EP0775835A2

EP0775835A2 - Positionserfassungsvorrichtung

Info

Publication number: EP0775835A2
Application number: EP96113214A
Authority: EP
Inventors: Kurt Dr. Stoll; Michael Streck
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1995-11-22
Filing date: 1996-08-17
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2016-08-17
Also published as: DE59608134D1; EP0775835B1; EP0775835A3; DE29518539U1

Abstract

Es wird eine Positionserfassungsvorrichtung zur Erfassung mehrerer Relativpositionen zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen (2, 3) vorgeschlagen. Sie umfaßt eine an dem einen der beiden Bauteile (2) festgelegte Sensoreinrichtung (8), die mindestens einen mit einer Auswerteeinrichtung (12) verbundenen Signalleiter und wenigstens zwei Sensoreinheiten (38) aufweist. Mehrere Sensoreinheiten (38) sind gleichzeitig wenigstens einem Signalleiter derart gemeinsam zugeordnet, daß zur Übertragung der bei Betätigung dieser Sensoreinheiten (38) entstehenden Sensorsignale zur Auswerteeinrichtung (12) jeweils die gleichen Signalleiter genutzt werden. Jede Sensoreinheit (38) ist mit einer Codiereinrichtung ausgestattet, die ein charakteristisches Codiersignal hervorrufen kann, anhand dessen die Auswerteeinrichtung (12) die betreffende Sensoreinheit (38) erkennt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Positionserfassungsvorrichtung zur Erfassung mehrerer Relativpositionen zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen, mit einer an dem einen der beiden Bauteile festgelegten oder festlegbaren Sensoreinrichtung, die eine Signalleiteranordnung mit mindestens einem mit einer Auswerteeinrichtung verbundenen Signalleiter und wenigstens zwei in Arbeitsstellungen an unterschiedlichen Längspositionen der Signalleiteranordnung positionierbare und in den Arbeitsstellungen jeweils mit mindestens einem Signalleiter der Signalleiteranordnung kontaktierte, einen Sensor enthaltende Sensoreinheiten aufweist.
Eine Positionserfassungsvorrichtung dieser Art geht aus der DE 39 23 063 C2 hervor. Sie umfaßt eine Signalleiteranordnung mit einer Mehrzahl von als Leiterbahnen ausgebildeten Signalleitern, die am Umfang des Gehäuses eines Arbeitszylinders angeordnet sind. Mit sogenannten Reed-Schaltern ausgestattete Sensoreinheiten sind stufenlos in unterschiedlichen Arbeitsstellungen längs der Signalleiteranordnung positionierbar, wobei sie jeweils mit zwei Signalleitern kontaktiert sind, die zu einer Auswerteeinrichtung führen. Bei Betätigung eines Sensors, beispielsweise durch ein am Kolben des Arbeitszylinders angeordnetes Betätigungselement, wird ein Stromkreis geschlossen, so daß ein Sensorsignal entsteht, das sich für weitere Steuerungsvorgänge verwenden läßt.
Die bekannte Sensoreinrichtung ist insofern noch etwas aufwendig, als bei Verwendung einer größeren Anzahl von Sensoren eine entsprechend große Anzahl von Signalleitern erforderlich ist. Daraus resultiert wiederum eine große Anzahl von Steckverbindungen im Signalleiterverlauf zur Auswerteeinrichtung, bei denen mit der Zeit Funktionsbeeinträchtigungen auftreten können.
Zur Reduzierung des Verkabelungsaufwandes wurde in der DE 32 40 351 A1 bereits vorgeschlagen, eine Vielzahl von Sensoren mit einer Reihenschaltung von Widerständen zu kombinieren, so daß sich eine Widerstandskette ergibt und anhand des gemessenen Widerstandes auf den erregten Sensor und somit die Relativposition der bewegten Bauteile geschlossen werden kann. Bei dieser Positionserfassungsvorrichtung ist allerdings die Arbeitsstellung der einzelnen Sensoren nicht veränderbar. Für jeden Einsatzzweck bedarf es einer speziell ausgelegten Sensoreinrichtung. Werden zusätzliche Sensoren benötigt, um weitere Relativpositionen abzufragen, muß die Sensoreinrichtung durch eine entsprechend angepaßte ersetzt werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positionserfassungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei reduzierter Anzahl der erforderlichen Signalleiter den Betrieb mit einer variablen Anzahl von Sensoren ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß mehrere Sensoreinheiten gleichzeitig wenigstens einem Signalleiter der Signalleiteranordnung derart gemeinsam zugeordnet sind, daß zur Übertragung der bei Betätigung eines Sensors dieser Sensoreinheiten entstehenden Sensorsignale zur Auswerteeinrichtung jeweils die gleichen Signalleiter genutzt werden, und daß jede dieser mehreren Sensoreinheiten mit einer Codiereinrichtung ausgestattet ist, die bei Betätigung des zugeordneten Sensors ein für diesen charakteristisches Codiersignal hervorruft, anhand dessen die Auswerteeinrichtung den betätigten Sensor erkennt.
Auf diese Weise besteht weiterhin die Möglichkeit, Sensorsignale über fest installierte Signalleiter an die Auswerteelektronik zu übertragen und auf einzelne Kabelverbindungen zu verzichten. Darüber hinaus läßt sich eine variable Anzahl von Sensoren mit einer nur geringen Anzahl von Signalleitern anschließen. Die vorhandenen Signalleiter werden zur Übertragung der Sensorsignale mehrerer Sensoreinheiten verwendet, so daß die Hinzufügung einer weiteren Sensoreinheit keine Änderung an der Signalleiteranordnung bedingt. Zur Identifikation des jeweils betätigten Sensors verfügt jede Sensoreinheit über eine Codiereinrichtung, die bei Betätigung des Sensors ein charakteristisches Codiersignal hervorruft, das die Auswerteeinrichtung auswerten und somit auf den betätigten Sensor schließen kann. Da jeder Sensoreinheit ihre eigene Codiereinrichtung zugeordnet ist, ist das System sehr flexibel und kann, bei entsprechender Auslegung der Auswerteeinrichtung, mit einer beliebigen Anzahl von Sensoren ausgerüstet werden, die sich darüber hinaus variabel längs der in der Regel linear verlaufenden Signalleiteranordnung positionieren läßt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Besteht das mit der Sensoreinrichtung bestückte Bauteil wenigstens teilweise aus elektrisch leitendem Material, genügt prinzipiell ein Signalleiter, da die Rückführung der Sensorsignale über das Bauteil selbst erfolgen kann. Nicht immer ist jedoch gewünscht oder zulässig, das Bauteil selbst zur Signalübertragung heranzuziehen. Aus diesem Grunde und auch zur Verbesserung der Funktionssicherheit wird daher als empfehlenswert angesehen, die Signalleiteranordnung mit mehreren, insbesondere mit genau zwei Signalleitern zu versehen, die gleichzeitig mehreren Sensoreinheiten zugeordnet sind.
Bevorzugt ist eine jeweilige Codiereinrichtung als Widerstandseinrichtung ausgebildet, die bei Betätigung des zugeordneten Sensors einen bestimmten elektrischen Widerstand hervorruft, der sich von der angeschlossenen Auswerteeinrichtung als Codiersignal auswerten läßt. Beispielsweise kann ein jeweiliger Sensor als Reed-Schalter oder sonstiges magnetfeldempfindliches Element ausgebildet sein, dem ein Ohmscher Widerstand in Reihe geschaltet wird, wobei die Ohmschen Widerstände der verschiedenen Sensoreinheiten unterschiedlich sind. In Abhängigkeit vom erregten Sensor ergibt sich somit ein ganz bestimmter elektrischer Widerstand, der sich beispielsweise über die Messung der Stromstärke in der Auswerteeinrichtung erfassen läßt und als Codiersignal dient, das die zuordnungsrichtige Identifikation des zugeordneten betätigten Sensors ermöglicht.
Die Signalleiter und die Sensoreinheiten sind zweckmäßigerweise in einem Schutzgehäuse untergebracht, das eine Beschädigung und Verschmutzung der empfindlichen Teile verhindert. Es besteht zweckmäßigerweise aus elektrisch isolierendem Material, so daß es ohne besondere Isoliervorkehrungen an dem einen der sich relativ zueinander bewegenden Bauteile festlegen läßt.
Um die Arbeitsstellungen der Sensoreinheiten nach Bedarf einstellen zu können, verfügt das Schutzgehäuse zweckmäßigerweise über einen unter Abdichtung aufgesetzten, abnehmbaren Deckel, der sich zumindest annähernd über die gesamte Schutzgehäuselänge erstreckt und das Gehäuse-Innere im abgenommenen Zustand gut zugänglich macht.
Die Positionserfassungsvorrichtung eignet sich sehr gut zum Einsatz im Zusammenhang mit Linearantrieben aller Art, insbesondere bei fluidbetätigten Arbeitszylindern, auch solchen kolbenstangenloser Art, wobei der einfache Aufbau auch Nachrüstungen möglich macht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1: einen als fluidbetätigter Arbeitszylinder ausgebildeten Linearantrieb, der mit einer Positionserfassungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Bauart ausgestattet ist,
Fig. 2: die Positionserfassungsvorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößerter Explosionsdarstellung,
Fig. 3: einen Querschnitt durch die Positionserfassungsvorrichtung gemäß Schnittlinie III-III aus Fig. 2 und 4,
Fig. 4: einen Ausschnitt der Positionserfassungsvorrichtung im Längsschnitt gemäß Schnittlinie IV-IV aus Fig. 3 und
Fig. 5: einen bevorzugten Schaltungsaufbau der Positionserfassungsvorrichtung in schematischer Darstellungsweise.

Die Fig. 1 zeigt einen Linearantrieb 1 in Gestalt eines fluidbetätigten Arbeitszylinders, insbesondere eines Pneumatikzylinders. Er besitzt ein Gehäuse 2, in dem ein Kolben 3 axial bewegbar angeordnet ist, wobei der Antrieb in an sich bekannter Weise über nicht näher dargestellte Druckmittelanschlüsse erfolgt, die mit dem den Kolben 3 enthaltenden Zylinderraum kommunizieren. An dem Kolben 3 ist eine Kolbenstange 4 angeordnet, die aus dem Gehäuse 2 herausragt.
Unmittelbar an das Gehäuse 2 ist eine Ventileinrichtung 5 angesetzt, über die die Druckbeaufschlagung des Kolbens 3 und dadurch dessen sowie die Linearbewegung der Kolbenstange 4 bedarfsgemäß hervorgerufen wird.
Eine ebenfalls an den Linearantrieb 1 angesetzte, beispielsgemäß an der Ventileinrichtung 5 festgelegte Steuerelektronik 6 steuert die Betriebsweise der Ventileinrichtung 5. Sie kann ein eigenes Steuerprogramm enthalten, ist jedoch zweckmäßigerweise über ein Verbindungskabel 10 an eine übergeordnete Steuereinrichtung angeschlossen, die den Betrieb mehrerer Linearantriebe 1 und sonstige Komponenten koordinieren kann.
Der Linearantrieb 1 ist mit einer Positionserfassungsvorrichtung 7 ausgestattet. Sie ermöglicht die Erfassung bestimmter Relativpositionen zwischen dem Gehäuse 2 und dem Kolben 3. Sie umfaßt eine beim Ausführungsbeispiel außen am Gehäuse 2 des Linearantriebes 1 festgelegte Sensoreinrichtung 8 und eine daran angeschlossene elektronische Auswerteeinrichtung 12. Letztere kommuniziert über ein Verbindungskabel 11 mit der Steuerelektronik 6.
Die Sensoreinrichtung 8 des Ausführungsbeispiels umfaßt ein Schutzgehäuse 13, das im Hubbereich des Kolbens 3 außen an dem Gehäuse 2 lösbar festgelegt ist. Es hat Längserstreckung und ist parallel zur Längsachse 14 des Gehäuses 2 ausgerichtet. Um eine exakt parallele Ausrichtung zu ermöglichen, ist an einem Gehäuse-Unterteil 15 des Schutzgehäuses 13 eine rippenartig erhaben ausgebildete, längsverlaufende Befestigungsschiene 16 vorgesehen. Sie greift formschlüssig in eine längsseits offene Befestigungsnut 17 am Außenumfang des Gehäuses 2 ein. Die beispielsgemäße Befestigungsnut 17 ist nach Art einer T-Nut ausgebildet und die Befestigungsschiene stirnseitig eingeschoben. Die einander hintergreifenden Abschnitte verhindern ein Abnehmen des Schutzgehäuses 13 durch den Nuthals 18 der Befestigungsnut 17 hindurch.
Das Schutzgehäuse 13 wird vervollständigt durch einen Gehäusedeckel 22, der im montierten Zustand eine längsseitige, dem Gehäuse 2 radial abgewandte Gehäuseöffnung 23 verschließt, über die bei abgenommenem Gehäusedeckel 22 ein im Innern des Schutzgehäuses 13 ausgebildeter Sensoraufnahmeraum 24 zugänglich ist.
Das Schutzgehäuse 13 hat zweckmäßigerweise leistenförmige Gestalt mit kastenförmigem Aufbau. Die stirnseitigen Öffnungen sind durch Abschlußelemente 25, 25' verschlossen. Über das eine, beispielsgemäß das vordere Abschlußelement 25, ist das Schutzgehäuse 13 einenends fest mit dem Gehäuse 2 des Linearantriebes 1 verbunden, wobei eine im einzelnen nicht näher dargestellte Nutensteinverbindung 26 zur Anwendung kommen kann, an der die Befestigungsnut 17 beteiligt ist.
Das entgegengesetzte, beim Ausführungsbeispiel rückseitige Abschlußelement 25' bildet lediglich eine Zwischenwand, an die sich die beim Ausführungsbeispiel ein blockähnliches Gehäuse aufweisende Auswerteeinrichtung 12 anschließt. Letztere ist über Befestigungsschrauben 27 mit dem Schutzgehäuse 13 stirnseitig verschraubt, wobei das plattenähnliche Abschlußelement 25' dazwischen eingespannt ist. Vergleichbare Befestigungsschrauben 27 dienen zur Fixierung des vorderseitigen Abschlußelements 25 am Schutzgehäuse 13. Indem auch die Auswerteeinrichtung 12 beispielsweise über eine Nutensteinverbindung 26' am Gehäuse 2 des Linearantriebes 1 festgelegt ist, ergibt sich eine sichere, gehäusefeste Fixierung der Sensoreinrichtung 8, die hier mit der Auswerteeinrichtung 12 praktisch eine Baueinheit bildet.
Wenn die Auswerteeinrichtung 12 unmittelbar an das Schutzgehäuse 13 angesetzt ist, kann sie als Abschlußelement fungieren, so daß sich ein zusätzliches zwischengefügtes Teil 25' erübrigt.
Um ein Eindringen von Schmutz in den Sensoraufnahmeraum 24 zu verhindern, sind an den beiden Abschlußelementen 25, 25' Axialvorsprünge 28 vorgesehen, die, eventuell mit Dichtungen versehen, stirnseitig in den Sensoraufnahmeraum 24 eingreifen und zweckmäßigerweise auch eine Zentrierung zwischen den Abschlußelementen 25, 25' und dem Schutzgehäuse 13 bewirken.
Wie aus Fig. 3 näher hervorgeht, ist der Gehäusedeckel 22 zweckmäßigerweise im Rahmen einer lösbaren Rastverbindung 32 am Gehäuse-Unterteil 15 festgelegt. Um eine dichte Verbindung zu schaffen, sind in den Sensoraufnahmeraum 24 im Gehäuse-Unterteil 15 längsseits zwei Dichtleisten 33 eingesetzt, die im Bereich der Gehäuseöffnung 23 über einander zugewandte flexible Dichtlippen 34 verfügen, die von innen gegen den aufgesetzten Gehäusedeckel 22 anliegen. Bei abgenommenem Gehäusedeckel 22 stehen die Dichtlippen 34 gemäß strichpunktierter Darstellung 31 ein Stück weit aus der Gehäuseöffnung 23 hervor, so daß sie beim Aufsetzen des Gehäusedeckels 22 von diesem nach innen umgebogen werden und auf Grund ihrer Gummielastizität bei fixiertem Gehäusedeckel 22 mit einem gewissen Druck gegen dessen Innenseite angepreßt werden.
In dem Sensoraufnahmeraum 24 ist eine aus mehreren Signalleitern 35 bestehende Signalleiteranordnung und eine Mehrzahl von Sensoreinheiten 38 aufgenommen. Beispielsgemäß sind genau zwei Signalleiter 35 vorhanden, die mit Abstand parallel zueinander angeordnet sind und parallel zur Längsachse 14 des Linearantriebes 1 verlaufen. Sie erstrecken sich in Längsrichtung des Schutzgehäuses 13, wobei sie am vorderen Gehäuseende frei enden, während sie am rückwärtigen Gehäuseende im Rahmen einer Steckverbindungseinrichtung 36 elektrisch an die Auswerteeinrichtung 12 angeschlossen sind.
Die Signalleiter 35 sind vorzugsweise als Leiterbahnen konzipiert. Beim Ausführungsbeispiel sind sie über einen Teil ihres Umfanges elektrisch isoliert in jeweils eine der beiden Dichtleisten 33 der Sensoreinrichtung 8 eingebettet und fixiert. Ihr nicht bedeckter, beispielsgemäß leicht erhaben über die Dichtleisten 33 herausragender Kontaktabschnitt 37 erstreckt sich über die gesamte Länge des Schutzgehäuses 13 beziehungsweise die Länge des im Betrieb möglichen Hubes des Kolbens 3 des Linearantriebes 1. Bei den Signalleitern 35 handelt es sich zweckmäßigerweise um Metalldrähte.
Die schon erwähnten Sensoreinheiten 38 verfügen über einen aus Fig. 3 und 4 gut ersichtlichen Halter 42. Über diesen Halter 42 sind sie an dem Schutzgehäuse 13 längsverschieblich gelagert und in beliebiger Längsposition lösbar festklemmbar. Der Kalter 42 ist über einen insbesondere einstückig angeformten Lagerfuß 43 längsverschieblich in einer am Grund des Sensorraumes 24 ausgebildeten, längsverlaufenden Befestigungsvertiefung 44 längsverschieblich geführt aufgenommen. Die Befestigungsvertiefung 44 ragt zweckmäßigerweise in die Befestigungsschiene 16 des Schutzgehäuses 13 hinein und kommt somit innerhalb der Befestigungsnut 17 relativ nahe dem Umfangsbereich des den Kolben 3 aufnehmenden Zylinderraumes 9 zu liegen. Eine an dem Halter 42 vorgesehene Befestigungseinrichtung 45 ermöglicht in jeder beliebigen, nachfolgend als Arbeitsstellung bezeichneten Längsposition der Sensoreinheit 38 eine gehäusefeste Fixierung. Sie arbeitet beim Ausführungsbeispiel mit der Befestigungsvertiefung 44 zusammen und verfügt über einen in dieser laufenden Nutenstein 46, der sich über eine bei abgenommenem Gehäusedeckel 22 von außen her zugänglichen Klemmschraube 47 mit den Wänden der Befestigungsvertiefung 44 verspannen läßt.
Eine jeweilige Sensoreinheit 38 verfügt über einen Sensor 48, der zweckmäßigerweise als magnetfeldempfindliches Element ausgebildet ist und bei dem es sich im Falle des Ausführungsbeispiels um einen sogenannten Reed-Schalter handelt. Der Sensor 48 wird betätigt, wenn er in den Einfluß eines Magnetfeldes gerät. Dieses Magnetfeld stammt beim Ausführungsbeispiel von einem Permanentmagneten 49, der fest mit dem Kolben 3 verbunden ist. Beim Ausführungsbeispiel genügt ein relativ schwacher Permanentmagnet 49, weil der Sensor 48 in dem Lagerfuß 43 des Halters 42 und somit in unmittelbarer Nähe des Zylinderraumes 9 beziehungsweise des am Kolben 3 festgelegten Permanentmagneten 49 plaziert ist. Das Gehäuse 2 des Linearantriebes 1 besteht zweckmäßigerweise aus nicht-ferromagnetischem Material, um das Magnetfeld nicht negativ zu beeinflussen.
Bei dergestalt berührungsloser Betätigung eines Sensors 48 gelangt ein Sensorsignal über die Signalleiter 35 zur Auswerteeinrichtung 12. Die Verbindung zwischen einer jeweiligen Sensoreinheit 38 und den Signalleitern 35 stellen Kontaktelemente 53 her, die an der Sensoreinheit 38 mit dieser bewegbar festgelegt sind und bei montierter Sensoreinheit 38 an den Kontaktabschnitten 37 der beiden Signalleiter 35 anliegen. Es handelt sich zweckmäßigerweise um federnde Kontaktelemente, die insbesondere als Schleifkontakte ausgebildet sind, so daß sie beim Verstellen einer Sensoreinheit 38 in Längsrichtung am jeweils zugeordneten Signalleiter 35 entlanggleiten.
Die beiden beim Ausführungsbeispiel vorhandenen Signalleiter 35 sind wirkungsmäßig gleichzeitig allen vorhandenen Sensoreinheiten 38 zugeordnet, wobei das Ausführungsbeispiel über vier axial aufeinanderfolgend angeordnete Sensoreinheiten 38 verfügt. Jede Sensoreinheit 38 verfügt über zwei Kontaktelemente 53, die jeweils mit dem einen der beiden Signalleiter 35 in elektrischer Kontaktverbindung stehen. Im Betrieb des Linearantriebes 1 werden im Laufe eines Hubes die Sensoren 48 der vorhandenen Sensoreinheiten 38 nacheinander betätigt. Da die beiden Sensoranschlüsse 54 jeweils mit einem der beiden Kontaktelemente 53 verbunden sind, schließt ein jeweils betätigter Sensor 48 einen Stromkreis mit der Auswerteeinrichtung 12, woraus ein Sensorsignal resultiert, das dazu verwendet werden kann, angeschlossene Einrichtungen zu betätigen, beispielsweise die zugeordnete Ventileinrichtung 5.
Indem den vorhandenen Sensoreinheiten 38 gleichzeitig die gleichen Signalleiter 35 zur Übertragung der Sensorsignale zugeordnet sind, ergibt sich ein geringer baulicher Aufwand. Eine beliebige Nachrüstung mit weiteren Sensoreinheiten 38 ist möglich, ohne an der Signalleiteranordnung irgend welche Änderungen vornehmen zu müssen. Auch die weiteren Sensoreinheiten 38 profitieren von der Mehrfachnutzung der vorhandenen Signalleiter 35.
Da alle Sensorsignale über die gleichen Signalleiter 35 laufen, sind weitere Maßnahmen getroffen, um eine Identifikation des jeweils betätigten Sensors 48 zu ermöglichen. Diese Maßnahmen bestehen darin, daß jede Sensoreinheit 38 mit einer Codiereinrichtung 55 ausgestattet ist, die bei Betätigung des zugeordneten Sensors ein für diesen Sensor charakteristisches Codiersignal hervorruft, anhand dessen die Auswerteeinrichtung 12 den betätigten Sensor 48 erkennen kann.
Die Codiereinrichtungen 55 bestehen beim Ausführungsbeispiel aus Widerstandseinrichtungen 56, die wenigstens ein elektrisches Widerstandselement enthalten. Wie die schematische Schaltungsdarstellung der Fig. 5 zeigt, ist die Widerstandseinrichtung 56 bevorzugt in Reihe mit dem zugeordneten Sensor 48 geschaltet. Jede Widerstandseinrichtung 56 besitzt einen bestimmten elektrischen Widerstand, wobei sich die elektrischen Widerstände der verschiedenen Widerstandseinrichtungen 56 voneinander unterscheiden. Die Widerstandswerte sind in der Auswerteeinrichtung 12 gespeichert.
Wenn keiner der Sensoren 48 erregt ist, beträgt der elektrische Widerstand unendlich, da die beiden Signalleiter 35 nicht verbunden sind. Wird hingegen einer der Sensoren 48 betätigt, so ergibt sich über die zugeordnete Sensoreinheit 38 eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Signalleitern 35, wobei der elektrische Widerstand der zugeordneten Widerstandseinrichtung 56 wirksam und von der Auswerteeinrichtung 12 erfaßt wird. Durch Vergleich mit den gespeicherten Widerstandswerten ist eine zweifelsfreie Zuordnung des Sensorsignals zu dem erregten Sensor 48 möglich. Der bei Betätigung eines jeweiligen Sensors hervorgerufene elektrische Widerstand bildet somit praktisch das Codiersignal für die Auswerteeinrichtung 12 zur Identifikation des erregten Sensors 48.
Anstelle einer Serienschaltung wäre es auch denkbar, die Widerstandseinrichtung 56 einer jeweiligen Sensoreinheit 38 dem zugeordneten Sensor 48 parallelzuschalten. In diesem Falle liegt bei unbetätigten Sensoren der resultierende Parallelwiderstand aller Widerstandseinrichtungen 56 an. Wird anschließend einer der Sensoren betätigt, ruft dies ebenfalls einen bestimmten Widerstandswert hervor, der zur Identifikation herangezogen werden kann.
In Abhängigkeit vom erregten Sensor 48 erzeugt die Auswerteeinrichtung 12 bestimmte Steuersignale für nachgeordnete Einrichtungen, beispielsweise für die Ventileinrichtung 5. Die Steuersignale können allerdings über die eventuell zugeordnete Steuerelektronik 6 zunächst an die übergeordnete Koordinationssteuerung gelangen. Die ausgehenden Steuersignale 57 können nach Bedarf im Rahmen eines parallelen, vorzugsweise jedoch im Rahmen eines seriellen Datenbusses weitergegeben werden.

Claims

Positionserfassungsvorrichtung zur Erfassung mehrerer Relativpositionen zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen (2, 3), mit einer an dem einen der beiden Bauteile (2) festgelegten oder festlegbaren Sensoreinrichtung (8), die eine Signalleiteranordnung mit mindestens einem mit einer Auswerteeinrichtung (12) verbundenen Signalleiter (35) und wenigstens zwei in Arbeitsstellungen an unterschiedlichen Längspositionen der Signalleiteranordnung (35) positionierbare und in den Arbeitsstellungen jeweils mit mindestens einem Signalleiter (35) der Signalleiteranordnung kontaktierte, einen Sensor (48) enthaltende Sensoreinheiten (38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensoreinheiten (38) gleichzeitig wenigstens einem Signalleiter (35) der Signalleiteranordnung derart gemeinsam zugeordnet sind, daß zur Übertragung der bei Betätigung eines Sensors (48) dieser Sensoreinheiten (38) entstehenden Sensorsignale zur Auswerteeinrichtung (12) jeweils die gleichen Signalleiter (35) genutzt werden, und daß jede dieser mehreren Sensoreinheiten (38) mit einer Codiereinrichtung (55) ausgestattet ist, die bei Betätigung des zugeordneten Sensors (48) ein für diesen charakteristisches Codiersignal hervorruft, anhand dessen die Auswerteeinrichtung (12) den betätigten Sensor (48) erkennt.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleiteranordnung mehrere parallel und im Abstand nebeneinander verlaufende Signalleiter (35) aufweist, die den Sensoreinheiten (38) zur Signalübertragung gemeinsam zugeordnet sind.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleiteranordnung ausschließlich zwei parallel und im Abstand nebeneinander verlaufende Signalleiter (35) aufweist, die den Sensoreinheiten (38) zur Signalübertragung gemeinsam zugeordnet sind.
Positionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine jeweilige Codiereinrichtung (55) als Widerstandseinrichtung (56) ausgebildet ist, die bei Betätigung des zugeordneten Sensors (48) einen von der angeschlossenen Auswerteeinrichtung (12) als Codiersignal auswertbaren bestimmten elektrischen Widerstand hervorruft.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandseinrichtung (56) mit dem zugeordneten Sensor (48) in Reihe geschaltet ist.
Positionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeweiliger Sensor (48) als magnetfeldempfindliches Element, beispielsweise als sogenannter Reed-Schalter, ausgebildet ist.
Positionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleiter (35) der Signalleiteranordnung als Leiterbahnen ausgebildet sind, die über insbesondere als Schleifkontakte ausgebildete Kontaktelemente (53) einer jeweiligen Sensoreinheit (38) abgreifbar sind.
Positionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (8) ein Schutzgehäuse (13) umfaßt, das an dem einen der zwei Bauteile (2) festlegbar ist, und das die Signalleiteranordnung (35) und die zugeordneten Sensoreinheiten (38) aufnimmt.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgehäuse (13) eine Befestigungsschiene (16) aufweist, über die es in einer Befestigungsnut (17) des zugeordneten Bauteils (2) lösbar festlegbar ist.
Positionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgehäuse (13) längsseits über einen zum Einstellen der Arbeitsstellung der Sensoreinheiten (38) abnehmbaren Gehäusedeckel (22) verfügt, der bei geschlossenem Schutzgehäuse (13) mit am Gehäuse-Unterteil (15) festgelegten Dichtlippen (34) zusammenarbeitet.
Positionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheiten (38) über einen Lagerfuß (43) verfügen, mit dem sie in einer nutartigen Befestigungsvertiefung (44) im Schutzgehäuse (13) fixiert sind, die zweckmäßigerweise in die Befestigungsschiene (16) hineinragt.
Positionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (8) und die Auswerteeinrichtung (12) eine fest miteinander verbundene Baueinheit bilden.
Positionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den beiden relativ zueinander bewegbaren Bauteilen um das Gehäuse (2) und das Antriebsteil (3) eines insbesondere fluidbetätigten Linearantriebes (1) handelt, wobei die Sensoreinrichtung (8) zweckmäßigerweise am Außenumfang des Gehäuses (2) festgelegt ist und das Antriebsteil (3) einen Permanentmagneten (49) zur Sensorbetätigung aufweisen kann.