[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE4341810B4 - Sensoreinrichtung zur Positionserkennung eines Kolbens - Google Patents

Sensoreinrichtung zur Positionserkennung eines Kolbens Download PDF

Info

Publication number
DE4341810B4
DE4341810B4 DE4341810A DE4341810A DE4341810B4 DE 4341810 B4 DE4341810 B4 DE 4341810B4 DE 4341810 A DE4341810 A DE 4341810A DE 4341810 A DE4341810 A DE 4341810A DE 4341810 B4 DE4341810 B4 DE 4341810B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor
piston
permanent magnet
sensor device
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4341810A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4341810A1 (de
Inventor
Kurt Stoll
Hans Gerlach-Erhardt
Ralf Medow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
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 Festo SE and Co KG filed Critical Festo SE and Co KG
Priority to DE4341810A priority Critical patent/DE4341810B4/de
Priority to GB9423992A priority patent/GB2286049B/en
Priority to ITMI942415A priority patent/IT1271109B/it
Priority to FR9414887A priority patent/FR2713757B1/fr
Publication of DE4341810A1 publication Critical patent/DE4341810A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4341810B4 publication Critical patent/DE4341810B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • G01D5/2033—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils controlling the saturation of a magnetic circuit by means of a movable element, e.g. a magnet
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Sensoreinrichtung für einen einen bewegbaren Kolben enthaltenden Zylinder zur Positionserkennung des Kolbens, mit einen am Kolben oder einen mit dem Kolben verbundenen Element angeordneten Permanentmagneten, wobei wenigstens ein am Zylinder angeordneter magnetfeldempfindlicher, eine Vorzugsrichtung aufweisender Sensor bei Annäherung des Permanentmagneten anspricht, wobei der Permanentmagnet (13, 13a) und der wenigstens eine Sensor (15, 15a; 16; 24, 25; 27–30) so ausgerichtet sind, dass das Magnetfeld (14, 14a) des Permanentmagneten (13, 13a) beim gegenseitigen Passieren in der Bewegungsrichtung an örtlich aufeinanderfolgenden Stellen im wesentlichen parallel zur Vorzugsrichtung des Sensors (15, 15a; 16; 24, 25; 27–30) jedoch jeweils entgegengesetzt gerichtet auf diesen einwirkt und dadurch zwei entgegengesetzt gerichtete Sensorreaktionen auslöst, wobei Mittel zur Speicherung dieser Sensorreaktionen vorgesehen sind und der jeweilige Speicherinhalt die Kolbenposition links oder rechts von der Sensorposition angibt, und wobei eine Fehlersignalstufe (22) vorgesehen ist, die nach dem Einschalten der Versorgungsspannung bis zum erstmaligen Ansprechen des Sensors (16) ein Fehlersignal erzeugt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung für einen einen bewegbaren Kolben enthaltenden Zylinder zur Positionserkennung des Kolbens, mit einem am Kolben oder einem mit dem Kolben verbundenen Element angeordneten Permanentmagneten, wobei wenigstens ein am Zylinder angeordneter magnetfeldempfindlicher, eine Vorzugsrichtung aufweisender Sensor bei Annäherung des Permanentmagneten anspricht.
  • Eine derartige Sensoreinrichtung zur Positionserkennung eines Kolbens ist beispielsweise aus der DE-C 37 08 989 bekannt. Dort soll mittels derartiger Sensoreinrichtungen insbesondere das Erreichen der Endpositionsbereiche durch den Kolben überwacht werden. Mit den bekannten Sensoreinrichtungen kann zwar der Zeitpunkt erkannt und angezeigt werden, zu dem der Kolben gerade die Sensoreinrichtung passiert, darüber hinaus verhält sie sich jedoch passiv und kann keinerlei Informationen über den Aufenthaltsort des Sensors geben. Für viele Anwendungen ist es jedoch wünschenswert, derartige Informationen zu erhalten, um beispielsweise feststellen zu können, ob sich der Kolben im einen oder anderen Endbereich befindet.
  • Aus dem JP-Abstract zur JP 3-15909 A ist eine Sensoreinrichtung bekannt, bei der ein Schalter bei Kolbenpositionen zu beiden Seiten des Sensors unterschiedliche Schaltstellungen einnimmt, die als Indikator für die Kolbenposition auf der einen oder der anderen Seite des Sensors verwendet werden könnten, obwohl diese Möglichkeit in dieser Druckschrift nicht offenbart ist. In jedem Falle besteht jedoch das Problem, dass beim Einschalten der Versorgungsspannung ein undefinierbarer Zustand des Schalters vorliegt, der zu einer Fehlinformation führen könnte.
    •
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sensoreinrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die nicht nur das Erreichen der Sensorposition durch den Kolben detektieren kann, sondern durch die darüber hinaus immer fehlerfrei festgestellt werden kann, ob sich der Kolben auf der einen oder anderen Seite der Sensoreinrichtung befindet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensoreinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei jedem Passieren der Sensoreinrichtung durch den Kolben bzw. den Permanentmagneten werden zwei unterschiedliche Sen sorreaktionen, beispielsweise Sensorsignale, ausgelöst, wobei jeweils die letzte gespeichert wird, so dass die Mittel zur Speicherung einen unterschiedlichen Speicherinhalt aufweisen, je nachdem, ob sich der Kolben links oder rechts von der Sensorposition befindet. Beim Einschalten der Versorgungsspannung ist zunächst kein definierter Speicherinhalt vorhanden, das heißt, der Speicherinhalt gibt keine sichere Auskunft über die Position des Kolbens links oder rechts des Sensors. Erfindungsgemäß sorgt jedoch eine Fehlersignalstufe dafür, dass der Speicherinhalt erst nach dem erstmaligen Ansprechen des Sensors als fehlerfrei interpretiert wird. Dadurch können Fehlinterpretationen bis zu diesem erstmaligen Ansprechen verhindert werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Sensoreinrichtung möglich.
  • Um zu erreichen, dass das Magnetfeld des Permanentmagneten beim Passieren der Sensoreinrichtung zweimal entgegengesetzt gerichtet auf diese einwirkt, um die beiden unterschiedlichen Sensorreaktionen auszulösen, wird entweder die Nord-Süd-Achse des Permanentmagneten radial und die Vorzugsrichtung des Senßors parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens ausgerichtet, oder die Nord-Süd-Achse des Permanentmagneten wird parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens und die Vorzugsrichtung des Sensors radial ausgerichtet. Eine vorteilhafte Lösung zur elektrischen Speicherung der Sensorreaktionen besteht darin, dass der Sensor ein magnetfeldempfindliches elektrisches Element besitzt, das als Sensorreaktionen unterschiedliche elektrische Signale erzeugt, wobei diesem magnetfeldempfindlichen Element ein elektrischer Signalspeicher nachgeschaltet ist. Dieser elektrische Signalspeicher ist zweckmäßigerweise als Komparator oder als bistabile Kippschaltung ausgebildet, beispielsweise als Schmitt-Trigger. Insbesondere bei einem hysteresebehafteten Komparator, wie einem Schmitt-Trigger, ist ein besonderes sicheres Schaltverhalten gegeben, da hier beim Überschreiten einer höheren positiven Schwelle eingeschaltet und beim Unterschreiten einer niedrigeren negativen Schwelle ausgeschaltet wird. Die beiden Signalzustände als Sensorreaktionen bleiben dabei gespeichert. Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung lässt sich daher in einfacher und kostengünstiger Weise aus zwei handelsüblichen Bauteilen herstellen.
  • Um zu verhindern, dass beim Wiedereinschalten der Anordnung ein zufälliges Speichersignal vorliegt, wird der Signalspeicher ständig mit einer Betriebsspannung beaufschlagt.
  • Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit einer magnetischen Speicherung der Sensorreaktion besteht darin, dass der Sensor als Signalspeicher ein magnetisierbares und ummagnetisierbares Element besitzt, das mit einem magnetfeldempfindlichen elektrischen Element in Wirkverbindung steht, welches als Sensorreaktionen unterschiedliche elektrische Signale erzeugt.
  • Die Mittel zur Wiedergabe der unterschiedlichen elektrischen Signale können optische, akustische oder elektrische Mittel sein.
  • Das magnetfeldempfindliche elektrische Element kann als Hall-Element, als Feldplatte oder als Induktionsspule ausgebildet sein.
  • Schließlich besteht auch noch eine vorteilhafte Möglichkeit, die Sensorreaktionen mechanisch zu speichern. Hierbei weist der Sensor als Signalspeicher ein bewegbares oder magnetißierbares, vom Permanentmagneten in seiner Position veränderbares Element auf. Vorzugsweise ist das Element um eine Achse schwenkbar angeordnet, wobei Mittel zum Festlegen der beiden Schwenkendpositionen vorgesehen sind und der passierende Permanentmagnet diese Mittel überwindet. An der jeweiligen Schwenkendposition oder allgemein an der Position dieses bewegbaren Elements kann dann abgelesen werden, auf welcher Seite der Sensoreinrichtung sich der Kolben befindet.
    •
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Kolben-Zylinder-Einheit mit zwei Möglichkeiten der Anordnung des am Kolben angeordneten Permanentmagneten und des am Zylinder angeordneten Sensors,
  • 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung des Feldverlaufs im Sensor beim Passieren des Permanentmagneten,
  • 3 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine elektrische Signalspeicherung,
  • 4 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine magnetische Signalspeicherung und
  • 5 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine mechanische Signalspeicherung.
  • Gemäß 1 ist ein mit einer Kolbenstange 10 verbundener Kolben 11 in einem Zylinder 12 verschiebbar angeordnet. Im Kolben 11 ist im oberen Teil von 1 ein Permanentmagnet 13 so eingelassen, daß seine Nord-Süd-Achse radial ausgerichtet ist. Dabei entsteht das in den Außenraum wirkende Magnetfeld 14. An der Außenseite des Zylinders 12 ist zur Positionserkennung ein Sensor 15 angeordnet, dessen durch einen Doppelpfeil angedeutete Vorzugsrichtung parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 11, also in axialer Richtung, angeordnet ist. Dieser Sensor 15 kann prinzipiell auch in der Wandung des Zylinders 12 eingelassen sein.
  • Wie aus 1 erkennbar ist, wird der Sensor 15 beim Passieren des Kolbens 11 bzw. des Permanentmagneten 13 im Laufe einer nach rechts gerichteten Bewegung zunächst von einem Magnetfeld durchdrungen, das nach rechts gerichtet ist, und dann von einem Magnetfeld, das entgegengesetzt, also nach links gerichtet ist. Die an örtlich aufeinanderfolgenden Stellen des Kolbens 11 den Sensor 15 durchdringenden Feldlinien verlaufen dabei jeweils im wesentlichen parallel zur Vorzugsrichtung dieses Sensors 15.
  • Im unteren Bereich von 1 ist eine alternative Anordnung dargestellt. Ein Permanentmagnet 13a ist so in den Kolben 11 eingelassen, daß seine Nord-Süd-Achse parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 11, also axial, verläuft. Dabei bildet sich ein Magnetfeld 14a aus. Ein Sensor 15a ist außen am Zylinder 12 mit radial ausgerichteter Vorzugsrichtung angeordnet.
  • Beim Passieren des Kolbens 11 bzw. des Permanentmagneten 13 im Laufe einer Bewegung nach rechts wird daher der Sensor 15a zunächst von radial nach innen verlaufenden Feldlinien des Magnetfelds und dann von radial nach außen verlaufenden Feldlinien des Magnetfelds des Permanentmagneten 13a durchdrungen.
  • In 2 ist der Feldverlauf N im Sensor 15 bzw. 15a beim Passieren des Permanentmagneten 13 bzw. 13a dargestellt. Bei der Annäherung steigt das Magnetfeld zunächst bis zu einem Maximum an, das dann erreicht wird, wenn die Feldlinien parallel zur Vorzugsrichtung des Sensors ihre größte Feldstärke erreichen. Danach fällt die Feldstärke steil ab, bis die entgegengesetzt gerichteten Feldlinien kurz darauf ein entgegengesetzt gerichtetes Maximum erreichen, das sich in 2 als Minimum darstellt. Danach sinkt das Magnetfeld mit zunehmender Entfernung des Permanentmagne ten vom Sensor wieder ab und geht gegen Null.
  • In 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines solchen Sensors 16 mit elektrischer Signalspeicherung und einer Auswerteeinrichtung dargestellt. Dieser Sensor 16 kann anstelle des Sensors 15 bzw. Sensors 15a treten, bei entsprechender Ausrichtung der Vorzugsrichtung.
  • Der Sensor 16 besteht aus einem Hall-Element 17, dessen Signal einem Schmitt-Trigger 18 zugeführt ist. Die beiden komplementären Ausgänge des Schmitt-Triggers 18 sind mit Anzeigeleuchten 19, 20 verbunden. Weiterhin sind diese beiden Ausgänge über ein ODER-Glied 21 einer bistabilen Schaltstufe 22 zugeführt, deren zweiter Eingang durch ein Einschaltsignal S beim Einschalten der Versorgungsspannung beaufschlagt ist. Ein Ausgang der bistabilen Schaltstufe 22 ist mit einer Fehlererkennungsleuchte 23 verbunden.
  • Beim Passieren des Permanentmagneten 13 wird im Hall-Element 17 ein elektrisches Signal erzeugt, das im wesentlichen proportional zur magnetischen Feldstärke ist, von der das Hall-Element jeweils beaufschlagt ist. Das elektrische Signal beim Passieren des Permanentmagneten 13 hat somit einen Verlauf, der im wesentlichen dem der in 2 dargestellten Kurve entspricht. Der Schmitt-Trigger 18 be sitzt eine obere positive Schaltschwelle Sp und eine untere negative Schaltschwelle Sn. In der in 1 dargestellten Position des Kolbens 11 sei das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 18 zur Steuerung der Anzeigeleuchte 19 zunächst als 1-Signal ausgebildet, so daß die Anzeigeleuchte 19 brennt und die Anzeigeleuchte 20 nicht eingeschaltet ist. An der Stelle X1 wird die untere Schaltschwelle Sn unterschritten, so daß der Schmitt-Trigger umschaltet, das heißt, die Anzeigeleuchte 19 erlischt, und die Anzeigeleuchte 20 wird eingeschaltet. Das Leuchten der Anzeigeleuchte 20 zeigt dann an, daß sich der Kolben jetzt bezüglich 1 rechts vom Sensor befindet. Bei der entgegengesetzten Rückwärtsbewegung des Kolbens wird der Schmitt-Trigger wieder umgeschaltet, wenn die obere Schaltschwelle Sp überschritten wird. Dies bedeutet, daß immer eine der beiden Anzeigeleuchten 19, 20 leuchtet und somit angibt, auf welcher Seite des Sensors sich der Kolben befindet. Gleichzeitig wird durch den Umschaltzeitpunkt die Position des Kolbens 11 am Sensor erkannt.
  • Anstelle der als einfaches Beispiel angegebenen Anzeigevorrichtung durch zwei Anzeigeleuchten 19, 20 kann selbstverständlich auch eine Auswertung über ein Anzeigeinstrument, einen Rechner, einen Drucker od.dgl. in entsprechender Weise erfolgen.
  • Beim Einschalten der Betriebsspannung befindet sich der Schmitt-Trigger 18 entweder in einem Zufallszustand oder in einem definierten Zustand, der jedoch nicht die Position des Kolbens 11 wiedergibt. Um diesen Zustand kenntlich zu machen, wird beim Einschalten der Betriebsspannung durch das Signal S die bistabile Schaltstufe 22 betätigt, so daß die Fehlererkennungsleuchte 23 aufleuchtet. Erst wenn der Schmitt-Trigger 18 das erste Mal auf Grund eines Passierens des Permanentmagneten 13 schaltet, wird die bistabile Schaltstufe 22 über das ODER-Glied 21 rückgesetzt, so daß die Fehlererkennungsleuchte 23 erlischt. Erst nach Erlöschen der Fehlererkennungsleuchte 23 wird somit durch die Anzeigeleuchten 19, 20 korrekt die Position des Kolbens 11 wiedergegeben.
  • Anstelle des Hall-Elements 17 kann selbstverständlich prinzipiell auch ein anderes magnetfeldempfindliches Element treten, beispielsweise eine Feldplatte oder eine Induktionsspule. Weiterhin kann anstelle des Schmitt-Triggers 18 ein anderer Komparator mit oder ohne Hysterese oder eine bistabile Kippstufe treten.
  • Bei dem in 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist als Mittel zur Positionsspeicherung ein weichmagnetischer Kern 24 vorgesehen, der beim Passieren des Permanentmagneten 13 bzw. 13a magnetisiert bzw. ummagnetisiert wird. Der Magnetisierungszustand dieses weichmagnetischen Kerns 24 wird durch ein Hall-Element 25 oder ein anderes magnetfeldempfindliches Element erfaßt. Dessen Ausgangssignal wird einer Auswerte- und Anzeigeeinrichtung 26 zugeführt, die in Abhängigkeit des erfaßten Magnetisierungszustandes die beiden Positionen des Kolbens links und rechts vom Sensor darstellt. Da der Magnetisierungszustand im weichmagnetischen Kern 24 erhalten bleibt, liegt beim Einschalten der Versorgungsspannung sofort eine korrekte Positionsangabe vor.
  • Bei dem in 5 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel ist ein Stabmagnet 27 schwenkbar an einem Gelenk 28 angeordnet. In den beiden Schwenkendpositionen steht der Stabmagnet 27 jeweils in elektrischem Kontakt mit einem der beiden Endanschläge 29, 30. Diese Endanschläge 29, 30 sind mit den Anzeigeleuchten 19 und 20 jeweils verbunden, deren zweiter Anschluß über eine Spannungsquelle 31 mit dem Gelenk 28 elektrisch verbunden ist. Eine nicht dargestellte Feder hält den Stabmagneten 27 jeweils federnd an einem der beiden Endanschläge 29, 30, wobei die Federkraft so bemessen ist, daß sie beim Passieren des Permanentmagneten 13 bzw. 13a überwunden wird.
  • Nimmt die Anordnung gemäß 5 die Position des Sensors 15a in 1 ein, so wird beim Passieren des Kolbens 11 bzw. des Permanentmagneten 13a der Stabmagnet 27 zunächst zum Endanschlag 29 ausgelenkt und dann zum Endanschlag 30. Dort nimmt er dann seine Position ein. Bei der Rückbewegung und beim Passieren des Kolbens 11 wird er dann wieder zum Endanschlag 29 bewegt. Befindet sich also der Stabmagnet 27 am Endanschlag 30, was durch eine eingeschaltete Anzeigeleuchte 20 kenntlich ist, so befindet sich der Kolben 11 gemäß 1 rechts des Sensors 15a, und wenn sich der Stabmagnet 27 am Endanschlag 29 befindet, so daß die Anzeigeleuchte 19 brennt, dann befindet er sich links des Sensors 15a.
  • Anstelle des schwenkbaren Stabmagneten 27 kann prinzipiell auch ein anderer Permanentmagnet vorgesehen sein, der in verschiedene Positionen beim Passieren des Kolbens 11 bewegt werden kann, beispielsweise ein kolbenartig parallel oder senkrecht zur Kolbenbewegung verschiebbarer Permanentmagnet. Auch das Kenntlichmachen der jeweiligen Position des Permanentmagneten bzw. Stabmagneten 20 kann in verschiedener Weise erfolgen, wie dies im Zusammenhang mit 3 bereits erläutert wurde.
  • Anstelle des Permanentmagneten 13a können selbstverständ lich prinzipiell auch zwei nebeneinander angeordnete radial ausgerichtete Permanentmagneten treten, die radial nach außen unterschiedliche Magnetpole aufweisen.

Claims (13)

  1. Sensoreinrichtung für einen einen bewegbaren Kolben enthaltenden Zylinder zur Positionserkennung des Kolbens, mit einen am Kolben oder einen mit dem Kolben verbundenen Element angeordneten Permanentmagneten, wobei wenigstens ein am Zylinder angeordneter magnetfeldempfindlicher, eine Vorzugsrichtung aufweisender Sensor bei Annäherung des Permanentmagneten anspricht, wobei der Permanentmagnet (13, 13a) und der wenigstens eine Sensor (15, 15a; 16; 24, 25; 27–30) so ausgerichtet sind, dass das Magnetfeld (14, 14a) des Permanentmagneten (13, 13a) beim gegenseitigen Passieren in der Bewegungsrichtung an örtlich aufeinanderfolgenden Stellen im wesentlichen parallel zur Vorzugsrichtung des Sensors (15, 15a; 16; 24, 25; 27–30) jedoch jeweils entgegengesetzt gerichtet auf diesen einwirkt und dadurch zwei entgegengesetzt gerichtete Sensorreaktionen auslöst, wobei Mittel zur Speicherung dieser Sensorreaktionen vorgesehen sind und der jeweilige Speicherinhalt die Kolbenposition links oder rechts von der Sensorposition angibt, und wobei eine Fehlersignalstufe (22) vorgesehen ist, die nach dem Einschalten der Versorgungsspannung bis zum erstmaligen Ansprechen des Sensors (16) ein Fehlersignal erzeugt.
  2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nord-Süd-Achse des Permanentmagneten (13) radial und die Vorzugsrichtung des Sensors (15) parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens (11) ausgerichtet ist.
  3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nord-Süd-Achse des Permanentmagneten (13a) parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens (11) und die Vorzugsrichtung des Sensors (15a) radial ausgerichtet ist.
  4. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) ein magnetfeldempfindliches elektrisches Element (17) besitzt, das als Sensorreaktionen unterschiedliche elektrische Signale erzeugt und dem ein elektrischer Signalspeicher (18) nachgeschaltet ist.
  5. Sensoreinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Signalspeicher (18) als Komparator oder als bistabile Kippschaltung ausgebildet ist.
  6. Sensoreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Signalspeicher (18) als Schmitt-Trigger ausgebildet ist.
  7. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Signalspeicher (18) ständig mit einer Betriebsspannung beaufschlagt ist.
  8. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als Signalspeicher ein magnetisierbares und unmagnetisierbares Element (24) besitzt, das mit einem magnetfeldempfindlichen elektrischen Element (25) in Wirkverbindung steht, welches als Sensorreaktionen unterschiedliche elektrische Signale erzeugt.
  9. Sensoreinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisierbare und unmagnetisierbare Element (24) als weichmagnetischer Kern ausgebildet ist.
  10. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (19, 20) zur Widergabe der unterschiedlichen elektrischen Signale vorgesehen sind.
  11. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetfeldempfindliche elektrische Element (17; 25) als Hall-Element, als Feldplatte oder als Induktionsspule ausgebildet ist.
  12. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als Signalspeicher ein bewegbares magnetisches oder magnetisierbares, vom Permanentmagneten (13, 13a) in seiner Position veränderbares Element (27) aufweist.
  13. Sensoreinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (27) um eine Achse schwenkbar angeordnet ist, wobei Mittel zum Festlegen der beiden Schwenkendpositionen vorgesehen sind und der passierende Permanentmagnet (13, 13a) diese Mittel überwindet.
DE4341810A 1993-12-08 1993-12-08 Sensoreinrichtung zur Positionserkennung eines Kolbens Expired - Fee Related DE4341810B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4341810A DE4341810B4 (de) 1993-12-08 1993-12-08 Sensoreinrichtung zur Positionserkennung eines Kolbens
GB9423992A GB2286049B (en) 1993-12-08 1994-11-28 A sensor device responsive to the position of a piston
ITMI942415A IT1271109B (it) 1993-12-08 1994-11-29 "dispositivo sensore per il riconoscimento di posizione di uno stantuffo"
FR9414887A FR2713757B1 (fr) 1993-12-08 1994-12-06 Dispositif de détection de la position d'un piston.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4341810A DE4341810B4 (de) 1993-12-08 1993-12-08 Sensoreinrichtung zur Positionserkennung eines Kolbens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4341810A1 DE4341810A1 (de) 1995-06-14
DE4341810B4 true DE4341810B4 (de) 2004-01-29

Family

ID=6504464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4341810A Expired - Fee Related DE4341810B4 (de) 1993-12-08 1993-12-08 Sensoreinrichtung zur Positionserkennung eines Kolbens

Country Status (4)

Country Link
DE (1) DE4341810B4 (de)
FR (1) FR2713757B1 (de)
GB (1) GB2286049B (de)
IT (1) IT1271109B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005030722A1 (de) * 2005-07-01 2007-01-04 Bosch Rexroth Teknik Ab Druckmittelzylinder
DE102005021742B4 (de) * 2004-06-03 2015-02-05 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Bestimmung des Totweges eines hydraulischen Systems
CN107076575A (zh) * 2014-08-25 2017-08-18 法雷奥电机控制系统公司 用于机动车辆的霍尔效应线性位置传感器

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19600616A1 (de) * 1996-01-10 1997-07-17 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Detektierung von Auslenkungen eines magnetischen Körpers
DE19712829B4 (de) * 1997-03-26 2005-02-17 Sick Ag Vorrichtung zur Erkennung der Position eines beweglichen Gegenstandes
DE19757160A1 (de) * 1997-12-20 1999-06-24 Omb Oberdorfer Maschinenfabrik Regelsicherheitsblock für Hochdruckreinigungsgeräte
DE19836599A1 (de) * 1998-08-13 2000-02-17 Windhorst Beteiligungsgesellsc Verfahren zur berührungslosen magnetischen Erfassung linearer Relativbewegungen zwischen Dauermagneten und elektronischen Sensoren
DE19915832A1 (de) * 1999-04-08 2000-07-06 Bayerische Motoren Werke Ag Fahrzeug mit einem Stellungsgeber
JP2002048108A (ja) * 2000-08-04 2002-02-15 Smc Corp 位置検出センサの取付構造
DE10053995A1 (de) 2000-10-31 2002-05-08 Continental Teves Ag & Co Ohg In einen Hauptzylinder integrierter Signalgeber mit Hall-Sensor
DE10108737B4 (de) * 2001-02-23 2005-04-07 Festo Ag & Co. Positionssensoreinrichtung zur Erfassung der Position bewegbarer Elemente, insbesondere der Kolbenposition bei Arbeitszylindern
US7521923B2 (en) 2002-04-23 2009-04-21 Abas, Incorporated Magnetic displacement transducer
DE20211518U1 (de) 2002-07-13 2002-09-12 FESTO AG & Co., 73734 Esslingen Als Hall-Sensor ausgebildeter Positionssensor
DE10238402A1 (de) 2002-08-22 2004-03-04 Zf Sachs Ag Kolben-Zylindereinheit
FR2851538B1 (fr) * 2003-02-21 2006-04-28 Bosch Gmbh Robert Maitre-cylindre de vehicule automobile avec dispositif de detection d'actionnement d'un systeme de freinage
DE10309142B4 (de) * 2003-02-28 2006-09-21 Eisenmann Lacktechnik Gmbh & Co. Kg Positionsdetektor für einen in einem Rohr bewegten Molch
US7219495B2 (en) 2004-06-04 2007-05-22 Zf Friedrichshafen Ag Hydraulic cylinder
EP1602544B1 (de) * 2004-06-04 2011-01-05 ZF Friedrichshafen AG Hydraulikzylinder
US20090322315A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 Werner Dengler Linear-movement sensor in an egr valve
US8405386B2 (en) * 2009-02-17 2013-03-26 Goodrich Corporation Non-contact sensor system and method for position determination
US8207729B2 (en) 2009-02-17 2012-06-26 Goodrich Corporation Non-contact sensor system and method for displacement determination
US8203331B2 (en) 2009-02-17 2012-06-19 Goodrich Corporation Non-contact sensor system and method for selection determination
NO20120965A1 (no) * 2012-08-28 2014-03-03 Sensorlink As Fremgangsmåte og system for å bestemme posisjonen til et stempel i en sylinder
DE102016201826A1 (de) * 2015-02-24 2016-08-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator zur Betätigung einer Reibkupplung
DE102016216990A1 (de) * 2016-09-07 2018-03-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator zur Betätigung einer Reibkupplung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3634062A1 (de) * 1986-10-07 1988-04-21 Festo Kg Kolben-zylinder-aggregat
DE3730940A1 (de) * 1987-09-15 1989-03-23 Herion Werke Kg Vorrichtung zur anzeige der stellung des kolbens eines ventils
DE3803293A1 (de) * 1988-02-04 1989-08-17 Turck Werner Kg Magnetisch betaetigter analoger elektrischer wegaufnehmer fuer geradlinige bewegungen
DE3908892A1 (de) * 1989-03-17 1990-09-20 Siemens Ag Schaltungsanordnung und vorrichtung zur kontaktlosen sollwertvorgabe fuer einen mit nichtmagnetischem werkstoff umhuellten integrierten schaltkreis
DE3738151C2 (de) * 1986-11-13 1992-07-30 C K D K.K., Komaki, Aichi, Jp
DE3708989C2 (de) * 1987-03-19 1993-10-14 Festo Kg Steuervorrichtung für einen in einem doppeltwirkenden Zylinder verschiebbaren Kolben

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1046703B (it) * 1972-08-21 1980-07-31 Siemens Ag Disposizione di resistenza dipendente dal campo magnetico
JPS60223031A (ja) * 1984-04-19 1985-11-07 Sanyo Electric Co Ltd 磁気テ−プの配向装置
DE3511782C2 (de) * 1985-03-30 1987-05-07 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Kolbenstellungsgeber
CH674058A5 (de) * 1986-10-22 1990-04-30 Festo Kg
FR2651543B1 (fr) * 1989-09-05 1991-12-06 Roudaut Philippe Ensemble piston-cylindre muni de moyens de determination et de validation de la position du piston.
DE4210934C1 (de) * 1992-04-02 1993-07-15 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
US5589769A (en) * 1994-09-30 1996-12-31 Honeywell Inc. Position detection apparatus including a circuit for receiving a plurality of output signal values and fitting the output signal values to a curve
JPH1031002A (ja) * 1996-07-15 1998-02-03 Arusu Kaihatsu Kk 構造物及び構造物のひび割れ検出法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3634062A1 (de) * 1986-10-07 1988-04-21 Festo Kg Kolben-zylinder-aggregat
DE3738151C2 (de) * 1986-11-13 1992-07-30 C K D K.K., Komaki, Aichi, Jp
DE3708989C2 (de) * 1987-03-19 1993-10-14 Festo Kg Steuervorrichtung für einen in einem doppeltwirkenden Zylinder verschiebbaren Kolben
DE3730940A1 (de) * 1987-09-15 1989-03-23 Herion Werke Kg Vorrichtung zur anzeige der stellung des kolbens eines ventils
DE3803293A1 (de) * 1988-02-04 1989-08-17 Turck Werner Kg Magnetisch betaetigter analoger elektrischer wegaufnehmer fuer geradlinige bewegungen
DE3908892A1 (de) * 1989-03-17 1990-09-20 Siemens Ag Schaltungsanordnung und vorrichtung zur kontaktlosen sollwertvorgabe fuer einen mit nichtmagnetischem werkstoff umhuellten integrierten schaltkreis

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP-Abstract zu JP 3-15909 A *
JP-Abstract zu JP 63-228015 A *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005021742B4 (de) * 2004-06-03 2015-02-05 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Bestimmung des Totweges eines hydraulischen Systems
DE102005030722A1 (de) * 2005-07-01 2007-01-04 Bosch Rexroth Teknik Ab Druckmittelzylinder
CN107076575A (zh) * 2014-08-25 2017-08-18 法雷奥电机控制系统公司 用于机动车辆的霍尔效应线性位置传感器

Also Published As

Publication number Publication date
ITMI942415A0 (it) 1994-11-29
ITMI942415A1 (it) 1996-05-29
DE4341810A1 (de) 1995-06-14
FR2713757A1 (fr) 1995-06-16
GB9423992D0 (en) 1995-01-11
GB2286049B (en) 1997-10-08
GB2286049A (en) 1995-08-02
FR2713757B1 (fr) 1997-01-31
IT1271109B (it) 1997-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4341810B4 (de) Sensoreinrichtung zur Positionserkennung eines Kolbens
EP0646775B1 (de) Vorrichtung zur Drehwinkeldetektierung
EP0857292B1 (de) Messvorrichtung zur berührungslosen erfassung eines drehwinkels
DE2933557C2 (de) Meßumformer zur berührungslosen Weg- oder Geschwindigkeitsmessung
DE19736454A1 (de) Kontaktloser Näherungsschalter
WO2009024119A9 (de) Linearsegment- oder umdrehungszähler mit einem ferromagnetischen element
EP1862767B1 (de) Sicherheits-Positionssensor für Zylinder, Zylinder mit einem solchen Positionssensor
EP2791625B1 (de) Sensorvorrichtung und verfahren zur positionserfassung sowie magnetelement für die sensorvorrichtung
DE102004057909A1 (de) Linearer Positionssensor
EP2284340A2 (de) Magnetschnäpper zum Verschliessen einer Öffnung
EP2711905B1 (de) Meldesystem
EP1477772A1 (de) Magnetischer Positions- oder Winkelsensor
DE102013104001B3 (de) Näherungssensor sowie Baugruppe
EP0550794B1 (de) Drehgeber mit Absolutwert-Positionserfassung
EP3707475B1 (de) Schalter mit magnetanordnung
WO2017174076A1 (de) Kupplungs- / getriebebetätigungsvorrichtung und linearer wegsensor mit gekippter doppelmagnetanordnung
EP0502248A2 (de) Lageschalter
DE102005061347A1 (de) Anordnung zur Messung des absoluten Drehwinkels einer Welle
EP0578261A1 (de) Näherungsschalter mit einem Magnetfeld-Sensor
DE102007000597A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum berührungslosen Messen einer relativen Verstellung von Bauteilen zueinander
EP1867956B1 (de) Vergrösserung des Wirkabstandes bei magnetischen Sensoren mittels eines Stützfeldes
DE3505706A1 (de) Durchflussmesser
DE2024997A1 (de) Einrichtung zur Erfassung von magne tischen Feldern
DE10234965B4 (de) Wegsensor
EP3032005A1 (de) Magnetanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: FESTO AG & CO, 73734 ESSLINGEN, DE

8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: FESTO AG & CO. KG, 73734 ESSLINGEN, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee