EP2049804A1 - Positionssensoreinrichtung und damit ausgestatteter aktor - Google Patents

Positionssensoreinrichtung und damit ausgestatteter aktor

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EP2049804A1
EP2049804A1 EP07847030A EP07847030A EP2049804A1 EP 2049804 A1 EP2049804 A1 EP 2049804A1 EP 07847030 A EP07847030 A EP 07847030A EP 07847030 A EP07847030 A EP 07847030A EP 2049804 A1 EP2049804 A1 EP 2049804A1
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EP
European Patent Office
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position sensor
sensor device
sensor
actuator
display means
Prior art date
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EP07847030A
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English (en)
French (fr)
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EP2049804B1 (de
Inventor
Francisco Costarossa
Thomas Reininger
José LEONETT
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Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
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Publication date
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Publication of EP2049804B1 publication Critical patent/EP2049804B1/de
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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
    • 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
    • F15B15/082—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of the slotted cylinder 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
    • F15B15/2892—Means for indicating the position, e.g. end of stroke characterised by the attachment means

Definitions

  • the invention relates to a position sensor device for an actuator with a guide housing for guiding a movable Aktorglieds and with a sensor for generating a position of the Aktorglieds or a motion-coupled to the Aktorglied outer object, in particular a carriage, indicating position signal when the Aktorglied or the object is located in a detection range of the sensor.
  • the invention further relates to an actuator equipped with such a position sensor device.
  • the actuator is, for example, a pneumatic linear drive.
  • a linear drive with a groove for receiving a position sensor device is known for example from DE 195 14 846 B4.
  • a magnetic sensor is arranged, which can be actuated by a magnetic element on the slide.
  • Carriage moves over the position sensor device, the position sensor device triggers a position signal.
  • the carriage then obscures the position sensor device. This makes it difficult, for example, to find an exact position for the position sensor device in the receiving groove. It is therefore the object of the present invention to provide an easily manageable position sensor device and an actuator equipped therewith.
  • a position sensor device of the type mentioned in the introduction provides that it has a first and at least one second optical display means for displaying the position signal which the sensor generates, and that the two display means are spaced from one another such that at least one the display means is visible when the other is obscured by the actuator member or the movement-coupled object with the actuator member.
  • the position sensor device has a first and at least one second optical display means for displaying a position signal.
  • the sensor generates the position signal when it detects an object, for example the carriage of a rotary or linear drive or any other element driven by the actuator element, in its detection range.
  • one of the display means remains visible if the other display means is covered by the object, for example the carriage.
  • the carriage is asymmetrical, for example, so that it conceals the first display means in a first position, eg linear position, but the second display means can signal the response of the sensor.
  • the second display means In a second position, for example if the position sensor device is arranged in a recessed mounting position in a receiving groove of the actuator, eg the linear drive, the second display means remains visible while the first display means is concealed by the carriage or another object in the detection range of the position sensor device is.
  • the position sensor device may have a sensor with a detection area directed inwards into the guide housing of the drive and / or a sensor with an outward detection area which detects, for example, the object, the carriage or the like.
  • the actuator is expediently pneumatically driven. But also an electric or electromagnetic drive principle is conceivable.
  • the actuator can also be used as a combined electrical and fluid engineering, e.g. be designed pneumatic actuator.
  • Preferred is a pneumatic or electrical rotary or linear drive.
  • a linearly movable piston In the interior of the guide housing, for example, a linearly movable piston is provided which can be actuated by compressed air.
  • the piston is connected by means of a piston member, which passes through a longitudinal slot of the guide housing, with the carriage and drives it linearly.
  • the piston can also be electromagnetically driven or by both methods, that is, both electromagnetic and pneumatic.
  • the carriage is designed as a rotor of an electric linear drive, in particular a linear direct drive, or coupled to a rotor.
  • the display means are expediently actuated synchronously.
  • both display means on a separate light source, which drives the sensor via a common electrical circuit.
  • a construction variant of the invention can also provide that a common light source is provided for both display means.
  • Between the bulb and at least one of the display means are one or more optical fibers, for example of glass or plastic.
  • the detection range of the sensor is advantageously arranged symmetrically between the at least two display means.
  • the display means are arranged, for example, on an upper side of the position sensor device. Namely, it is advantageous if the at least two display means are arranged on a display area of the position sensor device, which is visible when the position sensor device in a receptacle, e.g. a receiving groove, is mounted on the actuator. Other walls or wall sections of the position sensor device then lie in the groove, whereas the display region, in particular on the upper side of the position sensor device, is visible.
  • the position sensor device has an optical marking which marks the detection range of the sensor.
  • the marking is, for example, a line marker, a cross marker or the like.
  • an area corresponding to the detection area may serve as a mark.
  • a basic idea of the invention is that even if an object, for example the carriage of the linear drive, covers one of the display means, the respective other display means is free and visible. For the operator, it is thus easily possible to adjust the position sensor device, for example, in a receiving groove of a rotary or linear drive.
  • the position sensor device advantageously contains at least one inductive or capacitive or optical sensor.
  • the position sensor device then requires no signal generator means on the actuator member, on the carriage or on parts connected to it, for example attachments, or on any other part to be detected, but operates as it were independently.
  • the detection range of this sensor may be directed into the interior of the guide housing or preferably in an outer region of the guide housing, for example to the carriage.
  • the position sensor device has, for example, a capacitive or inductive oscillator on board whose field is influenced by the passing carriage so that the position sensor device can detect its position.
  • the slide for example, is magnetically conductive for the inductive principle, but does not itself need to be a magnet.
  • an electrical conductivity or, for example, of air expediently substantially different dielectricity of the carriage is sufficient to "disturb" the electric field lying in the detection range, so that the position sensor device can detect the position of the carriage.
  • the position sensor device expediently has a light source on board.
  • the detection area is, for example, an optical detection area.
  • the light is reflected or absorbed by the carriage, which is detectable by the optical sensor.
  • the detection area is expediently perpendicular to the receptacle, for example perpendicular to the receiving groove.
  • the detection range of the inductive, capacitive or optical sensor is advantageously not oriented in the inner region of the guide housing, but to the outside.
  • detection area is designed as a kind of field lobe.
  • a screening device or field guiding means can be provided.
  • the shielding means shields the inductive or capacitive sensor e.g. from external interference fields or from influences from the interior of the guide housing, for example, influences which are generated by a solenoid arranged on an actuator element, for example a pneumatic or electric linear drive.
  • a shielding device can be provided, for example, in a housing of the position sensor device. Furthermore, it is conceivable that shielding means are seen in the receptacle, for example in the receiving groove.
  • Field guiding means are suitable for directing the exciting field in the direction of the sensor or away from the sensor in the direction of the object to be detected, e.g. of the carriage to steer.
  • field baffles or shielding plates in particular with low magnetic remanence, can be provided.
  • the position sensor device can be contacted, for example, by means of wire connections.
  • a wireless interface is particularly preferred for transmitting sensor values 25 or for receiving control commands.
  • the control commands are used, for example, to query sensor values, to parameterize the position sensor device or the like.
  • the position sensor device can be parameterized in the conventional way, with switching thresholds, for example or the like can be programmed via externally specified control commands at the interface. Furthermore, it is conceivable that, for example, a potentiometer or another setting device for defining limit values or threshold values is present at the position sensor device. A so-called learning mode or teach-in mode for parameterizing and / or programming the position sensor device is advantageous.
  • a receptacle on the actuator is designed as a receiving groove.
  • the Positi ⁇ nssensor realized (it can also be provided several) is in the receiving groove, for example, linearly adjustable.
  • the position sensor device has clamping means, for example detent means, spring means, clamping screws, in particular eccentric clamping screws, or the like, for clamping in the receptacle, e.g. the receiving groove.
  • a variant of the invention which in itself constitutes an independent invention, even if only a single display means is present, provides that the position sensor device has at least one second sensor.
  • the detection range of the first sensor which operates magnetically, but preferably inductively, capacitively or optically, is directed outwards, while the detection range of the second sensor is oriented inward.
  • the inwardly directed sensor detects, for example, the position of the actuator member, for example a piston, which is movable in the guide housing along a pivoting path or linearly reciprocable. Redundancy can advantageously be achieved in this way: the inwardly directed second sensor detects the actuator element, while the outwardly directed first sensor detects an external object, for example the carriage.
  • the second sensor can also be an inductive or capacitive sensor.
  • it is a magnetic sensor which detects an exciter field from the interior of the guide housing.
  • the excitation field is generated for example by a magnet on a piston of a pneumatic cylinder.
  • shielding means are expediently provided between the sensors whose detection areas are directed inwards and outwards.
  • the detection ranges of the at least one first and the second sensor are adjustable relative to one another.
  • Shielding present, affecting the respective detection areas and change relative to each other. Furthermore, it is conceivable that the sensors within the housing are adjustable relative to each other.
  • the sensors suitably have a common interface, for example a wired or a wireless interface. As a result, the wiring effort and the communication effort is reduced.
  • FIG. 1 a perspective oblique view of a linear drive on which two position sensors according to the invention are arranged
  • FIG. 2 shows a side view of a position sensor device of the linear drive according to FIG. 1,
  • Figure 3 is a plan view of the position sensor device according to Figure 2
  • FIG. 4 shows a perspective inside view of a housing of the position sensor device according to FIG. 2.
  • FIG. 5 shows a partial perspective view of the linear drive according to FIG. 1,
  • FIG. 6 shows a front view of the linear drive according to FIG. 5, with detection regions of the position sensor devices being shown;
  • FIG. 6a shows a detailed view of the position sensor device according to FIG. 6,
  • FIG. 7 shows a second view of a further exemplary embodiment of a position sensor device according to the invention, approximately corresponding to the section of FIG.
  • FIG. 8 shows a partially schematic view approximately corresponding to FIG. 7 of a further exemplary embodiment, which represents an independent invention. play a position sensor device according to the invention with two sensors.
  • a linear drive 10 is shown in FIG. On a guide housing 11 of the 5 linear drive 10, a carriage 12 is linearly guided back and forth. The carriage 12 is driven and thus forms an actuator member. 8
  • the guide part 14 is arranged on an upper side 15 of a middle part 16 of the guide housing 11.
  • the guide member 14 is, for example, a dovetail-like projection which is encompassed by a dovetail groove forming the guide member 13.
  • At both longitudinal ends of the central part 16 i5 head parts 17 are arranged, for example screwed by means of screws 18 to the central part 16.
  • Inner end faces 19 form longitudinal stops 20 for the carriage 12 and thus define linear end positions of the carriage 12.
  • An electric motor 21 schematically indicated in Fig. 6 constitutes electric drive means 22 for driving the carriage 12.
  • a motor shaft 23 penetrates, for example, an opening 24 on one of the head parts 17 and drives a drive wheel 25 for a drive belt 26, e.g. a tooth
  • a drive wheel 25 or a non-driven deflection wheel is provided in each of the head parts 17, over which the drive belt 26 rotates.
  • 17 openings 24 for connecting the motor 21 are present at each head part. The openings 24
  • the header 30 may be provided on opposite sides 27, 28 of the header. Be provided 17, so that the motor shaft from both sides in the head parts 17 can be inserted.
  • a lower run 30, an empty run, of the drive belt 26 extends in an inner space 29 of the guide housing 11.
  • An upper strand 31, a load run, of the drive belt 26 is guided in a guide 32 on the upper side 15 and takes the carriage 12 with.
  • the load run 31 is coupled in motion to the carriage 12.
  • a clamping member 33 clamps the drive belt 26 against the carriage 12.
  • the motor 21 drives the carriage 12 by means of a belt transmission 34.
  • FIG. 5 also shows schematically that a coupling member 37 has a longitudinal slot 38 of the respective guide housing, e.g.
  • the clamping part 33 further forms a guide part, which is guided in the guide 32.
  • the guide 32 extends at the top 15 next to the guide member 14th
  • the position sensor devices 44, 45 are longitudinally positionable in the receiving grooves 40, 41 along the linear displacement path 39 and can be fixed by means of clamping means 46.
  • the clamping means 46 include, for example, clamping screws 47, for clamping sensor housings 48 of the position sensor devices 44, 45 in the receiving grooves 40, 41.
  • the clamping means 46 may optionally also include Klemmvorsprünge 49, which advantageously resiliently project from the sides of the sensor housing 48.
  • Klemmvorsprünge 49 advantageously resiliently project from the sides of the sensor housing 48.
  • the position sensor device 44 'according to FIG. 7 has such clamping projections 49.
  • the sensor housings 48 can then be latched into the receiving grooves 40, 41 so to speak, wherein the clamping projections 49 are displaced in the direction of the sensor housings 48 when they are inserted into the grooves 40, 41.
  • the receiving grooves 40, 41 are arranged on the outside of the guide housing 11.
  • the receiving grooves 40, 41 are arranged on an inclined portion 64 of the guide housing 11 between the top 15 and a side surface 65.
  • a downwardly projecting portion 66 of the carriage 12 enters detection areas 53 of the position sensing devices 44, 45.
  • Attached to a top surface 67 of the carriage 12 are fasteners 68, such as mounting holes, clamping means, or the like, for securing objects to the carriage 12, such as those to be conveyed Good, present.
  • the position sensor devices 44, 45 are wired, for example via lines 51, for example, connected to a control device 52 and report this to the control device 52 positions of the carriage 12.
  • the lines 51 are expediently arranged in the grooves 40, 41.
  • the position sensor devices 44, 45 have a first and a second display means 161, 162, of which at least one remains visible when a sensor 54 of the position sensor device 44, 45 detects an object 9, for example the carriage 12, in its detection region 53. Namely, the carriage 12 can obscure one of the display means 161 or 162. Nevertheless, the respective other display means 161 or 162 remains visible.
  • the carriage 12 is shown by way of example at a linear position, in which it covers the display means 162 at the sensor 44 and the display means 161 is arranged in an area adjacent to the carriage 12 or in a section of the carriage 12 and thus visible.
  • a printed circuit board 149 for example an electrical circuit board, is arranged in a sensor housing 148.
  • the sensor housing 158 can be clamped and adjusted, for example, in one of the receiving grooves 40 or 41 with clamping means 46. Then, a display area 171 with the display means 161, 162 is visible outside the receiving grooves 40 or 41.
  • the clamping means 46 comprise a clamping screw 47 which projects at least partially in front of a lower side of the sensor housing 148 in the clamped state.
  • the clamping screw 47 penetrates the sensor housing 148 at a recess 142 whose bottom side 143 is set back relative to the upper side 144 such that a head of the screw 47 does not project in front of the upper side 144 of the sensor housing 148 in the mounted state of the position sensor device 44, 45.
  • An electrical connection line 148 with a connection contact or plug 142 penetrates the sensor housing 148 at a connection opening 145.
  • the position sensor device 44, 45 can be connected to the control device 52 by means of a line 51.
  • the conduit 51 is connected to a connection housing 150, which is positioned in the region of the connection opening 145. From the terminal housing 150, a lead 149a leads to the printed circuit board 149.
  • the sensor 54 is preferably an inductive or capacitive sensor having an inductance or capacitance-containing resonant circuit 55.
  • a magnetic or electric field generated by the resonant circuit or oscillator 55 defines the detection area 53.
  • the detection areas 53 are perpendicular to the receptacle 42, 43, for example, the receiving groove 40, 41st
  • the resonant circuit 55 with a magnetic coil 155 is located in the mounted state of the circuit board 149 in a receptacle or recess 159 of the sensor housing 148.
  • An evaluation 156 which includes, for example, a comparator generates based on the signals of the resonant circuit 55, a position signal 90, the position sensor device 44, 45 outputs via line 51.
  • the position signal 90 is generated.
  • the detection area 53 is provided, for example, by field guiding means 157, e.g. Baffles 158, defined. It is understood that a suitably directed field characteristic of the detection range 53 can also be set by a suitable design or dimensioning of the resonant circuit 55 and no field-guiding means are required.
  • the position sensor devices 44, 45 may have a sensor 54b with a detection region directed into the interior of the actuator.
  • the sensor 54b is, for example, an inductive or capacitive sensor, or preferably a magnetic sensor, e.g. a reed contact, a magnetoresistive sensor or the like which is driven by a field 63 of a magnet 61 on the actuator member 8, e.g. the piston 35, is triggered.
  • the detection area 53 for an operator is indicated by a mark 160.
  • the marker 160 is, for example, a cross-shaped marker that marks the lateral boundaries of the detection area 53.
  • the sensor 144 brings the lighting means 163 to the light source when the object 9 is in its detection area 53.
  • the illuminants 163 are spaced apart from one another at a linear distance, and in the present case are symmetrical to the detection region 53. It is understood that in principle 5 illuminants or display means can also be provided, which are arranged at different distances from the respective detection range of a position sensor device according to the invention.
  • FIG. 3 diagrammatically shows a further embodiment of the invention.
  • a common light source 167 for example an LED 7 which is illuminated by the sensor 54 when the object 9 is in its detection range 53
  • a light guide 166 leads to the windows 164.
  • a position sensor device 44 '25 shown in FIG. 7 has partially identical components as the position sensor devices 44, 45.
  • the position sensor device 44' is only partially inserted into the groove 40 in FIG. 7 and is further inserted into the groove 40 when fully assembled to the groove bottom ,
  • Shielding devices 59 shield the detection regions 53 of the position sensor devices 44, 45, 44 'from external field influences, which are undesirable.
  • the shielding devices 59 comprise, for example, a shielding plate 60, which shields the oscillatory circuit 55 from influences from the interior of the guide housing 11, for example from influences of a field of excitation 63 of a magnet 61 on the piston 35, which is optionally shown.
  • a shielding plate 62 may be present in the region of the receptacle 42, for example in the bottom region or below the bottom region of the receiving groove 40, and form a shielding device 59.
  • the shielding plate 62 shields, for example, an exciting field 63 of the magnet 61 from the position sensor devices 44, 45.
  • the position sensor device 44 has field-guiding means 57, for example baffles, which are mounted laterally on the sensor housing 48.
  • the field guiding means 57 deflect the field 56 in the direction of the oscillatory circuit 55.
  • a position sensor device 70 shown in FIG. 8 has partly the same components as the position sensor devices 44, 45, which are accordingly designated by the same reference numerals. In the following, different functions and components of the position sensor device 70 will be explained.
  • the position sensor device 70 has a wireless interface 71 for transmitting sensor values, for example to the control device 52.
  • the interface 71 is, for example, a WLAN interface (Wireies Local Area Network).
  • the interface 71 is a common interface for a first sensor 74 and a second sensor 75, wherein a detection range 73 of the first sensor 74 is oriented outwards, that is, in the direction of the carriage 12, while the second sensor 75 extends into the interior of the guide housing 11 directed detection area 76 has.
  • the first sensor 74 is, for example, an optical sensor which is activated by reflection or shading by the carriage 12, in particular of the section 66 of the carriage 12.
  • the second sensor 75 is expediently a magnetic sensor, which is actuated by the exciting field 63 of the magnet 61.
  • the sensor 75 is, for example, a Hall sensor, a reed contact, a magnetoresistive sensor or the like.
  • a shielding plate 78 which forms shielding means, is arranged between the two sensors 74, 75.
  • the sensors 74, 75 are expediently movable relative to one another within the sensor housing 48, for example parallel to the linear displacement path 39 of the carriage 12.
  • the carriage 12 is driven, for example, by a linear direct drive.
  • the carriage could be a runner of the linear drive.
  • other types of transmission instead of a belt transmission, for example a recirculating ball gear, a rack gear or the like.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Positionssensoreinrichtung (44, 45) für einen Aktor (7) mit einem Führungsgehäuse (11) zum Führen eines beweglichen Aktorglieds (8) und mit einem Sensor (54) zur Erzeugung eines eine Position des Aktorglieds (8) oder eines mit dem Aktorglied (8) bewegungsgekoppelten äußeren Objekts (9), insbesondere eines Schlittens (12), anzeigenden Positionssignals (90), wenn sich das Aktorglied (8) oder das Objekt (9) in einem Erfassungsbereich (53) des Sensors (54) befindet. Die Positionssensoreinrichtung (44, 45) weist ein erstes und mindestens ein zweites optisches Anzeigemittel (161, 162) zur Anzeige des Positionssignals (90) auf, das der Sensor (54) erzeugt. Die beiden Anzeigemittel (161, 162) sind so zueinander beabstandet, dass mindestens eines der Anzeigemittel (161, 162) sichtbar ist, wenn das andere durch das Aktorglied (8) oder das mit dem Aktorglied (8) bewegungsgekoppelte Objekt (9) verdeckt ist.

Description

Positionssensoreinrichtung und damit ausgestatteter Aktor
Die Erfindung betrifft eine Positionssensoreinrichtung für einen Aktor mit einem Führungsgehäuse zum Führen eines beweglichen Aktorglieds und mit einem Sensor zur Erzeugung eines eine Position des Aktorglieds oder eines mit dem Aktorglied bewegungsgekoppelten äußeren Objekts, insbesondere eines Schlittens, anzeigenden Positionssignals, wenn sich das Aktorglied oder das Objekt in einem Erfassungsbereich des Sensors befindet. Die Erfindung betrifft ferner einen mit einer derartigen Positionssensoreinrichtung ausgestatteten Aktor.
Der Aktor ist beispielsweise ein pneumatischer Linearantrieb. Ein Linearantrieb mit einer Nut zur Aufnahme einer Positionssensoreinrichtung ist beispielsweise aus der DE 195 14 846 B4 bekannt. In einer am Führungsgehäuse verlaufenden Aufnahmenut ist ein magnetischer Sensor angeordnet, der von einem magne- tischen Element an dem Schlitten betätigbar ist. Wenn der
Schlitten die Positionssensoreinrichtung überfährt, löst die Positionssensoreinrichtung ein Positionssignal aus. Der Schlitten verdeckt dann allerdings die Positionssensoreinrichtung. Dadurch ist es beispielsweise schwierig, eine exak- te Position für die Positionssensoreinrichtung in der Aufnahmenut zu finden. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine leicht handhabbare Positionssensoreinrichtung sowie einen damit ausgestatteten Aktor bereit zu stellen.
Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Positionssensoreinrich- tung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass sie ein erstes und mindestens ein zweites optisches Anzeigemittel zur Anzeige des Positionssignals aufweist, das der Sensor erzeugt, und dass die beiden Anzeigemittel so zueinander beabstandet sind, dass mindestens eines der Anzeigemittel sicht- bar ist, wenn das andere durch das Aktorglied oder das mit dem Aktorglied bewegungsgekoppelte Objekt verdeckt ist.
Die Erfindung sieht vor, dass die Positionssensoreinrichtung ein erstes und mindestens ein zweites optisches Anzeigemittel zur Anzeige eines Positionssignals aufweist. Der Sensor er- zeugt das Positionssignal, wenn er ein Objekt, beispielsweise den Schlitten eines Dreh- oder Linearantrieb oder ein sonstiges durch das Aktorglied angetriebenes Element, in seinem Erfassungsbereich ermittelt. Jeweils eines der Anzeigemittel bleibt sichtbar, wenn das andere Anzeigemittel durch das Ob- jekt, beispielsweise den Schlitten verdeckt ist. Der Schlitten ist beispielsweise asymmetrisch, so dass er bei einer ersten Position, z.B. Linearposition, das erste Anzeigemittel verdeckt, das zweite Anzeigemittel jedoch das Ansprechen des Sensors signalisieren kann. Bei einer zweiten Position, bei- spielsweise wenn die Positionssensoreinrichtung in einer umgekehrten Einbaulage in einer Aufnahmenut des Aktors, z.B. des Linearantriebs, angeordnet ist, bleibt das zweite Anzeigemittel sichtbar, während das erste Anzeigemittel durch den Schlitten oder ein sonstiges Objekt im Erfassungsbereich der Positionssensoreinrichtung verdeckt ist. Die Positionssensoreinrichtung kann einen Sensor mit einem nach innen in das Führungsgehäuse des Antriebs gerichteten Erfassungsbereich und/oder einen Sensor mit einem nach außen gerichteten Erfassungsbereich aufweisen, der z.B. das Objekt, den Schlitten oder dergleichen erfasst .
Der Aktor ist zweckmäßigerweise pneumatisch angetrieben. Aber auch ein elektrisches bzw. elektromagnetisches Antriebsprinzip ist denkbar. Als sogenannter Hybrid-Aktor oder Hybrid- Antrieb kann der Aktor auch als kombinierter elektrischer und fluidtechnischer, z.B. pneumatischer, Aktor ausgestaltet sein.
Bevorzugt ist ein pneumatischer oder elektrischer Dreh- oder Linearantrieb .
Im Innern des Führungsgehäuses ist beispielsweise ein linear beweglicher Kolben vorhanden, der durch Druckluft betätigbar ist. Der Kolben ist mittels eines Kolbengliedes, das einen Längsschlitz des Führungsgehäuses durchgreift, mit dem Schlitten verbunden und treibt diesen linear an. Es versteht sich, das der Kolben auch elektromagnetisch antreibbar sein kann oder mittels beider Methoden, das heißt sowohl elektromagnetisch als auch pneumatisch. Ferner ist es denkbar, dass der Schlitten als Läufer eines elektrischen Linearantriebs, insbesondere eines Linear-Direktantriebs, ausgestaltet oder mit einem Läufer gekoppelt ist .
Die Anzeigemittel sind zweckmäßigerweise synchron betätigbar. Beispielsweise weisen beide Anzeigemittel ein separates Leuchtmittel auf, das der Sensor über einen gemeinsamen elektrischen Stromkreis ansteuert. Eine Bauvariante der Erfindung kann auch vorsehen, dass ein gemeinsames Leuchtmittel für beide Anzeigemittel vorgesehen ist. Zwischen dem Leuchtmittel und mindestens einem der Anzeigemittel sind einer oder mehrere Lichtleiter, beispielsweise aus Glas oder Kunststoff.
Der Erfassungsbereich des Sensors ist vorteilhafterweise symmetrisch zwischen den mindestens zwei Anzeigemitteln angeord- net .
Die Anzeigemittel sind beispielsweise an einer Oberseite der Positionssensoreinrichtung angeordnet. Vorteilhaft ist es nämlich, wenn die mindestens zwei Anzeigemittel an einem Anzeigebereich der Positionssensoreinrichtung angeordnet sind, der sichtbar ist, wenn die Positionssensoreinrichtung in einer Aufnahme, z.B. einer Aufnahmenut, am Aktor montiert ist. Andere Wände oder Wandabschnitte der Positionssensoreinrichtung liegen dann in der Nut, wohingegen der Anzeigebereich, insbesondere an der Oberseite der Positionssensoreinrichtung, sichtbar ist.
Vorteilhafterweise hat die Positionssensoreinrichtung eine optische Markierung, die den Erfassungsbereich des Sensors markiert. Bei der Markierung handelt es sich beispielsweise um eine Linienmarkierung, eine Kreuzmarkierung oder derglei- chen. Auch eine Fläche, die mit dem Erfassungsbereich korrespondiert, kann als Markierung dienen.
Ein Grundgedanke der Erfindung ist, dass selbst dann, wenn ein Objekt, beispielsweise der Schlitten des Linearantriebs, eines der Anzeigemittel verdeckt, das jeweils andere Anzeige- mittel frei und sichtbar ist. Für den Bediener ist es somit leicht möglich, die Positionssensoreinrichtung beispielsweise in einer Aufnahmenut eines Dreh- oder Linearantriebs, zu justieren. Die Positionssensoreinrichtung enthält vorteilhaft mindestens einen induktiven oder kapazitiven oder optischen Sensor. Die Positionssensoreinrichtung benötigt dann keine Signalgebermittel am Aktorglied, am Schlitten oder an mit diesem verbun- denen Teilen, z.B. Anbauteilen, oder an einem sonstigen zu erfassenden Teil, sondern arbeitet sozusagen autark. Der Erfassungsbereich dieses Sensors kann in das Innere des Führungsgehäuses gerichtet sein oder vorzugsweise in einen Außenbereich des Führungsgehäuses, z.B. zu dem Schlitten. Die Positionssensoreinrichtung hat beispielsweise einen kapazitiven oder induktiven Oszillator an Bord, dessen Feld durch den vorbeifahrenden Schlitten beeinflusst wird, so dass die Positionssensoreinrichtung dessen Position erfassen kann. Der Schlitten ist beispielsweise für das induktive Prinzip magne- tisch leitend, braucht aber selbst kein Magnet zu sein. Beim kapazitiven Prinzip genügt eine elektrische Leitfähigkeit oder eine beispielsweise von Luft zweckmäßigerweise wesentlich abweichende Dielektrizität des Schlittens, um das im Erfassungsbereich liegende elektrische Feld sozusagen zu "stören", so dass die Positionssensoreinrichtung die Position des Schlittens erfassen kann.
Beim optischen Prinzip hat die Positionssensoreinrichtung zweckmäßigerweise eine Lichtquelle an Bord. Der Erfassungsbereich ist beispielsweise ein optischer Erfassungsbereich. Das Licht wird von dem Schlitten reflektiert oder absorbiert, was durch den optischen Sensor erfassbar ist.
Der Erfassungsbereich ist zweckmäßigerweise senkrecht zu der Aufnahme, beispielsweise senkrecht zu der Aufnahmenut. Jedenfalls ist der Erfassungsbereich des induktiven, kapazitiven oder optischen Sensors vorteilhaft nicht in den Innenbereich des Führungsgehäuses, sondern nach außen orientiert. Der Er- fassungsbereich ist beispielsweise als eine Art Feldkeule ausgebildet .
Als unterstützende Maßnahme zur räumlichen Definition des Erfassungsbereiches können beispielsweise eine Abschirmeinrich- 5 tung oder Feldleitmittel vorgesehen sein.
Die Abschirmeinrichtung schirmt den induktiven oder kapazitiven Sensor z.B. vor äußeren Störfeldern oder vor Einflüssen aus dem Innern des Führungsgehäuses ab, beispielsweise Einflüsse, die durch einen am einem Aktorglied angeordneten Ma- lo gneten eines beispielsweise pneumatischen oder elektrischen Linearantriebes erzeugt werden. Eine Abschirmeinrichtung kann beispielsweise in einem Gehäuse der Positionssensoreinrichtung vorgesehen sein. Ferner ist es denkbar, dass in der Aufnahme, beispielsweise in der Aufnahmenut, Abschirmmittel vor- i5 gesehen sind.
Feldleitmittel sind dazu geeignet, das Erregerfeld in Richtung des Sensors zu lenken bzw. vom Sensor weg in Richtung des zu erfassenden Objekts, z.B. des Schlittens, zu lenken. Beispielsweise können Feldleitbleche oder Abschirmbleche, 2o insbesondere mit geringer magnetischer Remanenz, vorgesehen sein.
Die Positionssensoreinrichtung ist beispielsweise mittels Drahtverbindungen kontaktierbar . Besonders bevorzugt ist jedoch eine drahtlose Schnittstelle zum Senden von Sensorwerten 25 oder zum Empfangen von Steuerbefehlen. Die Steuerbefehle dienen beispielsweise zur Abfrage von Sensorwerten, zur Parame- trierung der Positionssensoreinrichtung oder dergleichen.
Die Positionssensoreinrichtung kann auf konventionellem Wege parametriert werden, wobei beispielsweise Schaltschwellen oder dergleichen über extern vorgegebene Steuerbefehle an der Schnittstelle einprogrammiert werden. Ferner ist es denkbar, dass beispielsweise ein Potentiometer oder eine sonstige Stelleinrichtung zur Definition von Grenzwerten oder Schwell - werten an der Positionssensoreinrichtung vorhanden ist. Vorteilhaft ist ein sogenannter Lernmodus oder Teach- In-Modus zum Parametrieren und/oder Programmieren der Positionssensoreinrichtung .
Zweckmäßigerweise ist eine Aufnahme am Aktor als eine Aufnah- menut ausgestaltet. Die Positiόnssensoreinrichtung (es können auch mehrere vorgesehen sein) ist in der Aufnahmenut beispielsweise linear verstellbar. Zweckmäßigerweise hat die Positionssensoreinrichtung Klemmmittel, beispielsweise Rastmittel, Federmittel, Klemmschrauben, insbesondere exzentrische Klemmschrauben, oder dergleichen, zum Festklemmen in der Aufnahme, z.B. der Aufnahmenut.
Eine Variante der Erfindung, die an sich eine eigenständige Erfindung darstellt und zwar auch dann, wenn nur ein einziges Anzeigemittel vorhanden ist, sieht vor, dass die Positions- sensoreinrichtung mindestens einen zweiten Sensor aufweist. Der Erfassungsbereich des ersten Sensors, der magnetisch, vorzugsweise jedoch induktiv, kapazitiv oder optisch arbeitet, ist nach außen gerichtet, während der Erfassungsbereich des zweiten Sensors nach innen orientiert ist. Der nach innen gerichtete Sensor erfasst beispielsweise die Position des Aktorglieds, z.B. eines Kolbens, der in dem Führungsgehäuse entlang eines Schwenkweges oder linear hin und her beweglich ist. Auf diesem Wege ist vorteilhaft eine Redundanz realisierbar: der nach innen gerichtete zweite Sensor erfasst das Aktorglied, während der nach außen gerichtete erste Sensor ein äußeres Objekt, z.B. den Schlitten, erfasst. Wenn der Schlitten beispielsweise relativ zu dem Aktorglied beweglich ist, können so z.B. Relativpositionen des Schlittens bezüglich des Aktorglieds erfasst werden. Sofern das Aktorglied und der Schlitten fest miteinander gekoppelt sind, ist auf diesem Wege eine Redundanz erzielbar. Nur wenn beide Sensoren übereinstimmende Positionswerte senden, liegt ein störungsfreier Betriebszustand vor.
Der zweite Sensor kann zwar auch ein induktiver oder kapazitiver Sensor sein. Vorzugsweise ist er jedoch ein magnetischer Sensor, der ein Erregerfeld aus dem Innern des Füh- rungsgehäuses erfasst. Das Erregerfeld wird beispielsweise durch einen Magneten an einem Kolben eines pneumatischen Zylinders erzeugt.
Damit das Erregerfeld aus dem Innern des Führungsgεhäuses den Sensor (oder die Sensoren) , dessen Erfassungsbereich nach au- ßen gerichtet ist, nicht beeinflusst, sind zweckmäßigerweise Abschirmmittel zwischen den Sensoren vorgesehen, deren Erfassungsbereiche nach innen und nach außen gerichtet sind.
Zweckmäßigerweise sind die Erfassungsbereiche des mindestens einen ersten und des zweiten Sensors relativ zueinander ver- stellbar. Dazu sind beispielsweise Feldleitmittel und/oder
Abschirmmittel vorhanden, die die jeweiligen Erfassungsbereiche beeinflussen und relativ zueinander verändern. Ferner ist es denkbar, dass die Sensoren innerhalb des Gehäuses relativ zueinander verstellbar sind.
Die Sensoren haben zweckmäßigerweise eine gemeinsame Schnittstelle, beispielsweise eine drahtgebundene oder eine drahtlose Schnittstelle. Dadurch wird der Verdrahtungsaufwand bzw. der Kommunikationsaufwand verringert. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Schrägansicht eines Linearantriebs, an dem zwei erfindungsgemäße Positionssen- 5 soren angeordnet sind,
Figur 2 eine Seitenansicht einer Positionssensoreinrichtung des Linearantriebs gemäß Figur 1,
Figur 3 eine Draufsicht der Positionssensoreinrichtung gemäß Figur 2 , und
lo Figur 4 eine perspektivische Innenansicht eines Gehäuses der Positionssensoreinrichtung gemäß Figur 2.
Figur 5 eine teilweise perspektivische Ansicht des Linearantriebs gemäß Figur 1,
Figur 6 eine Vorderansicht des Linearantriebs gemäß Figur i5 5, wobei Erfassungsbereiche der Positionssensoreinrichtungen eingezeichnet sind,
Figur 6a eine Detailansicht der Positionssensoreinrichtung gemäß Figur 6 ,
Figur 7 eine etwa dem Ausschnitt von Figur 6a entsprechende 2o Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Positionssensoreinrichtung, und
Figur 8 eine teilweise schematische Ansicht etwa entsprechend Figur 7 eines weiteren, an sich eine eigenständige Erfindung darstellenden Ausführungsbei- spiels einer erfindungsgemäßen Positionssensoreinrichtung mit zwei Sensoren.
Als Beispiel eines erfindungsgemäßen Aktors 7 ist in Figur 1 ein Linearantrieb 10 gezeigt. An einem Führungsgehäuse 11 des 5 Linearantriebs 10 ist ein Schlitten 12 linear hin und her beweglich geführt. Der Schlitten 12 wird angetrieben und bildet somit ein Aktorglied 8.
Ein Führungsteil 13 des Schlittens 12, beispielsweise eine Nut, ist an einem Führungsteil 14 des Führungsgehäuses 11 ge- lo führt. Das Führungsteil 14 ist an einer Oberseite 15 eines Mittelteils 16 des Führungsgehäuses 11 angeordnet. Das Führungsteil 14 ist beispielsweise ein schwalbenschwanzartiger Vorsprung, der von einer Schwalbenschwanznut, die das Führungsteil 13 bildet, umgriffen wird. An beiden Längsenden des i5 Mittelteiles 16 sind Kopfteile 17 angeordnet, beispielsweise mittels Schrauben 18 an das Mittelteil 16 angeschraubt. Innere Stirnseiten 19 bilden Längsanschläge 20 für den Schlitten 12 und definieren somit lineare Endpositionen des Schlittens 12.
20 Ein in Figur 6 schematisch angedeuteter elektrischer Motor 21 bildet elektrische Antriebsmittel 22 zum Antreiben des Schlittens 12. Eine Motorwelle 23 durchdringt beispielsweise eine Öffnung 24 an einem der Kopfteile 17 und treibt ein Antriebsrad 25 für einen Antriebsriemen 26, z.B. einen Zahnrie-
25 men oder einen Reibriemen, an. Zweckmäßigerweise ist in jedem der Kopfteile 17 ein Antriebsrad 25 oder auch ein antriebsloses Umlenkrad vorgesehen, über die der Antriebsriemen 26 umläuft. Zweckmäßigerweise sind an jedem Kopfteil 17 Öffnungen 24 zum Anschluss des Motors 21 vorhanden. Die Öffnungen 24
30 können an einander entgegensetzten Seiten 27, 28 der Kopftei- Ie 17 vorgesehen sein, so dass die Motorwelle von beiden Seiten her in die Kopfteile 17 einsteckbar ist.
Ein unteres Trum 30, ein Leer-Trum, des Antriebsriemens 26 verläuft in einem Innenraum 29 des Führungsgehäuses 11. Ein s oberes Trum 31, ein Last-Trum, des Antriebsriemens 26 ist in einer Führung 32 an der Oberseite 15 geführt und nimmt den Schlitten 12 mit. Das Last-Trum 31 ist mit dem Schlitten 12 bewegungsgekoppelt. Beispielsweise klemmt ein Klemmteil 33 den Antriebsriemen 26 gegen den Schlitten 12. Somit treibt lo der Motor 21 den Schlitten 12 mittels eines Riemengetriebes 34 an.
Ferner ist ein pneumatisches Antriebskonzept denkbar. Beispielsweise kann in dem Innenraum 29 ein Kolben 35 angeordnet sein, der mittels Druckluft betätigbar ist. Der Kolben 35 i5 bildet ein Aktorglied 8. Beispielsweise könnten Kopfteile in der Art der Kopfteile 17 vorgesehen sein, wobei in die Öffnungen 24 entsprechende Druckluft eingespeist wird. In Figur 5 ist ferner schematisch dargestellt, dass ein Koppelglied 37 einen Längsschlitz 38 des jeweiligen Führungsgehäuses, z.B.
20 im Bereich der Führung 32, durchgreift und mit dem Schlitten 12 verbunden ist .
Das Klemmteil 33 bildet ferner ein Führungsteil, das in der Führung 32 geführt ist. Die Führung 32 verläuft an der Oberseite 15 neben dem Führungsteil 14.
25 Parallel zu dem Führungsteil 14 bzw. zur Führung 32 verlaufen Aufnahmenuten 40, 41, die Aufnahmen 42, 43 für Positionssensoreinrichtungen 44, 45 bilden. Mit dem Positionssensoreinrichtungen 44, 45 sind Positionen des Schlittens 12 entlang seines Linearverstellweges 39 zwischen den Anschlägen 20 er-
3o mittelbar. Die Positionssensoreinrichtungen 44, 45 sind in den Aufnahmenuten 40, 41 entlang des Linearverstellweges 39 längspositio- nierbar und mittels Klemmmitteln 46 festlegbar. Die Klemmmittel 46 enthalten beispielsweise Klemmschrauben 47, zum Ver- spannen von Sensorgehäusen 48 der Positionssensoreinrichtungen 44, 45 in den Aufnahmenuten 40, 41.
Die Klemmmittel 46 können optional auch KlemmvorSprünge 49 umfassen, die vorteilhafterweise federnd vor Seiten der Sensorgehäuse 48 vorstehen. Beispielsweise hat die Positionssen- soreinrichtung 44' gemäß Figur 7 solche KlemmvorSprünge 49. Die Sensorgehäuse 48 können dann sozusagen in die Aufnahmenuten 40, 41 eingerastet werden, wobei die Klemmvorsprünge 49 beim Einbringen in die Nuten 40, 41 in Richtung der Sensorgehäuse 48 verlagert werden, so dass sie an Nutvorsprüngen 50 an der Oberseite der Nuten 40, 41 vorbei gesteckt werden können und sodann, wenn die Sensorgehäuse 48 in den Nuten 40, 41 positioniert sind, wieder nach außen vor die Sensorgehäuse 48 vorstehen und sich an die Unterseite der Nutvorsprünge 50 oder an Seitenwänden der Nuten 40, 41 anlegen.
Die Aufnahmenuten 40, 41 sind an der Außenseite des Führungsgehäuses 11 angeordnet . Beispielsweise sind die Aufnahmenuten 40, 41 an einem schrägen Abschnitt 64 des Führungsgehäuses 11 zwischen der Oberseite 15 und einer Seitenfläche 65 angeordnet. Ein nach unten vorstehenden Abschnitt 66 des Schlittens 12 gelangt in Erfassungsbereiche 53 der Positionssensoreinrichtungen 44, 45. An einer Oberseite 67 des Schlittens 12 sind Befestigungsmittel 68, beispielsweise Montagebohrungen, Klemmmittel oder dergleichen, zum Befestigen von Gegenständen an dem Schlitten 12, beispielsweise von zu förderndem Gut, vorhanden. Die Positionssensoreinrichtungen 44, 45 sind drahtgebunden, beispielsweise über Leitungen 51, beispielsweise an eine Steuereinrichtung 52 angeschlossen und melden dies der Steuereinrichtung 52 Positionen des Schlittens 12. Die Leitungen 51 sind zweckmäßigerweise in den Nuten 40, 41 angeordnet.
Die Positionssensoreinrichtungen 44, 45 weisen ein erstes und ein zweites Anzeigemittel 161, 162 auf, von denen mindestens eines sichtbar bleibt, wenn ein Sensor 54 der Positionssensoreinrichtung 44, 45 in seinem Erfassungsbereich 53 ein Ob- jekt 9, beispielsweise den Schlitten 12, erfasst . Der Schlitten 12 kann nämlich eines der Anzeigemittel 161 oder 162 verdecken. Dennoch bleibt das jeweils andere Anzeigemittel 161 oder 162 sichtbar. Der Schlitten 12 ist beispielhaft an einer Linearposition dargestellt, bei der er beim Sensor 44 das Anzeigemittel 162 verdeckt und das Anzeigemittel 161 in einem Bereich neben dem Schlitten 12 oder in einem Ausschnitt des Schlittens 12 angeordnet und somit sichtbar ist.
Eine Leiterplatte 149, beispielsweise eine elektrische Platine, ist in einem Sensorgehäuse 148 angeordnet. Das Sensorge- häuse 158 kann beispielsweise in einer der Aufnahmenuten 40 oder 41 mit Klemmmitteln 46 eingeklemmt und justiert werden. Dann ist ein Anzeigebereich 171 mit den Anzeigemitteln 161, 162 sichtbar außerhalb der Aufnahmenuten 40 oder 41. Die Klemmmittel 46 umfassen eine Klemmschraube 47, die vor eine Unterseite des Sensorgehäuses 148 im geklemmten Zustand zumindest partiell vorsteht. Die Klemmschraube 47 durchdringt das Sensorgehäuse 148 an einer Ausnehmung 142, deren Bodenseite 143 so gegenüber der Oberseite 144 zurückversetzt ist, dass ein Kopf der Schraube 47 im montierten Zustand der Posi- tionssensoreinrichtung 44, 45 nicht vor die Oberseite 144 des Sensorgehäuses 148 vorsteht. Eine elektrische Anschlussleitung 148 mit einem Anschlusskontakt bzw. Stecker 142 durchdringt das Sensorgehäuse 148 an einer Anschlussöffnung 145. Mit einer Leitung 51 kann die Positionssensoreinrichtung 44, 45 beispielsweise an die Steuer- 5 einrichtung 52 angeschlossen werden.
Die Leitung 51 ist an einem Anschlussgehäuse 150, das im Bereich der Anschlussöffnung 145 positioniert ist, angeschlossen. Von dem Anschlussgehäuse 150 führt eine Leitung 149a zu der Leiterplatte 149.
lo Die Erfassungsbereiche 53 der Positionssensoreinrichtungen
44, 45 sind in einen Außenbereich 80 des Führungsgehäuses 11, z.B. in Richtung des Schlittens 12 orientiert. Der Sensor 54 ist vorzugsweise ein induktiver oder kapazitiver Sensor mit einem eine Induktivität oder eine Kapazität enthaltenden i5 Schwingkreis 55. Ein magnetisches oder elektrisches Feld, das von dem Schwingkreis oder Oszillator 55 erzeugt wird, definiert den Erfassungsbereich 53. Wenn der Schlitten 12 in den Erfassungsbereich 53 gelangt, wird das magnetische oder elektrische Feld 56 des Schwingkreises 55 beeinflusst, beispiels-
2o weise gestört, so dass der Sensor 54 daraus das Vorhandensein des Schlittens 12 an seiner jeweiligen Position ermitteln kann. Somit kein Magnet am Schlitten 12 erforderlich.
Es wäre aber auch möglich, anstelle des Sensors 54 oder zusätzlich zu diesem einen magnetischen Sensor 54a zu verwen- 25 den, der durch einen optional am Schlitten 12 vorhandenen Magneten 69 betätigt wird.
Die Erfassungsbereiche 53 sind senkrecht zur Aufnahme 42, 43, beispielsweise der Aufnahmenut 40, 41. Der Schwingkreis 55 mit einer magnetischen Spule 155 befindet sich im montierten Zustand der Platine 149 in einer Aufnahme oder Ausnehmung 159 des Sensorgehäuses 148. Eine Auswerteeinrichtung 156, die beispielsweise einen Komparator umfasst, erzeugt anhand der Signale des Schwingkreises 55 ein Positionssignal 90, das die Positionssensoreinrichtung 44, 45 über die Leitung 51 ausgibt.
Wenn sich das Objekt 9, beispielsweise der Schlitten 12, im Erfassungsbereich 53 befindet, wird das Positionssignal 90 erzeugt. Der Erfassungsbereich 53 ist beispielsweise durch Feldleitmittel 157, z.B. Leitbleche 158, definiert. Es versteht sich, dass auch durch eine geeignete Auslegung oder Dimensionierung des Schwingkreises 55 eine geeignet gerichtete Feldcharakteristik des Erfassungsbereiches 53 einstellbar ist und keine Feldleitmittel erforderlich sind.
Ferner ist es möglich, dass die Positionssensoreinrichtungen 44, 45 einen Sensor 54b mit einem in das Innere des Aktors gerichteten Erfassungsbereich aufweisen. Der Sensor 54b ist beispielsweise ein induktiver oder kapazitiver Sensor oder vorzugsweise ein magnetischer Sensor, z.B. ein Reedkontakt, ein magnetoresistiver Sensor oder dergleichen, der durch ein Erregerfeld 63 eines Magneten 61 am Aktorglied 8, z.B. dem Kolben 35, ausgelöst wird.
Außen ist der Erfassungsbereich 53 für einen Bediener durch eine Markierung 160 kenntlich gemacht. Die Markierung 160 ist beispielsweise eine kreuzförmige Markierung, die die seitlichen Grenzen des Erfassungsbereiches 53 kennzeichnet.
Unterhalb von Fenstern 14 an der Oberseite 144 des Sensorgehäuses 148 befinden sich Leuchtmittel 163, beispielsweise LEDs. Der Sensor 144 bringt die Leuchtmittel 163 zum Leuch- ten, wenn sich das Objekt 9 in seinem Erfassungsbereich 53 befindet. Die Leuchtmittel 163 sind in einem Linearabstand zueinander beabstandet, und sind vorliegend symmetrisch zum Erfassungsbereich 53. Es versteht sich, dass prinzipiell auch 5 Leuchtmittel oder Anzeigemittel vorgesehen sein können, die in unterschiedlichen Abständen zum jeweiligen Erfassungsbereich einer erfindungsgemäßen Positionssensoreinrichtung angeordnet sind.
In Figur 3 ist schematisch eine weitere Ausführungsform der lo Erfindung eingezeichnet. Von einem gemeinsamen Leuchtmittel 167, beispielsweise einer LED7 die vom Sensor 54 zum Leuchten gebracht wird, wenn sich das Objekt 9 in seinem Erfassungsbereich 53 befindet, führt ein Lichtleiter 166 zu den Fenstern 164.
i5 Die nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele haben teilweise dieselben oder ähnlich wirkende Komponenten wie die Positionssensoreinrichtungen 44, 45, die daher mit den denselben Bezugszeichen versehen sind. Die bei den weiteren Ausführungsbeispielen vorhandenen Merkmale, unter anderem insbeson-
20 dere die sensorische Erfassung von Objekten im Innern und eines Aktors und zusätzlich die Erfassung äußerer Objekte, die drahtlose Signalübermittluung, sind auch bei den Positionssensoreinrichtungen 44, 45 anwendbar.
Eine in Figur 7 dargestellte Positionssensoreinrichtung 44' 25 hat teilweise gleiche Komponenten wie die Positionssensoreinrichtungen 44, 45. Die Positionssensoreinrichtung 44' ist in Figur 7 nur teilweise in die Nut 40 eingesteckt und wird bei einer vollständigen Montage bis zum Nutboden weiter in die Nut 40 eingesteckt. Abschirmeinrichtungen 59 schirmen die Erfassungsbereiche 53 der Positionssensoreinrichtungen 44, 45, 44' vor äußeren Feldeinflüssen, die unerwünscht sind, ab. Die Abschirmeinrichtungen 59 umfassen beispielsweise ein Abschirmblech 60, das den Schwingkreis 55 vor Einflüssen aus dem Inneren des Führungsgehäuses 11 abschirmt, beispielsweise von Einflüssen eines Erregerfelds 63 eines Magneten 61 an dem optional dargestellten Kolben 35.
Ferner kann ein Abschirmblech 62 im Bereich der Aufnahme 42, beispielsweise im Bodenbereich oder unterhalb des Bodenbereiches der Aufnahmenut 40 vorhanden sein und eine Abschirmeinrichtung 59 bilden. Das Abschirmblech 62 schirmt beispielsweise ein Erregerfeld 63 des Magneten 61 von den Positionssensoreinrichtungen 44, 45 ab.
Die Positionssensoreinrichtung 44' weist Feldleitmittel 57 auf, beispielsweise Leitbleche, die seitlich an das Sensorgehäuse 48 angebaut sind. Die Feldleitmittel 57 lenken das Feld 56 in Richtung des Schwingkreises 55.
Eine in Figur 8 dargestellte Positionssensoreinrichtung 70 hat teilweise gleiche Komponenten wie die Positionssensoreinrichtungen 44, 45, die dementsprechend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Nachfolgend werden abweichende Funktionen und Komponenten der Positionssensoreinrichtung 70 erläutert .
Die Positionssensoreinrichtung 70 hat eine drahtlose Schnittstelle 71 zum Senden von Sensorwerten, beispielsweise an die Steuereinrichtung 52. Die Schnittstelle 71 ist beispielsweise eine WLAN-Schnittstelle (Wireies Lokal Area Network) . • Die Schnittstelle 71 ist eine gemeinsame Schnittstelle für einen ersten Sensor 74 und einen zweiten Sensor 75, wobei ein Erfassungsbereich 73 des ersten Sensors 74 nach außen, das heißt in Richtung des Schlittens 12 orientiert ist, während der zweite Sensor 75 einen in das Innere des Führungsgehäuses 11 gerichteten Erfassungsbereich 76 aufweist. Der erste Sensor 74 ist beispielsweise ein optischer Sensor, der durch Reflexion oder Verschattung durch den Schlitten 12, insbesondere des Abschnitts 66 des Schlittens 12, aktiviert wird. Der zweite Sensor 75 ist zweckmäßigerweise ein magnetischer Sensor, der durch das Erregerfeld 63 des Magneten 61 betätigt wird. Der Sensor 75 ist beispielsweise ein Hall-Sensor, ein Reedkontakt, ein magnetorestistiver Sensor oder dergleichen.
Damit sich die Erfassungsbereiche 73, 76 nicht überlappen und die beiden Sensoren 74, 75 nicht wechselweise gestört werden, ist ein Abschirmblech 78, das Abschirmmittel bildet, zwischen den beiden Sensoren 74, 75 angeordnet.
Die Sensoren 74, 75 sind zweckmäßigerweise innerhalb des Sensorgehäuse 48 relativ zueinander beweglich, beispielsweise parallel zum Linearverstellweg 39 des Schlittens 12.
Es versteht sich, dass auch bei einem alternativen Antriebs- konzept der Schlitten 12 beispielsweise durch einen Lineardirektantrieb angetrieben wird. Dabei könnte der Schlitten ein Läufer des Linearantriebs sein. Ferner ist es denkbar, andere Getriebearten an Stelle eines Riemengetriebes vorzusehen, beispielsweise ein Kugelumlaufgetriebe, ein Zahnstangenge- triebe oder dergleichen.

Claims

Ansprüche
1. Positionssensoreinrichtung für einen Aktor (7) mit einem Führungsgehäuse (11) zum Führen eines beweglichen Aktorglieds (8) und mit einem Sensor (54) zur Erzeugung eines eine Position des Aktorglieds (8) oder eines mit dem Aktorglied (8)
5 bewegungsgekoppelten äußeren Objekts (9) , insbesondere eines Schlittens (12), anzeigenden Positionssignals (90), wenn sich das Aktorglied (8) oder das Objekt (9) in einem Erfassungsbereich (53) des Sensors (54) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein erstes und mindestens ein zweites optisches An- lo zeigemittel (161, 162) zur Anzeige des Positionssignals (90) aufweist, das der Sensor (54) erzeugt, und dass die beiden Anzeigemittel (161, 162) so zueinander beabstandet sind, dass mindestens eines der Anzeigemittel (161, 162) sichtbar ist, wenn das andere durch das Aktorglied (8) oder das mit dem Ak- i5 torglied (8) bewegungsgekoppelte Objekt (9) verdeckt ist.
2. Positionssensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im am Aktor (7) montierten Zustand bei einer ersten Position des äußeren Objekts (9) das erste Anzeigemittel (161) durch das Objekt (9) verdeckt ist und das min-
20 destens eine zweite Anzeigemittel (162) sichtbar bleibt und bei einer zweiten Position des äußeren Objekts (9) das mindestens eine zweite Anzeigemittel (162) durch das Objekt (9) verdeckt ist und das erste Anzeigemittel (161) sichtbar ist.
3. Positionssensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da-
25 durch gekennzeichnet, dass jedes Anzeigemittel (161, 162) ein separates Leuchtmittel (163; 167) aufweist.
4. Positionssensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigemittel (161, 162) ein gemeinsames Leuchtmittel (163; 167) zum Beleuchten der mindestens eines der Anzeigemittel (161, 162) über einen Lichtlei-
5 ter (166) aufweist.
5. Positionssensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsbereich (53) des Sensors (54) , insbesondere symmetrisch, zwischen den mindestens zwei Anzeigemitteln (161, 162) liegt.
lo 6. Positionssensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine den Erfassungsbereich (53) des Sensors (54) anzeigende optische Markierung (160) umfasst .
7. Positionssensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden i5 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Anzeigemittel (161, 162) an einem Anzeigebereich (171) der Positionssensoreinrichtung (44, 45) angeordnet sind, der sichtbar ist, wenn die Positionssensoreinrichtung (44, 45) in einer Aufnahmenut (40, 41) am Aktor (7) montiert ist.
20 8. Positionssensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen magnetischen, induktiven oder kapazitiven oder optischen Sensor (54; 54a; 54b; 74) enthält, dessen Erfassungsbereich (53; 73) zu einem Außenbereich (80) des Führungsgehäuses (11),
25 insbesondere zu dem äußeren Objekt (9), gerichtet ist.
9. Positionssensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einer insbesondere als Aufnahmenut (40, 41) ausgestalteten Aufnahme (42, 43) des Aktors (7) angeordnet oder anordenbar ist.
10. Positionssensoreinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsbereich (53; 73) im wesentlichen senkrecht zu der Aufnahme (42, 43) ist.
11. Positionssensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden 5 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (54; 54a,-
54b; 74) und/oder das Führungsgehäuse (11) eine Abschirmeinrichtung (59) und/oder Feldleitmittel (57) zur Beeinflussung des Erfassungsbereichs (53; 73) aufweist.
12. Positionssensoreinrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge- lo kennzeichnet, dass die Abschirmeinrichtung (59) zur Abschirmung eines durch einen im Innern des Führungsgehäuses (11) erzeugten, insbesondere beweglichen Erregerfelds (63) ausgestaltet ist.
13. Positionssensoreinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, da- i5 durch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinrichtung (59) an der Aufnahme (42, 43) oder an einem Gehäuse der Positionssensoreinrichtung (44, 45; 44'; 70) vorgesehen ist.
14. Positionssensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen
20 ersten Sensor (54; 54a; 54b; 74), dessen Erfassungsbereich
(53; 73) zu dem Schlitten (12) gerichtet ist, und mindestens einen zweiten Sensor (75) aufweist, dessen Erfassungsbereich in einen Innenraum des Führungsgehäuses (11) gerichtet ist.
15. Positionssensoreinrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge- 25 kennzeichnet, dass der mindestens eine zweite Sensor (75) ein magnetischer Sensor ist, der ein im Innern des Führungsgehäuses (11) erzeugtes, insbesondere bewegliches Erregerfeld (63) erfasst .
16. Positionssensoreinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass Abschirmmittel (77) zwischen dem mindestens einen ersten Sensor (54; 54a; 54b; 74) und dem mindestens einen zweiten Sensor (75) vorgesehen sind.
5 17. Positionssensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsbereiche des mindestens einen ersten Sensors (54; 54a,- 54b; 74) und des mindestens einen zweiten Sensors (75) relativ zueinander verstellbar sind.
lo 18. Positionssensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Sensor (54; 54a; 54b; 74) und der mindestens eine zweite Sensor (75) innerhalb eines Sensorgehäuses (48; 148) der Positionssensoreinrichtung relativ zueinander verstellbar sind.
i5 19. Positionssensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Sensor (54; 54a; 54b; 74) und der mindestens eine zweite Sensor (75) eine gemeinsame, insbesondere drahtlose, Schnittstelle (71) aufweisen.
2o 20. Positionssensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Sensorgehäuse (48; 148) mit Klemmmitteln (46) zum Klemmen an dem Führungsgehäuse (11), insbesondere in der Aufnahme (42, 43) des Führungsgehäuses (11), aufweist.
25 21. Positionssensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine drahtlose Schnittstelle (71) zum Senden von Sensorwerten und/oder zum Empfangen von Steuerbefehlen aufweist.
22. Positionssensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Lernmodus zum Lernen mindestens einer Position des Schlittens (12) betreibbar ist .
5 23. Positionssensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegungsgekoppelte Objekt (9) ein am Führungsgehäuse (11) geführter Schlitten (12) ist.
24. Aktor mit einer Positionssensoreinrichtung nach einem lo der vorhergehenden Ansprüche .
25. Aktor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (7) ein elektrischer und/oder fluidtechnischer, insbesondere pneumatischer, Dreh- oder Linearantrieb ist.
26. Aktor nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, i5 dass das Objekt (9) ein Schlitten (12) ist, der an dem Führungsgehäuse (11) geführt ist
27. Aktor nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorglied (8) ein im Innern des Führungsgehäuses (11) durch Druckluft betätigbaren, linear be-
20 weglichen Kolben ist, und der Schlitten (12) mit dem Kolben durch ein Koppelglied (37) verbunden ist, das einen Längs- schlitz (38) des Führungsgehäuses (11) durchgreift.
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