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用于在液压的或电液压的驱动器中进行位置检测的设备以及带有位置检测器件的驱动器的制作方法

2022-12-03 12:35:10 来源:中国专利 TAG:

1.本发明涉及一种用于对驱动器的、特别是液压的或电液压的驱动器的可以运动的部件的转动位置或线性位置进行位置检测的设备,该设备即使在极端的环境条件下、例如极低的温度下和爆炸危险下也是功能可靠的。按本发明的位置检测设备尤其涉及到带有可以运动的部件的液压的驱动器,可以运动的部件越过预定义的调整行程地实施转动运动或线性的调整运动,其中,用按本发明的设备尽可能准确地检测可以运动的部件的转动位置或线性位置。用于进行位置检测的这种设备也可以称为针对带有可以运动的部件、如转动轴或驱动杆的驱动器的部位的传感器或位置发送器。


背景技术:

2.在现有技术中,例如为了检测这种驱动器或配件的转动位置而已知使用电位计或其它连续地检测旋转位置的传感器。用这种电位计连续地检测驱动器的可以运动的部件的相应的位置并且输出以进一步处理。在许多液压的驱动器中,例如对操纵活门、球阀或类似物的应用而言,通常使用这种检测完整的调整运动的电位计。电位计因此是精准的,但经常也是易于故障的。另一方面也已知的是,仅用对应的的限位开关来检测这种液压的驱动器的调整行程的相应的结束位置,其中于是就会缺失有关调整行程在初始位置和结束位置之间的中间位置中的相对位置的信息。这导致了关于这种液压地驱动的配件的控制和调节的缺点和限制。
3.此外也存在这样一些应用领域,在这些应用领域中,不再能用电气的电位计来检测驱动器的这种可以运动的部件的位置或者经常会导致故障并且因此导致对驱动器的控制和调节非常不准确。例如在两极地区低至-55℃的极低的温度下,用于操纵活门、阀或球阀的液压的驱动器通常还完全可以正常工作,但经常不再能足够准确地进行调节或控制,因为缺少有关诸如轴或调整杆之类的可以运动的驱动器部件的相对位置的信息。然后通常不再能足够准确地确定用于转动运动的转动轴的或能线性调整的单元的可以运动的部件的相对位置。在极端温度下,由于液压油的粘度的变化或环境条件的变化,驱动器的可以运动的部件的准确位置通常也存在差异。在其它极为艰难的环境条件下,例如高温、爆炸危险或类似环境条件以及这些环境条件的组合下,传统的纯电气的位置传感器、如电位计通常也不再能完全正常工作。那么一方面可能会出现故障,因而甚至不再能进行位置检测。另一方面也可能在检测驱动器的能调整的可以运动的部件的转动位置或准确部位时出现极为不准确的说明并且因此伴随对应的间接损伤地出现了诸如活门或球阀之类的错误设定的配件。


技术实现要素:

4.在这种背景下,本发明的任务是,提供一种用于对液压的或电液压的驱动器的可以运动的部件的转动位置或线性位置进行位置检测的设备以及一种带有位置检测器件的
这样的驱动器,用位置检测器件也可以在极端的环境条件下,例如低至-55℃的极低的温度下在任意运行位置中实现对驱动器的可以运动的部件的安全的检测和足够准确的位置确定。按本发明的设备还应当用尽可能少的技术耗费和较为紧凑的构造形式尽可能准确地再现越过调整行程的实际的部位和位置。
5.该任务用一种带有权利要求1的特征的设备以及一种带有权利要求17的特征的驱动器解决。本发明的有利的设计方案和扩展设计方案是从属权利要求的主题。
6.按照本发明,建议了一种用于对驱动器的、特别是液压的或电液压的驱动器的可以运动的部件的转动位置或线性位置进行位置检测的设备,该设备即使在诸如极低的温度和爆炸危险之类的极端的环境条件下也是功能可靠的,在这种设备中,可以运动的部件相对固定不动的部件实施转动运动或线性的调整运动,该设备带有:开关单元,开关单元包括多个并排布置成一行的开关,其中,开关单元布置在固定不动的部件处;和用于根据可以运动的部件的相对位置直接或间接地操纵开关单元的开关的操纵元件,其中,所述设备的特征在于,操作元件具有对应开关单元的开关的数量的多个开关触发器,并且开关触发器分别这样通过在可以运动的部件和固定不动的部件之间的接连排列和/或布置分配给开关,使得在可以运动的部件和固定不动的部件之间的任意相对位置中给出开关的开关位置的分别所确定的明确的组合,并且设置带有评估单元的控制模块,在评估单元中储存有开关的不同的开关位置相比驱动器的可以运动的部件的相对位置的编码。
7.本发明的设备因此使用开关单元的多个简单的开关,它们与操纵元件的对置布置的开关触发器处于有效连接,以便即使在越过驱动器的调整行程的中间位置中也能尽可能准确地测定位置。本发明因此为这种驱动器提供了准连续的或不易故障的位置检测。这样来布置开关触发器,使得开关触发器可以在调整驱动器时分别根据预定的线路图安全地开关所述开关单元的所分配的不同的开关。开关触发器在此例如规定带有固定的装置、轮廓或形状,因而不同的开关分别在开关位置的明确确定的组合中在驱动器的可以运动的部件的任意部位中相互关联。开关位置的组合到驱动器的可以运动的部件的(实际的)相对位置的确定的明确的分配,储存在控制模块中的按本发明的编码中,因而基于不同的开关位置或者开关位置的组合可以在无需电气的连续的传感器、如电位计的情况下非常准确地检测驱动器的对应的实际的位置。用按本发明的设备能通过与可以运动的部件联接的操纵元件以结构设计上极为简单和结实耐用的方式实现对驱动器的多个不同的位置的检测,其中,操纵元件通过相应的多个开关触发器不同地视位置而定对应地开关相应的开关。
8.通过不同的开关位置,然后可以基于储存在控制模块中的编码确定在调整行程的多个单独的离散的位置点处的实际的部位和位置并且用很高的功能可靠性确定。本发明因此允许了准连续地测定驱动器的能调整的可以运动的部件的相对位置,而没有规定以电气的途径用电位计或其它这样的传感器进行真正连贯的连续测量。此外,即使在极端条件下,如两极地区的船舶或类似物上例如低至-55℃的极低的温度下,总是仍然功能可靠地简单使用带有在操纵元件处的相关的开关触发器的一排开关,所述开关触发器通过联接的驱动器与液压的驱动器的可以运动的部件配合作用。用按本发明的解决方案也可以提供用于改进位置检测的防故障的器件的一种结构设计上极为简单地构建的和相对紧凑的形式。开关单元和操纵元件可以极为紧密地并列地以相当小的尺寸实现。因此很容易将所述设备装入到这种驱动器和配件中。
9.在开关单元的开关的位置和驱动器的相对位置之间的这种按本发明的分配可以要么是一种线性的、连续的分配,但要么也是一种越过调整行程发生改变的分配。例如可以这样来形成操纵元件的开关触发器,使得可以越过液压的驱动器的调整行程地检测到彼此不一样地更紧密的或者更远离的位置点。例如可以形成带有这种开关触发器的操纵元件,这些开关触发器在驱动器的调整的要紧的关键点处具有更为紧密的检测顺序。本发明的这种可以例如在有利的实施方式中实现的变型方案,可以例如由此产生,即,开关触发器或操纵元件通过非恒定的传动机构与可以运动的部件联接。传动机构可以例如由于越过节圆直径的变化的传动比、例如由于关于传动机构元件的节圆偏心布置的旋转轴而通过一种有恒定的节圆测量器的齿轮传动机构替代。或者备选可以使用不同类型的联接传动机构,在所述联接传动机构中,扩大或减小所选出的区域中检测调整行程的分辨率。用本发明的这种有利的设计方案不必进一步在相对开关的布置方面改变操纵元件的开关触发器。用操纵元件本身的形状或布置,就可以达到对驱动器的调整行程的检测的不同的精度范围。
10.按照本发明的一种有利的设计方案,开关单元的开关是形式为换向开关或多重开关的具有开关功能的简单的开关。开关单元的按本发明的开关因此是结构设计上简单的开关并且由此极为牢固耐用并且不易受任何干扰的影响。开关中的每个开关均可以例如实现为有唯一一个接通/关断-开关位置的简单的换向开关。产生了这种开关的不同的可行方案,例如拔动开关、压力开关或其它形式的开关,它们可以被机械地以直接的方式或者也间接地接触无接触的开关触发器根据驱动器的调整加以操纵。按照本发明,也可以使用具有多重开关功能的简单的开关,其带有在一个开关中的多个开关点。以这种方式可以还要更为紧凑地在所述构造形式中实现所述设备,因为与有仅简单的接通/关断功能的换向开关相比,给出了更多的开关位置和开关位置的组合用于编码地测定驱动器的位置。
11.按照本发明的另一种有利的设计方案,开关配设有用于借助直接接触的开关触发器进行调整的开关面或开关元件。开关触发器可以形成为开关杠杆、凸轮辊或凸轮轨(凸轮杆)的凸轮或其它形式实现的部件,它们为了操纵开关单元而与开关的开关面或开关元件配合作用,开关面或开关元件以对应的形式和部位相应地对置定位。由此即使在极端的外部条件下也能无干扰地和功能可靠地测定位置。
12.按照本发明的与此相关的另一种备选的实施方式,开关是能无接触地操纵的开关或非接触式开关。开关可以例如设置成所谓的簧片触点、霍尔传感器、电感式开关或电容式开关。非接触的操纵在特定的应用情形中具有优点,即,不需要在操纵元件的开关触发器和开关本身之间的直接的接触。开关触发器和操纵元件因此也可以与本来的开关单元间隔一定的间距布置。这具有不同的进一步的优点,因为由此也避免了由于污物等造成的机械干扰。
13.按照本发明的另一种有利的设计方案,操纵元件鉴于驱动器的调整运动与可以运动的部件机械地直接联接。在操纵元件和驱动器的可以运动的部件、例如用于配件的液压的驱动器的驱动轴或驱动杆之间的直接的机械的联接可以例如通过对应的齿轮连接、传动机构、花键轴或本领域技术人员公知的类似的机械的联接器件完成。所述设备由此可以极为准确地检测对应的调整行程和驱动器的位置。所述设备可以例如在起始位置和结束位置之间的固定的调整行程上在开关的分别所规定的中间位置处通过带有开关触发器的操纵元件通过检测在控制单元中的编码,测定了对应的位置。但所述设备也可以备选用于确定
液压的设备的转动轴的例如正在转动的驱动器的没有受到限制的调整行程。用在操纵元件和驱动器的正在运动的部件之间的按本发明的直接的机械的联接,可以用简单的器件在无需完全连续地测量的电气的装置、如电位计或类似物的情况下极为准确地检测相应的位置。
14.按照本发明的另一种有利的设计方案,操纵元件构造成凸轮轴或凸轮辊的形式,带有一些不同的凸轮作为不同的开关的开关触发器,凸轮与开关接触。因此按照本发明,通过在凸轮轴上的凸轮的特殊形状引发对开关的操纵。凸轮轴或凸轮辊由此以极为紧凑的方式例如构造带有不同形状的和不同数量的凸轮。可以例如为第一开关和第二开关在凸轮辊上分别设置唯一一个凸轮,通过凸轮辊的完整的转动,开关要么处在开位置要么处在关位置,对于另外的第三、第四或第五开关而言,根据在带有相应多个转换的圆周中根据唯一一个凸轮形状分别形成了两个、三个或甚至八个凸轮。按照本发明,这种凸轮辊可以以极为紧凑的方式引起开关的大量的可能的位置组合。用于进行位置检测的位置的数量因此较大。操纵元件因此极为紧凑并且具有形式为凸轮轴上不同地成形和布置的一些凸轮的极为简单地构造的开关触发器,伴随对运动的相当准确的准连续的检测。
15.按照本发明的另一种有利的设计方案,带有多个开关的开关单元是统一的块,其带有联合在所述块中的多个上下相叠或并排布置的开关,所述开关分别安装在固定的位置中。以这种方式实现了带有分别直接彼此紧靠或并排布置的单个开关的所谓的组合式开关塔或开关单元。因此可靠地确定了开关的部位和位置。开关单元也能方便地安装并且在故障时更换。同样可能的是,多个这样联合的开关单元作为块元件布置在驱动器的一个和同一个可以运动的部件处,因而实现了在检测驱动器的位置时的一种冗余。由此还进一步改进了位置检测的容错率。单个开关在相应的开关单元中的联合还具有的优点是,方便了安装和拆卸以及实现了传感器装置的极为紧凑的构造形式。
16.按照本发明的另一种有利的设计方案,在所述设备的控制模块中不同的开关位置和开关的开关位置的组合针对驱动器的可以运动的部件的转动位置或线性位置的编码以格雷编码的形式储存。用这种格雷编码可以在一种构造得较为简单的控制机构中储存开关的开关位置的组合到驱动器的相应的相对位置的分配。格雷编码使得能将单个开关的多个简单的二进制开关位置转换成驱动器的实际位置的响应编码。格雷编码也可以容易地储存在按本发明的设备的控制单元的存储元件中以用于驱动器的和开关单元的对应的开关的相应的结构设计方案。在本发明的范畴内同样可以使用其它类型的编码,以便达到驱动器的相应的调整运动到开关单元的开关的不同的开关位置或开关位置的组合的明确的分配。
17.按照本发明的另一种有利的设计方案,开关的开关位置的在控制模块中的编码再现了驱动器的预定义的调整行程的不同的离散的位置点的准连续的映射。所述设备因此允许了越过所定义的调整行程地准连续地检测相应的位置。编码在此被这样规定和储存,使得在预先确定的位置处的对应的单独的位置点对相应的应用而言尽可能良好地并且足够准确地映射调整行程。因此可以用按本发明的解决方案提供用于完全连续的位置检测的足够可靠和准确的替代方案。本发明并不局限于这种液压的驱动器的简单的应用领域并且也可以有利地使用在较为极端的环境条件下,例如极高温、极低温、爆炸危险等以及这些极端环境条件的组合中。按本发明的预定义的调整行程可以例如是在驱动器或配件的起始位置和结束位置之间的调整。在活门配件中这例如是活门的打开位置和关闭位置。
18.按照本发明的另一种有利的设计方案,在所述设备的控制模块中关于开关的开关位置的编码映射了以规律的间隔越过驱动器的预定义的调整行程分布的位置点。越过调整行程规律分布的位置点因此较为均匀地彼此间隔一定间距设置。因此可以通过本发明完全准确地映射以规律的间隔越过调整行程的调整位置以检测液压的驱动器的实际的位置。
19.按照本发明的另一种有利的设计方案,控制模块中所述开关的开关位置的编码再现了驱动器的可以运动的部件的越过驱动器的调整行程变化的位置。用驱动器的位置点的这种变化的布置和映射,可以实现控制和调节驱动器的有针对性的有利的设计方案。在特定的应用中,例如靠近终点的位置要比在调整行程的初始区域上的位置重要得多。因此在这个区域处规定了开关的检测点的更为密集的布置。因此可以用按本发明的设备实现与相应的应用目的更好地适应的精度。
20.按本发明的设备的越过调整行程变化的检测精度可以例如由此达到,即,操纵元件在转动调整时偏心地布置在旋转轴中。也可以形成带有不同类型的开关触发器的操纵元件,开关触发器允许了在调整行程的不同的位置处检测调整行程的不一样强的触发矩。备选也可以存在操纵元件的开关触发器的不同的分配,用这种分配实现了在液压的驱动器的位置检测的越过调整行程变化的检测精度方面的这些进一步的优点。
21.按照本发明的另一种有利的设计方案,在所述设备的控制模块中储存有评估开关电路,该评估开关电路基于开关的到那时为止已经检测到的开关位置能推断出可以运动的部件相对固定不动的部件的位置。用这种推断模块可以在控制模块中也准确地预测液压驱动器的未来的位置,无需已经达到的位置。用这种模块可以实现对驱动器的一种预测性的控制和调节,以可靠地避免驱动器中的错误接线或甚至损坏。
22.按照本发明的另一种有利的设计方案,带有多个相应的开关的两个或两个以上的开关单元布置在可以运动的部件处或者布置在所述设备的与该可以运动的部件直接机械地联接的元件处。所述设备按照这种实施方式因此具有多个开关单元来进一步改进对液压的驱动器的相应的位置的检测。用附加的开关单元也可以达到一种冗余或双重作用,因而在开关或开关单元故障时,还可靠地保证了所述检测。用这种多重的开关单元也可以达到技术方面的其它优点,即例如在不同的开关位置之间的一种平衡,以便直接补偿可能的不准确性或者在不同布置时提高检测点的数量。
23.按照本发明的另一种有利的设计方案,操纵元件具有用于相应的开关的基于非机械的触发技术、特别是流体技术的、电气的或磁性的操纵的开关触发器。通过操纵元件对开关的这种机械上非直接进行的间接的操纵,在特殊的应用环境中具有进一步的优点:例如在伴随较大的冲击、振动、火灾危险、高热或电磁辐射的环境区域中,可以因此达到液压的驱动器的位置检测的特殊的应用,这些应用足够安全并且还能在不需要真正连续的电位计或类似物的情况下较为简单地在结构设计中实现。在特定的区域中也可能需要间接的、非机械性的触发技术,在这些区域中,开关的零件和开关触发器不是始终能无干扰地彼此方便地接触。因此在这样的环境中也能实现有利的按本发明的准连续的位置检测。
24.按照本发明的另一种有利的设计方案,操纵元件的开关触发器或开关本身包括一种用于减小摩擦的器件。这种摩擦减小器件可以尤其包括滚轮、滑动元件或在这些元件的接触面处的涂层。减小摩擦具有的优点是,实现了位置检测的长期无干扰的运行,而不需要保养。减小摩擦此外还具有的优点是,能轻易触发开关。开关因此可靠地处在相应的预定义
的位置中,这特别是在多重开关的情况下是有利的。
25.按照本发明的另一种有利的设计方案,设有形式为传动机构或者形式为在可以运动的部件的驱动元件和在固定不动的部件处存在的操纵元件之间的齿轮或齿形元件的机械的联接。这种直接的机械的联接在液压的驱动器的驱动部件和传递元件之间用按本发明的设备检测位置而传递相应的位置时是安全可靠的。操纵元件由此直接与液压的驱动器和其正在运动的部件联接,因而保证了可靠直接地传递有关相应的当前位置的信息。同样可能的是通过传动机构、齿形元件或类似物的备选的间接的机械的联接。
26.按照本发明,根据权利要求17,也建议了一种用于通过在特别是打开位置和关闭位置之间的预定义的调整行程伴随驱动器的可以运动的部件相对固定不动的部件的相对运动来操纵配件、特别是活门、球阀或阀的液压的或电液压的驱动器,其中,该驱动器的特征在于,该驱动器包括一种按照权利要求1至16中任一项所述的用于对驱动器的可以运动的部件的转动位置或线性位置进行位置检测的设备。
27.按照本发明的一种与此有关的实施方式,驱动器是用于诸如活门、球阀或阀之类的旋转的配件的转动运动的液压的驱动器,其中,所述驱动器的可以运动的部件是旋转的驱动轴,并且其中,用于检测位置的所述设备安装在驱动器的驱动轴和固定不动的部件之间。
附图说明
28.本发明的进一步的特征、方面和优点在下文中更多地详细借助本发明的不同的实施例结合附图和包含在附图中的图示加以说明。
29.图1是按本发明的用于进行位置检测的设备的实施例的俯视图;图2是按图1的按本发明的用于进行位置检测的设备的实施例的立体视图;图3是按本发明的用于对液压驱动器的转动位置进行位置检测的设备的另一个实施例的剖视图;图3a是按图3的位置检测设备的操纵元件的细节的立体视图;图3b至3e是作为按图3的实施例的按本发明的位置检测设备的操纵元件的示例的凸轮辊的不同的剖视图;并且图4示出了按本发明的位置检测设备的另一个实施例的表格,用于阐明形式为格雷码的开关位置组合的和驱动器的位置的储存在控制模块中的编码。
具体实施方式
30.在图1和图2的图示中再现了按本发明的用于对液压的驱动器的转动位置进行位置检测的设备10的第一实施例。设备10在这个实施例中包括带有五个开关31、32、33、34、35的开关单元3,这些开关以所谓的开关塔或开关单元的形式联合在一起。开关单元3安装在液压的驱动器的固定不动的部件2处、例如壳体部件或法兰部件处。开关单元3与用于操纵开关31至35的操纵元件4联接,其中,操纵元件4与液压的或电液压的驱动器的可以运动的部件1直接地或间接地机械地联接。执行机构、例如液压的驱动器的驱动轴的转动运动由此机械地传递给操纵元件4,例如以齿轮组合、齿圈、花键轴或类似物的形式。在调整液压的驱动器时,操纵元件4根据驱动器的调整运动被一起操纵。
31.可以运动的部件1(驱动器的转动轴)的转动运动在这个实施例中,通过经由大的齿轮与驱动器的可以运动的部件1的联接直接传递给一种凸轮轴6或凸轮辊,所述大的齿轮与在凸轮轴6处的较小的齿轮嵌接。凸轮轴6在这个实施例中具有与开关31至35的数量对应的五个开关触发器41、42、43、44、45,它们以凸轮轴6处的不一样成形的凸轮的形式存在于开关31-35的对应的位置处。开关触发器41-45在这个例子中直接与开关单元3的开关31-35对置地安装并且与这个开关单元机械地直接通过减小摩擦的器件5、例如滚轮连接以对开关31-35进行开关。在形式为这种凸轮轴6的操纵元件4转动时,开关31-35分别被不一样地接通或关断,其中,在液压驱动器的每个部位或位置中均给定了开关31-35的开关位置的明确的组合。开关单元的开关31-35在这个实施例中是简单的换向开关,即二进制开关,因而它们要么具有在接通的位置要么具有在关断的位置。
32.在本发明的这个实施例中,形式为凸轮轴6的操纵元件4具有不同地成形的凸轮作为开关触发器41-45。前两个开关触发器41、42分别具有越过操纵元件4的圆周的唯一一个凸轮以操纵前两个开关31、32,而第三触发器43则是双重凸轮,第四开关触发器44是四重凸轮并且第五开关触发器45越过圆周地具有八个凸轮突出部。这也由图3和图3a至3e的进一步的图示得出,由图示可以清楚地看到在用于开关单元3的操纵元件4的这个实施例中的不一样成形的开关触发器41-45。开关单元3的开关31-35在这个实施例中是简单的换向开关,换向开关通过不一样成形的开关触发器41-45在液压的驱动器的正在转动的部件1的任意转动位置中具有固定的明确的开关组合。但也可以使用带有多于两个的开关位置的多重开关。开关因此在开关单元3处组合和安装,使得开关与操纵元件4的开关触发器41-45配合作用地在驱动器的可以运动的部件1的相应的转动位置中分别具有明确的开关组合。开关31-35随每一个转动位置要么接通要么关断,因为在这个实施例中涉及到简单的换向开关。为了减小摩擦,在开关处在与操纵元件4接触的端部处分别设有滚轮5作为用于减小摩擦的器件。如下文阐释的那样,开关由于用操纵元件4的这种方式的操纵而允许了对应编码明确地确定液压的驱动器或电液压的驱动器的相应的转动位置,编码储存在控制模块(未示出)中。
33.在图4中以表格的形式再现了针对图1至3示出的实施例的格雷编码的示例,所述格雷编码储存在设备10的控制模块中。由于形式为有不同的凸轮形状的凸轮轴6或凸轮辊的操纵元件到五个开关31-35的分配和布置,开关31-35在3.09
°
的每个转动位置中分别明确地不一样地在所述组合中加以操纵。由于五个二进制开关,产生了所述设备10的控制模块的数量总共25(即32)个可能的信号消息,它们准连续地越过调整行程地再现了液压的驱动器的可以运动的部件1的对应的转动位置。这按图4的示例在表格的格雷编码中再现。
34.按本发明的设备10因此允许了对液压的驱动器的或电液压的驱动器的、例如用于操纵球阀的活门或类似物的液压的驱动器的正在转动的部件进行准连续的和防故障的位置检测。这些配件也可以使用在极端的条件下,例如即使在例如两极地区中低至-55℃的极低的温度下也必须能功能可靠地运行的船舶或钻井平台上。到那时不再能使用用于检测这种液压的驱动器的正在转动的驱动部件的转动位置的常规的传统的电气的电位计。它们可能发生故障或提供错误的传感器值。为了克服这个缺点,按照本发明,准连续地通过开关单元3的开关31-35的开关位置的组合测定转动位置。为此,按照本发明,存在特殊的操纵元件4,该操纵元件视驱动器的可以运动的部件1的转动位置或线性位置而定再现了开关位置的
不同的、但明确的组合。开关31-35在所示的实施例中是简单的换向开关。涉及到形式为开关单元3的联合的块或开关塔。开关的数量也可以大于五。开关31-35也可以用带有多个开关位置的仅一个接通/关断位置开关来取代简单的换向开关,例如三重开关或双重换向开关。用这种按本发明的解决方案能通过控制模块中的编码实现还要更大数量的检测点。在所示实施例中在开关31-35的端部处的滚轮5用于在用形式为操纵元件4的凸轮辊6的不同的凸轮的开关触发器41-45操纵时减小摩擦和安全可靠地工作。但也可以取消滚轮5。
35.按照本发明,取代直接机械联接的开关31-35的是,也可以设置无接触的开关、例如簧片触点、霍尔传感器、电感式开关或电容式开关。为此设置相应地另外形成的开关触发器41-45,但它们按照本发明同样与驱动器的可以运动的部件1、例如用于调整配件的转动轴或线性杆直接或间接地联接。在与无接触的开关没有直接机械联接的这种形式中,由于特殊的编码,确定了带有开关单元3的多个开关31-35的可以运动的部件1的不同的位置在控制模块中的分配并且在不同的极端的环境条件下能安全可靠地测定所述分配。
36.按本发明的用于进行位置检测的设备10具有的优点是,它在没有运行干扰时即使在极端状况下,如极低的或极高的温度、碰撞、振动、火灾、电磁辐射等状况下也能安全可靠地工作并且由于越过调整行程地准连续地检测位置而保证了对这种液压的或电液压的驱动器的防故障的调节和控制。按照与此有关的有利的变型方案,至少专门保护所述设备10的电气的或电子的构件不受诸如火灾、碰撞、电磁辐射等的环境条件的影响。电子的构件和特别是用于储存编码的控制模块在开关单元3的开关31-35的开关位置和驱动器的可以运动的部件1的调整行程的位置之间可以通过本来的液压的驱动器的相应受保护的壳体部分、屏蔽结构或远程装置到达。以这种方式防止了在这种极端环境条件下运行用于检测位置的设备时存在损伤,所述损伤可能由单独的电子的或电气的构件的故障引起。按照本发明,与此对应地特别保护带有评估结构的控制模块以及开关单元3的开关31-35不受这种极端的外部环境条件的影响。
37.在附图所示的实施例中,示出了一种用于检测液压的驱动器的驱动轴的、例如活门调整配件的转动位置的按本发明的用于进行位置检测的设备10。但按本发明的设备10也可以用于检测这种驱动器的可以直线运动的部件的线性位置。操纵元件4然后优选在一定程度上是展开的凸轮辊或凸轮轴或对应的凸轮杆,其与对应的开关基于针对操纵元件的开关触发器41-45的布置和分配而配合作用。或者备选使用其它的开关触发器。在这种实施方式中,也通过储存在控制模块中的编码保证了所述位置到开关单元3的开关31-35的开关位置的组合的明确的分配,以便对应驱动部件的实际上的当前的位置和部位测定驱动器的明确的位置检测。
38.取代图4所示的格雷编码,在开关单元3的开关31-35的开关位置和驱动器的可以运动的部件1的实际部位之间的控制模块中也可以使用其它形式的编码和分配。分配和编码必须仅在这个实施例中这样明确地保证,使得驱动器的可以运动的部件1的每个位置均反映了开关31-35的开关位置的一个明确的组合。
39.按照本发明的这个实施例的这种借助格雷编码的编码具有的优点是,始终只有一个开关在每个开关点中改变其开关位置。由例如生产和安装中的公差、轴承间隙、热膨胀等引起的开关的或开关的元件的位置偏差,因此是可以容忍的并且不会影响测量结果。其它编码系统(在这些编码系统中,至少两个开关在开关点处改变它们的状态)与此相对则较易
受影响。但按照本发明,也可以使用其它形式的编码。按照本发明,在液压的驱动器的可以运动的部件的调整行程和开关单元3的开关的开关位置之间的先前固定地设定的分配不一定是必需的。也可能的是,在控制模块的评估电子器件中设有一种学习路径或学习模式。在此,带有可以运动的部件1的液压的驱动器例如从第一最终位置a调整至第二最终位置b,并且然后相应地调整并重新储存开关单元3的或操纵元件的开关触发器的位置到编码的相应的分配。由此可以避免对测量系统的纯机械的和较为昂贵的设定和校准。用控制模块的这种学习可能性,可以实现本发明的变型方案,根据该变型方案能更为容易地推断出还没有检测到的位置。
40.通过操纵元件4的开关触发器41-45的操纵也可以以非机械的方式方法进行。例如可以想到形式为对开关31-35的一种远程操作或不同设计的操纵的对开关的例如电气的或流体技术的操纵。本发明的这些特殊的实施方式在极端的环境条件下还提供进一步的优点。但通过具有开关触发器41-45(开关触发器41-45直接触发开关单元3的开关31-35)的操纵元件4的机械的直接的联接在许多应用情形中均是优选的。
41.作为凸轮轴6的开关触发器41-45的凸轮的形状和造型可以不同于实施例所示。凸轮例如可以具有不同形状的隆起和凹部的倒圆。开关触发器41-45也可以取代凸轮是简单的突出部、凹部或凸起,它们与开关31-35处的对应的元件相互作用以切换开关单元3的开关。
再多了解一些

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