具有活塞位置检测单元和准直器的活塞-缸单元的制作方法

1.本发明涉及一种活塞-缸单元，其具有缸、可轴向运动地支承在缸中的活塞和活塞位置检测单元，该活塞位置检测单元检测活塞在缸中的轴向位置。
2.这种活塞-缸单元尤其用在工作机械、建筑机械、农业机械、海洋机械和机械制造中。尤其涉及液压式活塞-缸单元。
3.活塞在缸中的位置在此大多用于达到与活塞间接连接的工具的限定位态并且因此被求取。


背景技术：

4.由德国专利文献de 10 2016 120 665 b3已知一种活塞-缸单元，该活塞-缸单元具有缸、在缸中可轴向运动地支承的活塞和检测活塞在缸中的轴向位置的活塞位置检测单元。在图9所示的实施方式中，活塞位置检测单元布置在装配孔中，该装配孔在缸中径向延伸并且具有透镜。为了使射束转向设置有反射镜，该反射镜使进入和离开的雷达辐射转向。
5.由德国实用新型de 20 2014 001 604 u1已知一种活塞-缸单元，其具有缸、在缸中可轴向运动支承的活塞和活塞位置检测单元，该活塞位置检测单元借助高频技术检测活塞在缸中的轴向位置。
6.由美国专利申请us 2013/0312601 a1已知一种活塞-缸单元，其具有缸、在缸中可轴向运动支承的活塞和活塞位置检测单元，该活塞位置检测单元借助高频技术检测活塞在缸中的轴向位置。
7.由国际专利申请wo 03/069269 a2已知一种活塞-缸单元，其具有缸、在缸中可轴向运动支承的活塞和活塞位置检测单元，该活塞位置检测单元借助高频技术检测活塞在缸中的轴向位置。活塞位置检测单元具有耦和探针、保持系统和波导体，它们布置在活塞-缸单元的缸头中的多个轴向孔中。
8.在工作机械的液压式活塞-缸单元的现有技术中，活塞位置检测单元是周知的，所述活塞位置检测单元借助磁致伸缩的传感器检测活塞在缸中的轴向位置。这种磁致伸缩传感器的结构在技术上相对复杂且昂贵。
9.由欧洲专利申请ep 1 752 792 a1已知一种具有微波天线组件的距离测量装置。
10.由德国专利申请de 10 2016 106 747 a1已知一种用于液压缸的波导体-耦合装置和位置传感器装置。


技术实现要素：

11.本发明的任务在于提供一种活塞-缸单元，利用该活塞-缸单元能够以很小的结构耗费精确地检测活塞在缸中的轴向位置。
12.本发明涉及一种活塞-缸单元，其具有缸、可轴向运动地支承在缸中的活塞和活塞位置检测单元。活塞-缸单元具有纵向中轴线，活塞沿着该纵向中轴线可轴向运动地支承。缸具有在缸中径向延伸的装配孔，活塞位置检测单元布置在该装配孔中。活塞位置检测单
元用于借助高频技术检测活塞在缸中的轴向位置并且为此具有用于发送和接收高频信号的天线。在天线的射束路径中布置有准直器。天线具有平行于纵向中轴线延伸的主辐射方向。
13.本发明还涉及一种活塞位置检测单元，用于检测活塞在活塞-缸单元的缸中的位置。活塞位置检测单元具有壳体，该壳体柱形地构造并且具有纵向中轴线。活塞位置检测单元还包括电子结构单元，该电子结构单元布置在壳体中并且具有用于穿过壳体发送和接收高频信号的天线。天线的主辐射方向垂直于壳体的纵向中轴线延伸。准直器至少部分地布置在壳体中或一起形成壳体并且布置在天线的射束路径中。
14.在本技术中使用的术语“高频技术”理解为其广泛的设计，也就是说所有在大约3mhz至大约30thz之间的频率。尤其并不是指国际电信联盟(internationalen fernmeldeunion)的狭窄定义，其在高频技术的频率范围下仅理解为在3mhz至30mhz之间的频率。
15.活塞-缸单元具有活塞和缸作为主部件。在此，“缸”理解为较大的单元，该单元尤其具有缸管和缸头的子部件。在本技术中，“活塞”理解为在缸管中运动并且在此与缸管形成封闭空间的部件。于是，活塞尤其与活塞杆连接。
16.活塞-缸单元尤其是液压式活塞-缸单元。但也可以是气动式活塞-缸单元。
17.活塞在活塞-缸单元的缸中的位置的检测、确定、评估、调节和预给定在工作机械的技术领域中出于不同的原因是有意义的。因此，例如可以期望的是，可靠地接近活塞的限定的端部位置，并且由此可靠地接近工作机械的间接与该活塞连接的工具的限定的端部位置。在计算机控制地依次接近活塞的不同位置的意义上的自动化和可编程的顺序由此也是可能的。此外，允许的工作范围可以被限定和可靠地维持，活塞-缸单元允许在所述工作范围内运动。通过监测活塞和负载的位置也可以避免活塞-缸单元的过载。通过测量压力、温度和位置可以求取活塞和缸的相应的负载。在过载的情况下，可以建议或引入相应的措施。
18.工作机械例如可以是轮式装载机、挖掘机、自卸卡车、起重机或叉车或者升降台。活塞-缸单元在此尤其用于工作机械或工作机械的工具或其他部分的转向、支撑、推出、倾斜、提升或其他移位。
19.准直器在多个方面改进活塞位置检测单元的精度，并因此导致活塞的位置确定中的改进的测量结果。“准直器”理解为用于由发散源的先前不平行的射束产生具有平行射束的射束路径的光学设备。因此，在第一辐射方向上，准直器将不平行射束转换成平行射束。在相反的第二辐射方向，准直器使平行入射到其中的射束束集。当在这里借助高频射束或高频信号确定活塞在缸中的位置时，有利地利用这两种特性。
20.天线的主辐射方向平行于活塞-缸单元的纵向中轴线延伸。纵向中轴线对应于活塞沿其往复运动的轴线。“平行”在广义上来理解并且因此意味着或者“真正平行”或者相同。
21.第一辐射方向检测单元配属于活塞位置检测单元的接收功能，也就是说配属于已经被反射并且现在在其返回活塞位置检测单元的路径上首先遇到准直器的射束。在这种情况下，准直器起过滤器的作用，其仅将或至少基本上仅将之前彼此平行并且平行于活塞的纵向轴线延伸的射束聚焦或传回到活塞位置检测单元上。因此，不来自或至少不直接来自于端侧活塞底面的射束或信号被滤出。这种不期望的射束源于：准直器的折射实际上不理
想、射束不理想地以点状发送和接收并且活塞底面不理想平坦。由此，例如射束从活塞底面反射到缸管的内壁上并且此后才到达准直器的区域中。这些射束不能准确地说明活塞在缸管中的位置。利用新型准直器将这些射束或信号完全或部分地滤出，因为它们不回到活塞位置检测单元的接收器并且由此不计入测量结果。
22.第二辐射方向配属于活塞位置检测单元的发送功能，也就是说配属于由活塞位置检测单元的发送器发送并且首先遇到准直器的射束。在这种情况下，准直器用作放大器，其发送更多的射束，使得它们直接且垂直地遇到活塞底面。这些射束彼此平行并且平行于活塞的纵轴线延伸。
23.由此显著改进信号质量(信噪比)。这导致尤其是在活塞底面与缸头的大间距的情况下测量结果的准确性提高。
24.准直器可以具有介电透镜。借助这种介电透镜，在所基于的高频信号中可良好地实现平行射束路径的期望产生。准直器可以包括一个介电透镜或多个介电透镜的组合。但准直器也可以以其它合适的方式构造并且例如具有菲涅耳(fresnel)区板。
25.介电透镜具有透镜体，该透镜体具有凸拱的透镜面。透镜体由介电材料、例如介电塑料或介电陶瓷构成。介电材料例如可以包括聚四氟乙烯、聚乙烯或聚丙烯。
26.介电透镜对于高频辐射具有良好的穿透性。它具有大于空气并且大于活塞-缸单元中的液压介质的介电常数(电容率)。介电透镜的介电常数例如可以比活塞-缸单元中的液压介质的介电常数大20％至50％。透镜的介电常数差和曲率彼此协调。
27.介电透镜可以具有平凸(planar-konvexe)透镜形状。透镜的凸侧面向活塞。平侧面向活塞位置检测单元的接收器。然而，其它透镜形状也是可能的。
28.因此，由活塞位置检测单元的近似点状的发送器径向地并且通过空气发送的信号首先到达介电透镜的平面侧。从那里，它们朝向透镜的中央轴线的方向折射，因为透镜材料的介电常数大于空气的介电常数。为了实现平行于活塞的纵向轴线的期望定向，透镜的凸侧的曲率角度被选择成使得在每个点处都产生所需的折射角。
29.准直器可以是活塞位置检测单元的一部分，并且尤其是活塞位置检测单元的集成的组成部分。因此，准直器集成在活塞位置检测单元中或者这些单元共同形成集成的结构单元。但也可能的是，准直器在结构上与活塞位置检测单元分开地布置并且它们仅在功能上形成一个单元。
30.活塞位置检测单元可以构造为紧凑的装入式盒(einbaupatrone)，该装入式盒不仅包含传感器而且包含评估电子装置。因此，在装入或拆出时，整个活塞位置检测单元被安装或拆卸。
31.但也可能的是，活塞位置检测单元的壳体固定地装配在缸中，并且电子结构单元在壳体的装配状态下安装到壳体中或者从该壳体中移除。因此可以更换活塞位置检测单元，而不必拆卸活塞-缸单元。在此，电子结构单元的更换可在完全填充有油的缸处实现。因此不需要对缸排空、填充和排气。
32.在缸中径向延伸的装配孔可以以非常简单的方式引入到缸中，尤其通过钻孔。这在缸头的外表面处开始。
33.装配孔在此可以具有与其长度相比相对小的直径，从而装配孔在活塞-缸单元的轴向方向上仅具有小的空间需求。因此，在重新构建活塞-缸单元时，在没有附加的材料需
求的情况下能够毫无问题地考虑所述装配孔，并且在现有的活塞-缸单元中能够事后引入所述装配孔。因此，对于新型活塞位置检测单元的集成，不需要活塞-缸单元相对于没有这种活塞位置检测单元的活塞-缸单元的几何形状改变。此外，缸结构不会明显地削弱。
34.缸可以具有缸头，其中，然后装配孔布置在活塞-缸单元的缸头中。活塞位置检测单元可以这样布置在装配孔中，使得其最长尺寸在缸头中径向延伸。以这种方式，缸头的现有安装空间有效地用于布置活塞位置检测单元。
35.装配孔可以通过轴向延伸的传感器信号孔与缸的内室有效连接。该传感器信号孔能够实现用于位置检测的高频传感器信号的所需发送和接收。如果涉及液压式活塞-缸单元，则传感器信号孔填充有液压油。
36.装配孔可以借助补偿孔与周围环境连接。以这种方式，便于将活塞位置检测单元装配在否则封闭的并且由活塞位置检测单元密封的装配孔中。但也可以取消这种补偿孔并且接受装配孔内的空气的一定的压缩。
37.补偿孔例如可以布置在活塞位置检测单元的壳体中，尤其是壳体底部中。但是也可以将补偿孔布置在缸中。补偿孔可以布置在装配孔的背离装配孔开口的轴向端部区域中。
38.通过其发送信号的传感器信号孔不在整个缸头底面上延伸。剩余的环形封闭缸头底面反射来自于活塞底面的信号。这些已经反射的信号然后通常再次到达活塞底面，再次被活塞底面反射，并且然后可能通过传感器信号孔到达活塞位置检测单元的接收器。由这种信号不能正确地确定活塞的位置。为了消除或消减该问题，缸头可以具有围绕传感器信号孔的缸头底面，在该缸头底面中布置有多个射束偏转元件。射束偏转元件满足另外的过滤功能，其方式是，这些射束偏转元件有意地使上述多次反射的信号偏转，从而它们的角度显著偏离平行于活塞的纵轴线的方向。由此延长信号通过液压介质的距离并且相应地增加信号的衰减。最后，这些信号不到达、仅以很小的概率到达和/或仅衰减地到达活塞位置检测单元的接收器。由此进一步改进信号质量。
39.准直器可以布置在活塞位置检测单元的壳体中。同样可能的是，准直器一起形成壳体。在此，准直器可以由与壳体其余部分相同的材料或由不同的材料构成。但是也可以将准直器布置在壳体外部。在这种情况下，准直器尤其布置在传感器信号孔中。
40.射束偏转元件可以构造为埋头元件。尤其可以是缸头底面中彼此间隔开的锥形凹陷。
41.射束偏转元件可以在一部分或整个缸头底面上分布地布置。如果只涉及一部分，射束偏转元件优选布置在缸头底面的包围传感器信号孔的区域内。
42.活塞位置检测单元可以具有壳体和布置在壳体中的电子结构单元。电子结构单元在此可以通过壳体相对于缸的内室密封。以这种方式，壳体防止液压油进入活塞位置检测单元的内室中，活塞芯部(即电子结构单元)处于该内室中。电子结构单元至少满足发送和接收高频信号的功能。然而，所述电子结构单元也能够满足活塞位置检测单元的所有其他期望的功能，由此该活塞位置检测单元形成紧凑的自给自足的单元。活塞位置检测单元因此可以构造为所谓的智能传感器(smart-sensor)。这意味着，除了实际的传感器之外，在活塞位置检测单元中还包含用于确定、计算、评估和传输数据的器件。所述数据也可以包括温度。
43.活塞位置检测单元的壳体尤其可以由塑料或陶瓷构成。壳体的材料和结构选择成使得它们适合于使用在该在压力上高负载的区域中。完全常见的是，在活塞-缸单元的该区域中(根据活塞-缸单元的尺寸而定)存在大约600巴的压力或更大的压力。
44.另外，活塞位置检测单元的壳体的材料被选择成对于高频信号可穿透。出于这个原因，例如金属材料是不合适的。
45.壳体可以由热塑性塑料、尤其聚芳醚酮、尤其聚醚醚酮(peek)构成。这种塑料具有之前所述的高抗压强度和同时对于高频信号的穿透性的期望特性。因此，已经表明由peek制成的壳体能够无问题地应用在高达800巴或更高的压力下。
46.活塞位置检测单元的壳体可以柱形地构造。这种构造使得活塞位置检测单元能够简单地装配在装配孔中。但是，其他几何形状，例如矩形或椭圆形同样是可能的。
47.壳体可以在其外周上具有第一槽和第二槽，在所述第一槽和第二槽中分别布置有密封件。这两个密封件用于将缸的内室相对于装配孔所在区域中的周围环境密封。在此，装配孔与缸的内室的连接通过传感器信号孔实现。传感器信号孔在径向方向上布置在第一槽与第二槽之间。
48.密封件的有效密封面可以基本上大小相同。由此实现了活塞位置检测单元在装配孔中的力中立布置。由此得出，活塞位置检测单元不必或仅必须借助简单的保险器件保险在装配孔中。活塞位置检测单元可以用简单的保险元件，例如保险环固定。但是例如也可能的是，活塞位置检测单元借助螺纹连接固定在装配孔中。
49.活塞位置检测单元可以具有用于从电子结构单元传输数据的连接元件，其中，该连接元件与电子结构单元和壳体连接。连接元件可以是有线或无线连接的连接元件。在有线连接的连接元件的情况下，它是插头或插座。对此可能合适的示例是m12插头或m12插座。但是，通过wlan、蓝牙或者其它合适的无线传输标准的无线传输同样是可能的。
50.除了连接元件的部分外，活塞位置检测单元可以完全布置在装配孔中。该活塞位置检测单元也可以完全布置在装配孔中。这意味着，活塞-缸单元的外部几何形状相对于没有这种活塞位置检测单元的活塞-缸单元不被改变。因此，不存在工作机械的几何形状的匹配需求。
51.电子结构单元可包括天线，用于穿过壳体发送和接收高频信号。天线在此可以在电子结构单元上并且在壳体中布置成使得高频信号通过传感器信号孔指向。因此，壳体的材料和由传感器信号孔产生的自由空间允许高频信号的无干扰发送和接收。
52.壳体可以具有第一定向元件，并且电子结构单元具有相对应的第二定向元件，其中，第一定向元件和第二定向元件彼此协调成使得电子结构单元仅能够在恰好一个取向上完全装配在壳体中。以这种方式防止电子结构单元在壳体中的错误装配。
53.第一定向元件可以构造为偏心地布置在壳体的轴向端部区域中的槽，并且第二定向元件可以构造为同样偏心地形成在电子结构单元的相对应轴向端部区域中的榫，它们共同形成槽榫连接(nut-feder-verbindung)。因此，榫能够以相对于槽的仅恰好一种相对布置方式布置在槽中。在壳体上可以布置有第三定向元件并且在装配孔或缸上可以布置有相对应的第四定向元件。第三定向元件例如可以是突起，而第四定向元件可以是凹部，反之亦然。其他几何构造同样是可能的。以这种方式确保壳体仅能够以恰好一个取向布置在活塞-缸单元的缸中。
54.通过定向元件总体上实现了，天线的主辐射方向正确地定向。天线的主辐射方向然后垂直于活塞位置检测单元的壳体的纵向中轴线并且沿着活塞-缸单元的纵向中轴线或者与其平行地延伸。天线的主辐射方向朝传感器信号孔和活塞的方向延伸。
55.活塞位置检测单元可以具有壳体和布置在壳体中的电子结构单元，其中，活塞位置检测单元构造成并且在装配孔中布置成使得缸的内室相对于活塞-缸单元的周围环境密封并且电子结构单元在不消除密封作用的情况下能从壳体中移除并且能安装到壳体中。由此，在活塞-缸单元填充有油的情况下，能够将电子结构单元装配在壳体中并且从壳体中拆卸电子结构单元。这意味着，在电子结构单元的技术故障的情况下，该电子结构单元可以从壳体中移除，而壳体保持安装在装配孔中。
56.高频信号可以是微波信号。
57.高频信号可以具有至少20ghz、尤其是至少50ghz、尤其是至少100ghz、尤其是在20ghz与400ghz之间、尤其是在100ghz与300ghz之间、尤其是在100ghz与150ghz之间、尤其是大约120ghz的频率。
58.高频信号可以是连续波信号。高频信号尤其可以是调频连续波信号。不同的频率可以以一定的顺序发送。例如，这可以是120ghz、121ghz和122ghz等的频率。
59.调频连续波雷达(fmcw雷达)连续发送频率改变的发送信号。与未调制的(cw雷达)雷达不同，调频连续波雷达可以在测量期间改变其工作频率。通过频率的这种变化，提供用于测量与待测物体(这里是活塞)的间距所需的时间参考。然后通过接收信号与发送信号的频率比较实现距离测量。因为该测量原理本身在现有技术中是已知的，所以省去进一步的描述，并且例如参考wikiipedia中的文章“连续波雷达”(https://de.wikipedia.org/wiki/dauerstrichradar)。
60.本发明的有利的改进方案从说明书和附图中得出。
61.在说明书中所述的特征和多个特征的组合的优点仅仅是示例性的并且可以替代地或累加地起作用，而不必强制地由根据本发明的实施方式实现所述优点。
62.在原始申请文件和专利的公开内容(而非保护范围)方面，适用以下内容：从附图中(尤其从多个构件的示出的几何形状和彼此之间的相对尺寸以及其相对布置和作用连接中)能够得出其他特征。在偏离本说明书的实施例的情况下，同样能够将本发明的不同实施方式的特征进行组合并且以此得到启发。这一点也涉及这样的特征，其在单独的附图中示出或者在对单独的附图进行说明时被提到。这些特征也能够与本发明的特征组合。同样地，对于本发明的其他实施方式而言，能够省略在说明书中列举的特征。
63.在说明书中提到的特征在其数量方面应如此理解：恰好存在该数量或者存在比提到的数量更大的数量，而不需要明确使用副词“至少”。即，例如提到准直器时，应该如此理解：存在恰好一个准直器、两个准直器或者更多个准直器。这些特征能够由别的特征补充或者是唯一的特征，由其产生相应的结果。
64.说明书中包含的附图标记不是对本发明的范围的限制。其仅用于使本发明更容易被理解的目的。
附图说明
65.下面借助在附图中示出的优选实施例进一步阐述和描述本发明。
66.图1示出具有新型活塞位置检测单元的新型活塞-缸单元的第一示例性实施方式的剖视图。
67.图2示出根据图1的活塞-缸单元的一部分的放大视图。
68.图3示出图2中的活塞-缸单元的细节a。
69.图4从上方示出根据图1的活塞-缸单元的一部分的视图。
70.图5示出根据图1的活塞-缸单元的一部分的分解透视图。
71.图6示出根据图1的活塞-缸单元的活塞位置检测单元的电子结构单元的一个示例性实施方式的透视图。
72.图7示出根据图1的活塞-缸单元的活塞位置检测单元的透视图，其具有集成的准直器。
73.图8示出根据图7的活塞位置检测单元的部分剖切的透视图。
74.图9示出根据图1的活塞-缸单元的缸头的透视图。
75.图10示出具有新型活塞位置检测单元的新型活塞-缸单元的第二示例性实施方式的剖视图。
76.图11示出根据图10的活塞-缸单元的一部分的放大视图。
77.图12示出图11中的活塞-缸单元的细节b。
78.图13示出根据图10的活塞-缸单元的一部分的分解透视图。
79.图14示出根据图10的活塞-缸单元的活塞位置检测单元的透视图。
80.图15示出根据图14的活塞位置检测单元的部分剖切的透视图。
81.图16示出根据图10的活塞-缸单元的准直器的透视图。
82.图17示出根据图10的活塞-缸单元的缸头的透视图。
具体实施方式
83.图1-9示出新型活塞-缸单元1的第一示例性实施方式及其部分的不同视图。
84.在图1中，借助弯曲的中断线表明活塞-缸单元1实际上更长地构造并且仅示出一部分。在图2、4和5中也存在类似的中断线。在图3中，图示在直的中断线处结束。相应的情况也适用于图9、10、11和12。
85.活塞-缸单元1具有缸2，该缸具有缸管55、内室3和缸头4。在缸头4的区域内布置有轴承套筒5，用于将活塞-缸单元1支承在未示出的工作机械上。
86.在本实施例中涉及一种液压式活塞-缸单元1，从而内室3填充有油53。为此，缸2具有一油接口6和一油接口24。在油接口6、24上连接有这里未示出的油管路。同样未示出液压泵，借助该液压泵以本身已知的方式借助油53给活塞7加载压力，使得活塞7和与其连接的活塞杆8在相应的方向上沿着活塞-缸单元1的纵向中轴线54运动。以这种方式，油通过油接口6、24进入到缸2的内室3中或者根据活塞7在缸2中的运动方向而定离开该内室。在此，在图1和图2中示出活塞7的完全向右移位的位态(即活塞-缸单元1的缩回位态)。
87.如上所述，活塞-缸单元1还具有活塞7。活塞7与活塞杆8连接，在该活塞杆的一个轴向端部上布置有活塞杆孔眼9。活塞杆孔眼9同样具有轴承套筒10。轴承套筒10用于将活塞7与未示出的工具或工作机械的其它部分间接连接。
88.活塞杆8借助导向套筒11在轴向方向上沿着纵向中轴线54可平移运动地支承。设
置有杆密封件12、o形环13和支撑环14用于支承和密封。在导向套筒11的另一个轴向端部上布置有另外的o形环15、刮擦器16和滑动轴承17。
89.活塞7抗扭转地布置在活塞杆8上并且借助保险螺母18被保险。此外，在活塞7上布置有o形环19、活塞导向环20、活塞密封件21、另外的活塞导向环22和焊缝23。
90.以这种方式，活塞7与活塞杆8和活塞杆孔眼9一起以往复平移的方式密封地支承在缸2的缸管55中。
91.在内室3的由缸管55形成的部分上连接有缸头4中的腔室25，该腔室同样一起形成内室3并且填充有油53。腔室25与油通道24连接。轴向延伸的传感器信号孔26又与该腔室25连接。传感器信号孔26因此与内室3连接并且填充有油53。
92.传感器信号孔26又与在缸2中径向延伸的装配孔27连接。装配孔27延伸至缸头4外部的上表面并且可以借助未示出的补偿孔与周围环境连接。
93.缸头4具有围绕传感器信号孔26环形延伸的缸头底面59。在缸头底面59中布置有多个射束偏转元件60。在此，在这里涉及埋头元件61，所述埋头元件构造为彼此间隔开的锥形凹陷62。下面将描述射束偏转元件60的功能。
94.在装配孔27中布置有活塞位置检测单元28。活塞位置检测单元28用于借助高频技术检测活塞7在缸2内的轴向位置。活塞位置检测单元28的细节可以在图3的放大图和图5的分解图中最佳地看出。电子结构单元30的结构在图6中更精确地示出。为了清楚起见，活塞位置检测单元28的部件在图1和图2中未以附图标记表示。
95.活塞位置检测单元28具有壳体29和布置在壳体29中的电子结构单元30。
96.活塞位置检测单元28具有准直器57，该准直器在这种情况下一起形成壳体29。但准直器57也可以布置在壳体29中或壳体29外部。准直器57在这里构造为介电透镜58。下面将描述准直器57的功能。
97.壳体29柱形地构造，并且在其下端(参见图5)由底部31封闭。相反的上端是敞开的，从而电子结构单元30可从该处安装。壳体29由对于高频信号可透过的材料制成。这尤其涉及热塑性塑料。
98.壳体29在其封闭的底部31的区域中具有第一定向元件32，该第一定向元件构造为槽33并且偏心地布置在柱形的壳体29中。电子结构单元30的第二定向元件34接合到该第一定向元件32中。第二定向元件34构造为榫35。以这种方式形成榫槽连接。第二定向元件34也偏心地形成在电子结构单元30上。在该示例中，榫35由电子结构单元30的电路板36形成。因此，整个电路板36偏心地布置。但这也可以不同地实现。
99.壳体29在装配孔27中的正确定向借助第三定向元件49实现，该第三定向元件在此构造为壳体29上的突起50。装配孔27具有相对应的第四定向元件51，该第四定向元件在此构造为凹部52。为了更好的可见性，该区域在图4中附加地放大示出。
100.电路板36在其对置的轴向端部上与连接元件37连接，用于从电子结构单元30传输数据。连接元件37在其装配位态中不仅与电子结构单元30而且与壳体29连接。例如通过螺纹连接38实现与壳体29的连接。连接元件37在当前情况下是m12插头。但是也可以是其它连接元件37。
101.壳体30并且从而活塞位置检测单元28借助保险环39被保险地装配在装配孔27中。
102.壳体29在其外周上具有第一槽40、第二槽41和第三槽42。第一密封件43布置在第
一槽40中，第二密封件44布置在第二槽41中，并且第三密封件45布置在第三槽42中。第一槽40中的第一密封件43在此用于相对于周围环境密封。
103.相反，密封件44、45形成密封件对并且用于密封缸2的填充有油53的内室3。在此，油53所位于的传感器信号孔26在径向方向上(即在纵向中轴线47的方向上)布置在第一槽40与第二槽41之间。密封件44、45的有效密封面大致大小相同，使得活塞位置检测单元28在装配孔27中产生力中性的布置。
104.在电路板36上布置有一系列电子构件。这包括天线46，该天线构造为用于穿过壳体29发送和接收高频信号。其它的构件用于确定、计算、评估和传输活塞位置检测单元28中的数据，它们对于本领域技术人员来说是熟悉的，因此不作进一步阐述。
105.天线46在此这样布置在电路板36上、电路板36在壳体29中这样定向并且壳体29在缸头4中这样定向，使得天线46的高频信号通过传感器信号孔26指向。因此，天线46的主辐射方向63垂直于壳体29的纵向中轴线47并且平行于活塞-缸单元1的纵向中轴线54延伸。因此，天线46的主辐射方向63沿着传感器信号孔26的纵向中轴线48延伸，或者相对于其偏移成使得高频信号能够从天线46穿过准直器57和传感器信号孔26指向活塞7并且由该活塞反射的信号能够通过天线46接收。
106.在活塞位置检测单元28运行时，该活塞位置检测单元借助天线46通过准直器57、壳体29、传感器信号孔26以及(根据活塞7的位态而定)通过内室3的一部分发送高频信号。信号遇到活塞7，被该活塞反射，沿着相同的路径返回，并且被天线46接收。
107.通过准直器57在多个方面改进活塞位置检测单元28的精度。准直器57由先前不平行的射束产生具有平行射束的射束路径，并且反之亦然。因此，在发送方向上，准直器57将来自天线46的不平行射束转换成平行射束。准直器57在相反的接收方向上使平行地进入这些准直器的、被活塞7反射的信号束集，并且使这些信号束集成使得这些信号由天线46接收。
108.通过射束偏转元件60进一步改进活塞位置检测单元28的精度。射束偏转元件60已经有意地偏转了多次反射的信号(＝错误信号)，使得它们的角度显著偏离平行于活塞7的纵向中轴线54的方向。由此延长错误信号通过油53的路径并且相应地增加错误信号的衰减。最后，这些错误信号不到达、仅以小的概率和/或仅衰减地到达天线46。
109.电子结构单元30利用其另外的电子结构元件和由这些电子结构元件的实施的程序进行评估并且因此确定活塞7沿着纵向中轴线54的瞬时位置。该确定可以永久地、以限定的时间间隔或在确定的时间点进行。结果或与其相关联的指令通过连接元件37传递到工作机械的与其相关联的电子计算单元上，该计算单元的一部分是活塞-缸单元1。
110.图10-17示出新型活塞-缸单元1的第二示例性实施方式及其部分的不同视图。图4和图6也适用于这些实施方式。由于活塞-缸单元1的第一和第二示例性实施方式之间很大程度上一致，所以参见上面已给出的实施方式。
111.但是，活塞位置检测单元28和传感器信号孔26不同地构造。准直器57是布置在扩大的传感器信号孔26中的独立构件。
112.附图标记列表
[0113]1ꢀꢀ
活塞-缸单元
[0114]2ꢀꢀ
缸
[0115]3ꢀꢀ
内室
[0116]4ꢀꢀ
缸头
[0117]5ꢀꢀ
轴承套筒
[0118]6ꢀꢀ
油接口
[0119]7ꢀꢀ
活塞
[0120]8ꢀꢀ
活塞杆
[0121]9ꢀꢀ
活塞杆孔眼
[0122]
10 轴承套筒
[0123]
11 导向套筒
[0124]
12 杆密封件
[0125]
13 o形环
[0126]
14 支撑环
[0127]
15 o形环
[0128]
16 刮擦器
[0129]
17 滑动轴承
[0130]
18 保险螺母
[0131]
19 o形环
[0132]
20 活塞导向环
[0133]
21 活塞密封件
[0134]
22 活塞导向环
[0135]
23 焊缝
[0136]
24 油接口
[0137]
25 腔室
[0138]
26 传感器信号孔
[0139]
27 装配孔
[0140]
28 活塞位置检测单元
[0141]
29 壳体
[0142]
30 电子结构单元
[0143]
31 底部
[0144]
32 第一定向元件
[0145]
33 槽
[0146]
34 第二定向元件
[0147]
35 榫
[0148]
36 电路板
[0149]
37 连接元件
[0150]
38 螺纹连接
[0151]
39 保险环
[0152]
40 第一槽
[0153]
41 第二槽
[0154]
42 第三槽
[0155]
43 第一密封件
[0156]
44 第二密封件
[0157]
45 第三密封件
[0158]
46 天线
[0159]
47 纵向中轴线
[0160]
48 纵向中轴线
[0161]
49 第三定向元件
[0162]
50 突起
[0163]
51 第四定向元件
[0164]
52 凹部
[0165]
53 油
[0166]
54 纵向中轴线
[0167]
55 缸管
[0168]
56 空气
[0169]
57 准直器
[0170]
58 介电透镜
[0171]
59 缸头底面
[0172]
60 射束偏转元件
[0173]
61 埋头元件
[0174]
62 凹陷
[0175]
63 主辐射方向