ES2317431T3 - Sensor de posicion con cable de medicion. - Google Patents
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Abstract
Sensor de posición con cable medidor de distancia (1) que comprende: - un tambor (2) para el cable, para el arrollamiento del cable de medición (3), - un resorte espiral plano (4) para pretensado del tambor de cable (2), conectados de forma solidaria en giro entre - un sensor de ángulo (5), especialmente un encoder, solidario en giro con el tambor de cable y, - un cuerpo envolvente; en el que - el resorte plano espiral (4) y el sensor de ángulo (5) como en particular el encoder, están situados en una primera sección (6a) del cuerpo envolvente con estanqueidad con respecto a presión exterior, - el tambor (2) para el cable está situado en una segunda sección (6b) del cuerpo envolvente no estanca a la presión, - un eje (7) solidario en giro que conecta el tambor (2) para el cable con el resorte espiral plano (4) o el sensor de ángulo (5) y que conduce a través de la primera sección (6a) del cuerpo envolvente estanca a la presión, - el cuerpo envolvente (13) de la primera sección (6a) de cuerpo envolvente es tubular y está realizada en una sola pieza y cerrada por tapas frontales (8a,8b) en ambos lados, y - respectivamente un intersticio anular (14) en forma de una conexión roscada (15) entre las tapas frontales (8a, 8b) y el cuerpo envolvente tubular (13) y en un extremo de la extensión axial de la conexión roscada (15) está situado, como mínimo, un anillo tórico (16) como punto de estanqueidad, caracterizado porque, - dicha primera sección (6a) del cuerpo envolvente está dimensionada con suficiente resistencia para resistir una presión de explosión interna sin que los intersticios existentes en el cuerpo envolvente (6a) resulten inseguros contra el paso de la llama, mientras que dichas tapas frontales - (8a, 8b) se solapan axialmente con el cuerpo envolvente (13) en sus áreas externas, de manera que la longitud axial del intersticio anular (14) intermedio es suficientemente grande con respecto a su anchura radial para que presente seguridad contra el paso de la llama.
Description
Sensor de posición con cable de medición.
La presente invención se refiere a un sensor de
posición que funciona de acuerdo con el principio de un cable de
medición.
Se conoce la disposición de un cable de medición
arrollado, en la mayor parte de los casos solamente en una sola
capa, sobre un tambor del cable, el cual está pretensado en la
dirección de arrollado y se efectúa la evaluación precisa de las
revoluciones o partes de revoluciones en la extracción del cable
mediante un sensor de señal de giro, principalmente un sensor de
ángulo.
A continuación, se hará referencia, en lugar de
un sensor de señal de giro todos los casos y de manera simplificada,
de un sensor de ángulo, sin que ello sirva de limitación para la
invención.
Para conseguir que un sensor de posición de este
tipo resista una sobrepresión externa y, por lo tanto, posibilitar
su utilización, por ejemplo, bajo el agua, subsiste el problema
principal, por ejemplo, en la entrada del cable en el cuerpo, que
forzosamente no es estanca.
Para poder utilizar un sensor de posición de
acuerdo con la técnica conocida, incluso en medios en los que
existe peligro de explosión, se puede fabricar el cable de medición
y de manera correspondiente el tambor del cable y la salida del
cable, en un material que no genere chispas, en especial acero
inoxidable, pero subsiste no obstante, igual que antes, el peligro
de generación de chispas en los componentes eléctricos, es decir,
en el sensor de ángulo o en la electrónica de proceso.
Se podría evitar la generación de chispas de
forma mecánica en el resorte espiral plano, pero es muy
complicado.
El evitar chispas en los componentes eléctricos
mediante la limitación de la elección de los componentes eléctricos
a aquéllos que utilicen una corriente y tensión tan reducidos que no
resulte posible una generación de chispas, conduciría a una calidad
de la señal poco satisfactoria.
La disposición de los componentes constructivos
que generan potencialmente chispas, de tipo electrónico y
eléctrico, en un recinto envolvente y proceder al llenado del
espacio restante con una masa susceptible de endurecimiento o de un
gel que no se endurece o un material a granel impediría la
disposición del resorte espiral plano en dicho recinto.
Se conoce además por el documento DE 197 26 084
un sensor de desplazamiento con cable de medición que puede
funcionar en un recinto a sobrepresión, pero que no presenta
seguridad contra explosiones.
En este sensor, el recinto del cuerpo envolvente
en el que se encuentra el resorte espiral y el sensor de ángulo no
está unido con estanqueidad a la presión con el recinto del cuerpo
del tambor del cable.
Es por lo tanto el objetivo de la invención, el
dar a conocer un sensor de posición según el principio de cable de
medición, que presenta seguridad contra las explosiones sin la
necesidad de prescindir de los principios constructivos acreditados
a lo largo de décadas en los sensores del mencionado tipo.
Este objetivo es solucionado mediante las
características de la reivindicación 1. Se deducen formas de
realización ventajosas de las reivindicaciones dependientes.
El principio del encapsulado interno contra la
presión como seguridad contra explosiones de acuerdo con la norma
europea 50018 consiste en que en el interior del encapsulado estanco
a la presión en el que puede tener lugar una explosión de la mezcla
combustible, cuerpo envolvente esté construido de forma tal que
tampoco en este caso pueda desprenderse chispa alguna capaz de
provocar combustión desde el cuerpo hacia el exterior, puesto que
el intersticio existente en el cuerpo presenta seguridad contra el
paso de la llama y el cuerpo envolvente está construido por su
parte de forma sustancialmente estable, de forma que no sufra
variaciones incluso por la presión de una explosión en su parte
interna, de forma que los intersticios existentes perdieran esta
característica de seguridad contra el paso la llama.
Este objetivo es conseguido por el hecho de que
las paredes son suficientemente resistentes y los intersticios son
reducidos y suficientemente largos en relación con la capacidad de
deformación de las paredes.
Una construcción especialmente sencilla, y, no
obstante resistente a la presión se puede conseguir cuando se
colocan en un cuerpo envolvente de tipo tubular tapas frontales que
se solapan axialmente con esta parte tubular del cuerpo hasta un
punto tal que la longitud axial del intersticio intermedio que se
constituye es suficientemente grande con respecto a la anchura del
intersticio para facilitar seguridad contra el paso de la
llama.
El cable de medición y el recinto en el que está
arrollado el cable de medición sobre el tambor del mismo son, a
causa del paso del cable de medición hacia el exterior, estancos
solamente al polvo externo, pero difícilmente lo son con respecto a
la presión.
La seguridad contra el paso de la llama desde
dentro hacia fuera puede ser conseguida por el hecho de que el
intersticio anular alrededor del cable de medición con respecto a la
salida del cable sea suficientemente largo en relación con su
anchura a efectos de garantizar la seguridad contra el paso de la
llama, de forma que se construye la entrada del cable
preferentemente en forma de una torreta o racor de salida del cable
que sobresale radialmente con mayor longitud, de forma que
adicionalmente se pueden disponer entonces, uno o varios cepillos
para la limpieza del cable. Estos deben ser construidos teniendo en
cuenta la necesidad de evita chispas, de forma que se pueda evitar
cargas estáticas con respecto al cable que roza en los mismos.
De este modo dado que, no obstante, todas las
demás partes móviles y no móviles, pero que pueden generar chispas,
a saber el resorte espiral, el medidor de ángulo y en su caso la
electrónica de proceso, están dispuestos en una parte del cuerpo
envolvente que es estanca a la presión, la cual está construida de
forma tal que presenta seguridad contra explosiones, se debe
conseguir evitar chispas exclusivamente en las piezas que se
encuentran fuera de dicho cuerpo envolvente, tales como el cable de
medición y el tambor del cable. Las características para evitar
chispas, se consiguen, por ejemplo mediante la utilización de acero
inoxidable y recubrimiento de material plástico adicional y, de
manera general, evitando el rozamiento de metal sobre metal.
La resistencia a la presión con características
de resistencia a la explosión se consigue de esta forma,
especialmente por el hecho de que también el eje que pasa de la
parte del cuerpo envolvente con estanqueidad a la presión a la
parte del cuerpo envolvente que no tiene estanqueidad a la presión,
atraviesa dicho cuerpo envolvente con seguridad contra las
explosiones de igual manera que en su caso el cable, el cual sale
del cuerpo envolvente que tiene estanqueidad a la presión.
También se puede prever en este caso una
transmisión de datos sin contacto en vez de una realización mediante
cable. De esta manera se puede transmitir, por ejemplo, mediante
ejes electromagnéticos, la señal a través de la pared cerrada del
cuerpo envolvente, de manera que no pueda aparecer problema alguno
de estanqueidad a la presión u otros problemas de estanqueidad en
el paso correspondiente de un cable por el lugar mencionado.
Igualmente puede tener lugar la alimentación de energía desde el
exterior al sensor sin contactos a través de la pared cerrada del
cuerpo envolvente, por ejemplo, mediante ondas electromagnéticas, de
forma que también el accionamiento de la electrónica de proceso del
interior del sensor puede tener lugar sin cables portadores de
corriente a través de la pared del cuerpo envolvente.
Preferentemente, el conjunto de la parte del
cuerpo estanca a la presión, especialmente el conjunto del propio
cuerpo está realizado, por las razones indicadas, mediante acero
inoxidable.
La seguridad contra explosiones se alcanzará
además de forma que el cuerpo con estanqueidad a la presión estará
dimensionado de forma tan resistente que incluso para el caso de una
explosión en el interior del mismo, el cuerpo no se deformaría de
forma tan importante que el intersticio que conduce al exterior de
dicho cuerpo pudiera ser atravesado por la llama. En especial, el
cuerpo con estanqueidad a la presión debe poder resistir una
sobrepresión superior a 100 bar.
Cuando a continuación se haga referencia a la
resistencia a la presión, según el objetivo de aplicación, es
decir, teniendo en cuenta la resistencia a la presión contra
sobrepresiones externas o internas, también se debe diferenciar
según la dirección de la presión actuante, disponiéndose de manera
correspondiente los elementos de estanqueidad utilizados para la
correspondiente dirección de la presión, para resistencia a la
presión en ambos sentidos, es decir, tanto desde dentro hacia
fuera, como desde fuera hacia dentro, disponiéndose según las
circunstancias dos elementos de estanqueidad en un mismo lugar de
estanqueización, cada uno de los cuales actúa en una de las
direcciones.
La resistencia a la presión se consigue de
manera sencilla por el hecho de que el intersticio anular entre la
tapa frontal y el faldón del cuerpo envolvente estén construidos
como acoplamiento roscado y de manera adicional en un extremo de la
extensión axial de la zona roscada se disponga una junta de
estanqueidad, preferentemente un anillo tórico. La extensión axial
exclusiva de la rosca, no de la zona del anillo tórico actúa en este
caso como longitud del intersticio.
Mediante esta construcción se puede pretensar la
tapa frontal con un importante par de apriete contra el faldón del
cuerpo lo que, juntamente con la suficiente resistencia de las
paredes de la parte del cuerpo, facilita una elevada resistencia a
la presión.
En una de las tapas frontales se dispone, de
manera preferente en el centro, una abertura de salida a utilizar
para un paso de cable. El paso de cable, que por su parte debe estar
construido también con seguridad contra el paso de la llama, debe
estar montado también tal como se ha indicado con seguridad contra
el paso de la llama, es decir, con una correspondiente relación de
longitud de intersticio con respecto a la anchura del mismo con
respecto al cuerpo circundante.
También en este caso, el paso del cable está
dispuesto preferentemente mediante una rosca externa en una rosca
interna de la abertura de paso, de manera que está colocada una
junta de estanqueidad en el extremo de la rosca.
En la otra tapa frontal se dispone de manera
correspondiente, preferentemente de forma central, una abertura de
paso, a través de la cual atraviesa el cuerpo el eje, el resorte
espiral y el sensor de ángulo solidario en giro con el tambor del
cable. También en este caso se consigue la seguridad contra el paso
de la llama por las relaciones de longitud a anchura del
intersticio anular realizado de forma circundante con respecto al
eje, de manera que adicionalmente el eje, preferentemente con
intermedio de un cojinete para el mismo, está montado en la misma
tapa frontal a continuación del intersticio anular, de manera que la
longitud axial del cojinete no se debe tener en cuenta al
considerar la longitud efectiva del intersticio anular.
La longitud del intersticio anular necesario
puede ser alcanzada de forma tal que la tapa frontal está fabricada
mediante un material muy resistente que como mínimo en la zona de
los pasos a través de dicha tapa y de los intersticios anulares
permite conseguir la longitud del intersticio anular sin medidas
adicionales.
La parte del cuerpo que no tiene resistencia a
la presión adopta forma de cubeta montada en la cara externa de la
parte del cuerpo estanca a la presión, preferentemente sobre su cara
frontal, de forma directa o indirecta.
Es preferible una colocación indirecta en la que
sobre las caras frontales externas de la tapa frontal queden
colocadas en primer lugar placas de soporte que sobresalen
radialmente con respecto a la tapa frontal cuyo diámetro externo
corresponde aproximadamente al diámetro externo del faldón del
cuerpo y sirve para la colocación de la parte del cuerpo estanca a
la presión con el eje longitudinal paralelo a una placa de base.
Las mencionadas placas de soporte serán fijadas
por atornillado mediante orificios pasantes en orificios ciegos de
la tapa frontal de la parte del cuerpo estanca a la presión.
Con este objetivo se disponen en una de las
placas de soporte los orificios pasantes en forma de orificios
colisos arqueados, de forma concéntrica al centro o punto medio,
para que antes del montaje sin disposición solidaria en giro de la
tapa frontal con respecto al faldón del cuerpo resistente a la
presión, se pueda colocar la segunda placa de soporte en su
posición de giro enrasada con respecto a la primera placa de
soporte.
Dado que el eje a unir en el interior, es decir,
en el extremo que termina en la parte del cuerpo estanca a la
presión, está realizado en forma de eje hueco y en el se puede
acoplar directamente, de forma solidaria al giro el muñón del eje
del detector de ángulo, se tiene una posibilidad de montaje
especialmente simple.
Lo mismo se puede decir de la colocación de la
pletina que soporta la electrónica de proceso en separación frontal
entre el detector de ángulo y la tapa frontal alejada del eje, en
especial en un plano transversal al eje longitudinal de la parte
del cuerpo estanca a la presión que es simétrica con respecto al eje
de rotación, donde se puede unir, por ejemplo, mediante un soporte
separador, que está fijado por atornillado en el cuerpo del
resorte, después del montaje del resorte, cuerpo del resorte y
detector de ángulo y que puede estar conectado eléctricamente con
el detector de
ángulo.
ángulo.
Para impedir la generación de chispas en los
componentes móviles en la parte del cuerpo sin estanqueidad a la
presión, exclusivamente con protección contra el polvo, además de la
propia parte del cuerpo mencionada también el cable de medición es
de acero inoxidable y está recubierto de un material plástico, por
ejemplo, nilon. También la abertura de salida para el cable de
medición en la parte del cuerpo sin estanqueidad a la presión no
está realizada a base de un metal, sino preferentemente de un
material plástico.
Mediante esta construcción de los componentes
individuales se puede conseguir un proceso de montaje especialmente
simple y rápido, el cual discurre con respecto a la pieza del cuerpo
estanca a la presión y de los componentes incorporados en la misma
de la forma siguiente:
- el eje será introducido desde dentro hacia
fuera pasando en primer lugar por el cojinete de rodillos y después
por la tapa frontal del faldón del cuerpo envolvente hasta hacer
tope con un escalón del eje,
- el cuerpo del resorte con el resorte espiral
plano montado en el mismo será introducido desde el extremo
posterior libre del eje con conexión solidaria en giro del resorte
espiral plano con el eje,
- se realizará una unión solidaria en giro,
especialmente por atornillado del cuerpo del resorte con la tapa
frontal,
- el detector de ángulo será montado en un
extremo posterior del eje y será apoyado mediante un brazo de
soporte del par de giro con respecto al cuerpo envolvente del
resorte, y
\newpage
- el detector de ángulo será conectado
eléctricamente en caso de que en el interior del cuerpo se encuentre
también la electrónica de proceso para las señales del detector de
ángulo y estas señales no serán enviadas a una electrónica de
proceso que se encuentra por fuera del cuerpo del sensor,
- en vez de un cable guiado hacia fuera mediante
un rácor de cable a través del cuerpo, por ejemplo, la tapa
frontal, se puede utilizar un enchufe, por ejemplo, un casquillo de
enchufe en la cara externa del cuerpo, por ejemplo, de la tapa
frontal. En caso de que se utilice esta disposición en vez del rácor
de cable en la tapa frontal, quedará unida eléctricamente con el
sensor de ángulo.
A efectos de facilitar todas las etapas de
montaje que se han descrito se procederá en primer lugar a la
fijación por atornillado de la primera tapa frontal inicialmente
con la primera placa de soporte y ésta será fijada a la placa de
base y después de ello se podrán montar más fácilmente todas las
piezas soportadas por la primera tapa frontal. Procesos que se
desarrollen:
- Fijación de la electrónica de proceso mediante
el soporte separador en el cuerpo del resorte,
- Extracción del cable conectado con la
electrónica de proceso a través de la tapa frontal y del rácor de
cable,
- Roscado y fijación de la tapa frontal en la
abertura de la cara frontal del faldón del cuerpo y,
- Colocación del racor de cable en la tapa
frontal
El montaje adicional del sensor sobre la parte
del cuerpo estanca a la presión tiene lugar de manera tal que
- por la parte frontal se fijará con pernos o
tornillos, como mínimo, la segunda placa de soporte y de esta
manera las placas de soporte serán colocadas en una disposición
enrasada en dirección axial y
- en caso deseado será fijado por roscado sobre
una placa de base.
En este momento o después de la introducción del
eje a través de la primera tapa frontal y del atornillado de la
primera placa de soporte se puede:
- colocar en una placa de soporte la parte del
cuerpo no resistente a la presión con el tambor de cable dispuesto
y arrollado en la misma,
- mediante giro relativo de la parte del cuerpo
tensar el resorte espiral plano, y
- finalmente fijar por atornillado la parte del
cuerpo en la zona estanca a la presión en la mencionada posición de
giro.
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A continuación se escriben de forma detallada
formas de realización de acuerdo con la invención. Se muestran:
La figura 1, una vista en perspectiva de un
sensor de posición completamente montado,
La figura 2, vistas del sensor de posición desde
el exterior,
La figura 3, una sección longitudinal del
sensor, y
La figura 4 un sensor de posición parcialmente
montado.
La figura 1 muestra el sensor (1) que comprende
una parte de cuerpo (6a) que está soportada con su eje longitudinal
paralelo y con determinada separación con respecto a una placa de
base (21) mediante placas de soporte (9a), (9b) de manera que sobre
la cara externa de una de dichas placas de soporte está fijada a una
segunda parte del cuerpo (6b) del cual sale el cable de medición
(3) cuyo adaptador de fijación (26) queda dispuesto en disposición
arrollada del cable sobre la torreta de entrada de cables (27).
En la figura 2, la figura 2a muestra una vista
lateral perpendicular al eje longitudinal (10), la figura 2b una
vista superior y la figura 2c un vista frontal de la parte del
cuerpo (6b) por la cara del mismo dirigida hacia afuera.
Los siguientes detalles se comprenderán mejor a
base de la sección longitudinal de la figura 3:
La pieza resistente a la presión interna y a la
presión externa y en especial segura contra explosiones es la parte
del cuerpo (6a) que tiene una construcción simétrica con respecto a
su eje de rotación mediante una envolvente (13) del cuerpo de
estructura tubular cilíndrica con varios escalones y salientes en el
diámetro interno, el cual está cerrado en las caras frontales
mediante tapas frontales (8a), (8b) que hacen tope con un escalón
de las caras frontales de la envolvente del cuerpo (13) y que con la
parte principal de su longitud se introducen en el diámetro
interior de la envolvente del cuerpo (13) quedando roscados sobre
una rosca interior dispuesta en aquella zona.
Entre la valona de tope y la zona roscada (15)
de las tapas frontales (8a), (8b) se encuentra de manera
correspondiente un anillo tónico circundante (16) situado en la
correspondiente ranura. Las tapas frontales (8a), (8b) quedan, por
lo tanto, fijadas por roscado contra el cuerpo envolvente (13) de
manera tan firme que se puede conseguir la deseada
estanqueidad.
Sobre las superficies exteriores de las tapas
frontales (8a, b) están dispuestas placas de soporte (9a), (9b) y
están fijadas por roscado en orificios roscados ciegos dirigidos
axialmente hacia afuera (22) de la tapa frontal de manera que las
tapas frontales (9a), (9b) sobresalen igualmente en sentido radial
en dirección sobre la envolvente del cuerpo (13) y por esta razón
pueden realizar el roscado sobre una placa de base (21).
Adicionalmente, una placa de soporte (9b) está
construida también en dirección radial con dimensiones tales que
sobresale con respecto a la zona circundante restante de la
envolvente (13) y por lo tanto de la tapa frontal (8b) de manera
que sobre la cara de la pieza del cuerpo (6a) dirigida hacia afuera
se puede disponer una parte del cuerpo (6b) sobre dicha placa de
base (9b) que también en este caso está realizada a base de una
envolvente del cuerpo (13') de forma tubular y una tapa frontal (8')
de manera que no se constituye una parte del cuerpo (6b) resistente
a la presión sino solamente estanca al polvo.
En la parte del cuerpo (6b) está dispuesto el
tambor (2) para el cable sobre el cual está arrollado el cable de
medición (3) preferentemente en una sola capa, cuyo cable sale de la
parte del cuerpo (6b) por la salida del cable que adopta forma de
una torreta de salida de cable (27), sobre cuya cara frontal externa
se apoya en situación de arrollamiento completo del cable el
adaptador de fijación (26) del extremo libre del cable.
Puesto que el tambor (2) del cable debe estar
unido de forma rotativa con algunos otros de los elementos
funcionales que comportan el peligro de generar chispas y, por lo
tanto, está dispuesto en la parte del cuerpo (6a) con resistencia a
la presión y en especial con protección contra explosiones, el
proceso de montaje tiene lugar de la manera siguiente:
en primer lugar se efectúa la fijación por
pernos de la tapa frontal (8b) dirigida hacia la parte del cuerpo
(6b) con la placa de soporte (9b) que está fijada ya con la placa de
soporte (9b), de manera que previamente se han colocado ya
colocadas las juntas en forma de labio (28).
Desde el interior de la parte del cuerpo (6a),
preferentemente después de un proceso de rascado que se ha
descrito, se impulsará el eje de unión (7) a través del orificio de
paso central conjugado (18') de la tapa frontal (8b) y el cojinete
de rodillos (24) existente en la misma sobre la cara interna de
dicha tapa frontal (8b) así como las juntas de labio (28) sobre la
cara externa de la tapa frontal (8b) y la cara interna de la placa
de soporte (9b) de manera que su muñón extremo libre sobresale de la
placa de soporte (9b) hasta la zona axial del tambor (2) para el
cable.
A continuación, en el interior de la parte (6a)
del cuerpo se empujará el resorte en forma espiral plana (4) y el
cuerpo (19) que recibe el mismo que adopta forma de tapón sobre la
parte del eje (7) que sobresale de la tapa frontal (8b) hacia
adentro, preferentemente de forma conjunta, de manera que el resorte
espiral (4) quedará unido de manera solidaria en giro por su
extremo preferentemente externo con el cuerpo (19) del resorte y
con el otro extremo preferentemente interno con el eje (7),
preferentemente mediante introducción axial.
A continuación, el cuerpo envolvente (19) del
resorte será roscado de manera solidaria en giro con la tapa
frontal (8b).
De esta manera, existe también en la base del
cuerpo (19) del resorte un cojinete de rodillos (24) para la parte
extrema interna del eje (7) que sobresale del cuerpo del resorte
(19) que está construido en forma de eje hueco y abierto por su
cara frontal de manera que el muñón del eje presente un sensor de
ángulo (5) y con éste se puede unir de manera solidaria en giro
mediante roscado una tuerca de bloqueo (29).
En el espacio libre axial entre el sensor de
ángulo (5) y el extremo todavía libre de la envolvente del cuerpo
(13) se fijan una o varias pretinas con la electrónica de proceso
(12) mediante, por ejemplo, un soporte separador (20) con respecto
al cuerpo envolvente (19) del resorte.
Adicionalmente, el eje (7) se apoya de forma
solidaria en giro mediante un brazo de soporte (25) del par de giro
con respecto al soporte separador (20).
La electrónica de proceso (12) está conectada
por una parte con las salidas eléctricas del sensor de ángulo (5) y
por otra con el extremo de un cable (11) que transfiere las señales
de salida de la electrónica de proceso (12) hacia el exterior.
Con este objetivo el cable (11) atraviesa un
racor de cable resistente a las explosiones (17) que está roscado
desde fuera en el orificio de paso central (18) de otra tapa frontal
(8a) con resistencia a la presión y con resistencia a
explosiones.
La tapa frontal (8a) está dotada igual que la
otra tapa frontal (8b) de una valona y rosca exterior así como un
anillo tórico (16) y está roscada en una correspondiente rosca
interior de la envolvente (13) del cuerpo que previamente fue
fijada sobre la primera tapa frontal (8a).
El guiado y fijación del racor de cable (17), a
través del cual se ha pasado ya el cable (11), tiene lugar
preferentemente después del acoplamiento y fijación de la tapa
frontal (8a) en la envolvente del cuerpo (13).
Sobre esta parte del cuerpo (6a) montada y
cerrada de forma completa se colocará y se fijará, a continuación,
la segunda placa de soporte (9b).
Puesto que de esta manera la posición en giro de
los orificios ciegos (22) de las tapas frontales (8a), (8b) para la
fijación de las placas de soporte (9a), (9b) depende de la posición
final de las tapas frontales (8a), (8b) en la fijación de la
envolvente del cuerpo (13), pero por otra parte las posiciones en
giro de las placas de soporte (9a), (9b) deben enrasar entre sí a
efectos de poder fijar medio de pernos la parte de cuerpo (6a)
sobre la placa de soporte (21), en una placa de soporte (9b)
dirigida hacia la parte de cuerpo (6b) se han dispuesto orificios
de paso normales para la fijación de la tapa frontal pero por el
contrario en la placa de soporte (9a) dirigida en alejamiento de
aquella se han dispuesto en forma de arco con respecto al centro
unos orificio colisos (23) tal como se puede apreciar mejor en la
figura 2c.
Mediante la colocación y fijación del tambor (2)
para el cable así como por la introducción del cable de medición
(3) a través de la torreta de salida del cable (27) desde el
exterior hacia en interior y fijación sobre el tambor de cable (2)
los elementos funcionales quedan completos y la parte del cuerpo
(6b), mediante la colocación de su tapa frontal (8') y fijación por
pernos, pueden quedar cerrados mediante la envolvente de cuerpo
tubular (13') en la placa de soporte (9b).
Esta operación puede ser realizada, no obstante,
directamente después de la introducción del eje (7) y roscado de la
placa de soporte (9b).
Además, la figura 4 muestra un sensor de
posición parcialmente montado tal como resulta cuando se escoge el
proceso de montaje que se describe, especialmente ventajoso:
en este caso se montará en primer lugar la
correspondiente placa de soporte (9b) que se encuentra entre ambas
partes del cuerpo (9a) y (9b) y soporta a las mismas, sobre la placa
base (21).
Finalmente desde esta disposición, las piezas
constructivas recibidas en ambas partes del cuerpo (9a) y (9b) son
montadas entre si, de manera que en primer lugar se debe empezar con
la fijación de la tapa frontal limitativa (8b) sobre la placa de
soporte (9b) de manera que se deben utilizar eventuales juntas tales
como las juntas de labio (28) en ambas partes de forma previa.
A continuación, el eje (7) puede ser introducido
por la abertura de paso de ambas placas.
Después de ello, se pueden montar y fijar desde
ambos lados las piezas unidas con dicho eje de forma solidaria en
giro, a saber en la parte de cuerpo posterior (6b) el tambor de
cable (2) y sobre la otra cara el resorte espiral plano así como el
cuerpo envolvente (19) que recibe al mismo, sobre los cuales se
dispondrán posteriormente otras piezas constructivas por ejemplo el
sensor de ángulo (5) que se puede apreciar en la figura 4 solamente
en forma de saliente.
Sobre el lado de la parte de cuerpo (6b) se
colocará el anillo que presenta la envolvente del cuerpo (13')
sobre la placa de soporte (9b) y una vez roscada ésta posteriormente
el cable de medición (3) se hará pasar a través de la abertura de
salida y la torreta de salida de cable habitualmente dispuesta con
este objetivo en el exterior de la envolvente del cuerpo (13) y con
el extremo interno libre se fijará en el tambor de cable (2),
después de lo cual mediante giro del cuerpo envolvente del resorte
(19) con respecto a la placa de soporte (9b) el cable (3) será
arrollado sobre el tambor de cable (2) y se efectuará tracción sobre
el resorte espiral plano contenido en la envolvente del cuerpo, es
decir se efectuará su pretensado y posteriormente en esta posición
de pretensado se fijará por roscado el cuerpo (19) envolvente del
resorte con respecto a la tapa frontal que lo soporta.
De lo indicado resulta la situación de montaje
mostrada en la figura 4 cuyas otras fases necesarias de montaje han
sido ya explicadas.
- 1
- Sensor de posición
- 2
- Tambor del cable
- 3
- Cable de medición
- 4
- Resorte espiral plano
- 5
- Sensor de ángulo
- 6
- Cuerpo
- 6a, b
- Parte del cuerpo
- 7
- Eje
- 7a
- Escalón
- 8a, b
- Tapa frontal
- 9a, b
- Placa de soporte
- 10
- Dirección axial
- 11
- Cable
- 12
- Electrónica de proceso
- 13, 13'
- Envolvente del cuerpo
- 14
- Intersticio anular
- 15
- Zona roscada
- 16
- Anillo tórico
- 17
- Racor de cable
- 18, 18'
- Abertura de paso
- 19
- Cuerpo envolvente del resorte
- 20
- Soporte separador
- 21
- Placa de base
- 22
- Orificio ciego roscado
- 23
- Orificio coliso
- 24
- Cojinetes de rodillo
- 25
- Brazo soporte para giro
- 26
- Adaptador de fijación
- 27
- Torreta de entrada de cable
- 28
- Junta en forma labio
- 29
- Tuerca de bloqueo
Claims (13)
-
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1. Sensor de posición con cable medidor de distancia (1) que comprende:- un tambor (2) para el cable, para el arrollamiento del cable de medición (3),- un resorte espiral plano (4) para pretensado del tambor de cable (2), conectados de forma solidaria en giro entre si,- un sensor de ángulo (5), especialmente un encoder, solidario en giro con el tambor de cable y,- un cuerpo envolvente; en el que- el resorte plano espiral (4) y el sensor de ángulo (5) como en particular el encoder, están situados en una primera sección (6a) del cuerpo envolvente con estanqueidad con respecto a presión exterior,- el tambor (2) para el cable está situado en una segunda sección (6b) del cuerpo envolvente no estanca a la presión,- un eje (7) solidario en giro que conecta el tambor (2) para el cable con el resorte espiral plano (4) o el sensor de ángulo (5) y que conduce a través de la primera sección (6a) del cuerpo envolvente estanca a la presión,- el cuerpo envolvente (13) de la primera sección (6a) de cuerpo envolvente es tubular y está realizada en una sola pieza y cerrada por tapas frontales (8a,8b) en ambos lados, y- respectivamente un intersticio anular (14) en forma de una conexión roscada (15) entre las tapas frontales (8a, 8b) y el cuerpo envolvente tubular (13) y en un extremo de la extensión axial de la conexión roscada (15) está situado, como mínimo, un anillo tórico (16) como punto de estanqueidad, caracterizado porque,- dicha primera sección (6a) del cuerpo envolvente está dimensionada con suficiente resistencia para resistir una presión de explosión interna sin que los intersticios existentes en el cuerpo envolvente (6a) resulten inseguros contra el paso de la llama, mientras que dichas tapas frontales- (8a, 8b) se solapan axialmente con el cuerpo envolvente (13) en sus áreas externas, de manera que la longitud axial del intersticio anular (14) intermedio es suficientemente grande con respecto a su anchura radial para que presente seguridad contra el paso de la llama. - 2. Sensor de posición con cable medidor de distancia (1), según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una torreta (27) de entrada de cable está situada en la superficie externa de la segunda sección (6b) del cuerpo envolvente, cuya longitud en la dirección del cable es suficientemente grande para mantener la flexión lateral necesaria para el arrollamiento en la anchura completa del tambor con un valor suficientemente pequeño para asegurar de manera fiable un arrollamiento de una sola capa y presentando por otra parte, adicionalmente, como mínimo un cepillo (28) para la limpieza del cable de medición (3) que está situado en la torreta (27).
- 3. Sensor de posición con cable medidor de distancia (1), según la reivindicación 2, caracterizado porque la longitud de la torreta de entrada de cable (27) es suficientemente grande, de manera que dicha longitud en comparación con la anchura radial del intersticio anular entre el cable de medición (3) y la abertura pasante de la torreta (27) es suficientemente grande, de manera que el intersticio presenta seguridad contra el paso de la llama, de forma que la sección (6b) del cuerpo envolvente es también segura contra explosiones.
- 4. Sensor de posición con cable medidor de distancia (1), según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque- en la primera tapa frontal (8a) se ha dispuesto un orificio pasante (18) en el que está insertado un rácor para cables (17) o un conector (29) cada uno con una junta estanca añadida para el paso del cable (11) hacia fuera de forma estanca a la presión y con seguridad contra el paso de la llama y- en la segunda tapa frontal (b) está situada una abertura pasante (18') en la que el eje (7) queda retenido en un cojinete inmediatamente después del intersticio anular con seguridad contra el paso de la llama.
- 5. Sensor de posición con cable medidor de distancia (1), según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque sobre las superficies frontales externas de la primera sección del cuerpo envolvente estanca a la presión están fijadas placas de soporte (9a, 9b) que sobresalen radialmente más allá de la primera sección (6a) del cuerpo envolvente para el montaje de la primera sección (6a) del cuerpo envolvente en paralelo a la placa de base (21).
- 6. Sensor de posición con cable medidor de distancia (1), según la reivindicación 5, caracterizado porque- la placa de soporte (9b) tiene orificios pasantes circulares para su atornillado en orificios roscados ciegos (22) en la segunda tapa frontal (8b) y
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- la otra placa de soporte (9a) tiene orificios colisos (23) arqueados alrededor del centro para fijación en orificios ciegos de la primera tapa frontal (8a). - 7. Sensor de posición con cable medidor de distancia (1), según la reivindicación 6, caracterizado porque sobre el interior de la segunda tapa frontal (8b) está montado un cuerpo (19) para el resorte en forma de cubeta con su lado abierto, mientras el resorte espiral plano (4) está soportado en un extremo recibiendo la entrada del eje (7) retenido en un cojinete interior.
- 8. Sensor de posición con cable medidor de distancia (1), según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cable de medición (3) está realizado en un metal de alta resistencia y tiene un recubrimiento de material plástico, en particular un recubrimiento de poliamida.
- 9. Sensor de posición con cable medidor de distancia (1), según la reivindicación 6, caracterizado porque- la primera tapa frontal (8a) tiene un grosor axial que supera la longitud axial necesaria del intersticio anular (14), que presenta seguridad contra el paso de la llama y siendo dicho grosor axial asimismo mayor que la longitud de los orificios roscados ciegos (22) y- la segunda tapa frontal (8b) es axialmente más gruesa que la necesaria longitud axial de la conexión roscada (15) con respecto al cuerpo envolvente tubular (13), además de la extensión axial del anillo tórico (16) y asimismo más gruesa que la profundidad de los orificios ciegos (22) y asimismo más gruesa que la longitud del intersticio anular seguro contra el paso de la llama, en relación con el eje (7) más la longitud de su cojinete de rodillos (24).
- 10. Sensor de posición con cable medidor de distancia (1), según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sensor de posición (1) comprende un dispositivo para la transferencia de señales sin contacto desde el sensor de posición (1) y/o de energía eléctrica hacia el sensor de posición (1) a través de la pared cerrada del cuerpo envolvente.
- 11. Procedimiento para montaje del sensor de posición (1) con cable de medición de distancia, según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, caracterizado porque- para el montaje de la primera sección (6a) del cuerpo envolvente con estanqueidad a la presión el eje (7) es empujado desde el interior hacia fuera, en primer lugar a través del cojinete de rodillos (24) y posteriormente a través de la segunda tapa frontal (8b) hasta hacer tope contra un escalón (7a) del eje (7),- un cuerpo envolvente (19) del resorte con el resorte espiral plano (4) insertado es empujado sobre el eje (7) desde su extremo posterior libre, conectando el resorte espiral plano (4) con el eje (7) de forma solidaria en rotación;- se efectúa conexión con solidaridad en giro, en particular por conexión mediante pernos del cuerpo envolvente (19) del resorte con la primera tapa frontal (8a),- se efectúa la colocación con solidaridad en giro del sensor de ángulo (5) sobre el extremo posterior del eje (7) y soporte con un brazo de resistencia al par (25) con respecto al cuerpo envolvente (19) del resorte, y- conexión eléctrica del sensor de ángulo (5).
- 12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque- la primera sección (6a) del cuerpo envolvente con protección contra explosiones, con estanqueidad a la presión, con los componentes que debe contener, es montada y cerrada con estanqueidad a la presión,- las placas de soporte (9a, 9b) están fijadas por atornillado por su cara frontal y alineadas de forma enrasada entre si en dirección axial y atornilladas sobre una placa base (21) en caso deseado,- se inserta sobre una placa de soporte (9b) la segunda sección (6b) del cuerpo envolvente no estanca a la presión con el tambor de arrollado del cable (2), comprendido dentro de aquella;- el resorte espiral plano (4) es arrollado mediante rotación relativa de las secciones (6a,6b) del cuerpo envolvente, y- la segunda sección (6b) del cuerpo envolvente es atornillada a la primera sección (6a) del cuerpo envolvente estanca a la presión en una posición de rotación tensada previamente.
- 13. Procedimiento para el accionamiento del sensor de posición con cable de medición de distancia, según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, caracterizada porque- las señales procedentes del sensor de ángulo (5) son transferidas a través de la pared del cuerpo envolvente cerrada al exterior sin contacto, en particular mediante ondas electromagnéticas; y/o- la energía eléctrica requerida para el funcionamiento del sensor de ángulo (5), en particular para su electrónica de proceso (12), se proporciona sin contacto, en particular a través de ondas electromagnéticas desde el exterior a través del recinto del cuerpo envolvente cerrado.
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