CH403574A - Induktiver Geber - Google Patents

Description

      Induktiver    Geber    Die Erfindung betrifft einen induktiven Geber  für die Erzeugung zweier Wechselspannungen in  Abhängigkeit der Stellung eines in einem Magnet  system geradlinig verschiebbaren Ankers.  



  Bekannte induktive Geber, auch Weggeber ge  nannt, arbeiten mit einer Frequenz, welche ausnahms  los höher liegt als die     normale    Netzfrequenz von  50 Hz. Dies ist dadurch bedingt, dass die in den  Systemen wirksamen magnetischen     Kraftflüsse    zum  grössten Teil durch die     Luft    verlaufen, woraus sich  eine nur geringe magnetische Kopplung, dafür aber  eine hohe Feldstreuung ergibt. Da die Grösse der       induzierten    Spannung von der Frequenz abhängig  ist, muss eine hohe Betriebsfrequenz verwendet wer  den, um eine für     Messzwecke    genügend hohe Span  nung zu erhalten. Es ist deshalb praktisch nicht  möglich, solche Geber mit     50-Hz-Netzstrom    zu be  treiben.

   Es ist ein     zusätzlicher        Frequenzgenerator    für  den     höherfrequenten    Betriebsstrom notwendig.  



  Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das  Magnetsystem so zu gestalten, dass ein relativ hohes  Koppelfeld entsteht, was durch entsprechende Ge  staltung der das Magnetfeld führenden magnetischen  Kerne erreicht     wird.     



  Die Erfindung besteht darin, dass zwei koaxial  liegende, ringförmige Jochstücke mit nach innen ge  richteten Polen vorgesehen sind, und dass innerhalb  der Pole ein mit diesen magnetisch gekoppelter  zylindrischer Anker in Achsrichtung zu den     Joch-          stücken    verschiebbar angeordnet ist und dass minde  stens um je einen Pol der beiden Jochstücke eine  gemeinsame Primärwicklung angeordnet ist und min  destens je ein weiterer Pol der beiden Jochstücke je  eine     Sekundärwicklung    aufweist, das Ganze     derart,     dass in den Sekundärwicklungen Spannungen indu  ziert werden, deren Grösse in Abhängigkeit der    axialen Verschiebung des Ankers zu- bzw. abnimmt,  und umgekehrt.  



  Die Erfindung wird     anhand    von Ausführungs  beispielen näher erläutert.  



       Fig.    1 und 2 zeigen Schnitt und Grundriss des  induktiven Gebers.  



       Fig.    3 zeigt einen weiteren Schnitt.  



       Fig.    4 zeigt die Form des Blechschnittes.  



       Fig.    5     zeigt    die elektrische Zusammenschaltung.       Fig.    6 und 7 zeigen Grundriss und Blechzeichnung  einer weiteren Kernanordnung.  



  In den     Fig.    1, 2 und 3 ist ein vierpoliger indukti  ver Geber dargestellt. In einem magnetischen System,  bestehend aus feststehenden Magnetkernen und einem       geradlinig    verschiebbaren Anker, sind Spulen vor  gesehen, in denen Spannungen induziert werden,  deren Grösse in Abhängigkeit der Stellung des Ankers  veränderlich ist.  



  Der feststehende Teil des Magnetsystems besteht  aus zwei koaxial liegenden, ringförmigen Jochstücken  1(a) und 1(b). Diese weisen nach innen     gerichtete     Pole auf. Die Jochstücke     mit    den Polen sind auf  einandergeschichtete Bleche nach     Fig.    4.

   Die zwei       gleich    hohen Jochstücke<I>(a)</I> und<I>(b)</I> liegen um 180   versetzt     zueinander,    so dass gemäss     Fig.    2 die nach  innen gerichteten Pole<I>4(a), 4(b), 2(a)</I>     -1-   <I>3(b),</I>  <I>3(a)</I>     -f-        2(b),    in ihren Achsen     A-A   <I>-</I>     B-B        ein          Kreuz    bilden.     Innerhalb    der Pole ist ein     zylindrischer     Anker 5 in der Achsrichtung zu den Jochstücken  verschiebbar.

       über    die dabei entstehenden Luftspalte  6 ist der Anker 5 mit den Polen mehr oder weniger  stark magnetisch gekoppelt. Die Pole weisen Wick  lungen auf, die so angeordnet sind, dass zwei     Über-          einanderliegende    Pole 2(a) und 3(b) und     diametral     dazu 3(a) und 2(b) je eine gemeinsame Wicklung 23  aufweisen, welche als     Primärwicklungen    dienen. Je      ein weiterer Pol 4(a), 4(b) der beiden übereinander  liegenden Jochstücke weist je eine     Sekundärwicklung     40(a) und 40(b) auf.  



  Die Verschiebung des Ankers 5 mittels einer  Stange 10 erfolgt in den     Axiallagern    11 und 12.  Durch die Verschiebung des Ankers entsteht eine       Änderung    der magnetischen Kopplung von den Dop  pelpolen<I>2(a) + 3(b), 3(a) + 2(b)</I> nach den Einzel  polen     4(a)    und 4(b). Werden die     Primärwicklungen     23 an eine Wechselspannung, zweckmässig mit 50     Hz,     angelegt, so können an den Sekundärwicklungen  40(a) und 40(b) veränderliche Spannungen abgenom  men werden. Die Spannungen ändern sich dabei weit  gehend     linear    mit der Verschiebung des Ankers.  



  Der Geber findet     gemäss        Fig.    3 vor allem Anwen  dung im Zusammenhang     mit    einem hydraulischen  Servomotor, bestehend aus dem Zylinder 13 und  dem Arbeitskolben 14. Die Druckflüssigkeit wird  durch eine     nicht    gezeichnete Steuerung an den Boh  rungen 13a und 13b in bekannter Weise zu- und  abgeführt.  



  Die Einrichtung gestattet die Erzeugung einer  Signalspannung   U in Abhängigkeit der Kolben  bzw. Ankerstellung. In der     Fig.    5 ist eine solche  Schaltung dargestellt. Die konstante Eingangsspan  nung U     liegt    an den Spulen 23. An den Spulen 40(a)  und 40(b) werden die umgekehrt zueinander ver  änderlichen Sekundärspannungen abgenommen und  den Gleichrichtern 20a und 20b zugeführt. Die  Gleichstromausgänge sind mit entgegengesetzter Po  larität     hintereinandergeschaltet,    wodurch die Aus  gangsspannung   U erhalten wird.  



  Die Kernanordnung ergibt eine relativ gute Kopp  lung des magnetischen Kraftflusses, indem dieser nur  im Bereich des engen Luftspaltes durch die Luft  verläuft. Entsprechend ist das veränderliche Koppel  feld gegenüber dem ausserhalb des Luftspaltes ver  laufenden     Streufeld    relativ gross.  



  Bei der Anordnung kommt es sehr darauf an,  dass der Anker     spielfrei        gelagert    ist. Dies     trifft    bei  der vorgesehenen Anwendung mit einem     Kolben-          Servomotor    praktisch immer zu, da die Lager der  Kolbenstange, welche hier gleichzeitig den Anker  trägt, öldicht sein müssen und deshalb     in    den La  gern eine hohe Präzision aufgewendet wird.  



  In der     Fig.    6 sind in analoger Weise an den       ringförmigen    Jochstücken 1 sechs nach innen gerich  tete Pole vorhanden. Die dabei verwendeten     Bleche     haben eine Form gemäss     Fig.    7, wobei je zwei dia  metral liegende Pole um     1/6    Kreisteilung auseinander  liegen. Durch um 60  versetztes Aufeinanderlegen  der Jochstücke ergeben sich in den Achsen     B-B       Pole für die Primärwicklungen 23 und mit     1A    Kreis  teilung versetzte Pole 40 bzw. 30 und 20, die gleich  zeitig abwechslungsweise dem oberen bzw. unteren  Jochstück angehören.

   Durch diese Anordnung bleibt  die magnetische Symmetrie bewahrt, auch dann,  wenn der Anker nicht genau geführt ist, sondern  ein gewisses, nicht allzu grosses     Radialspiel    aufweist.  



  Ein weiterer wesentlicher Vorteil des vorliegen  den induktiven Gebers besteht in der einfachen Her  stellung. Die wesentlichsten Teile, wie die Kernbleche  und die Ankerbleche, sind     Stanzteile,    und das Ein  baugehäuse 14 + 15 besteht durchwegs aus Dreh  teilen, was eine sehr hohe Präzision ergibt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Induktiver Geber für die Erzeugung zweier Wech selspannungen in Abhängigkeit der Stellung eines in einem Magnetsystem geradlinig verschiebbaren An kers, dadurch gekennzeichnet, dass zwei koaxial lie gende, ringförmige Jochstücke mit nach innen ge richteten Polen vorgesehen sind und dass innerhalb der Pole ein mit diesen magnetisch gekoppelter zy lindrischer Anker in Achsrichtung zu den Joch- stücken verschiebbar angeordnet ist, und dass min destens um je einen Pol der beiden Jochstücke eine gemeinsame Primärwicklung angeordnet ist und min destens je ein weiterer Pol der beiden Jochstücke je eine Sekundärwicklung aufweist, das Ganze derart, dass in den Sekundärwicklungen Spannungen indu ziert werden,

   deren Grösse in Abhängigkeit der axialen Verschiebung des Ankers zu- bzw. abnimmt und umgekehrt. UNTERANSPRÜCHE 1. Induktiver Geber nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Jochstücke drei um je 90 versetzte Pole aufweisen und um 180 versetzt übereinanderliegen. 2. Induktiver Geber nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Jochstücke vier um je 60 und 120 versetzte Pole aufweisen und um 60 versetzt übereinanderliegen. 3.

   Induktiver Geber nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass dieser mit einem hydrau lischen Servomotor zusammengebaut ist und der Anker an dessen Arbeitskolben angebaut ist, so dass die Lagerung des Arbeitskolbens gleichzeitig als La gerung des Ankers dient. 4. Induktiver Geber nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklungen auf zwei Gleichrichter geschaltet sind, deren Gleich stromausgänge gegeneinandergeschaltet sind.