缸服务模块的制作方法

专利名称：缸服务模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种缸服务模块，该缸服务模块可以固定在流体缸的 外壁上，并且设置用于对该缸的参数和工作过程进行监控。
技术背景从EP 1 199 479 Bl中公开了 一种可固定在一种这样的流体缸的外 壁上的装置，该装置除了通过阀门装置对缸进行控制以外还具有一个 用于对不同的过程及布置在缸上的传感器的传感器数值进行监控的诊 断装置。通过所述控制功能，该装置特别与一种特定的缸相匹配，并 且通过插塞连接和线路设有一个外部的中央站并且设有用于压力供给 的流体接头。考虑到所需要的连接线路，不可能将该装置安装在不同 种类的缸上并且不能快速更换或再安装。此外，从DE 201 16 564 Ul中公开了 一种位置探测装置，它具有 两个通过柔性的线路彼此相连接的位置传感器，所述位置传感器可以 彼此间以可变的间距固定在缸的纵槽中。在其中 一个位置传感器上， 用于输送传感器数据的传感器线路可以插接到外部的控制中心上。在 此没有设置监控或诊断功能。传感器线路的与外部控制中心连接的接 头是绝对必需的，这就限制了灵活性。发明内容本发明的任务是提供一种自给自足的缸服务模块，它可以安装在 每个任意的流体缸上并且不需要任何连接线路，并且尤其适合于对缸 的运动和运动周期进行监控。按本发明，该任务通过一种具有权利要求1所述特征的缸服务模 块得到解决。按本发明的缸服务模块的优点尤其在于，它作为简单的并且成本 低廉的器具可以在不需要任何接头的情况下快速而简单地安装在任意 的缸上。它完全自给自足地工作并且不干涉缸的控制。所探测到的参 数或者说参数功能、尤其是运动周期的持续时间和/或数目的探测结果 可以不断地显示在显示器上。在可能更换缸时，之所以可以尤其快速 而简单地将该缸服务模块再安装在新缸上，是因为勿需建立任何接头。通过在从属权利要求中所列出的措施可以实现在权利要求1中所 说明的缸服务模块的有利的进一步拓展和改进。优选微型控制器具有一个学习系统(教学模式)，该系统至少用 于自动探测在位置传感器之间的间距和/或传感器信号的周期时间，也 就是说比如自动探测用于活塞的一个行程或者前进和返回行程的时 间。存储器优选用于存储传感器数据和/或连接的系统也就是说比如缸 装置的工作周期和/或特性数据，其中也可以存储在教学模式中所探测 到的数据。以特别优选的方式将所述微型控制器设置用于在再次起动时根据 所存储的传感器数据或者说周期数据来调节相同的或者相应的系统。 在此可以以简单的方式一直调整开关动作时间、流量和/或压力，直到 所述微型控制器确定或者说确认与以前流程的 一致性。一种报警装置也证实十分有利，该报警装置用于以信号表示不允 许的与标准流程和/或标准传感器数据之间的偏差和/或用于以信号表 示预先确定的工作周期的数目的达到情况。由此可以以简单的方式用 信号表示功能故障或者说特定的寿命极限的达到情况。显示器和/或光 学信号装置在此可以设置用于用信号表示相关情况。为自给自足地进行电压供应，可以设置蓄电池、太阳能模块和/或 机械-电换能器。在此优选所述机械-电换能器具有与活动的永久磁铁共 同作用的感应线團，该感应线圏的感应电压可以用于给所述蓄电池或 其它存储器比如电容器充电。在一种优选的第一设计方案中，其中一个在所述缸服务模块本身 里面或上面的位置传感器以及至少一个另外的外部位置传感器可以通 过柔性的线路或者以无线方式与所述缸服务模块相连接。在一种作为 替代方案的设计方案中，至少两个外部的位置传感器可以通过柔性的 线路或者以无线方式与所述缸服务模块相连接。在这两种情况下，在 所述位置传感器之间的间距可变调节时都可实现快速而简单的安装。所述外部的位置传感器优选具有用于固定在流体缸的外壁上的纵 槽上面或里面的机构，由此所述位置传感器可以构造得非常简单。所述缸服务模块的部件可以布置在模块外壳里面或者塑料薄膜里 面或上面。所述塑料薄膜而后可以以简单的方式作为自粘的薄膜粘贴
在所述缸的外壁上。所述至少一根柔性的线路可以构造为柔性的电缆、构造为螺旋形 的电缆或者构造为薄膜带。所述缸服务模块也可以优选但并非强制地具有一个无线电收发 机，该无线电收发机用于向控制中心或外部的读取装置无线传输数据 并且/或者将数据从其中无线传输出来，其中所述无线电收发机优选构造为WLAN (无线局域网)-服务器。所述缸服务模块为更加完整地或者说更加广泛地进行监控包括温 度传感器和/或压力传感器，或者通过相应的连接线路或者以无线方式 与至少一个这样的传感器相连接。此外，在所述缸服务模块中设置一个用于将确定的事件分配给特 定时间的时间模块，用于以这种方式存储相应的事件，这一点证实十 分有利。


本发明的实施例在附图中示出，并且在下面的说明中详细解释。 其中图1是具有已安装的缸服务模块的流体缸的侧视图，所述缸服务 模块具有外部的位置传感器，图2是具有两个外部的位置传感器的缸服务模块，图3是构造为薄膜的、具有外部的位置传感器的缸服务模块，以及图4是这样的缸服务模块的方框图。
具体实施方式
在图1所示的第一实施例中，具有模块外壳10的缸服务模块11 安装在流体缸12的侧面外壁上。所述流体缸12的侧面外壁通常具有 两个纵槽13、 14，其中未示出的用于固定所述模块外壳IO的紧固件比 如啮合在这些纵槽13、 14中并且由此固定所述模块外壳10。同样可以使用其它公开的紧固方式如螺紋连接、夹紧及类似方式。设有活塞杆15的活塞可移动地在所述缸12的内部导引，但在按 图1的侧视图中看不出来。该活塞以普通的公开的方式承栽着同样在 视图中看不见的、用于感测该活塞的运动的永久磁铁。所述缸12可通过流体管路16加栽流体，用于移动所述活塞。通过用于控制所述活塞并且用于沿两个移动方向移动的阀门装置17来连 接所述流体管路16，其中所述阀门装置也可以布置在外部并且而后需 要两条流体管路用于沿两个移动方向进行移动控制。所述缸服务模块 11的模块外壳构造为扁平外壳，并且在其背向所述缸12的扁平侧上具 有一个显示器18以及一个由三个按键组成的操纵装置19，其中当然也 可以设置其它公开种类的、具有更多或更少操纵元件的操纵装置。此 外，所述模块外壳10承载着无线电天线20，下文还要对该无线电天线 进行详细探讨并且它也可以是集成的。所述模块外壳10包括(在图1中看不见的)对磁场敏感的位置传 感器，该位置传感器用于探测所述活塞或者说永久磁铁的位置。外部 的第二位置传感器21通过柔性的传感器线路22与所述缸服务模块11 相连接，其中所述位置传感器21在所述缸12的与所述模块外壳IO对 置的端部区域上固定在其中一个纵槽14中。在此，普通的螺紋件、定 位件或夹紧件以未示出的方式用于固定。由于所述传感器线路22的灵 活性，可以调节在所述位置传感器21和模块外壳10之间或者说和包 含在该模块外壳10中的位置传感器之间的间距。原则上当然也可以将 所述位置传感器21固定在所述缸12的外壁的其它位置上。在图2所示的第二实施例中，相同的或者起相同作用的部件用相 同的附图标记来表示，并且在此不再赘述。与所述第一实施例所不同 的是，所述模块外壳IO不包含任何位置传感器，而是除了所述外部的 位置传感器21，还设置了另一个外部的位置传感器23。两个位置传感 器21、 23通过螺旋形的传感器线路24与所述模块外壳IO或者说缸服 务模块11相连接，并且由此可以以可变间距在流体缸12上比如定位 在该流体缸的其中一个纵槽中。所述位置传感器的数目当然可以有变化，其中比如可以设置更多 数目的位置传感器，这些位置传感器可以相应地与所述模块外壳10相 连接，其中可以相应地在所述模块外壳10中布置位置传感器。在两种实施例中，所述位置传感器21、 23也可以固定在伸缩式的、 柔性的或者非柔性的杆的自由端部上，所述杆与模块外壳10相连接。 所述杆在此优选如此细小，使得其可以插入其中一个纵槽13、 14中。 在此可以精确地调节这些伸缩式的杆的长度。而后，在所述缸服务模 块11从一个缸转换到另一个缸上时，所述位置传感器21、 23的间距
不需要重新调节。在图3所示的第三实施例中，缸服务模块25构造为聚合物电子薄 膜，也就是说借助于聚合物电子工艺将元件集成在该塑料薄膜上面或 里面。除了结合图4还要进行详细解释的部件以外，这里还涉及显示 器26以及由三个触摸键组成的操纵装置27，其中在这里所述操纵元件 的数目也可以有变化。在此同样可以集成或者可翻转出来地布置无线 电天线。对磁场敏感的位置传感器28布置在与所述缸服务模块25相 连接的薄膜条29的端部上并且另一个位置传感器30布置在所述缸服 务模块25本身上。所需要的连接线路比如构造为导体电路，并且所需 要的电子元件以相应的薄膜技术制成。为固定在流体缸12的外侧面 上，比如使用自粘的薄膜，其中可以如此选择粘结性能，使得其可以 再次拉下。所述外部的位置传感器21、 23、 28可以代替传感器线路22、 24、 29也以无线方式与相应的缸服务模块11或者说25相连接。在这种情 况下，所述外部的位置传感器21、 23、 28必须具有无线的数据传输装 置，也就是说比如必须构造为无线电传感器，所述无线电传感器除此 以外还应该具有自给自足的能量供应系统。图4示出了所述缸服务模块11的方框图，其中相应地构造所述缸 服务模块25。所述缸服务模块ll包括一个对所有过程进行控制的微型 控制器31，该微型控制器31则具有电子存储装置32和比如预先给定 时间的时基(Zeitbasis) 33。这个微型控制器31通过显示器控制器34 控制所述显示器18。两个位置传感器21、 23以及所述操纵装置19同 样连接到所述微型控制器31上。为自给自足地供给能量，将感应线團 35与包括蓄电器的电压供应模块36相连接，该电压供应模块36为供 给电压而连接到所述微型控制器31上。当然，如果有必要也可以由这 个电压供应模块36向其余的部件供给必要的工作电压。所述电压供应模块36比如包含一个恒定电压模块以及一个电池或 电容器作为蓄电器。在所述设有永久磁铁的活塞移动时，在所述感应 线圏35中感应出电压，所述感应线圏35用于对所述蓄电器进行充电 并且由此用于向所述缸服务模块11供给电压。为了作为替代方案进行电压供应，在最简单的情况下，也可以使 用寿命长的蓄电池。作为其它的方案，只要有足够的光线可用也可以
设置太阳能模块，或者设置其它机械-电换能器。作为可选方案，还可以将WLAN-服务器与所述微型控制器31及 所述无线电天线20相连接，用于将数据传输给外部位置，或者从那里 接收数据。其它无线电收发机或无线电发送器或者说接收器也可代替 WLAN-服务器37。所存储的数据可以由此比如传输给服务人员的外部 的读取装置，比如笔记本电脑或手提电子设备上。这种数据传输可以 通过无线电技术或者通过电缆进行。此外，所述缸服务模块ll也具有用于存储器芯片卡的插槽，这样 的芯片卡可以插入所述插槽以及从该插槽中拔出。也可以使用其它用 于相应地存储数据的存储介质，其中应该分别设置相应的插槽。所述缸服务模块11还包括一个温度传感器38和一个用于外部压 力传感器的接头39，该压力传感器比如可以布置在缸12或阀门装置17 中。所述温度传感器38同样可以构造为外部的传感器，并且与所述缸服务模块ll上相应的接头相连接。作为替代方案，外部的温度传感器 和/或压力传感器也可以构造为无线电传感器，并且其传感器数据以无 线方式传输给所述缸服务模块11。该缸服务模块11为此需要相应的接 收装置。所述在图l和2中示出的缸服务模块ll或者说在图3中示出的缸 服务模块25的工作原理在于，在缸中的活塞运动由所述位置传感器 21、 23或者说28、 30感测和分析。通过活塞在所述位置传感器之间的 运行时间的测量，可以不断地对所述运行时间或者说活塞速度进行监 控，并且与保存在所述存储装置32中的标准数值进行比较。相应地也 可以对压力变化曲线及温度变化曲线进行监控，如果设置了相应的传 感器。在活塞速度已知的情况下，也可以对所述位置传感器之间的间 距进行测量。这就可以对周期时间也就是说对活塞的单一行程和/或前 进及返回行程的时间进行监控。可以在所述微型控制器31的教学模式 中在运行开始时自动地检测所述保存在存储装置32中的标准数据或者 说比较数据，其中所述微型控制器为此构造为学习系统。此外，可以 检测运动周期的数目，并且持续地或者根据愿望显示在显示器18或者 说26上。也可以在显示器上单个地或者一同根据愿望显示其余经过探 测和监控的参数及其与所述标准数值之间的偏差。所述操纵装置19或 者说27用于选出所期望的过程和显示模式。
此外可以设置一个报警装置，该报警装置用于以信号表示不允许 的与标准流程和/或与标准传感器数据之间的偏差。警报的信号表示可以通过所述显示器18或者说26进行，比如通过闪烁的运行状态或者 相应的符号，其中也可以设置单独的比如信号灯形式的报警装置比如 发光二极管，该报警装置在报警情况下接通或者闪烁。如果达到一个 预先确定的工作周期的数目，这样的工作周期显示所述缸的使用寿命 的结束并且表明应该将其更换，那么也可以产生这样的警报或者这样 的信号。通过所述存储装置32的标准流程和标准数据的存储，也可以以简 单的方式在缸维修或保养或更换之后支持同一个缸12的再次启动并且 使这一过程简化。由此可以调节所述移动时间或者"^兌周期时间，并且 一直改变流体到缸12的输送和排出，直到所述缸服务模块再次呈现按 以前流程的正确工作方式。过程、流程及传感器数据的存储也可以结合所述时基33进行，也 就是说，每个过程都以相应的时间加以保存，每个过程都在所述相应 的时间里进行。这尤其涉及不寻常的过程或者有缺陷的过程。开关错误的识别、因摩擦或者外来负荷的变化而在缸12上产生的 问题的识别或者因节流、位移的或者有故障的节流阀或者堵塞的软管 而产生的问题的识别也可借助于神经网络进行，也就是说借助于在微 型控制器31的软件中的神经网络结构进行。
权利要求
1.作为自给自足的模块的缸服务模块，其具有用于固定在流体缸(12)的外壁上的机构，具有显示器(18；26)和操纵装置(19；27)，具有至少两个对磁场敏感的用于敏感地检测设有永久磁铁的缸活塞的位置传感器(21、23；28、30)，具有自给自足的电压供应系统(35、36)并且具有带有存储装置(32)的微型控制器(31)，该微型控制器(31)则具有至少用于借助于所述位置传感器(21、23；28、30)的传感器信号对运动周期的持续时间和/或数目进行探测并且用于将这样的数据显示在所述显示器(18；26)上的机构。
2. 按权利要求1所述的缸服务模块，其特征在于，所述微型控制 器(31)具有学习系统(教学模式)，该系统至少用于自动探测在所 述位置传感器之间的间距和/或所述移动速度和/或传感器信号的周期 时间。
3. 按权利要求1或2所述的缸服务模块，其特征在于，所述存储 装置(32)设置用于存储传感器数据和/或所连接的系统的工作周期和/ 或特性数据。
4. 按权利要求3所述的缸服务模块，其特征在于，所述微型控制 器(31)设置用于在再次起动时根据所存储的传感器数据对相同的或 相应的系统进行调节。
5. 按前述权利要求中任一项所述的缸服务模块，其特征在于，所 述缸服务模块具有报警装置，该报警装置用于以信号表示不允许的与 标准流程和/或标准数据之间的偏差和/或用于以信号表示预先确定的 工作周期的数目的达到情况。
6. 按权利要求5所述的缸服务模块，其特征在于，所述显示器(18; 26)和/或光学信号装置设置用于以信号表示警报。
7. 按前述权利要求中任一项所述的缸服务模块，其特征在于，所 述自给自足的电压供应系统(35、 36)具有蓄电池、太阳能模块和/或 机械-电换能器。
8. 按权利要求7所述的缸服务模块，其特征在于，所述机械-电换 能器具有与活动的永久磁铁共同作用的感应线圏(35)。
9. 按前述权利要求中任一项所述的缸服务模块，其特征在于，其 中一个在所述缸服务模块(ll; 25)本身里面或上面的位置传感器(23; 30)以及至少一个另外的外部位置传感器(21; 28)通过柔性的线路 和/或可以以伸缩方式延长的线路(22; 29)或以无线方式与所述缸服 务模块(11; 25)相连接。
10. 按权利要求1到8中任一项所述的缸服务模块，其特征在于， 至少两个外部的位置传感器(21、 23)通过柔性的和/或可以以伸缩方 式延长的线路(24)或者以无线方式与所述缸服务模块(11)相连接。
11. 按权利要求9或IO所述的缸服务模块，其特征在于，所述外 部的位置传感器(21、 23; 28)和/或相应的线路(22)具有用于固定 在流体缸(12)的外壁上的纵槽(13、 14)上面或里面的机构。
12. 按前述权利要求中任一项所述的缸服务模块，其特征在于， 所述缸服务模块的部件布置在模块外壳(10)里面或者塑料薄膜尤其 聚合物电子薄膜里面或上面。
13. 按权利要求9到11中任一项所述的缸服务模块，其特征在于， 所述至少一根柔性的线路(22; 24; 29)构造为柔性的电缆、构造为 螺旋形的电缆或者构造为薄膜带。
14. 按前述权利要求中任一项所述的缸服务模块，其特征在于， 所述缸服务模块具有无线电收发机(")，该无线电收发机(")用 于向外部的控制中心或外部的读取装置无线传输数据以及/或者将数据 从其中无线传输出来。
15. 按权利要求14所述的缸服务模块，其特征在于，所述无线电 收发机(37)是WLAN-服务器。
16. 按前述权利要求中任一项所述的缸服务模块，其特征在于， 所述缸服务模块包括至少一个温度传感器(38)和/或压力传感器，或 者通过相应的连接线路或者以无线方式与至少一个这样的传感器相连 接。
17. 按前述权利要求中任一项所述的缸服务模块，其特征在于， 所述缸服务模块包括将所确定的事件分配给确定的时间的时间模块(33)。
18. 按前述权利要求中任一项所述的缸服务模块，其特征在于， 所述缸服务模块具有用于数据存储所用的存储介质的、尤其用于可插 入和可拔出的存储芯片卡的插槽。
全文摘要
提出一种作为自给自足的模块的缸服务模块，其具有用于固定在流体缸(12)的外壁上的机构。该缸服务模块具有显示器(18)和操纵装置(19)，并且设有至少两个对磁场敏感的位置传感器(21)，所述位置传感器(21)用于敏感地探测设有永久磁铁的缸活塞。此外，所述缸服务模块还具有自给自足的电压供应系统和具有存储装置的微型控制器，该微型控制器具有至少用于借助于所述位置传感器(21)的传感器信号探测运动周期的持续时间和/或数目并且用于将这样的数据显示在所述显示器(18)上的机构。所述缸服务模块作为自给自足的模块不需要任何接头，并且由此可以快速而简单地安装并且也可以再安装在不同的缸上。
文档编号F15B15/28GK101118433SQ20071013734
公开日2008年2月6日 申请日期2007年7月20日 优先权日2006年7月22日
发明者J·布雷多, M·吉奥索夫, R·凯勒 申请人:费斯托合资公司