FI91316B - Hydraulinen, pneumaattinen tai muu vastaava sylinteri - Google Patents

Description

91316

Hydraulinen, pneumaattinen tai muu vastaava sylinteri Tämän keksinnön kohteena on hydraulinen, pneumaattinen tai muu vastaava sylinteri, joka käsittää sylinteri-5 putken ja sen sisässä aksiaalisesta liikkumaan sovitetun mäntä-männänvarsiyhdistelmän ja välineet männänvarren aseman määrittämiseksi sylinteriputken suhteen muodostuen männänvarteen tehdyistä ominaisuusvaihteluista männänvarren pinnan kyvyssä heijastaa optista säteilyä ja anturista 10 näiden ominaisuusvaihteluiden havaitsemiseksi, joka anturi käsittää ainakin yhden valolähde-vastaanotinyhdistelmän.

Yllä kuvatun kaltainen työsylinteri tunnetaan DE-hakemusjulkaisusta 3636730. Siinä männänvarren pintaan tehdään optisesti luettavia merkkejä pinnoittamalla tankoa 15 toisella materiaalilla, kuten kuparilla, joka optisilta ominaisuuksiltaan poikkeaa riittävästi varren perusmateriaalin, tavanomaisimmin kromin, optisista ominaisuuksista. Tehtyjen merkkien muodostaessa esimerkiksi inkrementtiasteikon voidaan männänvarren asemaa seurata 20 optisen anturin avulla.Tällainen tunnettu menettely männänvarren aseman seuraamiseksi ei ole kuitenkaan laajasti yleistynyt johtuen ehkäpä tarvittavasta suuresta työmäärästä ja hankalahkosta laitteistosta merkkien tekemiseksi ja näistä seikoista aiheutuvista korkeista kustannuksista.

25 Myös merkkien pysyvyyden suhteen on saattanut esiintyä ongelmia.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena onkin tuoda esiin uudentyyppinen ratkaisu erityisesti männänvärren merkkien tekemiseksi, joka on tunnettuun ratkaisuun nähden 30 sekä merkittävästi edullisempi että pysyvyydeltään ja myös informaationantokyvyltään parempi.

Yllä mainittuun tavoitteeseen on päästy keksinnön mukaisen hydraulisen, pneumaattisen tai muun vastaavan sylinterin avulla, jolle on tunnusomaista, että ominai-35 suusvaihtelut männänvarren pinnan kyvyssä heijastaa optis- 2 ta säteilyä on aikaansaatu lasersäteen avulla. Lasersäteen avulla optiset ominaisuusvaihtelut, jotka muodostavat optisesti luettavan asteikon, joka haluttaessa voi sisältää myös absoluuttikoodeja, voidaan aikaansaadaan taloudelli-5 sesti ja tehokkaasti. Käsiteltäessä kromattua pintaa lasersäteen avulla muodostuu siihen värillisiä käytännössä jopa mustia alueita. Värillisyytensä ansiosta käsitellyn alueen heijastusominaisuudet ovat erilaiset kuin kyseistä aluetta ympäröivän alueen heijastusominaisuudet. Tällaiset 10 merkit ovat siten helposti luettavissa optisen lukulaitteen avulla. Koska kyseiset merkit, joiden pinta ei ulkone oleellisesti muusta ympäristöstä, ovat erittäin kulutusta kestäviä, ne eivät kulu pitkäaikaisessakaan käytössä siinä määrin, että syntyisi ongelmia niiden lukemisessa optisen 15 lukulaitteen avulla.

Seuraavassa keksinnön mukaista sylinteriä ja sen rakennevaihtoehtoja kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen sylinterin, 20 kuvio 2 esittää lyhyen osuuden kuviossa 1 esitetyn sylinterin männänvarresta, kuvio 3 esittää yksityiskohtaisemmin keksinnön mukaisen sylinterin männänvarteen tehdyn asteikon esimerkinomaisen suoritusmuodon, 25 kuvio 4 esittää yksityiskohtaisemmin toisen suori tusmuodon männänvarteen tehdylle asteikolle ja kuvio 5 esittää lohkokaavion anturilaitteesta kuviossa 3 esitetyn asteikon lukemiseksi.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen sylinteri 30 1, joka käsittää sylinteriputken 2 ja sen sisässä aksiaa- lisesti liikkumaan sovitetun mäntä-männänvarsiyhdistelmän 3. Tämän männänvarren 3 pintaan on tehty ominaisuusvaih-teluita 5 optisesti luettavien merkkien muodossa. Lisäksi sylinteriputkeen 2 on tuettu lukulaite 6 näiden männänvar-35 teen tehtyjen merkkien lukemiseksi. Tällöin optinen luku- 91316 3 laite on sijoitettu mekaanisesti suojattuun rakenteeseen ja se liittyy osaksi sylinterin tiiviste/laakeripäätykappaletta. Lukulaitteen 6 molemmissa päissä on myös pyyh-kimet (ei esitetty), jotka pitävät luettavan kohdan puh-5 taana.

Kuvioissa 2-4 on esitetty yksityiskohtaisemmin esimerkinomaisia rakenneratkaisuja männänvarren 3 pintaan tehdylle asteikolle. Nämä asteikot, joiden muoto voi luonnollisesti olla täysin halutun kaltainen, on toteutettu 10 lasersäteen avulla, kuten yllä on esitetty. Tällöin männänvarren pinta pysyy sileänä, jolloin se ei aiheuta ylimääräistä kulumista tiivisteissä tai laakereissa. Lisäksi tällöin saavutetaan riittävä kontrasti metallipinnan ja merkkien välille, jotta merkit ovat luettavissa sähköop-15 tisilla lukijoilla. Lasersäteellä aikaansaadut merkit ovat erittäin kovia, joten ne kestävät erittäin hyvin tiivisteiden ja laakereiden aiheuttaman hankaavan vaikutuksen.

Männänvarren 3 pintaan muodostettu asteikko voi olla joko kokonaan varren ympärillä oleva vakionousuinen 20 kierre tai asteikkoviivoitus, kuten on esitetty kuvioissa 2-4. Tällöin männänvarret voidaan valmistaa suurempina yhtenäisinä pituuksina, jotka sitten pätkitään valmiiksi männänvarsiksi. Anturin erottulukyvyn määrää asteikon vii-vaväli sekä optisten lukijoiden lukumäärä. Tällä tavalla 25 saadaan inkrementaalinen anturi. Absoluuttiaseman sel vittämistä voidaan helpottaa sijoittamalla absoluut-tikoodeja varteen määrävälein tai tiettyihin kohtiin. Eräs tällainen paikkamerkki on kuviossa 3 esitetty pidemmän viivan muodossa. Kuviossa 4 on puolestaan esitetty ab-30 soluuttikoodi 7, jonka perusteella männänvarren asema saadaan selville myös silloin, kun jostain syystä ei voida laskea pulssien lukumäärää esimerkiksi jostakin ääriasennosta tai kuviossa 3 esitetyn kaltaisesta paikkamerkistä lähtien tai jos tällainen tieto on jostain syystä välillä 35 menetetty. Käytetyn asteikon ja käytettyjen lukijoiden 4 lukumäärä riippuu käytännössä kunkin käyttökohteen tarpeesta erityisesti asematiedon tarkkuuden suhteen, sillä viivojen lukumäärää tai niiden leveyttä muuttamalla ja toisaalta lisäämällä lukijoita voidaan lukutarkkuutta pa-5 rantaa.

Männänvarteen tehtyjen merkkien lukeminen tapahtuu optisesti heijastusanturilla joko näkyvällä valolla tai infrapunavalolla tietyllä aallonpituudella. Tällaiseen tarkoitukseen soveltuvia valolähde-vastaanotinyhdistelmiä 10 tunnetaan alalla useita. Käytetyn valon aallonpituudeksi on edullista valita sellainen aallonpituus, jossa asteikko erottuu parhaiten. Tällainen lukijoista muodostettu kokonaisuus voidaan yksinkertaisesti sijoittaa, kuten kuviossa 1 on esitetty, osaksi sylinterin päätykappaletta. Luonnol-15 lise8ti käyttötapauksesta riippuen lukijat voidaan sijoit taa myös erilliseen tukirakenteeseen itse sylinterin ulkopuolelle. Tällöin männänvarren pyyhkijöitä ei voida sijoittaa itse lukijoiden yhteyteen, koska niiden täytyy olla aina mekaanisessa kosketuksessa itse männänvarteen, 20 jotta se saadaan puhdistettua halutulta alueelta luvun mahdollistamiseksi.

Kuviossa 5 on esitetty lohkokaaviona an-turikonstruktio kuviossa 3 esitetyn asteikon lukemiseksi. Tämä anturi käsittää lukijat A, B ja R, jotka on sijoitet-25 tu männänvarren 3 ympärille siten, että niiden lukupisteet sijaitsevat kuvion 3 pisteissä X,Y ja Z. Tällöin näiltä lukijoilta saadaan kuviossa 5 esitetyn kaltaiset pulssijonot. Itse lukija käsittää valolähteen ja valovastaanot-timen, joka vastaanottaa männänvarren asteikosta heijas-30 tuneen valon. Tämän jälkeen vastaanottimien sähköisiksi muuttamat signaalit digitoidaan lohkoissa 8, jolloin saadaan kuviossa 5 esitetyn kaltaisia pulssijonoja. Vertaamalla lukijoiden A, B ja R antamia pulssijonoja keskenään saadaan selville ensiksikin pulssijonon R avulla tietty 35 absoluuttinen paikka männänvarrella ja pulssien A ja B

91316 5 avulla puolestaan pulssien lukumäärä eli etäisyys ab-soluuttimerkin paikasta sekä männänvarren liikesuunta. Koska lisäksi pulssien A ja B pulssinpituus vastaa aikaa, jonka kuluessa merkki ohittaa lukijan, voidaan kyseisten 5 pulssien pituuden perusteella määrittää männänvarren lii-kenopeus. Tätä toimenpidettä varten kuvion 5 lohkokaavioon on varattu pulsseille A ja B reunasta reunaan -ilmaisin 9, joka siis määrittää pulssin pituuden, ja pulssipituus-jän-nitemuunnin (10), joka muuttaa tämän pulssinpituuden jän-10 nitearvoksi. Muuntimen 10 ulostulona saatava jännite, joka voi olla esimerkiksi alueella 0-5 V, on suoraan verrannollinen männänvarren nopeuteen.

Kuviossa 4 on esitetty esimerkinomainen vaihtoehto kuviossa 3 esitetylle asteikolle, jossa merkkien 7 avulla 15 on aikaansaatu absoluuttikoodi (esimerkiksi luku 20), jonka avulla lukija voi lukea männänvarren absoluut-tiaseman suoraan numeerisena koodina.

Yllä keksinnön mukaista sylinteriä on kuvattu vain yhden esimerkinomaisen suoritusmuodon avulla ja on ymmär-20 rettävää, että siihen voidaan tehdä lukuisiakin muutoksia poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä suojapiiristä. Siten kuten yllä on mainittu, asteikkojen muodot voivat vaihdella hyvinkin mielivaltaisesti. Merkittävin keksinnön mukaisen sylinterin etu on, 25 että asteikkoviivat yksinkertaisimmassakin toteutuksessa ovat erittäin kovia ja kulutusta kestäviä mutta eivät kuitenkaan aiheuta mitään muutoksia männänvarren pintaan ajatellen sen käyttöä nimenomaan männänvartena.

Claims (3)

1. Hydraulinen, pneumaattinen tai muu vastaava sylinteri (1), joka käsittää sylinteriputken (2) ja sen si-5 sässä aksiaalisesta liikkumaan sovitetun mäntä-männänvar-siyhdistelmän (3) ja välineet (4) männänvarren aseman määrittämiseksi sylinteriputken (2) suhteen muodostuen män-nänvarteen tehdyistä ominaisuusvaihteluista (5) männänvarren (3) pinnan kyvyssä heijastaa optista säteilyä ja an-10 turista (6) näiden ominaisuusvaihteluiden havaitsemiseksi, joka anturi (6) käsittää ainakin yhden valolähde-vastaan-otinyhdistelmän, tunnettu siitä, että ominaisuus-vaihtelut (5) männänvarren (3) pinnan kyvyssä heijastaa optista säteilyä on aikaansaatu lasersäteen avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sylinteri, tun nettu siitä, että ominaisuusvaihtelut (5) muodostavat optisesti luettavan asteikon männänvarren pintaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sylinteri, tunnettu siitä, että asteikko sisältää absoluut-20 tikoodeja (7). 91316