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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem antreibbaren Bauteil
eines Antriebs für
ein Stellorgan, wie ein Ventil, und einem von dem Bauteil anzutreibenden
beweglichen Bewegungsrepräsentanten.
Des weiteren betrifft die Erfindung einen Positionssensor zum Erfassen
der Stellung eines antreibbaren beweglichen Bauteils eines Antriebs
für ein Stellorgan.
Außerdem
betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Regeln der Stellung
eines von einem Antrieb antreibbaren Stellorgans. Schließlich betrifft die
Erfindung einen Antrieb für
ein Stellorgan und ein Verfahren zum Erfassen der Stellung eines
antreibbaren Bauteils.
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Ein
bekannter Positionssensor, wie ein Potentiometer, wird häufig bei
einem Stellantrieb, wie einem Hub- und Schwenkantrieb eingesetzt,
welcher beispielsweise das Stellglied eines Ventils in eine geöffnete oder
geschlossene Stellung und/oder in Zwischenstellungen verbringen
kann. Um gewünschte Betriebsparameter
des von dem Stellglied zu beeinflussenden Betriebssystems, wie eines
Fluidkreislaufs zur Mineralöl-
oder Gasverarbeitung, zu erreichen, ist ein Stellungsregler vorgesehen,
welcher die Position des Stellglieds entsprechend einstellt. Die Positionssensoren
sind dazu ausgeführt,
die genaue Position des Stellglieds zu bestimmen, um dem Stellungsregler
zur Feststellung eines Ist-Zustandes ein tatsächliches Positionssignal bereitzustellen.
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Bekanntermaßen wird
die Position des Stellglieds über
einen Bewegungsrepräsentanten
abgegriffen, der aufgrund einer mechanischen Kopplung zwischen dem
Bewegungsrepräsentanten
und dem Bauteil der Bewegung des Stellglieds nachfolgt. Die repräsentative
Bewegung des Bewegungsrepräsentanten
wird von dem Positionssensor detektiert.
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Es
ist bekannt, die mechanische Kopplung zwischen dem antreibbaren
Bauteil und dem Bewegungsrepräsentanten
durch Eingriffseinrichtungen bestehend aus einer Stift-Langloch-
oder Nut-Federanordnung zu bilden. Diese Verbindungsart weist üblicherweise
ein Spiel insbesondere für
eine leichte Montage auf, welches durch den Einsatz einer eine Vorspannung
bereitstellenden Feder kompensierbar ist. Das Vorsehen der Feder
erhöht
nicht nur den Fertigungsaufwand durch das zusätzliche Teil, sondern birgt
auch ein Ausfallrisiko für
den Positionssensor und damit für
den Regelungskreis in sich, weil es, verstärkt durch einen Ausfall der
Vorspannfeder, insbesondere bei einem häufigen Lastwechsel, zu einer Erweiterung
des Montagespiels kommt, was zu einem Lockern und unter Umständen zu
einem Lösen der
mechanischen Verbindung führen
kann. Zudem sind mechanische Verbindungstypen, insbesondere für den Einsatz
in Chemieanlagen, Papierfabriken oder dergleichen, meist einem aggressiven
Umgebungsmedium ausgesetzt, das eine Korrosion, Vibration, Verschmutzung
der Einzelteile fördert.
Insofern sind die mechanischen Kopplungen in einem derartigen Einsatzgebiet
vollständig
gekapselt, was ebenfalls die Fertigungskosten erhöht und außerdem eine Wartung und/oder
Reparatur der Sensoranordnung schwierig und unter Umständen im
Hinblick auf einen vollständigen
Austausch unwirtschaftlich macht.
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Meistens
werden Positionssensoren in einem Stellungsregler-Gehäuse untergebracht,
der benachbart einer Kraftmaschine eines Stellantriebs angeordnet
wird, wobei der Bewegungsrepräsentant durch
das Gehäuse
zum anzutreibenden Bauteil hin ragt und daran kraftübertragend
befestigt ist. Um eine schnelle und einfache Austauschbarkeit des
Stellungsreglers sicherzustellen, muß der Bewegungsrepräsentant
eine leicht lösbare
Getriebeverbindung zum angetriebenen Bauteil des Stellantriebs aufweisen.
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Es
ist ferner bekannt, eine direkte Sensorik einzusetzen, bei der die
Position des antreibbaren Bauteils, insbesondere der Stellstange
oder der Stellwelle, unmittelbar am Bauteil abgegriffen wird. Diese, beispielsweise
durch einen Hall-Sensor realisierbare, direkte Sensorik ist allerdings
insbesondere für
den Einsatz in Ventilen insofern ungeeignet, als damit eine Nichtlinearität der Meßergebnisse
einhergeht, welche nur mittels hohem Vormontageaufwand linearisierbar
sind. Der Mehraufwand äußert sich
vor allem in notwendigen Referenzmessungen, welche beispielsweise
mit einer mechanischen Meßuhr
realisierbar sind, welche vor der Inbetriebnahme zur Bestimmung
von Referenzgrößen ein-
und ausgebaut werden muß.
Diese Maßnahmen
werden bei jedem Austausch einer Sensoranordnung notwendig.
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Aus
DE 32 27 245 C2 ist
ein Weggeber für ein
Ventil bekannt, bei dem die Stellungen einer Ventilstange und einem
daran befestigten Stabmagneten über
einen Hallsensor erfaßt
werden.
DE 91 17 070 U1 offenbart
eine Ventileinrichtung, bei der zur Erfassung der Position des Ventilstößels ein
Permanentmagnet am Ventilstößel vorgesehen
ist, der einem Feldsensor am Ventilgehäuse zugeordnet ist. Aus der
DE 199 39 497 A1 ist
ein Antrieb für
ein Stellventil mit Sensiereinheit zur Ventilpositionserfassung
bekannt, wobei ein Sensor an einem das Stellventil mit dem Antrieb
verbindenden Joch angebracht ist. Weiterhin offenbart
DE 27 16 167 A1 eine Ventilhubanzeige
für ein
Regelventil mit einem in einem Gehäuse untergebrachten Magneten
und einem an einer Hubstange des Regelventils befestigten, beweglichen Magneten.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung eine Anordnung mit einem antreibbaren
Bauteil eines Antriebs für
ein Stellorgan, wie ein Ventil, und einem von dem Bauteil anzutreibenden
beweglichen Bewegungsrepräsentanten
derart weiterzubilden, daß die
Nachteile des Standes der Technik überwunden werden, insbesondere
daß unter
Berücksichtigung
einer geringen Verschleißneigung
und eines geringen Montageaufwands Bewegungen von dem antreibbaren
Bauteil auf den Bewegungsrepräsentanten
in einer ausreichenden Positionsgenauigkeit übertragen werden können, so
daß ein
herkömmlicher
Positionssensor, wie ein Potentiometer, die Position des Bauteils
bestimmen kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach
ist ein Getriebe vorgesehen, mit dessen Hilfe Antriebsbewegungen des
Bauteils des Antriebs für
ein Stellorgan, insbesondere für
eine Armatur oder für
ein Feldgerät,
wie für
ein Ventil, auf den Bewegungsrepräsentanten berührungslos übertragen
werden. Die damit erzeugte Bewegung des Bewegungsrepräsentanten
ist von einem herkömmlichen
Sensor, wie einem Potentiometer, erfaßbar. Die erfindungsgemäße Anordnung kann
jeglicher mechanischen Verbindungen zwischen dem Bewegungsrepräsentanten
und dem Bauteil entledigt werden, was die Ausfallwahrscheinlichkeit
wegen Verschleiß deutlich
reduziert. Des weiteren kann die Teilezahl der Anordnung eines Bauteils
und eines Bewegungsrepräsentanten
verringert werden. Zudem ist der Montageaufwand erheblich insofern
reduziert, als beispielsweise eine Austauschbarkeit eines Stellungsreglers
mit Positionssensor ohne Lösen
von mechanischen Verbindungen zwischen dem Bewegungsrepräsentanten
und dem Antrieb einhergehen kann.
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Dies
ist insbesondere von Vorteil, wenn bei einem Regelungssystem Stellorgane,
wie Ventile, nach Ablauf einer bestimmten zulässigen Betriebszeit oder bei
Zuverlässigkeitsuntersuchung
häufig auszutauschen
sind. Durch die erfindungsgemäße berührungslose
Getriebeanordnung kann der Austausch ohne weiteres vollzogen werden.
Unter Umständen
notwendige Justiervorgänge
bei erneuter Montage können
leicht durch mechanische Anschläge
oder visuelle Markierungen bewerkstelligt werden oder ganz entfallen.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Getriebeteil
den Bewegungsrepräsentanten
mittels magnetischer Anziehungs- und Abstoßkräfte antreibt. Dafür kann der
Bewegungsrepräsentant
insbesondere ein Magnetfeld und/oder ein elektromagnetisches Feld
aufweisen, das zum Nachführen
des Bewegungsrepräsentanten
einem Magnetfeld und/oder elektromagnetischen Feld des Bauteils
bewegungsübertragend
zugeordnet ist. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Magnetfeld
durch einen Dauermagneten erzeugt, der am Bewegungsrepräsentanten
befestigt ist und einem Magnetfeld zugeordnet ist, das durch einen Dauermagneten
am Bauteil erzeugt ist. Ein von einem Dauermagneten erzeugtes Magnetfeld
ist gegenüber
dem eines elektromagnetischen Felds insofern von Vorteil, als keine
Stromversorgung zum Aufbau des Magnetfeldes erforderlich ist. Es
ist bei vielen Regelungssystemen, insbesondere auf dem Gebiet der
Mineralöl-
und Gasverarbeitung, im Hinblick auf eine Explosionsgefahr, ausgelöst durch
elektrische Funken, eine der notwendigen Bedingungen, Stellorgane,
wie Ventile, ohne elektrische Energieversorgung oder zumindest mit
einem möglichst
geringen elektrischen Energieverbrauch auszugestalten.
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Um
eine möglichst
genaue, der Stellung des Bauteils entsprechende Position des dem
Bauteil nachfolgenden Bewegungsrepräsentanten zu garantieren, sind
die Pole der Polpaare des Bauteils sowie des Bewegungsrepräsentanten
in ihrer kraftübertragenden
Lage zueinander in einer kreuzförmigen
Anordnung berührungslos
positioniert; d.h. der Nordpol des Magneten des Bewegungsrepräsentanten
liegt proximal dem Südpol
des Bauteils und distal dem Nordpol des Bauteils. Entsprechendes
gilt für
den Südpol
des Magneten des Bewegungsrepräsentanten.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist eine vorzugsweise translatorische oder eine rotatorische
Bewegung des Bauteils in eine Schwenk- oder Drehbewegung des Bewegungsrepräsentanten
umwandelbar bzw. übertragbar.
Bei dieser besonderen Ausführung
der Erfindung ist es notwendig, daß der Bewegungsrepräsentant
eine der Bewegung des Bauteils entsprechende Drehbewegung vollzieht,
welche einfach von dem Positionssensor, wie einem Potentiometer
oder einem Hall-Sensor, erfaßbar
ist. Zudem bedarf es bei einer Drehbewegung des Bewegungsrepräsentanten
eines geringeren Raumbedarfs als bei einem translatorisch gelagerten
Bewegungsrepräsentanten.
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Alternativ
kann eine translatorische oder rotatorische Bewegung des Bauteils
in eine translatorische Bewegung des Bewegungsrepräsentanten
umgewandelt oder übertragen
werden.
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Aufgrund
der erfindungsgemäßen berührungslosen
Kraft- oder Bewegungsübertragung
von dem Bauteil auf den Bewegungsrepräsentanten kann der Positionssensor
inklusive des Bewegungsrepräsentanten
räumlich
vollständig
von dem antreibbaren Bauteil des Stellantriebs getrennt sein. Aus
diese Weise ist es möglich,
den Positionssensor samt Bewegungsrepräsentanten in einem geschlossenen Gehäuse unterzubringen,
insbesondere zu verkapseln, wo durch das Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Anordnung
bei einer minimierten Ausfallwahrscheinlichkeit durch Korrosion
oder Verschmutzung bei einfacher Demontage und Montage erweiterbar
ist. Für
das den Positionssensor umschließende Gehäuse ist vorzugsweise ein dielektrisches
Material zu verwenden.
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Damit
die Stellungsänderung
des Positionssensors erfaßbar
ist, weist der erfindungsgemäße Positionssensor
ein Potentiometer oder einen Hall-Sensor oder einen Magnet-Fluid-Sensor,
auf. Der Magnet-Fluid-Sensor weist ein Trägerfluid für darin suspendiert magnetisierbare
Teilchen, vorzugsweise eine Trägerflüssigkeit,
auf. Das magnetisierbare Fluid kann mittels eines nicht-ferromagnetischen Schlauchs
bahn- oder kanalförmig
gebildet sein. An dem Bahn- oder
Kanalende sind elektrische Kontakte vorgesehen, um elektrische Größen, wie
den Widerstand, abgreifen zu können.
Vorzugsweise kann ein am Bewegungsrepräsentanten befestigter Magnet derart
auf das magnetisierbare Fluid einwirken, daß zwischen den Kontakten entsprechend
der Stellung des Magneten des Bewegungsrepräsentanten relativ zu den Kontakten
unterschiedliche Widerstandswerte, Stromwerte oder Spannungswerte
durch einen Sensor, wie ein Ohmmeter, erfaßbar sind.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführung
der Erfindung weist der Bewegungsrepräsentant ein magnetisierbares
Teilchen, insbesondere mehrere magnetisierbare Teilchen, auf, das
in einem Trägerfluid,
insbesondere in einer Trägerflüssigkeit, suspendiert
ist. Ein an dem Bauteil befestigter Magnet beeinflußt das Trägerfluid
mit den magnetisierbaren Teilchen derart, daß sich zumindest ein Teil der Teilchen
in einem dem Magneten naheliegenden Bereich sammelt. Je nach Lage
des mit Teilchen konzentrierten Bereichs relativ zu elektrischen
Kontakten können
unterschiedliche elektrische Größen an den Kontakten
gemessen werden. Das Trägerfluid
ist in einer einen Kanal bildenden, fluiddicht abgeschlossenen Aufnahme
enthalten, die aus einem nicht ferromagnetischen Material gebildet
ist.
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Der
Magnet-Fluid-Sensor kann vorzugsweise ein nicht migrierendes Öl mit der
notwendigen Oberflächenenergie,
zugesetzt mit insbesondere in dem Trägerfluid suspendierten magnetisierbaren Teilchen,
wie einem Ferrit-Pulver, aufweisen, das insbesondere durch eine
partielle Oberflächenbeschichtung
jedes Teilchens, wie eines Ferrit-Korns, je nach Bedarf der Leitfähigkeit
mit leitfähigem
Kohlenstoff oder mehr oder weniger edlen Metallen versehen ist.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Korrektureinrichtung
am Bewegungsrepräsentanten
und/oder am Bauteil vorgesehen, welche Korrektureinrichtung unter
Umständen
auftretende Abweichungen der erfaßten Stellung des Bauteils
von der tatsächlichen
Stellung korrigiert. Eine Fehlerquelle kann durch das Getriebe hervorgerufen sein,
das für
die berührungslose
Nachbewegung des Bewegungsrepräsentanten
verantwortlich ist. Eine derartige Korrektureinrichtung kann durch
einen Hall-Sensor, insbesondere eine Hall-Sensor-Anordnung mit wenigstens zwei Hall-Sensoren,
gebildet sein, welcher dem magnetischen Feld des Bewegungsrepräsentanten
und/oder dem des Bauteils zugeordnet ist. Dabei kann der Hall-Sensor
durch eine Vorab-Einstellung der Getriebeparameter derart konfiguriert
sein, daß er
mit hoher Wahrscheinlichkeit auftretende Stellungsfehler, welche
bei der berührungslosen Übertragung
von Bewegungskräften
von dem Bauteil auf den Bewegungsrepräsentanten auftreten können, mit
in die Auswertung des tatsächlichen
Positionssignals einfließen
läßt. Insbesondere kann
der Hall-Sensor derart konfiguriert sein oder mit einer derartigen
Einrichtung betriebsmäßig gekoppelt sein,
daß Winkelabweichungen
von von dem Magneten erzeugten Feldlinien gegenüber dem bei korrekter Stellung
zu erwartenden Feldlinienwinkel erfaßt werden. Das Korrektursignal
wird erfindungsgemäß einer
Regelungseinrichtung zugeführt,
welche anhand des erfaßten
Positionssignals sowie des Korrektursignals die tatsächliche
Stellung des Bauteils ermitteln kann, um eine korrekte Regelung
durchzuführen.
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Des
weiteren betrifft die Erfindung einen Positionssensor zum Erfassen
der Stellung eines antreibbaren beweglichen Bauteils eines Antriebs
für ein
Stellorgan, wie ein Ventil, wobei der Positionssensor einen von
dem Bauteil antreibbaren beweglichen Bewegungsrepräsentanten
aufweist. Über
die Stellung des Bewegungsrepräsentanten
ist die Position des Bauteils, insbesondere durch ein Potentiometer, wie
einen Hall-Sensor oder einen Magnet-Fluid-Sensor, erfaßbar. Der
Positionssensor umfaßt
das erfindungsgemäße Getriebe
zum berührungslosen
Weiterleiten und/oder Umleiten von Bewegungskräften von dem Bauteil auf den
Bewegungsrepräsentanten.
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Des
weiteren betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Regeln der
Stellung eines von einem Antrieb antreibbaren Stellorgans, wie eines
Ventils, wobei die Einrichtung zum Regeln der Stellung einen erfindungsgemäßen Positionssensor
oder eine erfindungsgemäße Anordnung
aufweist.
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Außerdem betrifft
die Erfindung einen Antrieb, insbesondere einen Schwenk- oder Hubantrieb,
für ein
Stellorgan, insbesondere ein Ventil, wobei für den Antrieb eine erfindungsgemäße Anordnung
vorgesehen ist.
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Schließlich betrifft
die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen der Stellung des antreibbaren
Bauteils eines Antriebs für
ein Stellorgan, wie eine Armatur oder ein Feldgerät, beispielsweise
ein Ventil. Das Verfahren ist entsprechend der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung
auszuführen.
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Weitere
Vorteile, Eigenschaften und Merkmale der Erfindung werden durch
die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindungen anhand
der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Anordnung mit einem
antreibbaren Bauteil und einem Bewegungsrepräsentanten;
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2 eine
Prinzipskizze einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung einer Anordnung mit einem
antreibbaren Bauteil und einem Bewegungsrepräsentanten;
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3 eine
Prinzipskizze einer der Ausführung
gemäß 1 ähnlichen,
erfindungsgemäßen Ausführung einer
Anordnung, bei der der Bewegungsrepräsentant in einem Gehäuse untergebracht ist;
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4 eine
Prinzipskizze einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung mit einem antreibbaren
Bauteil und einem Bewegungsrepräsentanten;
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5 eine
Prinzipskizze einer weiteren bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemäßen Ausführung mit
einem antreibbaren Bauteil und einem aus mehreren Einzelelementen
gebildeten Bewegungsrepräsentanten;
und
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6 eine
Prinzipskizze einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung einer Anordnung mit einem
antreibbaren Bauteil, einem Bewegungsrepräsentanten und einer Einrichtung
zum Ausgleichen eines Stellungsfehlers des Bewegungsrepräsentanten relativ
zum Bauteil.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäßen Ausführung einer
Anordnung 1 mit einem antreibbaren Bauteil, das als Ventilstange 3 ausgebildet
ist, an der ein Träger 5 befestigt
ist, der halbschalenartig bestehend aus 2 Schalen um die
Ventilstange 3 herum fest angebracht. Einer von der Ventilstange 3 abgewandten
Seite einer Halbschale des Trägers 5 ist
ein Dauermagnet 7 mit einer bestimmten Polanordnung befestigt.
Der Träger 5 ist
lösbar
aus Justierungszwecken des Magneten 7 an der Ventilstange 3 angebracht.
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Dem
Magneten 7 diametral in einem Abstand gegenüberliegend
ist ein Dauermagnet 9 an einem als Schwenkhebelarm 11 ausgebildeten
Bewegungsrepräsentanten
fest angebracht, der eine Schwenkachse 13 aufweist. Der
Bewegungsrepräsentanten weist
eine Verbindungswelle 15 auf, deren Längsrichtung mit der Schwenkachse 13 zusammenfällt. Die
Verbindungswelle 15 erstreckt sich in ein Gehäuse 17,
in dem Einzelteile (nicht dargestellt) einer Regeleinrichtung untergebracht
sind. Insbesondere ist ein nicht dargestellter Drehsensor in dem
Gehäuse 17 untergebracht,
der die Schwenkbewegung S des Bewegungsrepräsentanten erfaßt.
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Wird
die Ventilstange 3 translatorisch längs ihrer Achse verschoben,
so wird auch der Magnet 7 mitgenommen. Die Magnetfelder
der Magnete 7, 9 ziehen sich derart an, daß der Bewegungsrepräsentant
in einer Schwenkbewegung S der Ventilstange 3 nachfolgt.
Die Art des Nachfolgens des Bewegungsrepräsentanten gibt Aufschluß über die
Position der Ventilstange 3.
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Mit
der erfindungsgemäßen Anordnung 1 ist eine
berührungslose
Kopplung des antreibbaren Bauteils in Form der Ventilstange 3 und
des Bewegungsrepräsentanten
in Form eines Schwenkhebelarms 11 geschaffen.
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In 2 ist
eine weitere Ausführung
einer erfindungsgemäßen Anordnung
dargestellt, wobei für identische
oder ähnliche
Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden, die um 100 erhöht sind.
Zur besseren Lesbarkeit der Figurenbeschreibung bedarf es keiner
erneuten Erläuterungen
der bereits beschriebenen Bauelemente.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung 101 zeigt ein
Antriebsgehäuse 121,
aus dem eine Sensor-Antriebswelle 123 ragt, über die
ein nicht dargestelltes Stellorgan in eine gewünschte Stellung verbracht werden
kann. An einem freien Ende 125 der Anbtriebswelle 123 ist
ein Dauermagnet 107 mit einer Nord- und Südpolung
erkennbar, wobei der Nordpol im wesentlichen bei Betrachtung der 2 linksseitig der
Rotationsachsen R der Antriebswelle 123 angeordnet ist.
Der Südpol
liegt im wesentlichen rechtsseitig der Rotationsachse R.
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Dem
Dauermagneten 107 diametral in einem Abstand gegenüberliegend
ist ein Dauermagnet 109 vorgesehen, der an einem als Sensor-Abtriebswelle 127 ausgebildeten
Bewegungsrepräsentanten
befestigt ist. Die Abtriebswelle 127 ragt in ein Gehäuse 117 einer
Einrichtung zum Regeln insbesondere eines Durchflußquerschnitts
eines nicht dargestellten Fluidkreislaufs. In dem Gehäuse 117 können unter
anderem ein Drehpositionssensor (nicht dargestellt) angeordnet sein,
der über
die erfolgte Schwenk- oder Drehbewegung S die Dreh- oder Schwenkbewegung D
des Bauteils ermitteln kann.
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3 zeigt
eine Weiterbildung der Ausführung
gemäß 1,
wobei identische oder ähnliche Bauelemente
mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Zur besseren Lesbarkeit
der Figurenbeschreibung bedarf es keiner erneuten Erläuterung der
Funktion der bereits beschriebenen Bauelemente.
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Die
Ausführung
gemäß 3 unterscheidet sich
von der gemäß 1 darin,
daß der
Schwenkhebelarm 11 in dem Gehäuse 17 der Regelungseinrichtung
fluiddicht untergebracht, insbesondere eingekapselt, ist.
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Zur
Lagerung des schwenkbeweglichen Bewegungsrepräsentanten 11 ist ein
Abstützlager 31 mit
Wälzkörpern vorgesehen.
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Bei
der Ausführung
gemäß 4 werden
für identische
oder ähnliche
Bautelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden, die um 200 erhöht sind.
Zur besseren Lesbarkeit der Figurenbeschreibung bedarf es keiner
erneuten Beschreibung der identischen oder ähnlichen Bauelemente.
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Der
schwenkbar gelagerte Schwenkhebelarm 211 umfaßt einen
im wesentlichen mittig angeordneten Dauermagneten 209,
der sich im wesentlichen längs
des Schwenkhebelarms 211 erstreckt, wobei an einem dem
Schwenklager 241 distalen Ende des Dauermagneten 209 ein
Nordpol und am proximalen Ende des Dauermagneten 209 ein
Südpol
liegt.
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In
Zeichnungsebene versetzt ist ein Bauteil in Form einer translatorisch
antreibbaren Ventilstange 203 angedeutet, welche einen
im wesentlichen mittig angeordneten Dauermagneten 209 mit
einer Nord- und Südpolung
aufweist, wobei der Nord- und Südpol
derart relativ zum Dauermagneten 209 angeordnet ist, daß der Nordpol
des Dauermagneten 207 dem Südpol des Dauermagneten 209 und
der Südpol des
Dauermagneten 207 dem Nordpol des Dauermagneten 209 näher liegen.
Aufgrund dieser Kreuz-Anordnung der Magnetpole wird ein Ausgleich
des seitlichen Versatzes (in Längsrichtung
der Ventilstange 203) beim Übertragen der translatorischen
Bewegung des Bauteils 203 in eine Schwenkbewegung S des
Bewegungsrepräsentanten
geschaffen.
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In 5 ist
eine weitere besondere Ausführung
der erfindungsgemäßen Anordnung
dargestellt, wobei zu den Ausführungen
gemäß den 1 und 4 ähnliche
und identische Bauelemente mit gleichen Bezugsziffern versehen werden,
die um 300 erhöht
sind. Zur besseren Lesbarkeit der Figurenbeschreibung bedarf es
keiner erneuten Beschreibung der Funktion der identischen und ähnlichen
Bauelemente.
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Die
Anordnung gemäß 5 umfaßt ein antreibbares
Bauteil 303, an dem ein Träger 305 befestigt,
an dem wiederum ein Dauermagnet 307 fest angebracht ist.
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Der
Bewegungsrepräsentant
ist wie bei der Ausführung
gemäß 3 in
einem gekapselten Gehäuse 317 untergebracht.
Der Bewegungsrepräsentant
bei der Ausführung
gemäß 5 ist
durch mehrere magnetisierbare Teilchen gebildet, die in einem Trägerfluid
suspendiert sind, das vorzugsweise ein nicht migrierendes Öl ist. Die
nicht näher
dargestellten Einzelteile des Bewegungsrepräsentanten können ein Ferrit-Pulver oder
Ferrit-Körner
sein.
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Das
Fluid mit den mehreren Bewegungsrepräsentanten ist in einem geschlossenen
Kanal mit ferromagnetischer Wand 341 untergebracht, wobei im
wesentlichen an den Enden des Kanals Kontakte (nicht dargestellt)
vorgesehen sind, über
die ein Sensor, beispielsweise ein Ohm-, Ampère- oder Voltmeter angeschlossen
ist. Der dem Dauermagneten 307 am nächsten gelegene Abschnitt von
Trägerfluid
mit Bewegungsrepräsentantenteilchen
weist eine aufgrund der Magnetisierbarkeit der Repräsentantenteilchen
erhöhte
Konzentration der Teilchen auf, wobei die Position dieser erhöhten Teilchenkonzentration relativ
zu den beiden nicht dargestellten Kontakten Auskunft über die
Position des antreibbaren Bauteils 303 gibt.
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In 6 ist
eine bevorzugte Ausführung
einer erfindungsgemäßen Anordnung
dargestellt, die eine Weiterbildung der in den 1 bis 5 dargestellten
Ausführung
darstellt. Identische und ähnliche Bauelemente
gegenüber
den vorher beschriebenen Ausführungen
werden mit gleichen Bezugszeichen versehen, die um 400 erhöht sind.
Zur besseren Lesbarkeit der Figurenbeschreibung bedarf es keiner
erneuten Beschreibung der ähnhlichen
oder identischen Bauelemente.
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Die
Ausführung
gemäß 6 unterscheidet sich
von der gemäß 1 darin,
daß die
Anordnung eine Einrichtung zum Korrigieren eines Winkelfehlers aufweist,
welcher sich durch ein nicht genaues Nachführen des Bewegungsrepräsentanten
gegenüber dem
antreibbaren Bauteil einstellen kann. Die Korrektureinrichtung kann
als Hall-Sensor-Anordnung 451 mit wenigstens zwei Hall-Sensoren
ausgebildet sein, welcher insbesondere unter Berücksichtigung der verwendeten
Magnete 407, 409 und dem justierbaren Abstand
der Magnete 407, 409 zueinander einen Winkelfehler α der Feldlinien
des Magneten 409 des Bewegungsrepräsentanten gegenüber dem Hall-Sensor 451 ermitteln
kann.
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Das
von dem Hall-Sensor 451 erzeugte Korrektursignal kann einem
nicht dargestellten Rechner zugeführt werden, der entsprechend
des Positionssignals des in dem Gehäuse 417 untergebrachten
Positionssensors, der die Stellung des Bewegungsrepräsentanten
bestimmt, die tatsächliche
Stellung des Bauteils errechnet.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten
Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung
de Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung
sein.