DE3127116C3 - Meßsystem zum berührungslosen Erfassen von Positionen bei einer Kolben-Zylinder-Einheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßsystem zum berührungslosen Erfassen von Positionen der Kolbenstange oder des Zylinders einer Kolben-Zylinder-Einheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Anzeige von Positionen der Kolbenstange im Verhältnis zum Zylinder gibt es verschiedene Arten von Meßsystemen bzw. Positionsgebern, wenn verlangt wird, daß in bezug auf den gesamten vorgegebenen Weg der Kolbenstange und des von ihr zu betätigenden bzw. zu steuernden Bauelementes ein Vielzahl von Positionsanzeigen möglich sein soll. Insofern sind Lösungen bekannt (DE-OS 23 48 066 und DE-OS 28 55 681), gem. denen in der Oberfläche der Kolbenstange mit Abstand voneinander Vertiefungen vorgesehen sind, die mit einem Material von im Vergleich zum Kolbenstangenmaterial verschieden magnetischer Leitfähigkeit ausgefüllt sind. An einem der Zylinderköpfe ist ein Meßfühler, beispielsweise ein Feldplattenfühler, vorgesehen, der magnetisch vorgespannt ist und dessen Widerstand sich bei Bewegung der Kolbenstange periodisch ändert, und zwar in Abhängigkeit von der Lage der in die Kolbenstange eingebrachten Materialien und der Geschwindigkeit der Kolbenstangenbewegung. Diese Widerstandsänderungen werden dann zur Darstellung bestimmter Kolbenstangenpositionen ausgewertet.

Es ist klar, daß bei solchen Systemen, abgesehen von einem hohen Fertigungsaufwand, an die Meßgenauigkeit keine allzu großen Anforderungen gestellt werden können, da allein schon der mechanische Aufbau eine nur grobe Codierung und Auflösung des gesamten zu erfassenden Meßweges der Kolbenstange zulassen wird. Nachteilig macht es sich außerdem bemerkbar, daß das eigentliche Kolbenstangenmaterial und das gesondert in die Kolbenstangenoberfläche eingebrachte Material verschiedene Reibwerte haben, die ein unerwünschtes ruckartiges Gleiten der Kolbenstange in ihrer im Zylinderkopf vorgesehenen Führung zur Folge haben.

Aus der DE-OS 2 45 895 ist entnehmbar, daß außen am Zylinder einer Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehene optische Meßstäbe bekannt sind, um ein Längenmeßsystem mit erhöhter Auflösung zu erzielen. Hierbei muß der Nachteil in Kauf genommen werden, daß durch die äußere Anbringung der optischen Meßstäbe am Zylinder insbesondere eine Vergrößerung des Zylinderaufbaus gegeben ist, was den Einbau einer solchen Kolben- Zylinder-Einheit bei engen Platzverhältnissen zumindest erheblich erschwert. Gem. dieser DE-OS wird daher vorgeschlagen, eine Meßeinrichtung auf der Basis von auf der Kolbenstange vorgesehenen magnetischen Nord- und Südpolen innerhalb des Zylinders vorzusehen, bei der zur Erzielung einer hinreichenden Auflösung außerhalb des Zylinders stattfindende Interpolationsverfahren angewendet werden. Dieses Prinzip führt zwar gegenüber einer Kolben-Zylinder-Einheit mit äußeren Meßeinrichtungen zu einem kleineren Bauvolumen der Einheiten, ist aber wegen der erforderlichen Interpolationsmittel immer noch relativ aufwendig bei den baulichen und insbesondere schaltungselektrischen Mitteln und stellt ferner hinsichtlich des Auflösungsvermögens nicht zufrieden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Meßsystems zum berührungslosen Erfassen von Positionen der Kolbenstange oder des Zylinders einer Kolben-Zylinder-Einheit gem. der einleitend angeführten Art, das bei kompakten und einfachem Aufbau sowie sicherer Funktionen ein erheblich gesteigertes Auflösungsvermögen aufweist und hinsichtlich der Wartungs- und Reparatureigenschaft verbessert ist.

Die Lösung dieser Aufgabe geht von dem angeführten Meßsystem aus und ist in dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben.

Vorzugsweise Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Meßsystems sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Ein so ausgebildetes Meßsystem hat den Vorteil, daß zwischen den beiden Endlagen der Kolben-Zylinder-Einheit ein hohes Auflösungsvermögen hinsichtlich ansteuerbarer Positionen geschaffen ist, so daß eine sehr hohe Anzahl an Zwischenstellungen möglich ist, da kleinste Axialbewegungen des Kolbens oder des Zylinders gefahren werden können. Der Aufbau der Einheit kann dabei ferner sehr einfach gestaltet sein, was die Funktionssicherheit gewährleistet. Weiterhin ist es möglich, daß eine Digitalcodierung innerhalb der Einheit angewendet werden kann, so daß eine externe Digitalisierung der von der Einheit erhaltenen Signale innerhalb einer externen Steuereinrichtung für die Einheit entfällt. Durch die Verwendung von faseroptischen Lichtleitern für die innere optische Signalerfassung und Signalleitung in dem pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Zylinder der Einheit ist die Wartungs- und Reparatureigenschaft der Einheit neben ihrer gesteigerten Steuerbarkeit wesentlich gesteigert, so daß der Einheit eine beträchtliche Erweiterung ihres Anwendungsgebietes erschlossen ist. Sie kann nun schnell und positionsmäßig mit gesteigerter Genauigkeit gesteuert werden, was ihre Anwendbarkeit als Antrieb wesentlich erhöht. Zur baulich kompakten Gestaltung einer derartigen Einheit tragen die faseroptischen Lichtleiter ebenfalls bei, welche Elemente nun auch hier eingesetzt werden können. Das erheblich verbesserte Zeitverhalten und das beträchtlich erhöhte Positionierungsangebot an Zwischenstellungen ergeben ferner die Grundlage zur gesteigerten Anwendbarkeit der Einheit in der Handhabungs-, Montage- und Fördertechnik in Verbindung mit einem vermehrten Einsatz an Prozeßrechnern.

Die Erfindung ist nachstehend anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Kolben-Zylinder- Einheit im Axialschnitt,

Fig. 2 eine teilweise Querschnittsdarstellung nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3, 4 die Anwendung verschiedener Codierungen,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Kolben- Zylinder-Einheit,

Fig. 6, 7 verschiedene Codierungsformen in teilweiser Darstellung,

Fig. 8 eine Querschnittsdarstellung nach der Linie VIII-VIII in Fig. 5,

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform in teilweiser Axialdarstellung,

Fig. 10 eine Querschnittsdarstellung nach der Linie X-X in Fig. 9,

Fig. 11 den prinzipiellen Aufbau eines Bauteiles zur Herstellung und zum Lesen einer Codierung,

Fig. 12 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel im Axialschnitt.

In Fig. 1 ist eine Kolben-Zylinder-Einheit 1 dargestellt, die sich aus einem Zylinder 2 mit seinem Bodenteil 3 und seinem Deckelteil 4 sowie aus einer Kolbenstange 5 mit einem Kolben 6 zusammensetzt. Die durch das Deckelteil 4 hindurchragende Kolbenstange 5 weist eine zentrale Längsbohrung 7 auf, die sich vom Innenende der Kolbenstange aus erstreckt. In diese Längsbohrung ragt ein beispielsweise rohrförmig ausgebildeter Meßfühler 8 hinein und erstreckt sich bis in den Bereich des Deckelteiles 4, d. h. bis zur einen Endlage der Kolbenstange 5. Der Meßfühler trägt an seinem Innenende einen Meßkopf 9 und ist andererseits im Bodenteil 3 des Zylinders 2 abgedichtet ortsfest montiert. Ferner ist der in die Längsbohrung 7 eintauchende Meßfühler 8 mittels einer Dichtung 10 gegenüber der Längsbohrung abgedichtet. Um eine ungehinderte axiale Bewegung der Kolbenstange 5 zu gestatten, ist der Meßfühler mit Luftausgleichsbohrungen 11 und 12 versehen, damit die Bildung eines Vakuums vermieden wird.

Der Meßkopf 9 des Meßfühlers 8 ist als optischer Sende/Empfängerkopf ausgebildet und wenigstens einmal vorgesehen. Er arbeitet nach dem Auflichtprinzip. Hierzu sind zwei faseroptische Lichtleiter 13 und 14 vorgesehen, die sich von außen in den Meßfühler 8 erstrecken und im Meßkopf 9 enden. Die Lichtleiter 13 und 14 münden in die Seitenwandung des Meßkopfes, so daß die Austrittsflächen der Lichtleiter gegen die Seitenwandung der Längsbohrung 7 gerichtet sind, wie es aus Fig. 1 deutlich zu erkennen ist. Hier sind die Austrittsenden zum besseren Erkennen verdickt gezeichnet.

Die erwähnte Seitenwandung der Längsbohrung 7 der Kolbenstange 5 ist mit einer Codemaske 15 ausgestattet, die im wesentlichen den gesamten Wandungsumfang der Längsbohrung 7 einnimmt (Fig. 2). Es kann nun so vorgegangen werden, daß entweder die Codemaske 15 lichtreflektierend und die Wandung der Längsbohrung 7 lichtabsorbierend ausgebildet ist. Jedoch kann dies auch umkehrt vorgesehen sein. Die Schaffung einer lichtreflektierenden Wandung der Längsbohrung 7 kann durch Verchromung vorgenommen werden.

In den Fig. 3 und 4 sind verschiedene Codierungen dargestellt, die in Verbindung mit der Codemaske 15 verwendet werden können. In Fig. 3 ist z. B. ein üblicher Dual-Code vorgesehen, der in die Maske 15 eingestanzt werden kann. Es kann aber auch ein anderer Code verwendet werden, z. B. der Gray-Code. Gemäß Fig. 4 kann als ein noch weiterer Code ein Inkrementalcode verwendet werden, der schematisch angedeutet ist. Bei Anwendung der erwähnten Codierungen ist es möglich, eine außerordentlich hohe Anzahl von Zwischenstellungen der Kolbenstange zwischen ihren Endstellungen anzusteuern, da die Ablesung der Codezeilen bzw. Codierungen auf engstem Raum erfolgen kann.

Wenn die Breite der Codemasken dem Wandungsumfang der Längsbohrung 7 entspricht und die Codierung entsprechend auf die gesamte Breite der Codemaske aufgeteilt ist, so ist es nicht erforderlich, daß die Kolbenstange 5 an einer Drehbewegung gehindert werden muß. Es muß jedoch sichergestellt sein, daß der Austritts- und Eintrittsbereich der Lichtleiter am Meßkopf 9 so gestaltet ist, daß diese Bereiche in jeder radialen Kolbenstangenstellung die betreffende Codierung ablesen können.

Wenn es erforderlich sein sollte, kann die Codemaske 15 auch mit streifenförmigen Versteifungseinlagen 16 versehen sein, die sich z. B. in Längsrichtung der Codemaske erstrecken (Fig. 4). In solchen Fällen ist es nötig, die Codierung redundant vorzusehen, um bei einer Drehverstellung der Kolbenstange zu sichern, daß mindestens ein Codierungsstreifen abgelesen werden kann. Hierzu ist ein externes ODER-Element (nicht dargestellt) vorgesehen, das die Ablesesignale doppelt empfängt. Wird ein Signal durch eine Versteifungseinlage 16 gestört, so bleibt das andere Signal wirksam. Es muß aber vermieden sein, daß, wenn zwei oder mehrere Versteifungseinlagen vorgesehen werden, beide ODER- Eingänge signallos bleiben.

Die Ein- und Austrittsflächen der Lichtleiter 13 und 14 im Meßkopf 9 können nun so gestaltet sein, daß jeder Codezeile ein Sende/Empfänger-Paar vorgesehen ist. Hierzu kann man nun so vorgehen, daß entweder entsprechend viele Lichtleiter vorgesehen werden, wenn Lichtleiter mit kleinem Durchmesser verwendet werden, oder daß ein dickeres Lichtleiterkabel verwendet wird, das sende- und empfangsseitig entsprechend der Anzahl der gewählten Codezeilen so aufgespalten ist, daß jeder Codezeile ein Sende/Empfänger-Paar zugeordnet ist.

Bei einer derartigen Ausbildung des Meßkopfes 9 ist es auch möglich, mehrere Codierungen in der Codemaske 15 nebeneinander parallel verlaufend vorzusehen, um jeweils verschiedene Aufgaben bei der Kolbenstangenverstellung oder alternativ der Zylinderverstellung zu bewältigen. Es muß dann jedoch dafür gesorgt werden, daß zwischen der Kolbenstange 5 und dem Zylinder 2 keine Relativdrehung erfolgen kann.

In Abänderung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels kann auch so vorgegangen werden, daß die aussendenden und empfangenden Bereiche des Meßkopfes 9 durch Leuchtdioden und Fotozellen gebildet werden, von denen dann elektrische Signalleiter ausgehen und zu einer externen Steuereinrichtung führen.

Zum Betrieb der vorstehend beschriebenen Einheit 1 werden die Anschlüsse A und B entsprechend mit einem Fluid beaufschlagt, dessen Strömung durch die Abtastung der jeweiligen Codierung in der Codemaske 15 mittels des Meßkopfes 9 in Verbindung mit einer externen Steuereinrichtung gesteuert wird. Die Lichtleiter beleuchten zum einen die Codierung und leiten zum anderen die aufgrund der Hell-Dunkel-Erscheinung sich ergebenden Signale der Codierung zum elektrischen Teil der erwähnten Steuereinrichtung, die dann einen Start- oder Stopp-Befehl für das Fluid der Einheit 1 gibt.

Der Aufbau des weiteren Ausführungsbeispieles nach Fig. 5 gleicht in seinen wesentlichen Teilen demjenigen des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1. Ein hauptsächlicher Unterschied besteht jedoch darin, daß die Codierung auf einem anderen Träger vorgesehen ist. Dieser Träger 17 besteht aus einem flachen, länglichen Körper, der im Endbereich der Längsbohrung 7 der Kolbenstange 5 gelagert ist, und zwar in axialer Richtung ortsfest und in radialer Richtung durch Schwenkmöglichkeit beweglich, um Bewegungsunregelmäßigkeiten in radialer Richtung ausgleichen zu können. Hierzu ist ein Sockel 18 fest in der Bohrung 7 gelagert, der die Kugel 19 des Trägers 17 in einer entsprechenden Ausnehmung aufnimmt.

Der Meßkopf 9 des Meßfühlers 8 weist ein Sende/ Empfänger-Paar 13a bzw. 14a auf, das jedoch auf den Träger 17 ausgerichtet ist. Von diesem Paar führen die faseroptischen Lichtleiter 13 und 14 durch den übrigen Meßfühler 8 aus der Einheit 1 zu der bereits erwähnten Steuereinrichtung heraus.

Der Träger 17 ist in einer ersten Alternative zur Ausbildung einer Codierung gestaltet. Hierzu ist er in seiner Längsrichtung mit einer gewünschten Anzahl von Durchbrechungen 17a versehen, die, in Längsrichtung des Trägers betrachtet, mit den zwischen ihnen verbleibenden Bereichen des Trägers als Codierung dienen. Dadurch ist in diesem Fall das Durchlichtprinzip zur Abfragung der Codierung anwendbar. Das im Lichtleiter 13 ankommende Licht wird von dem Sendeteil 13a ausgesandt, und zwar in Richtung auf den Träger bzw. den gegenüberliegenden Empfangsteil 14a des rückleitenden Lichtleiters 14. Als Signalgrundlage wird entweder die Lichtleitung oder die Nichtlichtleitung im rückleitenden Lichtleiter 14 verwendet. Auch mit dieser Ausführungsform ist es möglich, auf der Gesamthublänge der Kolbenstange 5 oder des Zylinders 2 eine außerordentlich hohe Anzahl von Positionen anzusteuern.

In abgeänderter Ausgestaltung des Trägers 17 kann dieser auch ohne die erwähnten Durchbrechungen verwendet werden (Fig. 7). Hierzu wird dann so vorgegangen, daß wenigstens eine Seite des Trägers 17 mit einer Codemaske 15 versehen wird. Weiterhin ist entweder die gewählte Seite des Trägers 17 lichtreflektierend ausgebildet, z. B. durch Verchromung, während die Codemaske 15 lichtabsorbierend ausgestaltet ist. In diesem Fall ist das Sende/Empfänger-Paar 13a bzw. 14a auf einer Seite des Trägers 17 vorgesehen. Durch diese Ausbildung ist wiederum das Auflichtverfahren anwendbar. Alternativ kann auch so vorgegangen werden, daß die entsprechende Trägerseite lichtabsorbierend ist, während die Codemaske 15 lichtreflektierend ist. In weiterer Ausgestaltung kann auch auf der anderen Seite des Trägers 17 eine Codemaske 15a und ein Sende/Empfänger- Paar 13b bzw. 14b vorgesehen werden, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, mehrere Codierungen in einer Einheit 1 vorzusehen. Hierdurch können verschiedene Arbeitsfunktionen von der Einheit 1 aus gesteuert werden.

In weiterer Ausgestaltung des Trägers 17 kann auch so vorgegangen werden, daß dieser mit einem langen Längsschlitz versehen ist (nicht gezeigt) und daß auf einer Seite des Trägers eine den Schlitz überdeckende Codemaske aufgebracht ist. In diesem Fall ist die gesamte Codierung durch die Maske gebildet, und es kann wieder das Durchlichtverfahren angewendet werden.

Das bzw. die Sende/Empfänger-Paare 13a, 14a; 13b, 14b sind sende- und empfangsseitig so ausgestaltet, daß sie die zugehörige Breite der jeweiligen Codemaske insgesamt bescheinen bzw. erfassen. Hierdurch bescheint ein schmales Lichtband die Codemaske in ihrer gesamten Breite bzw. erfaßt die Codierungen, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß sende- und empfangsseitig jeweils nur ein Lichtleiter erforderlich ist.

Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 9, 10 und 11 gezeigt. Der grundsätzliche Aufbau dieses Beispieles gleicht demjenigen des Beispieles nach Fig. 5. Für gleiche Teile gelten daher auch gleiche Bezugsziffern.

Auch bei diesem Beispiel ist innerhalb der Längsbohrung 7 ein länglicher Träger 20 entsprechend im Endbereich der Bohrung 7 wie bereits beschrieben ortsfest gelagert. Dieser Träger kann auch aus einem durchsichtigen Material bestehen, z. B. aus Kunststoff, und ist auf einer Seite mit einem dünnen Metallfilm 21 beschichtet, in welchem sich die vorgesehene Codierung befindet. Der mit dem Metallfilm 21 versehene Träger 20 erstreckt sich axial durch den Meßkopf 9 und durch den Meßfühler 8, wie dies auch bei dem vorstehenden Beispiel der Fall ist.

Der Meßkopf 9 weist ein Laser-Bauteil 22 auf, das dem Metallfilm 21 zugekehrt ist. Von diesem Bauteil 22 führt ein Lichtleiterkabel 23 zu einer externen Steuereinrichtung.

Das Bauteil 22 besteht wenigstens aus einem Lese- Laser, und der Metallfilm 21 dient als Codierungsschicht, in welche die jeweils gewünschte Codierung durch Laserstrahlenbeschuß eingebracht werden kann, was durch einen gesonderten Vorgang außerhalb der Einheit 1 erfolgen kann.

Der Metallfilm 21 bzw. die Codierungsschicht weist eine vertiefte Datenspur 24 auf, welche die gewünschte Codierung in Form von eingebrannten Löchern 24e enthält, die einen Durchmesser von etwa einem Mikrometer aufweisen. Durch eine derartige Programmierung der Datenspur läßt sich eine sehr hohe Packungsdichte erreichen, so daß mit Hilfe des Laserbauteiles 22 ein außerordentlich hohes Auflösungsvermögen erhalten wird, das noch größer ist als dasjenige der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele. Weiterhin können auch mehrere Datenspuren in dem Metallfilm 21 vorgesehen sein, so daß sich mehrere Parallelspuren und damit mehreren Codierzeilen ergeben, mit deren Hilfe es möglich ist, sowohl Funktionsprogramme als auch zusätzliche Kontrollprogramme in der Codierungsschicht vorzusehen. Dadurch wird die Funktionssicherheit und die Anwendbarkeit der in Rede stehenden Einheit 1 noch weiter gesteigert.

Außer der Anwendung eines Lese-Lasers, der bereits als leistungsstarker Halbleiterlaser in der Größe eines Stecknadelkopfes an sich zur Verfügung steht, kann auch so vorgegangen werden, daß ein Schreib- und Lese- Laser verwendet wird. Dies bietet die Möglichkeit, daß eine Programmierung der Codierungsschicht 21 erst unmittelbar am Einsatzort vorgenommen werden kann. Auch in diesem Fall ist es möglich, mehrere Codierungsspuren vorzusehen, denen entsprechend jeweils ein Schreib- und Lese-Laser zugeordnet ist.

In Fig. 11 ist schematisch der Aufbau eines Schreib- und Lese-Lasers gezeigt, der das Bauteil 22 bilden kann. Mit 25 ist das eigentliche Schreiblaserbauteil 25 bezeichnet, dem ein Kollimator 26 folgt, wonach eine optische Spiegeldiode 27 vorgesehen ist. Dieser folgt ein polarisierender Strahlteiler 28, dem schließlich eine Strahlensammellinse 29 nachgeordnet ist. Nach dem Durchlaufen des Laserstrahles durch diese Bauteile trifft er auf die Codierungsschicht 21 des Trägers 20 auf und brennt dort ein Mikroloch 24a ein. Zum Lesen ist ein Lese-Laserbauteil 30 vorgesehen, dem ebenfalls ein Kollimator 31 folgt, der wiederum auf die Spiegeldiode 27 ausgerichtet ist. Ferner ist auf den Strahlenteiler 28 ein Detektor 32 ausgerichtet, dem zunächst eine Sammellinse 33 zugeordnet ist, der dann ein weiterer Kollimator 34 folgt. Die eingezeichneten Pfeile sollen die horizontale und vertikale Polarisierung andeuten. Der Doppelpfeil 35 zeigt die Bewegung des Trägers 20 und damit die Bewegung der Kolbenstange 5 an.

Ein letztes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 12 dargestellt. Auch hier besteht die Einheit 1 aus einem Zylinder 2 mit einem Fußdeckel 3 und einem Kopfdeckel 4, in welch letzterem die Kolbenstange 5 axial gleitet, die an ihrem Innenende den Kolben 6 trägt. Bei diesem Beispiel ist die Sende/Empfänger-Einrichtung im Bereich des Zylinderkopfes 4 vorgesehen, und zwar dadurch, daß die faseroptischen Lichtleiter 13 und 14 in einen Ringraum 36 münden, der direkt an die Kolbenstange 5 angrenzt und zu einem Teil wandungsmäßig von der Kolbenstange begrenzt wird. Der Umfang der Kolbenstange ist mit einer Codierung in Form von lichtreflektierenden und lichtabsorbierenden Zonen 38 bzw. 39 versehen. Zur Ausbildung dieser Codierung kann so vorgegangen werden, daß die durch Verchromung reflektierend ausgebildete Oberfläche der Kolbenstange 5 an den erforderlichen Stellen durch Ätzung so behandelt wird, daß an diesen Stellen eine Lichtabsorption gegeben ist. Alternativ kann auch so vorgegangen werden, daß eine Codiermaske verwendet wird, welche die lichtabsorbierenden Zonen zur Verfügung stellt. Natürlich kann auch hierbei umgekehrt vorgegangen werden.

Der Ringraum 36 muß gegen Verschmutzung geschützt werden, wozu Ringdichtungen 40 und 41 beiderseits des Ringraumes in dem Deckelteil 4 vorgesehen sind und die Kolbenstange 5 umgeben. Sollte eine derartige Abdichtung alleine nicht ausreichen, so sind Reinigungskanäle 42 vorgesehen, die in den Ringraum 36 einmünden und durch welche ein Spülmittel geschickt wird, um eine Spülreinigung des Ringraumes vornehmen zu können.

In einer Abänderung kann auch so vorgegangen werden, daß die Sende/Empfänger-Einrichtung 13, 14, 36 auch in einem gesonderten Gehäuseteil vorgesehen ist, das an den Deckelteil 4 des Zylinders 2 angeflanscht ist.

Aus den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ergibt sich, daß hinsichtlich der Codierung ein außerordentlich hohes Auflösungsvermögen geschaffen und daß die Einheiten durch die Anwendung der vielfach ausgestaltbaren optischen Codierungsabfragung in ihrer Bauweise sehr klein gehalten werden können, da die benötigten optischen Elemente eine miniaturisierte Bauweise ermöglichen.

Claims (9)

1. Meßsystem zum berührungslosen Erfassen von Positionen der Kolbenstange oder des Zylinders einer Kolben-Zylinder-Einheit mit wenigstens einer zu dem Zylinder ortsfest angeordneten, optischen Sende-Empfangs-Einrichtung, die bei Relativbewegung zwischen Kolbenstange und Zylinder wenigstens eine für die optische Abfragung geeignete Codierung der Einheit abfragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung in an sich bekannter Weise an der Kolbenstange vorgesehen ist, daß die optische Sende-Empfangs-Einrichtung (13, 14; 13a, 14a; 22) im Innern des Zylinders (2) der Codierung der Kolbenstange (5) unmittelbar gegenüberliegend vorgesehen ist und aus von außerhalb des Zylinders (2) zu ihrer Abfragestelle führenden faseroptischen Lichtleitern (13, 14) besteht.

2. Meßsystem nach Anspruch 1, bei dem ein ortsfester Meßfühler in eine Längsbohrung der relativ zu ihm axial beweglichen Kolbenstange hineinragt und an der Wandung der Längsbohrung eine Codierung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung aus einer Codemaske (14) besteht und daß die Codemaske lichtreflektierend und die Wandung der Längsbohrung (7) der Kolbenstange (5) lichtabsorbierend ist bzw. umgekehrt.

3. Meßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Codemaske (15) mit längsverlaufenden Versteifungseinlagen (16) versehen ist.

4. Meßsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein und dieselbe Codierung doppelt vorgesehen ist, daß die Sende/Empfangs- Einrichtung (9) so ausgebildet ist, daß wenigstens eine Codezeile ein und derselben Codierung abgefragt wird, und daß die beiden Codezeilen gleicher Codierung durch ein ODER-Element verknüpft sind.

5. Meßsystem nach Anspruch 1, bei dem ein hohler Meßfühler in eine Längsbohrung der relativ zu ihm axial beweglichen Kolbenstange hineinragt und bei dem im Bodenbereich der Längsbohrung ein länglicher Codierungsträger ortsfest gelagert ist, der sich axial in den Meßfühler erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (17) mit wenigstens einer Codemaske (15) versehen und lichtreflektierend ist, während die Maske lichtabsorbierend ist bzw. umgekehrt, oder daß der Träger (17) einen langen Schlitz aufweist und auf einer Seite mit einer den Schlitz überdeckenden Codemaske versehen ist.

6. Meßsystem nach Anspruch 1, bei dem ein hohler Meßfühler in eine Längsbohrung der relativ zu ihm axialbeweglichen Kolbenstange hineinragt und bei dem im Bodenbereich der Längsbohrung ein länglicher Codierungsträger ortsfest gelagert ist, der sich axial in den Meßfühler erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (17) in Richtung seiner Längserstreckung durchbrochen ausgebildet ist und daß die Durchbrechung (17a) in Verbindung mit den dazwischen befindlichen undurchbrochenen Trägerbereichen wenigstens einen Code bildet.

7. Meßsystem nach Anspruch 2, bei dem im Bodenbereich der Längsbohrung ein Codierungsträger ortsfest gelagert ist, der sich axial in den hohl ausgebildeten Meßfühler erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Codierungsträger (20) mit einer durch Laserstrahlenbeschluß programmierbaren Codierungsschicht (21) versehen ist und daß der Meßfühler (8) mit wenigstens einem Lese-Laser bestückt ist.

8. Meßsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (22) des Meßfühlers (8) weiter mit Schreib- und Lese-Lasern versehen ist.

9. Meßsystem nach Anspruch 1, bei dem die Sende-Empfangs-Einrichtung im Bereich des Zylinderkopfes vorgesehen ist und der Umfang der Kolbenstange eine Codierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung aus lichtreflektierenden und lichtabsorbierenden Zonen (38, 39) der Kolbenstange (5) besteht und daß die Sende-Empfangs-Einrichtung einen die Kolbenstange (5) umgebenden Ringraum (36) aufweist, in den die faseroptischen Lichtleiter (13, 14) und ferner Reinigungskanäle (42) einmünden.