NO875450L - Hydraulisk sylinder med stempel og med en magnetisk anordning for bestemmelse av stempelets stilling. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en hydraulsylinder med et stempel som er glidbart inne i sylinderen og med en magnetisk stillingsindikator som omfatter i det minste ett magnetisk følsomt element montert i sylinderveggen .

Det er kjent å avføle stillingen av et hydraulisk stempel ved hjelp av en magnetføler. I de kjente anordninger er permånentmagneten vanligvis montert i det glidbare stempel, og en induktiv føler er plassert på det sted i sylinderveggen hvor en stillingsindikasjon er ønsket.

De kjente følere er imidlertid mindre pålitelige i sterk kulde .

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe en hydraulsylinder med en pålitelig, nøyaktig og allikevel billig stillingsindikator, som kan benytte en magnetisk føler av Hall-element-typen for å opprettholde påliteligheten ved lave temperaturer, idet det må tas hensyn til at hydraulsylindre på arbeidsmaskiner, så som bulldozere og traktorer av og til må arbeide i streng kulde.

Ifølge oppfinnelsen er sylinderenkarakterisert vedat det magnetisk følsomme element er innesluttet i et

hovedsakelig magnetisk ikke-ledende materiale og utgjør en del av en første lukket magnetisk krets som omfatter i det minste én permanentmagnet, og at det glidbare stempel i en forutbestemt stilling danner en andre lukket, magnetisk

bedre ledende krets som inkluderer nevnte permanentmagnet (er), men som ikke inkluderer det magnetisk følsomme element. Når stempelet er plassert i den stilling hvor en indikasjon er ønsket, danner stålmaterialet av stempelet en del av den andre, lukkede magnetiske krets, og nesten all den magnetiske fluks passerer gjennom stempelet. I denne situasjon vil den første lukkede krets med føleren i det magnetisk dårlig ledende materiale kun føre liten fluks . Det magnetisk følsomme element bringes derfor i en første, ikke-magnetisert tilstand når stempelet står overfor stillingsindikatoren. Når stempelet befinner seg andre steder i sylinderen, vil hele den magnetiske fluks

søke å følge den første magnetiske krets, slik at en magnetisk sydpol dannes på den ene side av det magnetisk følsomme element og en magnetisk nordpol dannes på den annen side. Som et resultat av at elementet er plassert i et magnetfelt og bringes over i et annet, kan den magneti-serte tilstand registreres i elektriske kretser forbundet med følerkretsen.

Oppfinnelsen skal forklares mer detaljert i det følgende under henvisning til vedføyede tegning, hvor

fig. 1 viser en hydraulsylinder med flere stillingsbestemmende anordninger ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 er et eksempel på oppbygningen av en stillingsbestemmende anordning ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 viser konstruksjonen på fig. 2 med en angivelse av magnetkretsen når stempelet er forskjøvet bort fra den stillingsbestemmende anordning, og

fig. 4 viser den samme konstruksjon som fig. 2 og magnetkretsen når stempelet står overfor den stillingsbestemmende anordning. Fig. 1 viser en hydraulsylinder med flere stillingsindikatorer ifølge oppfinnelsen. Disse er fortrinnsvis plassert i bunnelementene av sylinderen, men kan også være plassert i sideveggen. Fig. 2 er et snitt gjennom en sylindervegg 11, som fortrinnsvis er endeveggen av en sylinder. Trykket av et hydraulfluid, så som olje 13, beveger stempelet 12 frem og tilbake. En sylindrisk boring er tilveiebragt i sylinderveggen, og stillingsindikatoren er plassert med trang pasning i boringen. Det vil forstås at denne type hydraulsylindre må være i stand til å håndtere betydelige trykk. Stillingsindikatoren omfatter et magnetisk materiale 14, som ved den ene ende danner en sirkulær plate som fyller tverrsnittet av boringen, hvilket materiale via en sentral tapp 14a ligger an mot en elektronisk følerkrets 15, som er omgitt av et ikke-magnetisk materiale 20, f.eks. en epoksyharpiks. En magnetisk stolpe 16 ligger an mot den motsatte side av den elektroniske følerkrets 15, som derved er plassert mellom de to magnetiske materialer

14, 16. En permanentmagnet 17 utformet som en skive med et hull i midten er montert rundt den magnetiske stolpe 16. Hullet passer til den magnetiske stolpe. Den ytre omkrets av skiven danner én magnetpol, og det sentrale hull danner den andre magnetpol. Den elektroniske føler-krets er forbundet med elektroniske styrekretser via elektriske ledere 18, idet styrekretsene ikke er forklart mer detaljert i denne forbindelse, og dessuten kan være av kjent type.

Permånentmagneten er dekket av et ikke-magnetisk materiale 19 mot innsiden av sylinderen. Fig. 3 viser stempelet forskjøvet bort fra stillingsindikatoren, idet kun hydraulfluidet, f.eks. olje 13, foreligger ved den indre flate av sylinderveggen foran stillingsindikatoren. En første magnetkrets er vist med brutt linje og omfatter permånentmagneten 17, et parti av den magnetiske stolpe 16, følerkretsen 15, det magnetiske materiale 14, idet kretsen er lukket ved hjelp av sylinderveggen 11, som må være av et magnetisk materiale, fortrinnsvis stål. I denne situasjon er følerkretsen således aktivert av magnetfeltet, og magnetkretsen er slik dimensjonert at hoveddelen av den magnetiske motstand, dvs. det knapt magnetisk ledende materiale, er plassert i følerkretsen, som således er plassert mellom en magnetisk nordpol N og en magnetisk sydpol S, som kan registreres fra utsiden via elektriske ledere 18. Fig. 4 viser stempelet ved dets dødpunkt, hvor det passer tett til endeveggen 11 av sylinderen. I denne stilling av stempelet vil en alternativ magnetkrets omfat-te permånentmagneten 17, en del av den magnetiske stolpe 16, stempelet 12, som fortrinnsvis er av stål, og sylinderveggen 11, som også er av stål. Magnetkretsen omgir det ikke-magnetiske materiale 19, f.eks. messing. Slik det fremgår av figurene, har messingelementet eller ringen 19 fortrinnsvis større ytterdiameter enn resten av stillingsindikatoren for å gi trang pasning rundt stillingsindikatoren, spesielt for å tette hydraulsylinderen, som kan være utsatt for høye trykk. Den alternative magnet krets som er vist her, må dimensjoneres med lav magnetisk motstand, m.a.o. med høy permeabilitet, slik at magnet-feltstyrken over følerkretsen 15 i den første krets blir så liten at følerkretsen endrer tilstand, noe som kan registreres fra utsiden vi de elektriske ledere 18.

Den magnetiske føler som her er beskrevet, er temperaturuavhengig i et bredt temperaturområde når det benyttes en passende følerkrets, og videre oppnås stor sikkerhet mot lekkasje fordi den viste anordning kan gjøres meget tett. Ved egnet dimensjonering oppnås det god nøyaktighet, og anordningen er stort sett billigere enn de stillingsindikatorer som benyttes idag. En Hall-ef fekt- transduktor , som typisk arbeider i temperaturom-rådet fra -40° til +150°C, kan benyttes som følerkrets.

Materialbetegnelsen "stål" benyttet i denne beskri-velse refererer seg til stållegeringer som er magnetiser-bare, fortrinnsvis bløte magnetiske stållegeringer.

Claims (9)

1. Hydraulsylinder med et stempel (12) som er glidbart i det indre av sylinderen (11), og med en magnetisk stillingsindikator som omfatter i det minste ett magnetisk fø lsomt element (15) montert i sylinderveggen (11), karakterisert ved at det magnetisk følsomme element (15) er innesluttet i et hovedsakelig magnetisk ikke-ledende materiale og utgjør en del av en første lukket magnetkrets som omfatter i det minste én permanentmagnet (17), og at i en forutbestemt stilling som skal indikeres, danner stempelet (12) en andre lukket magnetisk bedre ledende krets som omfatter permånentmagneten (17), men som ikke omfatter det magnetisk følsomme element (15).

2. Hydraulsylinder ifølge krav 1, karakterisert ved at permånentmagneten (17) er ringformet, og at den indre og ytre omkrets av magneten utgjør motsatte poler (N, S) .

3. Hydraulsylinder ifølge krav 2, karakterisert ved at en sylindrisk boring i sylinderveggen (11) som forløper hovedsakelig perpendikulært på sylin-derens innerflate, er anordnet motstående den stempelstil-ling som skal indikeres, hvilken sylindriske boring omfatter en sirkulær skive (14) av magnetisk materiale med en ytterdiameter som passer til boringens diameter, at det magnetisk følsomme elektroniske element (15) er montert sentralt i boringen og er hovedsakelig omgitt av ikke-magnetisk matriale, fortrinnsvis en epoksyharpiks (20), og i kontakt med et hovedsakelig sentralt magnetisk metall-stykke (14a) nær den magnetiske skive (14) og på sin motsatte side i kontakt med en magnetisk stolpe (16) som strekker seg langs sentralaksen av den sylindriske boring fra elementet (15) til innerflaten av hydraulsylinderen gjennom den ringformede magnet (17), hvis sentrale hull på denne måte er fylt med magnetisk materiale.

4. Hydraulsylinder ifølge krav 1, karakterisert ved at den første magnetkrets omfatter permånentmagneten (17), en del av sylinderveggen langs overflaten av en boring i sylinderveggen (11), et magnetisk materiale (14) og videre et magnetisk materiale (14a, 16) som sammen med det magnetisk følsomme element (15) lukker kretsen.

5. Hydraulsylinder ifølge krav 1, karakterisert ved at den andre magnetkrets omfatter permånentmagneten (17), et parti av sylinderveggen langs overflaten av en boring i sylinderveggen (11), et parti av stempelet (12), og et magnetisk materiale (16) som strekker seg fra overflaten av sylinderveggen og forløper nær permånentmagneten .

6. Hydraulsylinder ifølge krav 3, karakterisert ved at den magnetiske materialskive (14) og materialstykket (14a) utgjør ett stykke.

7. Hydraulsylinder ifølge krav 3, karakterisert ved at en del av den sylindriske boring i hydraulsylinderens vegg (11) har større diameter ved innerflaten av hydraulsylinderen, og at denne del av den sylindriske boring er fylt med et ikke-magnetisk materiale, så som en messinghylse (19), som kan oppta nøyaktig den magnetiske stolpe (16) i sitt indre og som med sin ytre omkrets danner en trang pasning med boringen.

8. Hydraulsylinder ifølge krav 3, karakterisert ved at den magnetiske stolpe (16) er laget av et bløtt magnetisk materiale.

9. Hydraulsylinder ifølge krav 3 eller 6, karakterisert ved at materialskiven og/eller materialstykket (14, 14a) er laget av et bløtt magnetisk materiale.