NO154360B - Potensiometeranordning for stillingsbestemmelse av hydraulikkstempler og lignende. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en potensiometeranordning ifølge inn-ledningen til det nedenstående patentkrav 1. Selv om den i første rekke er beregnet for hydraulikkstempler, er det klart at det ikke spiller noen rolle om det'her dreier seg om stempler i hydraulikksylindere, i pneumatiske sylindere eller andre lignende anordninger.

Potensiometeranordninger av denne art er tidligere kjent

fra amerikansk patent nr. 3 726 191. Montering av glide-potensiometere i hydraulikksylindere er også kjent fra norsk utlegningsskrift nr. 119 258.

Disse kjente konstruksjoner benytter trådviklet motstand som

er montert på staver, festet ved en ende av sylinderen og stikkende inn i varierende grad gjennom et hull i stempelet og dets stempelstang som deretter stikker gjennom sylinderens andre motstående ende.

Et potensiometer utmerker seg fra elektrisk synspunkt ved at man på en motstand har to faste endetilkoblinger der man på-trykker en spenning hvis spenningsfall fordeles langs motstanden. En bevegelig glidekontakt kan forflyttes i kontakt med motstanden og det potensial som avføles av glidekontakten utgjør da et elektrisk mål på kontaktens stilling. Man har da sett på det som naturlig å la de "faste" tilkoblinger og dermed selve motstanden være stillestående og la den bevegelige kontakt bevege seg sammen med hydraulikkstempelet. For å koble den bevegelige kontakt til en tilkobling utenfor sylinderen, har man i henhold til det amerikanske patentskrift valgt å

la den bevegelige kontakt være tilsluttet en annen bevegelig kontakt som i sin tid har kontakt med en leder som er fast og parallell med den lineære motstand samt er koblet til sitt ytre tilkoblingspunkt. I det norske utlegningsskrift foregår derimot utkoblingen ved direkte kontakt med stempelet, eventuelt med en ytterligere kontakt mellom stempelet og sylinderen, hvorved i virkeligheten potensiometerets bevegelige kontakt i almindelighet blir koblet til jord, noe som

i og for seg kan skape problemer og komplikasjoner. Konstruk-sjonen i henhold til det norske utlegningsskrift oppviser derimot den fordel at stempel og stempelstang er ubegrenset dreibare i sylinderen, noe som ikke er tilfelle med den an-ordning som beskrives i det amerikanske patentskrift.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å komme frem til en potensiometeranordning av det ovenfor angitte slag, som er billigere og enklere enn tidligere kjente anordninger og som egner seg for masseproduksjon. Helst skal den også kunne standardiseres og det skal på en enkel måte være mulig å tilpasse anordningen til forskjellige modeller av hydraulikksylindere.

Et utgangspunkt for oppfinnelsen er at det er lettere å opp-fylle de nevnte hensikter om man så og si snur hele konstruk-sjonen opp ned og gjør potensiometermotstanden bevegelig sammen med hydraulikkstempelet, mens "potensiometerets bevegelige kontakt" anordnes stillestående. De ovennevnte fordeler og andre fordeler og egenskaper kan da oppnås ved de karakteristiske trekk som er nærmere angitt i den karakteri-serende del av krav 1.

Man skal da særlig legge merke til den kompensasjon av til-førselstrådenes lengde som oppnås ved at potensiometerets to strømkontakter fåes ved hjelp av bevegelige kontakter og strømveier som går i hver sin retning mot potensiometerets ender. Summen av tilledningene via lederene blir dermed kon-stant og lik potensiometerets effektive lengde, og motstanden i tilledningene for et en-en-forhold mellom spenning ut og kontaktstillingen.

I henhold til en foretrukket utførelsesform fremstiller man potensiometeret på en langstrakt bærer,f.eks. av plast som for-synes med et bånd av motstandsmateriale og to ledende bånd som er parallelle med dette. Bæreren rulles deretter i tverret-ningen og settes sammen til et rør som monteres i stempelstangen som er fremstilt av et rør. Det er da hensiktsmessig å gjøre de tre nevnte bånd ganske brede. De tre "bevegelige" kontakter kan da dreies noe i forhold til røret, noe som fører til at stempel og stempelstang kan dreie seg f.eks. - 10°

(eller mer om man skulle ønske det) i forhold til sylinderen. Ved vanlige anvendelser av hydraulikksylindere, f.eks. på mobile maskiner, er dette helt tilstrekkelig og ytterligere dreining av stempelet i sylinderen vil i almindelighet være umulig på grunn av den konstruktive utførelse.

Det er også fordelaktig å ordne sammenkoblingen ved endene mellom ledere og motstand ved at man trer på eller inn spe-sielle endehylser forsynt med ledende partier som ikke går hele veien rundt, men bare er tilstrekkelig til å skape kontakt mellom to av de tre bånd. Derved blir det mulig å kappe potensiometeret i vilkårlig lengde for innmontering i en sylinder av nær sagt tilfeldig type og lengde.

Oppfinnelsen skal nu beskrives nærmere under henvisning til figurene som viser et ikke begrensende utførelseseksempel.

Figur 1 viser et elektrisk koblingsskjerna hvorav funksjons-prinsippene forklares. Figur 2 viser en utfoldet lednings-bærer. Figur 3 viser skjematisk et snitt gjennom et potensiometer i høyde med de bevegelige kontakter. Figur 4 viser skjematisk en kontaktbørsteanordning. Figur 5 viser et snitt gjennom et praktisk utførelseseksempel på oppfinnelsen.

Den skjematiske skisse på figur 1 viser prinsippet for opp-finnelsespotensiometer. På en bærer (nærmere bestemt inne i et rør)sitter det to ledere 2 og 3 samt en lineær motstand 1. Ved den annen ende er lederen 2 forbundet med den ene ende av motstanden 1, mens denne ved den annen ende er forbundet med lederen 3. Disse komponenter 1, 2, 3 er samlet og anordnet bevegelig i lengderetningen. I en fastsittende børsteholder sitter det tre kontakter 5', 6', h* som på et ved bevegelsen valgbart sted har kontakt med lederene og motstanden. Kontaktene 4', 5', 6' er koblet til utgangs-ledere 4, 5, 6. Under bruk tilkobles det en spenning mellom lederene 5 og 6. Dette skapér en strøm som ifølge figuren passerer via kontakten 5', den venstre del av lederen 2, motstanden 1 fra venstre til høyre og deretter via den høyre del av lederen 3 og kontakten 6' ut til lederen 6. Spenningen på kontakten 4', som avføles via lederen 4, gir et mål på kontaktstillingen. En forflytning av kontaktene i forhold til ledere og motstand medfører i prinsippet at motstandsbidraget fra lederen 2 øker og bidraget fra lederen 3 minsker, hvorved begge potensialene på endepunktene for motstanden 1 nærmer seg potensialet for lederen 6, hvilken endring går i samme retning som endringen i potensial for kontakten 4'. Av den grunn kan det i prinsippet ikke oppstå noe problem med entydig-heten mellom stilling og potensiometerspenning, og om den lille motstand i lederene 2 og 3 er lineært fordelt, bibeholdes til og med lineæriteten.

På figur 2 vises et utfoldet potensiometer, der det på en bærer 7 av ikke ledende materiale er lagt tre baner 1, 2, 3, der banen har en motstand på f.eks. 5 k Q pr. meter, mens banene 2 og 3 har liten motstand, f.eks. 0,1 n pr. meter. Sammenkoblingene 8 og 9 er vist skjematisk på samme måte som kontaktene 4', 5', 6'. På figur 3 er bæreren 7 rullet sammen og satt inn i et metallrør 10. Figur 4 viser et eksempel på en børsteblokk med tre børster, 4', 5', 6' for montering i røret 10 på figur 3.

Figur 5 viser et lengdesnitt gjennom en hydraulikksylinder 11. På samme måte som vanlige hydraulikksylindere har også denne innganger for trykkolje, tetningsanordninger, skrapeanordnin-ger etc. som imidlertid ikke er noen del av oppfinnelsen og derfor ikke blir beskrevet nærmere her. Det er tilstrekkelig å merke seg at det i en sylinder 12 finnes et bevegelig stempel 13 med en stempelstang 14 som passerer gjennom den ene ende av sylinderen og har en arbeidsende 14' som normalt festes til et eller annet som skal manøvreres ved hjelp av stempelet.

Her skal man særlig legge merke til at i stempelet 13 og stempelstangen 14 finnes en sylindrisk boring 20 som er åpen ved den ende av stempelet 13 som vender fra stempelstangen 14 og ved stempelets viste intrukne stilling strekker seg frem mot den ende av hydraulikksylinderen der stempelstangen 14 stikker ut. I denne boring 20 er røret 10 stukket inn og det kan være utført på den måte som allerede er beskrevet. Røret 10 er festet ved hjelp av presspasning og rørmuffer

21 i boringen 20.

Ved hjelp av plastringer 8' og 9' ved enden av røret 10 har

man fått til forbindelsene 8 og 9 (se figur 2) der plast-ringene har elektrisk ledende belegg som f.eks. kan omgi omkretsen over halvparten av dennes lengde.

I røret 10 er det anbragt et rør 16, inneholdende de tre

ledere 4, 5, 6. Røret 16 et festet ved den sylindergavl som vender fra den der stempelstangen 14 stikker ut. For-øvrig er røret 16 fritt opphengt ved børsteholderen 15 som kan være av den type som figur 4 viser og hvis børster 4',

5', 6' er tilsluttet lederene 4, 5, 6. Det er klart at hvis stempelet 13 på figur 5 beveger seg til høyre og skyver stempelstangen 14 ut, vil den stillestående "bevegelige" børste-holder 15 komme til å gli mot innsiden av røret 10 og dermed får børstene den kontakt som er beskrevet under henvisning til figur 1.

Claims (4)

1. Potensiometeranordning for stillingsbestemmelse av hydraulikkstempler og lignende, der det i en sylinder er anordnet et bevegelig stempel forsynt med en stempelstang som stikker ut gjennom en endevegg av sylinderen og der en lineær motstand strekker seg gjennom sylinderen, gjennom et hull i stempelet, samt gjennom en aksialt forløpende boring i stempelstangen, og en bevegelig kontakt er innrettet til ved et punkt som avhenger av stempelets stilling i sylinderen, å danne kontakt med den lineære motstand hvis ender sammen med den bevegelige kontakt er koblet til hvert sitt tilkoblingspunkt som befinner seg utenfor sylinderen, karakterisert ved at den lineære motstand (1) er båndformet og fast montert på en invendig sylindrisk flate anordnet i stempelstangens aksiale boring ( 20) og dermed bevegelig sammen med stempelet, at to båndformede ledere (2, 3) som er parallelle med hverandre og med den lineære motstand, er fast montert i stempelstangens aksiale boring, at lederene er elektrisk sammenkoblet ved den ene ende med hver sin av endene av den lineære motstand (ved hjelp av 8, 9) og at den nevnte kontakt (4') som er bevegelig i forhold til den lineære motstand, sammen med to ytterligere kontakter (5<1>, 6') som har kontakt med hver sin leder, er anordnet samlet i et hode (15), som er ubevegelig under stempelets bevegelse og at disse kontakter er koblet til hver sin av de nevnte tilkoblingspunkter (4, 5, 6) som befinner seg utenfor sylinderen.

2. Potensiometeranordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at motstanden og de to ledere er tildannet på en plan, langstrakt bærer (7) som er rullet sammen på tvers til en sylinder, der motstanden (1) og de to ledere (2, 3) er parallelle med sylindergeneratrisene og at denne sylinder er montert i stempelstangen som er fremstilt av et rør (14).

3. Potensiometeranordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at motstanden og de to ledere, hver opptar minst 20° av omkretsen, hvorved stempelet er dreibart over en vinkel på minst <±>1o° med bibehold av kontakt.

4. Potensiometeranordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at lederenes sammenkobling med den lineære motstand er utført med endehylser (8', 9') som har sylinderpartier og som fra innsiden ligger an mot den invendig sylindriske flate, samt har ledende partier (8, 9) som opptar bare endel av omkretsen slik at de hver danner kontakt mellom en av lederene (2, 3) og motstanden (1) uten å danne kontakt med mere enn en av lederene.