JP2006522321A - 高圧流体を満たされる圧力空間から測定データを検出して伝送する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、高圧流体を満たされて均一な圧力を受ける圧力空間（１１）を持つハウジング（１０）から測定データを検出して、圧力空間（１１）に設けられるセンサ（２３）に接続されかつハウジング（１０）から導出される導体条片（２１）を介して伝送する装置であって、圧力空間（１１）内に存在する力を両側に受けかつ少なくとも部分範囲（３０）をハウジング（１０）から導出される板（１２）が、導体条片（２１）の担体として圧力空間（１１）内に設けられ、圧力空間（１１）を包囲するハウジング（１０）が、板（１２）の面において分割され、両方のハウジング半体（１３，１４）が、端面でその間に板（１２）を締付けて、圧力の作用で板（１２）に生じる半径方向力がハウジング（１０）により吸収されるようにしているものに関する。

Description

本発明は、高圧流体を満たされかつ均一な圧力を受ける圧力空間を持つハウジングから測定データを検出して伝送する装置に関する。

例えば液圧弁の分野で、高圧流体を満たされるハウジング空間内で移動可能な弁ピストンの運動を変位測定装置により検出するという問題がしばしば生じる。公知の装置の範囲内で、例えば弁ピストンに取付けられる押し棒がハウジングから導出され、ハウジング外に設けられる例えばＬＶＤＴ装置の形の変位測定装置に結合されている。これに伴う欠点は、ハウジングの圧力空間から導出される押し棒の密封部に費用がかかり、弁の寿命にわたってこの密封部が弱点となることである。別の欠点として、ハウジング外に変位測定装置を付加的に設けるため、このような液圧弁の軸線方向全長が大きくなる。

従って本発明の基礎となっている課題は、密封の問題を少なくし、関係する対象物の一層小さい大きさをもたらす、高圧流体を満たされる圧力空間から測定データを検出して伝送する装置を利用可能にすることである。

この課題の解決策は、発明の有利な構成及び展開を含めて、この明細書の前に置かれる特許請求の範囲の内容から明らかになる。

本発明は、その基本思想において、圧力空間に少なくとも１つのセンサが設けられて、ハウジングから導出される導体条片に接続される装置を意図しており、圧力空間内に存在する力を両側に受けかつ少なくとも部分範囲をハウジングから導出される板が、導体条片の担体として圧力空間内に設けられ、圧力空間を包囲するハウジングが、板の面において分割され、両方のハウジング半体が、端面でその間に板を締付けて、圧力の作用で板に生じる半径方向力がハウジングにより吸収されるようにしている。

板をハウジングの圧力空間内に統合するという、本発明がとる方策は異例である。なぜならば、圧力空間内に高い圧力が存在すると、圧力の荷重を受けて板材料が変形することがあるので、板は圧力荷重を受けて半径方向に広がるか又は変形するからである。従って本発明によれば、生じる半径方向力がハウジング半体による締付けによって吸収されるように、分割されたハウジングの両方の半体部分の間に板が締付けられるのである。更に板の部分範囲がハウジングから導出されて、適当な測定装置又は信号処理装置の接続を可能にしている。本発明は硬質プラスチックから成る板に適し、板を製造するための別の材料にも適している。

例えば米国特許第３２８６６８３号明細書からいわゆる真空開閉器が公知であり、ハウジングにより包囲される圧力空間内に、ハウジングから導出される突起を持つ膜が、電気接点の担体として設けられている。膜は導電的に構成され、この膜上にある電気開閉接点の給電に用いられる。しかし本発明による装置とは異なり、膜の両側にそれぞれ異なる圧力が存在するので、圧力の異なる高さに応じて、膜が圧力空間内で往復運動して、所望の開閉過程を行う。従ってこの膜の変形という問題は生じない。

本発明の第１の実施形態では、ハウジング半体が板を摩擦結合で固定している。

本発明の目的にかなった別の実施形態では、ハウジング半体が板をはまり合い結合で固定しており、このため詳細には、一方のハウジング半体が、端面で接する他方のハウジング半体を、軸線方向に突出するフランジで外側から包囲し、板の外縁範囲がフランジの内側に接していることを提案する。このような構成により、板に対して一種のラビリンス保持具が形成されて、フランジの内側に対して支持される。同時にこの構成は、密封の問題を大幅に回避する可能性を与える。

ハウジング外への板の部分範囲の導出を行うため、本発明の実施例によれば、フランジが限定された周区域にわたって延びる切欠きを持ち、板から半径方向に突出する突起が切欠きに通されている。

板を締付けるハウジング半体の端面と板の表面との間に密封片が設けられているようにすることができる。

本発明によれば、板が、板の両側にある圧力空間の部分空間の圧力平衡に役立つ切欠きを持っている。

この切欠きは、特に変位測定装置を板に接続するのを可能にし、このため板が変位測定装置を受入れるために設けられ、切欠きに変位センサコイルが設けられて、板にある導体条片と接続され、圧力空間にある流体内にある変位センサコイルが、板の切欠き及び変位センサコイルを通って軸線方向に移動可能な変位センサ磁心を包囲している。

このような変位センサがコイル担体上に巻かれる巻線を持っている場合、このような変位センサコイルの使用は、非導電性流体においてのみ可能である。利用のこのような制限を回避するため、本発明の実施例によれば、コイル担体上にある変位センサコイルの巻線が、適当な材料で成形被覆されている。これにより流体と巻線との接触が回避されるので、導電性流体も使用可能である。更に非導電性流体の場合にも、巻線が損傷されないようにすることができる。この構成の範囲内で、巻線の成形被覆が、板内に延びる導体条片への巻線の接続部を包囲しているようにすることもでき、その際好都合なように、成形被覆の材料が板の材料と一致しているようにすることができる。

本発明によれば、板上に、板の長さ変化を検出する少なくとも１つのセンサ例えばひずみ計が設けられていることによって、ハウジングの圧力空間内に存在する圧力を検出できる圧力センサとして板を構成することも可能である。その代わりに、板に、板の材料厚さの変化を検出するセンサが設けられているようにすることができる。両方の場合、前もって行われる校正を考慮して、板の形状変化がハウジングの圧力空間内に存在する圧力の尺度である。

更に本発明は、液圧弁内で移動可能な弁ピストンの長手方向運動を検出するために、適当に構成される装置の使用を提案するので、本発明による装置によって、最初に液圧弁について説明した従来技術の欠点が回避される。

国際公開第ＷＯ０２／４１３３２号明細書に、液圧技術又は圧縮空気技術において使用される弁の別の構造が記載されている限りでは、本発明による装置は、この弁構造様式において移動可能なコイル担体の運動の規定にも特に適している。

図面には本発明の実施例が示されており、以下に説明される。

図１に一部を示すハウジング１０は圧力空間１１を包囲し、この圧力空間内に板１２が設けられて、板１２の両側に圧力空間１１の部分空間１１ａ，１１ｂが存在するようになっている。板１２の面でハウジング１０が、ハウジング半体１３及びハウジング半体１４を持つように構成され、これらのハウジング半体は端面１５で互いに接し、それらの間に板１２を締付けている。一方のハウジング半体１４は、これから軸線方向に突出するフランジ１６により、ハウジング半体１３の外周を包囲している。

図１及び２を見てわかるように、ハウジング半体１４のフランジ１６は切欠き１７を形成され、板１２にある突起３０がこの切欠きを通ってハウジングから導出され、ハウジングの外周から突出している。

板締付け部を密封するため、板１２を締付けハウジング半体１３及び１４の端面１５と板１２の対応する表面との間に、Ｏリングの形の密封片１８がそれぞれ設けられて、ハウジング半体１３及び１４の端面１５へ押込まれている。

ハウジング１０の圧力空間１１からの測定データの伝送のために、圧力空間１１内にある板１２の範囲に内部接触子２０が設けられ、これらの接触子に接続される導体条片２１が、ハウジング半体１３，１４により締付けられる板１２の部分範囲において板本体に設けられ、ハウジング１０外へ達する突起３０の中まで延び、導体条片２１に接続される外部接続接触子２２が突起３０に設けられている。

それにより接触子２０は、一般に、例えばひずみ計又は板１２の材料厚さの変化を検出するセンサの形の適当なセンサを板１２に取付け、適当なセンサの出力端を接触子２０に接続して、導体条片２１を介して測定信号を、ハウジング１０の外部にある接続接触子２２へ伝送することを可能にする。

図示した実施例では、板１２にセンサを設けるため、中心切欠き１９が設けられて、一方では圧力空間１１の部分空間１１ａと１１ｂとの間の圧力平衡を行い、他方では図３で説明するように変位測定装置を統合する可能性を与える。

図３からわかるように、変位測定装置を設けるため、板１２の切欠き１９に変位センサコイル２３が設けられ、接続導線２６を介して板１２の内部接触子２０と接続されている。変位センサコイル２３従って板１２の切欠き１９内で、変位センサ磁心２５が軸線方向に移動可能であり、押し棒２４の端部に取付けられ、例えば本発明による装置を使用する場合この押し棒２４が、液圧弁内で移動可能な弁ピストンの部分であってもよい。それにより押し棒２４の長手方向運動が変位測定装置２５，２３により検出され、その際適当な信号が、電気接続部２２，２１，２０を介してハウジング外へ伝送される。

図４からわかるように、目的にかなうように、変位センサコイル２３のコイル担体３１上にある巻線３２は成形被覆３５を備えることができ、この成形被覆が、板１２中に延びる導体条片２１への巻線の接続部も含めて、巻線３２を完全に包囲している。板１２と同じ材料から成ることができるので、板１２を含めて変位センサコイル２３の一体の製造を可能にするこの成形被覆３５により、圧力空間１１内にあって変位センサコイル２３を完全に包囲する流体に対して、巻線３２が完全に遮蔽されている。

図示してないが、板１２は圧力空間１１の端面の区画壁に接していてもよく、その場合ハウジングはこの端面のハウジング壁の範囲においてのみ分割して構成可能である。圧力空間側で板１２へ作用する圧力とは逆向きの背圧は、対向支持体として作用するハウジング壁により及ぼされる。

特許請求の範囲、前記の説明、要約及び図面に開示されたこれらの書類の対象の特徴は、単独でもそれらの任意の組合わせでも、種々の実施形態で本発明の実現のために重要である。

圧力空間を包囲するハウジングをその中に設けられる板と共に切断した部分側面図で示す。 図１の対象を図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図で示す。 統合された変位測定装置を持つ図１の対象を示す。 成形被覆された変位センサコイルを持つ図３の対象を示す。

Claims (17)

1. 高圧流体を満たされて均一な圧力を受ける圧力空間（１１）を持つハウジング（１０）から測定データを検出して、圧力空間（１１）に設けられるセンサ（２３）に接続されかつハウジング（１０）から導出される導体条片（２１）を介して伝送する装置であって、圧力空間（１１）内に存在する力を両側に受けかつ少なくとも部分範囲（３０）をハウジング（１０）から導出される板（１２）が、導体条片（２１）の担体として圧力空間（１１）内に設けられ、圧力空間（１１）を包囲するハウジング（１０）が、板（１２）の面において分割され、両方のハウジング半体（１３，１４）が、端面でその間に板（１２）を締付けて、圧力の作用で板（１２）に生じる半径方向力がハウジング（１０）により吸収されるようにしている、高圧流体を満たされる圧力空間から測定データを検出して伝送する装置。
2. ハウジング半体（１３，１４）が板（１２）を摩擦結合で固定していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. ハウジング半体（１３，１４）が板（１２）をはまり合い結合で固定していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 板（１２）が硬質プラスチックから成っていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の装置。
5. 一方のハウジング半体（１４）が、端面で対向する他方のハウジング半体（１３）を、軸線方向に突出するフランジ（１６）で外側から包囲し、板（１２）の外縁範囲がフランジ（１６）の内側に接していることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の装置。
6. フランジ（１６）が限定された周区域にわたって延びる切欠き（１７）を持ち、板（１２）から半径方向に突出する突起（３０）が切欠き（１７）に通されていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 板（１２）を締付けるハウジング半体（１３，１４）の端面（１５）と板（１２）の表面との間に密封片（１８）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載の装置。
8. 板（１２）が、板の両側にある圧力空間（１１）の部分空間（１１ａ，１１ｂ）の圧力平衡に役立つ切欠き（１９）を持っていることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の装置。
9. 板（１２）が変位測定装置を受入れるために設けられ、切欠き（１９）に変位センサコイル（２３）が設けられて、板（１２）にある導体条片（２１）と接続され、圧力空間（１１）にある流体内にある変位センサコイル（２３）が、板（１２）の切欠き（１９）及び変位センサコイル（２３）を通って軸線方向に移動可能な変位センサ磁心（２５）を包囲していることを特徴とする、請求項１〜８の１つに記載の装置。
10. コイル担体（３１）上にある変位センサコイル（２３）の巻線（３２）が、適当な材料で成形被覆されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 巻線（３２）の成形被覆（３５）が、板（１２）内に延びる導体条片（２１）への巻線（３２）の接続部を含んでいることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
12. 成形被覆（３５）の材料が板（１２）の材料と一致していることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の装置。
13. 板（１２）上に、板（１２）の長さ変化を検出する少なくとも１つのセンサが設けられていることを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の装置。
14. センサがひずみ計であることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
15. 板（１２）に、板（１２）の材料厚さの変化を検出するセンサが設けられていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
16. 液圧弁内で移動可能な弁ピストンの長手方向運動を検出するため、請求項１〜１５の１つに記載の装置の使用。
17. 液圧技術又は圧縮空気技術で使用される弁を操作するために用いられ、導磁性ハウジング内で一連の永久磁石及び磁極板を持つ磁石円筒上で空隙誘導により移動可能なコイル担体を持つ操作器において、請求項１〜１５の１つに記載の装置の使用。

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