102006011156A1 (de)

Cited By (3)

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