Einrichtung zur Stellungsanzeige von Kolben in Arbeits- und Steuerzylindern
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Stellungsanzeige von Kolben in Arbeits-
und Steuerzylindern, bei der ein vom Kolben bewegtes Stellglied durch seine Relativlage
zu einem ortsfesten Bezugsglied die Kolbenstellung im Arbeitszylinder bestimmt und
Stellglied und Bezugsglied innerhalb des Zylinders angeordnet sind und sich zumindest
teilweise in die hohl ausgeführte Kolbenstange hinein erstrekken, wobei ein außerhalb
des Zylinders vorgesehenes Anzeigegerät abhängig von der Relativlage zwischen Stellglied
und Bezugsglied ferneinstellbar ist.Device for indicating the position of pistons in working and control cylinders
The invention relates to a device for indicating the position of pistons in working
and control cylinders, in which an actuator moved by the piston through its relative position
the piston position in the working cylinder is determined with respect to a stationary reference element and
Actuator and reference member are arranged within the cylinder and at least
partially extend into the hollow piston rod, with an outside
of the cylinder provided display device depending on the relative position between the actuator
and reference member is remotely adjustable.
Die bekannten Einrichtungen dieser Art verwenden als Stellglieder
durchweg zusätzliche gleichzeitig mit dem Kolben in dessen Achsrichtung oder parallel
zur Achsrichtung bewegte Stangen, die meist außerhalb des Zylinderraums mit den
entsprechenden ortsfesten Bezugsgliedern zusammenarbeiten. Da der Hub solcher Stangen
gleich dem jeweiligen Kolbenhub ist, bauen derartige Einrichtungen verhältnismäßig
lang, ein Umstand, der sich dann besonders störend bemerkbar macht, wenn eine größere
Zahl von Kolbenzylinderaggregaten dieser Art, beispielsweise an Werkzeugmaschinen,
bei sehr beengten Platzverhältnissen untergebracht werden muß. Man hat auch schon
vorgeschlagen, die Kolbenstellungen elektrisch bzw. magnetelektrisch zu erfassen
und dann außerhalb des Aggregats durch Furnübertragungsmittel anzuzeigen. Diese
Einrichtungen bringen aber neben der Notwendigkeit des Einbringers entsprechend
empfindlicher elektrisch arbeitender V-Teile in das Hydraulikaggregat und die Schwierigkeiten
der jeweiligen Justierung einen erheblichen zusätzlichen Bauaufwand mit sich, wenn
der gewünschte Genauigkeits- und Sicherheitsgrad erzielt werden soll. Das gleiche
gilt hinsichtlich eines weiteren bekanntgewordenen Vorschlages, auf der Kolbenstange
eine Spindel anzuordnen, die mit dem Innengewinde der Rotorwelle eines Elektromotors:
zusammenwirkt; auch hier steht der notwendige zusätzliche Bauaufwand in einem ungünstigen
Verhältnis zu dem erzielten Effekt.The known devices of this type use as actuators
consistently additional at the same time with the piston in its axial direction or parallel
Rods moved to the axial direction, which are usually outside the cylinder space with the
cooperate with corresponding fixed reference members. As the stroke of such rods
is equal to the respective piston stroke, such devices build proportionally
long, a circumstance that is particularly noticeable when a larger
Number of piston-cylinder units of this type, for example on machine tools,
must be accommodated in very confined spaces. One already has
proposed to detect the piston positions electrically or magnetically
and then displayed outside the aggregate by furnace transfer means. These
However, in addition to the necessity of the consignor, facilities bring accordingly
sensitive electrically working V-parts in the hydraulic unit and the difficulties
the respective adjustment entails considerable additional construction costs, if
the desired level of accuracy and security is to be achieved. The same
applies to another proposal that has become known, on the piston rod
to arrange a spindle that is connected to the internal thread of the rotor shaft of an electric motor:
cooperates; here, too, the necessary additional construction costs are unfavorable
Relation to the effect achieved.
Nach der Erfindung lassen sich nicht nur die zusätzlichen, in das
Aggregat einzubauenden elektrisch arbeitenden Teile vermeiden, sondern darüber hinaus
auch gegenüber den anfangs genannten Einrichtungen die Baulänge der Aggregate beträchtlich
verringern. Dies wird dadurch erreicht, daß das Stellglied von einer in die hohle
Kolbenstange hineinragenden Gewindespindel mit großer Steigung und einer am Kolben
vorgesehenen, mit dieser : Spindel zusammenarbeitenden Spindelmutter gebildet wird,
wobei ein in einem vom Zylinderraum abgetrennten Raum angeordneter Drehfeldgeber
mit der Spindel gekuppelt ist.According to the invention, not only can the additional,
Avoid electrical working parts to be installed in the unit, but beyond
The overall length of the units is also considerable compared to the facilities mentioned at the beginning
to decrease. This is achieved by moving the actuator from one into the hollow
Threaded spindle protruding into the piston rod with a large pitch and one on the piston
provided spindle nut is formed with this: spindle cooperating,
wherein a rotary field encoder arranged in a space separated from the cylinder space
is coupled to the spindle.
Wie aus der Zeichnung, die in schematischer Darstellung einen Längsschnitt
durch einen Zylinder wiedergibt, der mit einer Einrichtung zur Stellungsanzeige
des Kolbens nach der Erfindung ausgerüstet ist, erkennen fäßt, erlaubt die Anwendung
der Erfindung eine erheblich kürzere Baulänge als die Anwendung der bekannten Vorschläge,
weil die Spindel 4, die durch den Kolben 2 -hindurch in die hohle Kolbenstange 3
hineinragt und in. einem Lager 5 des Kolbens 2 sowie in einem Lager 6 des Zylinders
1 drehbar gelagert ist, während -der Kolbenbewegungen im Zylinder 1 keine axiale
Längsbewegung ausführt. In einer vom Zylinderraum--abgetrennten Kammer des Zylinders
sitzt auf dem freien Ende der Spindel 4 der Läufer 3 eines Drehfeldgebers 8 oder
der Abgreifkontakt eines Potentiometers. Der Kolben 2 trägt eine Spindelmutter 9,
die mit dem Spindelgewinde 10, das beim Ausführungsbeispiel eine große Steigung
aufweist, im Eingriff. steht.As shown in the drawing, which is a schematic representation of a longitudinal section
reproduced by a cylinder with a device for position indicator
of the piston is equipped according to the invention, recognizes grips, allows the application
the invention has a significantly shorter overall length than the application of the known proposals,
because the spindle 4, which passes through the piston 2 into the hollow piston rod 3
protrudes and in. A bearing 5 of the piston 2 and in a bearing 6 of the cylinder
1 is rotatably mounted, while the piston movements in the cylinder 1 are not axial
Performs longitudinal movement. In a chamber of the cylinder that is separated from the cylinder space
sits on the free end of the spindle 4 of the rotor 3 of a rotary field encoder 8 or
the tapping contact of a potentiometer. The piston 2 carries a spindle nut 9,
the one with the spindle thread 10, which in the exemplary embodiment has a large pitch
has, in engagement. stands.
Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn der Kolben 2 im Zylinder
1 verschoben wird, dann vermittelt er, da er im Zylinder gegen Drehung gesichert
geführt wird, der Gewindespindel 4 mittels der Spindelmutter 9 eine Drehung, so
daß sich auch der Läufer 7 je nach Bewegungsrichtung des Kolbens in der einen oder
anderen Richtung dreht. Dadurch entsteht entsprechend der jeweiligen Lage des Kolbens
2 innerhalb des Zylinders 1 eine entsprechende Lage des Rotors eines Drehfeldgebers
zum Stator des Drehfeldgebers und mithin an den Klemmen eine bestimmte Spannung,
die zwischen Geber und Empfänger so lange einen Strom hervorruft, bis der Rotor
des Empfängers die gleiche Lage einnimmt, wie der des Gebers sie aufweist.
Die Skala des elektrischen Anzeigegerätes kann dabei so geeicht werden, daß jeder
Ausschlag des Anzeigegliedes im.
Fernanzeigegerät proportional der
jeweiligen Arbeitslage des Kolbens 2 im Zylinder 1 entspricht. An Stelle des Drehfeldgebers
7-8 kann auch ein Potentiometer Anwendung finden, mittels dessen je nach Stellung
des durch die Spindel 4 bewegbaren Abgreifkontaktes verschieden hohe Spannungen
abgegriffen werden, die jeweils einer bestimmten Kolbenlage im Zylinder zugeordnet
sind. Durch die unterschiedlichen Spannungen wird das Anzeigeglied des Pernanzeigegerätes
in bekannter Weise verschieden weit ausgelenkt und definiert in jeder Lage eine
bestimmte Arbeitsstellung des Kolbens. Die von den Potentiometern gemessenen Istwerte
lassen sich bei der Notwendigkeit der Einsteuerung einer Reihe von Kolben in bekannter
Weise mit einem Bezugsnormalwert als Sollwert vergleichen, und die sich ergebenden
Differenzwerte können zur Regelung der Druckmittelzufuhr zu den jeweiligen Kolben
im Sinne der gewünschten Einsteuerung benutzt werden.The device works as follows: When the piston 2 is displaced in the cylinder 1, since it is guided in the cylinder secured against rotation, it imparts a rotation to the threaded spindle 4 by means of the spindle nut 9, so that the rotor 7, depending on the direction of movement of the Piston rotates in one direction or the other. As a result, according to the respective position of the piston 2 within the cylinder 1, a corresponding position of the rotor of a rotary field transmitter to the stator of the rotary field transmitter and consequently a certain voltage at the terminals, which causes a current between transmitter and receiver until the rotor of the receiver the same position e innimm t as that of the encoder to have. The scale of the electrical display device can be calibrated so that every deflection of the display element in the. Remote display device proportional to the respective working position of the piston 2 in the cylinder 1 corresponds. Instead of the rotary field transmitter 7-8, a potentiometer can also be used, by means of which, depending on the position of the tapping contact movable by the spindle 4, different high voltages are tapped, which are each assigned to a specific piston position in the cylinder. As a result of the different voltages, the display element of the Pernanzeiggerätes is deflected to different extents in a known manner and defines a certain working position of the piston in each position. The actual values measured by the potentiometers can be compared in a known manner with a reference normal value as a setpoint if it is necessary to control a number of pistons, and the resulting difference values can be used to regulate the pressure medium supply to the respective piston in the sense of the desired control.