DE20116202U1 - Ventil mit Ventilstellungssensor - Google Patents
Ventil mit VentilstellungssensorInfo
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Description
G 19793 - retet 14. September 2001
FESTO AG & Co. Ruiter Straße 82. 73734 Esslinaen Ventil mit Ventilstellungssensor
Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem innerhalb eines Ventilgehäuses angeordneten Ventilglied und einem Sensor zur Positionsbestimmung des Ventilglieds, der einen elektromagnetische Wellen emittierenden Signalgeber und wenigstens einen Empfänger aufweist und der auf Grund der am Empfänger auftretenden elektromagnetischen Wellen bestimmt, ob sich das Ventilglied in einer Offen- oder Schließstellung des Ventils befindet.
Die DE 297 21 983 Ul zeigt eine Messvorrichtung zur Erfassung der Bewegung und/oder Position eines Messobjekts. Dabei sind als Signalgeber eine Lichtquelle und ein Empfänger vorgesehen, wobei beide an einer von der Messstrecke räumlich entfernten Stelle angeordnet sind. Die Lichtquelle und der Empfänger sind dabei jeweils über Koppelelemente mit Lichtleitern verbunden, die wiederum an ihrem anderen Ende über Optokoppler mit einer Auswerteelektronik verbunden sind. Die Messvorrichtung dient zur berührungslosen Erfassung von Messobjekten innerhalb der Messstrecke.
Die DE 297 13 546 Ul zeigt eine optische Weg- und/oder Positionssensoranordnung, die insbesondere bei Ventilen zum Ein-
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satz kommt. Dabei ist ein mit dem Ventilglied innerhalb der Ventilkammer verbundenes lichtundurchlässiges Element vorgesehen, das aus dem Ventilgehäuse nach außen hervorragt und bei Bewegung des Ventilgliedes ebenfalls verstellt wird und dabei außerhalb des Ventilgehäuses hervorsteht. Das sich verstellende lichtundurchlässige Element verfährt dabei innerhalb eines von einer Lichtempfängeranordnung abgegebenen Lichtstrahls, wobei das Element je nach Position des Ventilglieds nur einen bestimmten Anteil von Licht durchlässt. Aus der beim Empfänger ankommenden Lichteinstrahlung wird dann auf die Position des Ventilglieds innerhalb der Ventilkammer zurückgeschlossen. Die Messanordnung mit dem Element zur Erfassung der Position des Ventilglieds befindet sich außerhalb des Ventils, so dass zusätzlich Dichtungen im Bereich des lichtundurchlässigen Elements erforderlich werden und die Baugröße des Ventils mit zugehöriger Messanordnung vergrößert ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil mit Ventilstellungssensor derart weiterzubilden, dass ein besonders kompaktes Ventil mit kleinen Abmessungen erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Danach ist der Signalgeber an einer Seite der sich beim Verstellen des Ventilgliedes in der Offenstellung bildenden Ventilöffnung und der Empfänger an der anderen Seite der Ventilöffnung innerhalb des Ventils angeordnet, so dass die Offenstellung des Ventils auf Grund der
durch die Ventilöffnung fallenden elektromagnetischen Wellen am Empfänger detektierbar ist.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass ein Ventil mit integrierten Ventilstellungssensor und kleinen Abmessungen erzielbar ist, wenn der Signalgeber und der zugehörige Empfänger in der Ventilkammer angeordnet werden. Dabei wird die vom Signalgeber abgestrahlte elektromagnetische Strahlung durch die sich bei Öffnen des Ventils bildende Ventilöffnung abgestrahlt, so dass der Empfänger an der anderen Seite der Ventilöffnung die elektromagnetischen Wellen empfangen kann. Die vom Signalgeber ausgehenden elektromagnetischen Wellen dringen dabei durch die Ventilöffnung und treffen nach diffuser Reflexion auf einen Empfänger. Der Empfänger ist ein Sensor, der lediglich dann ein Signal empfängt, wenn der Strahlungsweg innerhalb der Ventilkammer nicht versperrt ist, wie dies in der Schließstellung des Ventils der Fall ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Ventil ist ein Ventilstellungssensor vorgesehen, wobei die Gesamtanordnung besonders kleine Abmessungen aufweist, da die Sensorik innerhalb der Ventilkammer angeordnet ist. Dabei ergibt sich eine kompakte Anordnung im Vergleich zur externen Sensorik nach dem Stand der Technik. Insbesondere bei der Mikroventiltechnik lassen sich noch geringere Abmessungen erzielen. Da keine beweglichen Teile erforderlich sind, muss an der Ventilmechanik beim erfindungsgemäßen Einbau des innen liegenden Ventilstellungssensors keine Veränderung vorgenommen werden. Es entsteht ein
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sehr robustes System bezüglich äußerer mechanischer Einflüsse auf das Ventil und das System ist darüber hinaus wenig störanfällig, da der Signalgeber beispielsweise über Lichtleiter ausgehend von der Ventilkammer mit einer externen Auswerteelektronik verbunden sein kann. Der Ventilstellungssensor lässt sich ohne große Änderungen innerhalb der Ventilkammer anbringen und es entsteht daher ein kostengünstiges System.
Der Weg des elektromagnetischen Signals kann ausgehend vom Signalgeber zum Empfänger innerhalb des Fluidwegs verlaufen. Dies lässt sich insbesondere dann sehr leicht verwirklichen, wenn das Fluid ein gasförmiges Fluid, beispielsweise Luft ist. Insbesondere wenn die elektromagnetische Strahlung außerhalb des sichtbaren Lichtbereichs liegt, beispielsweise Infrarotlicht oder höherfrequente Strahlung, kann der Ventilstellungssensor auch bei öligem bzw. flüssigem Fluid eingesetzt werden.
Beim Verstellen des Ventilglieds in die Offenstellung oder in die Schließstellung wird gleichzeitig das durch die Ventil-Öffnung zum Empfänger gelangende Signal ein- bzw. abgeschaltet. Auf Grund des erfassten Signals kann dann die Auswerteelektronik eine Offenstellung des Ventils feststellen, wobei bei fehlendem Signal entweder die Schließstellung oder ein Defekt erkennbar ist. Dabei kann die Auswerteelektronik einen Defekt separat erfassen.
Bevorzugt stammen die elektromagnetischen Wellen von einer Lichtquelle, die sichtbares Licht oder Infrarotlicht abstrahlt. Dabei muss das Ventilgehäuse derart ausgebildet sein, dass von außerhalb kein externes Licht in die Ventilkammer einfällt, was die Erfassung des Ventilstellungssensors beeinträchtigen würde. Die Erfassung der Ventilstellung durch Licht ist auf gasförmiges oder durchsichtiges flüssiges Fluid beschränkt. Die Erfassung im sichtbaren Licht ist dabei eine besonders kostengünstige Methode, da bereits Signalgeber in Form von Licht-emitierenden Dioden (LED) oder in Form von direkt emittierenden Lichtwellenleitern vorhanden sind, die lediglich durch einen Kanal in die Ventilkammer geführt sein müssen und auch Sensoren zur Erfassung des vom Signalgeber ausgesendeten Lichts sind kostengünstig zu erhalten. Darüber hinaus sind derartige Signalgeber und Sensoren mittlerweile in sehr kleinen Bauformen erhältlich.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung wird die elektromagnetische Welle oder das Licht gepulst oder frequenzmoduliert vom Signalgeber abgesendet. Mit der Information über die Pulsfolge, Taktfrequenz oder die Modulierung kann dann die Auswerteelektronik lediglich in den relevanten Zeiträumen oder bei relevanter Pulsfolge oder Frequenz die vom Sensor erfassten Signale auswerten, wodurch insbesondere das Problem entfällt, wenn zusätzliches Streulicht von außerhalb des Ventils in die Ventilkammer einfällt. Derartige Fehlmessungen durch externes Streulicht oder auch durch Verschmutzungserscheinungen inner-
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halb der Ventilkammer sind durch die Modulation oder die Taktung des Lichtsignals am Signalgeber auszuschließen.
Wenn das Licht ein getaktetes Lichtsignal ist und der Empfänger nur Licht mit der Taktfrequenz oder Pulsfolge des Signalgebers auswertet, können Fremdsignale, die die Messanordnung beeinflussen würden, aus den relevanten Signalen mittels geeigneter Elektronik herausgefiltert werden. Dieses Verfahren ist insbesondere bei starkem Hintergrundrauschen innerhalb
des elektrischen Signals oder bei schwankender Signalamplitude auf Grund stärkerer Toleranzen am Signalgeber besonders
geeignet. Auch können bei Modulation oder Taktung Lichtreflexe innerhalb der Ventilkammer durch die bereits vorhandene
Geometrie der Ventilkammer in ihrer das Ergebnis verfremdenden Wirkung kompensiert werden.
des elektrischen Signals oder bei schwankender Signalamplitude auf Grund stärkerer Toleranzen am Signalgeber besonders
geeignet. Auch können bei Modulation oder Taktung Lichtreflexe innerhalb der Ventilkammer durch die bereits vorhandene
Geometrie der Ventilkammer in ihrer das Ergebnis verfremdenden Wirkung kompensiert werden.
Der Vorteil bei Modulation oder Taktung besteht darin, dass
eine Kalibrierung bei Verschmutzungen innerhalb der Ventilkammer
nicht erforderlich ist. Insbesondere Fettablagerungen verändern auch die Lichtfarbe, was einen Einfluss auf die
Amplitude oder Frequenz des Lichts am Empfänger hat. Die Störung durch Verschmutzungseinflüsse ist besonders gering, da nicht die Signalamplitude des Signals, sondern die übertragene Frequenz, Pulsfolge oder Taktfrequenz bei einer Taktung
ausgewertet werden kann. Das System funktioniert dadurch bis zur Totalverschmutzung der Ventilöffnung relativ stabil. Bei der Modulation spielt die Farbe des Lichts des Trägersignals keine Rolle, da lediglich das aufmodulierte Signal ausgewer-
eine Kalibrierung bei Verschmutzungen innerhalb der Ventilkammer
nicht erforderlich ist. Insbesondere Fettablagerungen verändern auch die Lichtfarbe, was einen Einfluss auf die
Amplitude oder Frequenz des Lichts am Empfänger hat. Die Störung durch Verschmutzungseinflüsse ist besonders gering, da nicht die Signalamplitude des Signals, sondern die übertragene Frequenz, Pulsfolge oder Taktfrequenz bei einer Taktung
ausgewertet werden kann. Das System funktioniert dadurch bis zur Totalverschmutzung der Ventilöffnung relativ stabil. Bei der Modulation spielt die Farbe des Lichts des Trägersignals keine Rolle, da lediglich das aufmodulierte Signal ausgewer-
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tet wird. Die Taktung oder Modulation funktioniert auch außerhalb des sichtbaren Lichts, d.h. bei UV- oder Infrarotlicht.
Die elektronische Auswerteeinheit, die insbesondere außerhalb des Ventils angeordnet ist, kann eine Verschmutzungserfassungselektronik aufweisen, die bei Abnahme der Lichtintensität bei gleicher Ventilstellung eine Verschmutzung der Ventilöffnung oder der Ventilkammer sensiert. Auf diese Weise können die am Empfänger eingehenden Lichtsignale mit den vom Signalgeber abgesendeten Signalen verglichen werden, und auf Grund deren zeitlicher Veränderung, beispielsweise innerhalb eines Jahres, kann dann auf die Verschmutzung des Ventils geschlossen werden. Dadurch ist eine besonders umfassende Ventildiagnose möglich, die üblicherweise nur durch mechanische Öffnung der Ventilkammer durchgeführt werden kann.
Der Signalgeber kann innerhalb der Ventilkammer im Bereich der Ventilöffnung, d.h. des sich beim Öffnen des Ventils innerhalb der Ventilkammer bildenden Durchlasskanals, in eine Ausnehmung des Ventilgehäuses eingesetzt sein. Dabei sind der Signalgeber und der Empfänger jeweils an verschiedenen Seiten dieser Ventilöffnung vorgesehen. Beispielsweise kann die Ventilöffnung durch eine um ein kolbenförmiges Ventilglied mit einer Ringnut angeordnete Ringdichtung begrenzt werden, wobei der Signalgeber und der Empfänger jeweils an der anderen Seite dieser Dichtung in der Ventilkammer angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Ventilstellungsmessanordnung kann aber auch
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bei jedem beliebigen Ventil mit anderer Ventilkammergeometrie und anderem Typus von Ventilglied eingesetzt sein. Auf die konkrete Ausführung des Ventils kommt es hierbei nicht an, da innerhalb des Fluidweges gemessen wird, der auch bei anderen Ventiltypen vorhanden ist.
Bei einem Kolbenschieberventil ist das Ventilglied als zylinderförmiger Ventilkolben mit Ringnuten ausgebildet und die Ventilöffnung entsteht durch Verschieben des Ventilglieds in Längsrichtung. Dabei begrenzen die Ringnuten am Ventilglied und Ventilsitz-Dichtungen, bspw. Dichtringe, in der Ventilkammer die VentilÖffnung. Wenn eine Ringnut im Bereich eines Dichtrings liegt, kann das Fluid an diesem Dichtring vorbeiströmen. Bei einem Ventil mit zwei oder mehr Ein-/Auslasskanälen kann das Ventilglied dann auch zwei oder mehr Ringnuten aufweisen, die im Zusammenspiel mit den Dichtringen in der Offenstellung die Ventilöffnungen ausbilden. Dann können auch pro Ein- und Auslasskanal mindestens zwei Dichtringe angeordnet sein, die je nach Position des Ventilglieds den einen oder anderen Fluidweg durchschalten.
Der Signalgeber ist bei einem Ventil mit mehreren Ein- bzw. Auslasskanälen in der Ventilkammer gegebenenfalls zwischen mehreren, Ventilöffnungen angeordnet, so dass an den gegenüberliegenden Seiten der VentilÖffnungen dann mehrere Sensoren zum Empfang des von dem einen Signalgeber ausgesendeten Lichts vorgesehen sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine vereinfachte Darstellung des Ventils mit Ventilstellungssensor und halbseitig geöffnetem Ventilgehäuse nach einer Ausführungsform als Kolbenschieberventil und
Figur 2 eine schematische Ansicht eines Ventils nach einer Ausführungsform der vorliegendem Erfindung.
Das Ventil 1 weist ein innerhalb eines Ventilgehäuses 2 angeordnetes Ventilglied 3 auf. In einer radial an einer Ventilkammer 4 angeordneten Ausnehmung 24 ist ein Signalgeber 5 angeordnet, der elektromagnetische Wellen in Form von beispielsweise sichtbarem Licht in Richtung einer Ventilöffnung 6 und einer weiteren Ventilöffnung 7 aussendet. Auf der gegenüberliegenden Seite der Ventilöffnung 6, bezogen auf den Signalgeber 5, ist ein Empfänger 8 angeordnet, um das durch die Ventilöffnung 6 durchdringende Licht zu empfangen, wenn die Ventilöffnung 6 einen Durchlass für ein Fluid innerhalb der Ventilkammer 4 vorsieht.
Das Ventil 1 sieht im Ventilgehäuse 2 mehrere Ein- bzw. Auslasskanäle 9-12, 21 vor. Die Ein-/Auslasskanäle 9-12, 21 sind an der Außenseite des Ventilgehäuses mit Leitungen dichtend verbunden, die das Fluid vom Kompressor und beispiels-
weise zu einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine leiten. Als Fluid kann hier beispielsweise Pressluft oder auch ein Öl fungieren.
Jeweils beiderseits der Ein-/Auslasskanäle 9-12, 21 sind innerhalb der Ventilkammer 4 und um das zylinderförmige Ventilglied 3 herum greifend ringförmige Dichtungen 13 - 18 am Ventilgehäuse 2 derart vorgesehen, dass die Dichtungen 13, 14 beiderseits des Ein-/Auslasskanals 11, die Dichtungen 14, 15 beiderseits des Ein-/Auslasskanals 10, die Dichtungen 15, 16 beiderseits des Ein-/Auslasskanals 21, die Dichtungen 16, 17 beiderseits des Ein-/Auslasskanals 9 und die Dichtungen 17, 18 beiderseits des Ein-/Auslasskanals 12 angeordnet sind. Das Ventilglied 3 weist zwei Ringnuten 19 und 20 auf, die zusammen mit dem Ventilglied 3 in dessen Längsrichtung innerhalb der Ventilkammer 4 verschieblich sind.
In der in Figur l dargestellten Abbildung ist das Ventilglied 3 mit seiner Ringnut 19 derart angeordnet, dass das Fluid von dem Ein-/Auslasskanal 10 zu dem mittig angeordneten Ein-/Auslasskanal 21 durch die Ventilöffnung 6 strömen kann. Gleichzeitig ist die Ventilöffnung 7 geöffnet, um das Fluid von einem Ein-/Auslasskanal 9 zu dem Ein-/Auslasskanal 12 strömen zu lassen. Bei einem entsprechend der Ausführungsform vorgesehenen Ventil sind noch zwei weitere Fluidwege vorgesehen, nämlich von dem mittigen Ein-/Auslasskanal 21 zum Ein-/Auslasskanal 9 und vom Ein-/Auslasskanal 10 zum Ein-/Auslasskanal 11. Diese Fluidwege befinden sich in der darge-
stellten Position des Ventilglieds 3 jedoch in der Schließstellung.
Der lichtemittierende Signalgeber 5 strahlt innerhalb der Ventilkammer 4 Licht in Richtung der Ventilöffnung 6 ab, wobei in der dargestellten Position das Licht die Ventilöffnung 6 durchdringen kann, um zum Empfänger 8 zu gelangen. Die mit dem Signalgeber 5 und mit dem Empfänger 8 verbundene Auswerteelektronik 22 wird daher den Durchlasszustand der Ventilöffnung 6 feststellen. Ein zweiter zwischen den beiden beiderseits des Ein-/Auslasskanals 9 angeordneten Dichtungen 16, 17 positionierter Empfänger 23 erhält kein Licht vom Signalgeber 5, so dass die Auswerteelektronik 22 eine Schließstellung des Fluidwegs vom mittigen Ein-/Auslasskanal 21 zum Ein-/Auslasskanal 9 erkennt. Es können auch noch weitere Signalgeber im Bereich der Ein-/Auslasskanäle 11, 12 vorgesehen sein, die dann mit einer anderen Lichttaktung oder einer anderen Lichtfrequenz oder einem sich vom Signalgeber 5 unterscheidenden Modulationsverfahren arbeiten, so dass die Auswerteelektronik 22 auch bei Streulicht den jeweiligen Ventilöffnungen eindeutige Offen- oder Schließstellungen zuordnen kann.
Die im Ventilgehäuse gegenüber dem mittigen Ein-/Auslasskanal 21 vorgesehene Ausnehmung 24 für den Signalgeber 5 ist derart ausgestaltet, dass eine lichtemittierende Diode (LED) oder ein Lichtleiter dichtend eingebaut werden kann, um als Signalgeber 5 zu fungieren. Auch für die Empfänger 8 und 23 sind
jeweils zwischen den Dichtungen 16, 17 bzw. 13, 14 Ausnehmungen im Ventilgehäuse 2 vorgesehen, um die Empfänger 8, 23 darin aufzunehmen und zu befestigen. Ebenso sind die Zuführleitungen für elektrische oder optische Verbindungen vorgesehen, je nachdem, ob im Falle eines Lichtleiters als Signalgeber 5 ein Optokoppler im Ventilgehäuse 2 eingebaut oder außerhalb des Ventilgehäuses 2, zum Beispiel dann in der Auswerteelektronik 22, angeordnet ist.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer ähnlichen Ventilanordnung mit Ventilglied 3, den beiden VentilÖffnungen 6, 7 und den lediglich teilweise dargestellten Dichtungen 26 - 29. Die Dichtungen sind bei dieser Ausführungsform ebenfalls als Ringdichtungen ausgebildet. Die Auswerteelektronik 22 steuert beispielsweise eine LED als Signalgeber 5 mit der vorgegebenen Lichtfrequenz und/oder mit einer vorgegebenen Taktung des Lichts 25, um den Signalgeber 5 klar gegenüber Streulicht von außerhalb des Ventils 1 bzw. von einem anderen Signalgeber zu unterscheiden. Das vom Signalgeber 5 emittierte Licht 25 durchdringt in der dargestellten Position die Ventilöffnung 7, so dass das Licht 25 vorbei an der Dichtung 28 zum Empfänger 23 gelangt. Das Signal des Empfängers 23 wird wiederum der Auswerteelektronik 22 zur Verfügung gestellt. Gleichzeitig erhält die Auswerteelektronik 22 vom zweiten Empfänger 8 ein Signal, das auf das Ausbleiben des Lichts vom Signalgeber 5 schließen lässt. Dadurch kann bei der Ventilöffnung 6 die Schließstellung und bei der Ventil-
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Öffnung 7 die geöffnete Stellung des Ventils 1 erfasst werden.
Mit dem Ventil 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch die sich mit der Zeit verändernde Frequenz bzw. der sich verringernden Signal- bzw. Lichtintensität auf eine Verschmutzung innerhalb der VentilÖffnungen 6, 7 bzw. innerhalb der Ventilkammer 4 geschlossen werden. Dadurch ist das Ventil 1 mit dem Ventilstellungssensor hervorragend auch zur Diagnose der internen Ventilkammer 4 geeignet. Dazu kann die Auswerteelektronik 22 einerseits mit einer Elektronik zur Positionserfassung des Ventilglieds 3 und andererseits mit einer E-lektronik zur Durchführung der Diagnose innerhalb der Ventilkammer 4 versehen sein. Durch die interne Anordnung des Signalgebers 5 und der Empfänger 8, 23 entsteht ein sehr kompaktes Ventil 1, welches auch mit sehr geringen Ausmaßen baubar ist.
Claims (12)
1. Ventil mit einem innerhalb eines Ventilgehäuses (2) angeordneten Ventilglied (3) und einem Sensor zur Positionsbestimmung des Ventilglieds (3), der einen elektromagnetische Wellen emittierenden Signalgeber (5) und wenigstens einen Empfänger (8, 23) aufweist und der auf Grund der am Empfänger (8, 23) auftretenden elektromagnetischen Wellen (25) bestimmt, ob sich das Ventilglied (3) in einer Offen- oder Schließstellung des Ventils (1) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (5) an einer Seite der sich beim Verstellen des Ventilgliedes (3) in der Offenstellung bildenden Ventilöffnung (6, 7) und der Empfänger (8, 23) an der anderen Seite der Ventilöffnung (6, 7) innerhalb des Ventils (1) angeordnet ist, so dass die Offenstellung des Ventils (1) auf Grund der durch die Ventilöffnung (6, 7) fallenden elektromagnetischen Wellen (25) am Empfänger (8, 23) detektierbar ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg des Signals (25) vom Signalgeber (5) zum Empfänger (8, 23) innerhalb des Fluidwegs verläuft.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (3) durch Öffnen und Schließen der Ventilöffnung (6, 7) das Signal (25) zum Empfänger (8, 23) durchlässt oder sperrt.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Wellen (25) der Lichtquelle im Bereich sichtbaren Lichts liegen.
5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht des Signalgebers (5) getaktet oder frequenzmoduliert ist und nur vom Empfänger erfasstes Licht mit derselben Taktfrequenz, Taktfolge oder Frequenzmodulation ausgewertet wird.
6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (5) durch einen Lichtleiter oder eine Licht (25) emittierende Diode gebildet ist.
7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschmutzungserfassungselektronik (22) bei Abnahme der Lichtintensität bzw. Veränderung der Frequenz bei gleicher Ventilstellung eine Verschmutzung der Ventilöffnung (6, 7) sensiert.
8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (5) und der wenigstens eine Empfänger (8, 23)im Bereich der Ventilöffnung (6, 7) in Ausnehmungen (24) des Ventilgehäuses (2) eingesetzt sind.
9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (5) und der Empfänger (8, 23) an entgegengesetzten Seiten wenigstens einer Ventilsitz-Dichtung (13-18; 26-29) innerhalb der Ventilkammer (4) angeordnet sind.
10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (3) als ein in Längsrichtung relativ zum mindestens einen Ventilsitz-Dichtmittel (13-18; 26-29) bewegbarer Ventilkolben mit wenigstens einer Ringnut (19, 20) ausgebildet ist, wobei die Ventilöffnung (6, 7) geöffnet ist, wenn die Ringnut (19, 20) im Bereich des das Ventilglied (3) umgreifenden Ventilsitz-Dichtmittels (13 -18) positioniert ist.
11. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (3) zwei Ringnuten (19, 20) aufweist, die jeweils alternativ eine offene und eine geschlossene Ventilöffnung (6, 7) bilden.
12. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (5) zwischen zwei Ventilöffnungen (6, 7) im Ventilgehäuse (2) angeordnet ist, wobei an der jeweils anderen Seite dieser beiden Ventilöffnungen (6, 7) je ein Empfänger (8, 23) angeordnet ist.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008059594A1 (de) | 2008-11-28 | 2010-06-02 | Festo Ag & Co. Kg | Sensormodul, Ventilanordnung und Verfahren zur Bestimmung einer Ventilstellung |
| EP1842034B1 (de) * | 2005-01-28 | 2011-04-06 | ThyssenKrupp Krause GmbH | Verfahren zur ermittlung der position eines ventils eines verbrennungsmotors beim kalttest |
| CN105829666A (zh) * | 2014-04-11 | 2016-08-03 | 宝马股份公司 | 在内燃机中用于检查气门机构的方法和设备 |
| DE102016117919A1 (de) | 2016-09-22 | 2018-03-22 | Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co.KG | Dosiervorrichtung einer Prozessanlage |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19527666C1 (de) | 1995-07-28 | 1997-04-03 | Aeg Sensorsysteme Gmbh | Automatisches Entlüftungsventil für Hydraulikanlagen |
| DE29713546U1 (de) | 1997-07-30 | 1997-09-25 | Festo AG & Co, 73734 Esslingen | Optische Weg- und/oder Positionssensoranordnung |
| JPH10267165A (ja) | 1997-03-26 | 1998-10-09 | Nissin Electric Co Ltd | 開閉出力付きバルブ |
| DE19742062C2 (de) | 1997-09-24 | 1999-09-30 | Dietmar Geise | Wasserversorgungsanlage und Volumenstromsensor |
| US6189565B1 (en) | 1998-06-03 | 2001-02-20 | Siemens-Elema Ab | Valve with light emitting and detecting and detecting arrangement for monitoring opening and closing of the valve |
-
2001
- 2001-10-02 DE DE20116202U patent/DE20116202U1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19527666C1 (de) | 1995-07-28 | 1997-04-03 | Aeg Sensorsysteme Gmbh | Automatisches Entlüftungsventil für Hydraulikanlagen |
| JPH10267165A (ja) | 1997-03-26 | 1998-10-09 | Nissin Electric Co Ltd | 開閉出力付きバルブ |
| DE29713546U1 (de) | 1997-07-30 | 1997-09-25 | Festo AG & Co, 73734 Esslingen | Optische Weg- und/oder Positionssensoranordnung |
| DE19742062C2 (de) | 1997-09-24 | 1999-09-30 | Dietmar Geise | Wasserversorgungsanlage und Volumenstromsensor |
| US6189565B1 (en) | 1998-06-03 | 2001-02-20 | Siemens-Elema Ab | Valve with light emitting and detecting and detecting arrangement for monitoring opening and closing of the valve |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1842034B1 (de) * | 2005-01-28 | 2011-04-06 | ThyssenKrupp Krause GmbH | Verfahren zur ermittlung der position eines ventils eines verbrennungsmotors beim kalttest |
| CN101243305B (zh) * | 2005-01-28 | 2011-06-15 | 蒂森克虏伯克劳泽有限公司 | 用于测定内燃机的气门的位置的方法 |
| US8045183B2 (en) | 2005-01-28 | 2011-10-25 | Thyssenkrupp Krause Gmbh | Method for determining at least the position of a movable part of a drive unit such as an internal combustion engine or the similar |
| DE102008059594A1 (de) | 2008-11-28 | 2010-06-02 | Festo Ag & Co. Kg | Sensormodul, Ventilanordnung und Verfahren zur Bestimmung einer Ventilstellung |
| CN105829666A (zh) * | 2014-04-11 | 2016-08-03 | 宝马股份公司 | 在内燃机中用于检查气门机构的方法和设备 |
| CN105829666B (zh) * | 2014-04-11 | 2018-11-09 | 宝马股份公司 | 在内燃机中用于检查气门机构的方法和设备 |
| US10386534B2 (en) | 2014-04-11 | 2019-08-20 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and device for inspecting a valve drive in an internal combustion engine |
| DE102016117919A1 (de) | 2016-09-22 | 2018-03-22 | Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co.KG | Dosiervorrichtung einer Prozessanlage |
| DE102016117919B4 (de) | 2016-09-22 | 2025-01-30 | Endress+Hauser (Deutschland) Gmbh+Co. Kg | Dosiervorrichtung einer Prozessanlage |
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