FI104997B - Device for controlling the position of an operating device - Google Patents

Device for controlling the position of an operating device Download PDF

Info

Publication number
FI104997B
FI104997B FI964676A FI964676A FI104997B FI 104997 B FI104997 B FI 104997B FI 964676 A FI964676 A FI 964676A FI 964676 A FI964676 A FI 964676A FI 104997 B FI104997 B FI 104997B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
sensor
shaft
respect
rotation
movable
Prior art date
Application number
FI964676A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI964676A (en
FI964676A0 (en
Inventor
Markku Karppinen
Risto Laaja
Tony Stoor
Juha Aimo
Original Assignee
Tasowheel Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tasowheel Oy filed Critical Tasowheel Oy
Priority to FI964676A priority Critical patent/FI104997B/en
Publication of FI964676A0 publication Critical patent/FI964676A0/en
Publication of FI964676A publication Critical patent/FI964676A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI104997B publication Critical patent/FI104997B/en

Links

Description

104997104997

TOIMIELIMEN ASEMAA SÄÄTÄVÄ LAITEINSTITUTION REGULATORY APPLIANCE

Keksintö kohdistuu voiman ja liikkeen johtamiseen venttiilin karalle tai vastaavalle toimielimelle liikettä tuottavalta i> laitteelta, sopivimmin sähkömoottorilta siten, että moottori ja tarvittava vaihteisto saadaan mahdollisimman kapeaksi ja : toimielimen asemointi tarkaksi ja asema tarkasti mitatuksi.The invention relates to the application of force and motion to a valve stem or similar actuator from a motion generating device, preferably an electric motor, so that the motor and the required gearbox are as narrow as possible and: the position of the actuator is accurate and its position accurately measured.

Julkaisusta WO 92/13996 tunnetaan sähkömoottori/vaihdejärjestely tällaisen liikkeen toteuttamiseksi asemaa säätävänä yksikkönä. Julkaisun mukaisessa laitteessa moottori pyörittää kierukkavaihteen avulla ulostuloakselin päällä olevaa mutteri-osaa, jolle syntyy täten kiertoliike. Mutteriosan sisällä on ruuviosalla varustettu kiertymätön ulostuloakseli, jolle syntyy tämän johdosta aksiaaliliike. Aksiaaliliikkeen mittaaminen ulostuloakselilta on hankalaa, jolloin laitteessa on toteutettu ratkaisu, missä kotelon sisällä aksiaaliliike siirretään erillisen herkän tangon avulla tarkoitukseen sopivalle lineaa-riliikettä mittaavalle anturille. Tällaista menettelyä käytetään myös sellaisissa vastaavissa laitteissa, joissa ulostu-loakseliin aiheutetaan kiertoliike. Ruuvin ja mutterin avulla aikaansaadaan erillinen kiertoliikkeeseen verrannollinen aksiaaliliike esim. vain lineaarianturia varten, jotta sitä voitaisiin käyttää tässä tapauksessa kiertoliikkeenkin mittaukseen.From WO 92/13996 an electric motor / gear arrangement is known to effect such movement as a position adjusting unit. In the device according to the publication, the motor rotates the nut part on the output shaft by means of a worm gear, thereby rotating. Inside the nut part is a non-rotatable output shaft with a screw part, which consequently produces an axial movement. Measuring axial movement from the output shaft is tricky, whereby a solution is implemented in which the axial movement inside the housing is transferred by means of a separate delicate rod to a suitable linear motion detector. Such a procedure is also used in similar devices where rotary movement is induced on the output shaft. By means of a screw and a nut, a separate axial movement proportional to the rotation movement is obtained, e.g. for the linear sensor only, so that it can be used in this case also for measuring the rotation movement.

, Ratkaisujen haittana on, että ulostuloakselin liikettä, ol koon se kierto- tai aksiaaliliikettä, ei mitata anturilla suoraan itse akselista, vaan liike siirretään tankojen avulla anturille tai muutetaan ruuvia ja mutteria käyttäen aksiaali-liikkeeksi. Mittaava anturi on usein kiinnitetty vielä sellaiseen laitteen runko-osaan, joka ei ole laitteen varsinai-„ nen kiinnitysrunko käyttökohteessa olevaan alustaan. Nämä * seikat huonontavat mittaustarkkuutta, välysten, lampolaajene- - misten ja mekanisen kuluman johdosta.The disadvantage of the solutions is that the movement of the output shaft, be it rotational or axial movement, is not measured by the sensor directly from the axis itself, but by movement of the rods to the sensor or by means of a screw and nut into axial movement. The measuring sensor is often attached to a body part of the device which is not the actual mounting body of the device to the substrate in use. These * issues diminish the accuracy of the measurements due to clearances, thermal expansion and mechanical wear.

Keksinnölle on tunnusmerkillistä se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa .The invention is characterized by what is stated in the claims.

2 1049972,104,997

Esillä olevan keksinnön etuna on, että toimielimen kulma-asemaa mittaava anturi saadaan kotelon sisälle suojaan ja että sillä siitä huolimatta voidaan mitata laitteiston ulostulona olevan akselin kiertymää itse akselista. Kun anturi on tuettu vielä laitteen siihen runko-osaan, jolla laite on kiinnitetty alustaan, saadaan anturilla mitatuksi ulostuloakselin kiertymä ilman häiriötekijöitä. Anturin lähettämä mittaustulos on » välyksetön ulostuloakseliin nähden. Elektronisesti toteutetun kosketuksettoman kulma-anturin etuna on vielä anturiin kuuluva kompensointi, joka poistaa ulostuloakselilla olevan mahdollisen päittäisliikkeen vaikutuksen anturin mittaustulokseen.An advantage of the present invention is that the sensor measuring the angular position of the actuator is provided inside the housing and can nevertheless measure the rotation of the output shaft of the apparatus from the shaft itself. While the sensor is still supported on the body portion of the device that secures the device to the base, the sensor can measure the rotation of the output shaft without distraction. The measurement result transmitted by the sensor is »offset with respect to the output shaft. The electronically implemented non-contact angle sensor further has the advantage of offsetting the sensor, which eliminates the effect of possible axial movement on the output shaft on the sensor measurement result.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossaIn the following, the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing, in which

Kuvio 1 esittää sivulta nähtynä keksinnön mukaista laitetta, jossa on kiertyvä elementti ulostulona.Figure 1 is a side elevational view of a device according to the invention having a rotatable element as an outlet.

Kuvio 2 esittää laitetta päästä katsottuna.Fig. 2 is an end view of the device.

Kuvio 3 esittää kulma-anturia sivusta leikattuna.Figure 3 is a side elevational view of the angle sensor.

Kuvio 4 esittää kulma-anturia vinosti nähtynä.Figure 4 shows an oblique view of the angle sensor.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista suoritusmuotoa, jossa esim. palloventtiilin karalle aiheutetaan tarkasti säädetty kiertoliike elementin 8 välityksellä. Kuvion 1 esittämä laite synnyttää säädetyn kiertoliikkeen sekä mittaa sen suuruuden. Mittaustulos saadaan myös tarvittaessa ulos laitteelta stan-dardiviestinä, jolloin sitä voidaan hyödyntää esim. tarkasteltaessa useiden venttiilien muodostamaa laiteryhmää kokonaisuutena .Figure 1 illustrates an embodiment of the invention in which, for example, a spindle valve spindle is provided with a precisely controlled rotational movement via element 8. The device shown in Fig. 1 generates a controlled rotation and measures its magnitude. The measurement result can also be retrieved from the device as a standard message, if necessary, so that it can be utilized e.g.

Moottori 2 pyörittää vaihteistoa 3, joka on esim. planeetta-vaihde, episyklinen vaihde tms. Vaihteisto pudottaa pyörimisnopeutta samalla kasvattaen vääntömomenttia. Pyörimisliike välittyy vaihteistosta akselia 6 pitkin ulostuloakselille 8, : joiden välillä on lukitus. Ulostuloakselin 8 ympärille on sijoitettu kiertoliikettä mittaava kulma-anturi 5, edelleen , akseli käsittää runkolaaakerin 18, joka on esimerkissä liukulaakeri, akselitiivisteen 10 sekä sekä akselin kiertymää osoittavan varren 9. Varsi 9 toimii myös kiertoliikkeen ra-joittimena, jolloin sille on muodostettu rajoitetun mittainen poikittainen ura runkoon 7.The motor 2 rotates the gearbox 3, which is e.g. a planetary gear, an epicyclic gear, etc. The gearbox drops the rotational speed while increasing the torque. The rotational movement is transmitted from the gearbox along the shaft 6 to the output shaft 8, between which there is a lock. An angular sensor 5 for measuring rotational movement is disposed about the output shaft 8, further comprising a base bearing 18, which in the example is a sliding bearing, a shaft seal 10, and a shaft 9 indicating rotation of the shaft. groove to frame 7.

3 1049973, 104997

Akselin 8 päässä on sovituskappale kiertoliikkeen välittämiseksi venttiilin karalle. Venttiilin karaa ei ole näytetty.At the end of the shaft 8 there is an adapter for transmitting the rotational movement to the valve stem. Valve spindle not shown.

Kuviossa 3 on elektronisesti toimiva kosketukseton eräs antu-rityyppi, joka mittaa kulma-asemaa. Anturiin 5 kuuluu runko-osaan 7 kiinnitettävä kiinteä ensimmäinen osuus 12, joka on sopivimmin levy. Edelleen anturiin kuuluu akseliin 8 kiinnitettävä akselin mukana kiertyvä toinen osuus 11,13,14. Toinen osuus muodostuu hoikista 14 sekä sekä parista anturilevyjä 11 ja 13. Anturilevyt kiinnitetään hoikkiin 14 etäisyyden päähän toisistaan niin, että levy 12 sijaitsee väljästi niiden välissä ilman kosketusta.Figure 3 shows an electronically non-contact sensor type that measures an angular position. The sensor 5 comprises a fixed first portion 12, which is preferably a plate, to be attached to the body part 7. Further, the sensor includes a second shaft-rotating part 11,13,14 which is to be mounted on the shaft 8. The second portion consists of a sleeve 14 as well as a pair of sensor plates 11 and 13. The sensor plates are attached to the sleeve 14 at a distance from each other such that the plate 12 is spaced between them without contact.

Kuvio 4 esittää anturin 5 rakenteen. Anturilevyt 11 ja 13 ovat puolikaslevyjä ja levy 12 on kiekko, jonka pinnalla molemmilla puolen on piirilevyrakenteena muodostettu sähköä johtava kuviojärjestely 16. Piirilevyltä on kolme johdinta ohjausyksikköön 4. Ohjausyksiköltä lähetetään herätteitä anturille 5 ja osuuksien 12 ja 11,13 keskinäisestä kulma-asemasta johtuen anturin viesti vaihtelee. Anturilevy 13 on levyn 12 alapuolella, jolloin kompensoituu akselin 8 mahdollisen pienen pänttäisi iikkeen vaikutus anturin tulokseen. Suurta päittäislii-kettä ei sallita, sillä levy 12 ei ole anturissa kovin väljästi levyjen 11,13 välissä. Liikkumavaraa näiden osien kesken ei sallita kosketukseen asti. Levylle 12 on kiinnitysreiät 19.Figure 4 shows the structure of the sensor 5. The sensor plates 11 and 13 are half plates and the plate 12 is a disc having a surface on each side are formed piirilevyrakenteena the electrically conductive pattern arrangement 16. The circuit board is a three-wire control unit 4. From the control unit is sent to the stimuli to the sensor 5, and due to the portions 12 and 11,13 mutual angular position sensor signal varies. The sensor plate 13 is located below the plate 12, thereby compensating for the effect of any slight pivoting of the shaft 8 on the sensor result. No large dorsal movement is allowed since plate 12 is not very spaced between plates 11,13 in the sensor. No space is allowed between these parts until contact. The plate 12 has fastening holes 19.

Anturin 5 mittausperiaate voi olla muuttuvan kapasitanssin, # induktanssin tai magneettikentän mittausta osuuksien 12 ja 11,13 kiertyessä toistensa suhteen. Mitattava kiertokulma on sopivimmin alle 180°. Anturin lähtöviestinä on kahdesta puolikkaasta saatujen mittaustulosten suhde sopivasti muokattuna (4..20 mA; 1...5 V tai muu käyttökohteeseen sopiva). Jos anturi mittaa induktanssia, on lähtöviesti verrannollinen levyn ; 12 vasemman puolen kuvion induktanssin suhteeseen oikean puo len kuvion induktanssista. Suhde muuttuu levyjen 11,13 kiertyessä levyn 12 suhteen. Tämä periaate on myös kapasitanssiin tai magneettikenttään perustuvassa anturissa.The measurement principle of the transducer 5 may be the measurement of variable capacitance, # inductance or magnetic field with portions 12 and 11,13 rotating relative to each other. The angle of rotation to be measured is preferably less than 180 °. The output of the sensor is the ratio of the measurement results of the two halves, suitably modified (4..20 mA; 1 ... 5 V or other suitable for the application). If the sensor measures inductance, the output is proportional to the board; 12, the left-side inductor pattern with the correct Def len inductance of FIG. The ratio changes as the plates 11,13 rotate relative to the plate 12. This principle is also present in a capacitance or magnetic field sensor.

Jos vartta 9 ei tarvita akselin 8 kiertymisen rajoittamiseen, • niin se voi sijaita osoittimen vartena akselin 8 aivan päässä tai vietynä esim. venttiilin kara-akselille.If arm 9 is not needed to limit rotation of shaft 8, it may be located as a pointer arm at the very end of shaft 8 or mounted e.g.

Claims (5)

1. Anordning som justerar läget av en aktivator, liksoin en ventilspindel eller en regleringsläpp eller en beklädningsegg i en pappersmaskin, tili vilken anordning hör en fästeram (7) för montering av anordningen, ett av aktivatorns läge juste-rande och som en uttagning verkande element (8) som är rörlig i anseende tili fästeramen, en motor (2) som ästadkommer rotation för nämnda element samt en växel (3), en givare (5) som mäter och identifierar aktivatorns vinkelläge samt en elektronisk styrningsenhet (4), varvid vinkelgivare (5) är kontaktlöst verkande elektronisk givare, vars orörliga första andel (12) är fäst stelt i den orörliga fästeramen (7) i anordningen och den andra andelen (11,13,14) som rör sig kontaktlöst i anseende tili den föregäende andelen är fäst stelt i det roterande elementet (8), kännetecknad av, att elementet (8) är anpassats tili en axel, som överför rotation genom givaren (5) och att givaren ligger pä den delen i axeln, som placerar sig in i anordningens skyddskäpa (1).A device which adjusts the position of an activator, as well as a valve stem or a control lip or a cladding egg in a paper machine, to which the device includes a fastening frame (7) for mounting the device, an adjusting element of the actuator position and acting as a recess (8) movable with respect to the mounting frame, a motor (2) providing rotation for said element and a gear (3), a sensor (5) measuring and identifying the angular position of the activator and an electronic control unit (4), (5) is a contactless electronic sensor, the movable first portion (12) of which is fixedly fixed in the movable mounting frame (7) of the device and the second portion (11,13,14) which moves contactless in respect of the preceding portion is fixed rigidly in the rotating element (8), characterized in that the element (8) is adapted to an axis which transmits rotation through the sensor (5) and that the sensor lies on the part of the axis which is acts into the protective cap of the device (1). 2. Anordning enligt patentkrav ,1 kännetecknad därav, att vinkelgivaren (5) är en planspol, vars elektriska egenskaper mottagar ändring när givarens första (12) och andra andel (13) vrider sig i anseende tili varandra.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the angle sensor (5) is a plane coil whose electrical properties receive change as the first (12) and second part (13) of the sensor rotate with respect to each other. 3. Anordning enligt patentkrav 1 kännetecknad . " därav, att vinkelgivaren indikerar om magnetfältet eller in- duktansen ändrar sig i givaren när givarens första (129 och andra andel (13) vrider sig i anseende tili varandra.3. Device according to claim 1. "that the angle sensor indicates whether the magnetic field or inductance changes in the sensor when the sensor's first (129 and second portion (13) rotates in respect of each other). 4. Anordning enligt nägot av föregäende patentkrav 1-3 kännetecknad därav, att det utsträckande elemen- - tet vrider sig högst 180”.4. Device according to any one of the preceding claims 1-3, characterized in that the extending element rotates not more than 180 ". 5. Anordning enligt nägot av föregäende patentkrav 1-4 kännetecknad därav, att som en uttagning verkande justerande elementet (8) är enhetlig axel, i vilken axel är fäst eller med vilken axel är i kontakt sett frän anordningens insidan: givarens andra andel (13,14), ett ramlager (18), axel-tätning (10) och en visare (9) som indikerar axelns vridning.Device according to any one of the preceding claims 1-4, characterized in that, as a recess, the adjusting element (8) acts as a uniform shaft, in which shaft is attached or with which shaft is in contact as seen from the inside of the device: the second part of the sensor (13). , 14), a frame bearing (18), shaft seal (10) and a pointer (9) indicating the rotation of the shaft.
FI964676A 1996-11-22 1996-11-22 Device for controlling the position of an operating device FI104997B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI964676A FI104997B (en) 1996-11-22 1996-11-22 Device for controlling the position of an operating device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI964676A FI104997B (en) 1996-11-22 1996-11-22 Device for controlling the position of an operating device
FI964676 1996-11-22

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI964676A0 FI964676A0 (en) 1996-11-22
FI964676A FI964676A (en) 1998-05-23
FI104997B true FI104997B (en) 2000-05-15

Family

ID=8547117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI964676A FI104997B (en) 1996-11-22 1996-11-22 Device for controlling the position of an operating device

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI104997B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI964676A (en) 1998-05-23
FI964676A0 (en) 1996-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7259551B2 (en) Position sensing for moveable mechanical systems and associated methods and apparatus
US6167752B1 (en) Rotary viscometer with an air bearing
US4668911A (en) Apparatus for making non-contact angular deflection measurements
RU2433313C2 (en) Permutation travel meter for the device for hydraulic control system
JP6304929B2 (en) Sensor device for detecting rotation angle in rotating component of vehicle
JP2001141529A (en) Rotary flowmeter
CN201311272Y (en) Non-contact high-precision angle sensor
US20120262162A1 (en) Bidirectional Magnetic Position Sensor Having Field Rotation
GB2486865A (en) Rotational viscometer
ATE402395T1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CALIBRATING AN AXIS OF ROTATION
CN104422384A (en) Device and method for detecting rotation state
CA1037286A (en) Adjustable probe holder
CN110220538B (en) Multi-turn rotary encoder
US20040011149A1 (en) Integrated angular and radial position sensor
CN110431733A (en) Improved rotational-linear actuating assembly
FI108887B (en) Operating device
FI104997B (en) Device for controlling the position of an operating device
US5375333A (en) Device for determining rotary angle
CN204439204U (en) A kind of gap adjustment frock of vibration-testing
CN112567220B (en) Actuator system, in particular for a vehicle
JP2007040988A (en) Magnetic field modulating angle measuring device and operating method
CA1094191A (en) Device for measuring axial displacement of rotating machine parts especially for measurement during operation of the plate clearance in a disc refiner
JPH0633032U (en) Vibration meter with integrated probe
US6798099B1 (en) Devices, systems and methods for sensing temperature of a drag cup in a rheometer motor
CN105890498B (en) A kind of adjustable bearing (ball) cover of gap value and application method