位移传感器的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的位移传感器。本发明此外涉及一种用于位移传感器的阀。

背景技术：

位移传感器用来确定部件的行程、例如能够持续地调节的液压式滑阀的阀芯的行程。为此，位移传感器具有位移传感器芯以及此外一种例如带有三个线圈（两个次级线圈和一个初级线圈）的线圈系统，所述位移传感器芯能够与要测量的部件连接。所述次级线圈反相地串联并且因此只要位移传感器芯的中心轴向地布置在线圈系统的中心中，所相加地产生的电压就为零。由于位移传感器芯的运动，次级线圈的相加地产生的电压不等于零并且因此确定部件的行程还有速度和位置。为了能够尽可能精确地确定所述行程，必须尽可能精确地确定位移传感器芯在线圈中的位置。由于温度改变可能会导致部件不同地膨胀。这由材料的选择和构造来决定，因为通过技术决定的边界条件不能自由地选择用于不同的部件的材料。因此不同的部件具有不同的热膨胀系数，以至于可能的是，例如位移传感器芯的支撑链比位移传感器线圈的支撑链更快地膨胀，位移传感器芯的支撑链例如具有接收位移传感器芯的芯杆以及待测量的部件，位移传感器的壳体例如属于所述位移传感器线圈的支撑链。因此产生在位移传感器芯和位移传感器线圈之间的偏移，所述偏移是温度相关的。这也被称为温度-漂移（temperatur-drift）。

为了减小所述温度-漂移、也就是说位移传感器芯的支撑链和位移传感器线圈的支撑链的不同的长度改变，de102016216609a1提供了以下可能方案：通过壳体中的两个弹簧将位移传感器线圈定位在线圈壳体中。在此，线圈壳体在朝向待测量的部件的一侧上通过弹簧支撑在壳体上，并且在背离待测量的部件的另一侧上，线圈壳体通过弹簧支撑在能够调节的盖罩上。通过所述弹簧可以简单地改变壳体的支撑链的长度和/或布置方案并且因此影响或者减小温度-漂移。

技术实现要素：

与此相对地，本发明以以下任务为基础：完成一种位移传感器以及具有位移传感器的阀，其中以设备技术上简单的以及费用有利的方式能够调整和/或避免或者最大程度地避免温度-漂移。

该任务在位移传感器方面根据权利要求1的特征得到解决并且在阀方面根据权利要求14的特征得到解决。

本发明的有利的改进方案是从属权利要求的对象。

根据本发明设置了一种用于阀、特别是液压式换向阀的位移传感器、特别是一种线性的位移传感器。所述位移传感器在此优选地布置在壳体中并且具有一种特别是柱形的位移传感器芯。所述位移传感器芯例如能够与阀芯（ventilschieber）连接，以便确定阀芯的行程和/或位置和/或速度。给所述位移传感器芯配置了至少一个特别是空心柱形的线圈，所述线圈径向地包围所述位移传感器芯，并且所述线圈布置在一种特别地同样是大约空心柱形的线圈壳体中。所述线圈壳体具有第一壳体侧，所述第一壳体侧朝向阀芯以及阀，也就是说沿着朝向阀的方向指向，并且所述线圈壳体通过所述第一壳体侧特别是轴向地支撑在壳体上。在背离阀的一侧上，线圈壳体具有另一支撑面，特别是用于进行轴向的支撑。该支撑面布置在线圈壳体的第一壳体侧和线圈的在背离阀的一侧上的轴向端部区段之间，所述支撑面从阀芯和阀远离地指向、也就是说沿着背离阀的方向指向。换句话说，支撑面这样地沿着轴向方向进行定位，以至于所述支撑面沿着背离阀的方向没有伸出轴向的线圈端部。因此换句话说，支撑面布置在线圈的两个轴向的端部区段之间，以便轴向地支撑所述线圈壳体。此外，线圈和线圈壳体这样地布置，使得其特别是沿着轴向方向在支撑面之后可以沿着背离阀的方向基本上自由地、由在温度改变时的热膨胀系数决定地沿着轴向方向伸长或者缩短。所述线圈壳体以支撑面通过补偿元件支撑在壳体的能够调节的盖罩上。这意味着，所述补偿元件轴向地在背离阀的一侧上支撑在壳体盖罩上并且线圈壳体轴向地在背离阀的一侧上通过支撑面支撑在补偿元件上。关于具有补偿部件的位移传感器有利的是，当线圈被屏蔽时，所述补偿部件不必具有技术特性、例如磁性，以至于能够选择一种材料，该材料具有有针对性地影响、特别是减小线圈的支撑链的长度改变的热膨胀系数。这意味着，通过选择补偿元件的材料和长度，能够有针对性地调整、特别是减小线圈的支撑链沿着轴向方向的绝对的热膨胀。所述布置方案的目的是，使线圈的支撑链的膨胀和位移传感器芯的支撑链的膨胀关于热膨胀进行同步化。此外，通过所述补偿元件可能的是，在温度升高时，线圈和/或线圈壳体沿着背离阀的方向轴向地膨胀。所述线圈和/或线圈壳体在温度升高时沿着与能够调节的盖罩相同的方向伸长。换句话说，线圈和/或线圈壳体沿着与能够调节的盖罩相同的方向伸长，因为所述支撑面位于线圈壳体的和/或线圈的背离阀的端部侧和第一壳体侧之间，线圈壳体通过所述支撑面支撑在补偿元件上。如果线圈和/或线圈壳体在温度升高时的长度改变特别地基本上沿着背离阀的轴向方向进行，那么有利的是，所述支撑面位于一种区域中，所述区域位于线圈壳体的第一壳体侧和线圈的中心之间。支撑面越近地布置在线圈的背离阀的端部侧上，在温度升高时沿着背离阀的方向的伸长就越强烈。通过有针对性地布置所述支撑面，可以影响长度改变的方向和/或长度改变的沿着一方向的强度。所述补偿元件此外可以设备技术上简单地集成到位移传感器的布置方案中。

用来减小或者用来避免温度-漂移的一种备选的或者附加的可能方案是，完成一种位移传感器，所述位移传感器在线圈的支撑链中或者在位移传感器芯的支撑链中具有至少一个部件，所述至少一个部件是标准部件，所述标准部件由具有合适的热膨胀系数的材料、特别是比较小的热膨胀系数的材料完成。线圈的支撑链例如具有壳体和线圈壳体，并且位移传感器芯的支撑链有利地具有芯杆、阀芯以及磁柱塞（magnetstoessel），所述芯杆固持所述位移传感器芯，通过磁场能够使所述磁柱塞轴向地运动。完成具有一带有合适的热膨胀系数的标准部件的位移传感器具有以下优点：能够影响支撑链的长度改变，而不必改变位移传感器的构造。这意味着也不必对壳体的构造进行改变。这是特别费用有利的。此外通过更换不同的标准部件可以有针对性地影响温度-漂移，所述不同的标准部件具有不同的长度并且因此在温度改变时也具有不同的绝对的轴向的长度改变。

所述标准部件优选地由一种材料制成，所述材料的热膨胀系数小于下述部件的热膨胀系数的100%、特别是小于50%或者20%，所述部件在位移传感器的和线圈的支撑链中具有次较小的（dennaechstkleineren）热膨胀系数。例如所述部件在温度应用区域中可以具有大约11×10^-61/k的热膨胀系数，并且标准部件、例如接收所述位移传感器芯的芯杆可以例如由殷钢制成，并且在温度应用区域中具有例如大约1.4×10^-61/k的热膨胀系数，所述部件例如是阀芯并且例如具有次较小的热膨胀系数。

优选地，补偿元件具有比较小的热膨胀系数。特别地，热膨胀系数小于下述部件的热膨胀系数的100%、特别是小于50%或者20%，所述部件在位移传感器的和线圈的支撑链中具有次较小的热膨胀系数。所述补偿元件可以例如至少部分地或者全部由殷钢构造，其在确定的温度区域中具有比较小的热膨胀系数。例如，支撑链的部件可以由例如镍铁合金和/或铸铁和/或钢的材料制成，所述材料在温度应用区域中具有例如10×10^-61/k到16×10^-61/k的热膨胀系数，并且例如由殷钢制成的补偿元件在该温度区域中例如具有大约1.4×10^-61/k的热膨胀系数。在该示例中，由殷钢制成的补偿元件在温度应用区域中具有下述部件的14%的热膨胀系数，该部件具有次较小的热膨胀系数。因此，补偿元件在温度改变时会具有小的长度改变，并且因此可以实现对于温度-漂移的良好地可调整性。特别地可以实现，沿着能够调节的盖罩的轴向方向的长度改变和线圈壳体的和/或线圈的长度改变大致相加。换句话说，线圈的支撑链通过补偿元件扩大，所述补偿元件在温度升高时沿着朝向阀的方向伸长。但是因为在温度升高时，补偿元件的热膨胀系数以及因此还有其伸长相对于壳体的和/或线圈壳体的和/或能够调节的盖罩的伸长是非常小的，因此线圈的支撑链沿着背离阀的方向伸长。

优选地，标准部件至少部分地或者全部地由殷钢制成。殷钢是具有非常小的热膨胀系数的铁镍合金。其由64%的铁和36%的镍组成。

殷钢具有以下特性：在确定的温度范围中具有异常小的或者部分地负的热膨胀系数。因此可以通过制造由殷钢制成的标准部件和/或补偿元件来实现在温度应用范围中对于温度-漂移良好的可调整性。

此外，补偿元件至少部分地或者完全有殷钢制成。这同样具有以下优点：殷钢具有非常小的或者部分地负的热膨胀系数。因此可以特别好地影响线圈的支撑链的伸长。

此外有利的是，所述补偿元件和/或标准部件由具有小于或者等于10×10^-61/k的热膨胀系数的材料制成。特别地，热膨胀系数可以小于或者等于5×10^-61/k或者2×10^-61/k。因此，热膨胀系数例如小于铁的热膨胀系数，铁的热膨胀系数是大约11.8×10^-61/k。这也影响了位移传感器芯的和/或线圈的支撑链的伸长，以至于能够减小温度-漂移。

此外有利地可以是，补偿元件具有套筒形状。补偿元件可以在套筒形状和/或也可以在空心柱形状中径向地包围线圈和/或线圈壳体。通过使用套筒形状，简单的是，补偿元件集成在线圈的支撑链中，并且需要很少的构造上的改变，以便安转所述包围线圈和/或线圈壳体的补偿元件，所述套筒形状是标准形状。

此外可以是有利的是，线圈壳体通过第一壳体侧直接支撑在壳体上。通过将线圈壳体直接支撑在壳体上，在安装之后不需要线圈的支撑链的另外的改变花费。所述线圈始终具有相同的位置。此外有利的是，线圈壳体通过第一壳体侧通过一种弹性元件支撑在壳体上。在此，弹性元件定位在壳体和线圈壳体的第一壳体区段之间。所述弹性元件可以是弹簧和/或间隔件和/或应变元件和/或垫片。通过使用弹性元件可以在没有结构上的改变并且没有更换部件的情况下容易地轴向地调节和/或调整所述能够调节的盖罩，线圈壳体通过所述部件支撑在壳体上，因为线圈的支撑链通过所述弹性元件来定位。

此外可以是有利的是，所述能够调节的盖罩具有罐形状，也就是说具有底部的衬套形状或者空心柱形状。由此可能的是，所述能够调节的盖罩径向地包围线圈和/或线圈壳体和/或补偿元件，并且将所述壳体向外密封和/或封闭。此外这是一种简单且费用有利的方式，用来将壳体向外封闭和/或密封并且实现位移传感器在壳体中的可安装性。

此外可以是有利的是，所述能够调节的盖罩具有外螺纹。所述壳体具有相应的内螺纹，所述能够调节的盖罩特别地能够旋入到内螺纹中。因此，能够调节的盖罩的沿着轴向方向的位置改变和/或补偿元件的位置改变和/或线圈的和/或线圈壳体的位置改变能够简单地实现，并且因此在非常大的温度改变时手动地调整线圈的支撑链的长度并且因此避免温度-漂移。

有利地，所述能够调节的盖罩稍微从壳体伸出。这影响了线圈的支撑链的长度改变。所述能够调节的盖罩从壳体伸出地越远，线圈的和/或线圈壳体的支撑链的、取决于能够调节的盖罩的材料的热膨胀系数的和/或该材料的长度改变就越早。因此这里也可以在温度改变时影响线圈的支撑链的长度改变。

优选地，补偿元件通过能够调节的盖罩或者线圈壳体径向地定位。通过在已经存在的部件上的定位，能特别简单地并且费用有利地定位所述补偿元件。

在另一种构造方案中，有利的是，所述补偿元件从线圈壳体的支撑面出发延伸直到所述能够调节的盖罩。换句话说，有利的是，所述补偿元件沿着轴向方向基本上完全地包围线圈和/或线圈壳体。优选地，补偿元件通过线圈的和/或线圈壳体的端部侧沿着背离阀的轴向方向伸出超过线圈和/或线圈壳体，并且因此线圈的和/或线圈壳体的端部侧相对于所述能够调节的盖罩沿着背离阀的方向间隔开。通过这种布置方案，可能的是，线圈和/或线圈壳体沿着背离阀的方向在温度升高时能够膨胀，而没有被能够调节的盖罩在长度改变上进行限制。

此外有利的是，能够调节的盖罩在盖罩底部上具有支撑面，所述支撑面在内罩面上截锥形地构造，并且补偿元件支撑在所述支撑面上。换句话说，能够调节的盖罩的内罩面的直径在盖罩底部上沿着背离阀的方向变细并且在能够调节的盖罩的盖罩底部和空心柱形的部分之间形成斜边（fase），所述斜边是支撑面。该构造方案是有利的，因为能够调节的盖罩沿着径向方向的长度改变或者膨胀因此是可能的，而补偿元件的沿着径向方向的长度改变不是必须的。所述补偿元件可以径向地以及轴向地在支撑面上运动。此外，补偿元件在温度升高时在截锥形的内罩面的倾斜的平面上进一步沿着背离阀的方向滑动。换句话说，也可以通过所述倾斜的平面所具有的角度来调整温度漂移。椎体越尖，补偿元件沿着背离阀的方向的滑动就越大。因为补偿元件的热膨胀比能够调节的盖罩的热膨胀小，否则可能出现位移传感器的损坏和/或卡夹。通过设置有靠放角度的支撑面，可能的是，所述补偿元件能够在不损坏事物的情况下沿着径向方向不取决于所述能够调节的盖罩地膨胀。

此外，所述线圈径向地包围所述位移传感器芯。特别地，在静止位置时、也就是说当全部系统在起始位置时并且阀在静止状态时，位移传感器芯的中心的以及线圈的中心的位置在轴向方向上一致。因此能够特别精确地确定在位移传感器芯的轴向方向上位置的改变。

此外，位移传感器是基于差动变压器原理、也被称为lvdt原理（线性可变差动变压器）的位移传感器。这意味着，所述位移传感器具有至少一个初级线圈以及至少两个次级线圈。所述次级线圈反相地串联并且因此电压在次级线圈的接头上相加。这意味着它是三线圈系统。因此如果位移传感器芯的中心的位置与三线圈系统的中心的位置一致，那么在所述两个次级线圈中相加的电压刚好是零。如果位移传感器芯轴向地沿着一方向滑动，那么在次级线圈中的电压、并且因此在接头上相加的电压改变。由此可以不仅确定位移传感器芯的位置的改变、也就是说其速度，而且也可以确定位移传感器芯的绝对位置。

此外，特别地构造具有位移传感器的液压阀。该液压阀可以例如在工作机器中安装，以便例如驱动挖掘机挖斗运动。通过安装根据本发明的位移传感器，该控制因此即使在大的温度波动时也可以特别精确。

附图说明

以下借助于示意性的示图进一步解释本发明的优选的实施例。图1示出了通过4/3换向阀的轴向截面图，所述4/3换向阀具有根据一种实施例的位移传感器。

具体实施方式

根据附图示出了一种换向阀1，所述换向阀具有阀芯2。通过阀芯2的滑动，控制在换向阀1之内的压力介质的体积流量的改变。这里示出的换向阀1具有三个腔室p、a和b以及一个t-通道，所述t-通道与这里没有示出的箱连接。此外，所述换向阀1具有阀壳体4。所述阀芯2在轴向的端部侧上与磁柱塞6形状配合地和/或材料接合地和/或传力地连接。所述阀芯伸入阀壳体4中。可以通过操纵磁体8使所述磁柱塞6运动并且因此可以操纵阀芯2，以便控制换向阀1。为了确定阀芯2的位置，并且为了使得换向阀1的数字控制成为可能，必要的是，已知阀芯2的精确的位置和/或速度。为此，磁柱塞6在背离所述阀芯2的轴向的端部侧上布置在位移传感器12的芯杆10上。具有磁柱塞6和磁体8的操纵设备14以及位移传感器12可以布置在共同的壳体16中，所述壳体轴向地连接阀壳体4。位移传感器12布置在壳体16的凹部中。所述位移传感器12具有位移传感器芯18，所述位移传感器芯安装在芯杆10上。所述位移传感器芯18是铁磁性的，因此其在运动时会在线圈20中感应出电压，所述线圈径向地包围所述位移传感器芯18。所述线圈20具有空心柱形的形状，位移传感器芯18布置在所述形状中。所述线圈20可以布置在铁磁性的线圈壳体22中，所述线圈壳体又径向地包围线圈20。闭合的线圈壳体22具有罐形状，其中所述罐的底部24布置在朝向阀的一侧上。所述底部24具有第一壳体侧26，所述第一壳体侧布置在底部24的朝向阀的一侧上。通过该第一壳体侧26，线圈壳体22通过弹簧28支撑在壳体16上。此外，所述线圈壳体22通过销30径向地防止旋转地固定，所述销部分地布置在壳体16中并且部分地布置在线圈壳体22的伸出部分32中。所述伸出部分32具有衬套形状并且布置在线圈壳体22的底部24的外部的径向的区域中。所述伸出部分32从线圈壳体22的底部24轴向地沿着朝向阀的方向伸出。此外，线圈壳体22的底部24径向地稍微加宽。这意味着，线圈壳体22的底部24的直径稍微大于线圈壳体22的径向地包围线圈20的区段的直径。因此在线圈壳体22的底部24的背离阀的一侧上形成支撑面34。补偿元件36轴向地贴靠在所述支撑面上。换句话说，所述补偿元件36通过线圈壳体22滑动，并且径向地包围所述线圈壳体22和线圈20。在此，所述补偿元件36具有套筒形状。所述补偿元件36径向外部地被能够调节的盖罩38所包围。该能够调节的盖罩具有罐形状。所述能够调节的盖罩38的底部在此封闭所述壳体16。所述能够调节的盖罩38此外具有外螺纹40，所述外螺纹能够被带入到壳体16的内螺纹42中。因此，能够调节的盖罩38以及由此线圈20也能够径向地通过旋入或者旋出所述能够调节的盖罩38而滑动。在将所述能够调节的盖罩38旋入到壳体16中时，弹簧28被压缩，所述线圈壳体22支撑在所述弹簧上并且所述弹簧28轴向地定位所述线圈壳体22。此外，所述能够调节的盖罩38具有支撑面44，补偿元件36支撑在所述支撑面上。所述支撑面44具有靠放角度（anstellwinkel）并且截锥形地构造。所述支撑面44轴向地朝着背离阀的一侧的方向变细。换句话说，所述补偿元件36以一种角度贴靠在所述支撑面44上，以便使得补偿元件36和能够调节的盖罩38的沿着径向方向的膨胀成为可能。

通过锁紧螺母46固定了所述能够调节的盖罩38。

公开了一种在壳体中的用于阀的位移传感器，位移传感器具有柱形的位移传感器芯，所述位移传感器芯被至少一个线圈径向地包围，所述线圈布置在线圈壳体中。所述线圈壳体在朝向阀的一侧上通过第一壳体侧轴向地支撑在壳体上，并且线圈壳体通过线圈壳体的支撑面轴向地支撑在一种补偿元件上，以至于所述线圈沿着轴向的背离阀的方向在长度改变中不受限制，所述支撑面布置在第一壳体侧和轴向的背离阀的端部侧之间。所述补偿元件在背离阀的一侧上支撑在能够调节的盖罩上。或者位移传感器芯的支撑链的和/或线圈的支撑链的标准部件通过由具有合适的热膨胀系数的材料组成的部件代替。

附图标记列表：

1换向阀；

2阀芯；

4阀壳体；

6磁柱塞；

8磁体；

10芯杆；

12位移传感器；

14操纵设备；

16壳体；

18位移传感器芯；

20线圈；

22线圈壳体；

24底部；

26第一壳体侧；

28弹簧；

30销；

32伸出部分；

34，44支撑面；

36补偿元件；

38能够调节的盖罩；

40外螺纹；

42内螺纹；

46锁紧螺母。