DE1032846B

DE1032846B - Schleifringloser UEbertrager fuer die Abnahme von Wechselstromimpulsen

Info

Publication number: DE1032846B
Application number: DED26669A
Authority: DE
Inventors: Hans Steinbrenner
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1957-10-19
Filing date: 1957-10-19
Publication date: 1958-06-26

Description

Schleifringloser Ubertrager für die Abnahme von Wechselstromimpulsen Die Erfindung bezieht sich auf einen schleifringlosen Übertrager für die Abnahme von Wechselstromimpulsen, insbesondere für die Kopplung des Gebers eines mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Drehmoment-, Drehschwingungs- oder Verdrehungsmessers mit der Meßbrücke des zugehörigen Verstärker- und Anzeigegerätes und/oder der Kopplung des Gerätes mit dem dieses mit Trägerfrequenz versorgenden Generators.
Es sind elektrische Meßanordnungen bekannt, bei denen die Meßgröße durch einen schleifringlosen Übertrager auf das Verstärker- und Anzeigegerät übertragen wird. Die Anwendung der schleifringlosen Ül>ertrager stößt jedoch überall dort auf besondere Schwierigkeiten, wo eine hohe Verstärkung der Meßgröße notwendig ist, weil bei dieser sich das Lagerspiel im Übertrager in der Anzeige bemerkbar macht.
Um den Einfluß des Lagerspieles auszuschalten, hat man schon die einander gegenüberliegenden Schenkel der konzentrisch zueinander und radial übereinander angeordneten Spulenjoche derart breit bemessen, daß bei einer axialen Relativbewegung der Spulen und Joche der Kraftlinienfluß von einem zum anderen Joch gleichbleibt. Diese Maßnahme scheidet zwar den Einfluß axialer Bewegungen der umlaufenden Ubertragerteile weitgehend aus, läßt aber die durch Unwucht- und Unrundlaufen innerhalb des Lagerspieles auftretenden radialen Bewegungen unberücksichtigt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Wirkung der axialen und radialen Bewegungen auszuschalten.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Ränder der die Übertragerspulen aufnehmenden Joche einander axial und radial derart breit übergreifen, daß ein Einfluß der durch das Lagerspiel und durch Unrundlaufen bewirkten Axial- und Radialbewegungen auf den Kraftlinienfluß ausgeschaltet ist und der letztere konstant bleibt. Bei einer solchen Anordnung sind die napfförmig ausgebildeten Joche mit ihren offenen Seiten einander zugekehrt. Die Herstellung solcher Joche ist erheblich einfacher als die Herstellung solcher Joche, bei denen die Spulen radial übereinander angeordnet sind.
In der Zeichnung ist die F,rfindung in einem Anwendungsbeispiel und mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 das elektrische Schaltschema eines mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Meß- und Anzeigegerätes, Fig. 2 den dazugehörigen schleifringlosen Übertrager im Längsschnitt, Fig. 3 einen Ausschnitt ITI aus der Fig. 2 in einem größeren Maßstab, Fig. 4 und 5 die Querschnitte weiterer Randausfüh- rungsformen für die Übertragerspulenjoche in einem größeren Maßstab, Fig. 6 ein Aufbauschema für einen schleifringlosen Mehrfachspulenübertrager.
Das Schaltschema nach Fig. 1 zeigt eine Brückenschaltung B üblicher Bauart mit einer oder zwei Geberspulen 1, 2 und mit einem oder zwei regelbaren Widerständen 3, 4 in einem Eichzweig der Meßbrücke. Letztere wird durch einen Wechselstromgenerator W mit Trägerfrequenz versorgt. Hinter der Brücke liegt ein Verstärker V, dahinter ein phasenempfindlicher Gleichrichter G und gegebenenfalls eine Siebkette S, an deren Ausgang eine Anzeige A (Oszillograph oder Drehspulinstrument) angeschlossen ist.
Die Brücke B ist mit dem Generator W und dem Verstärker V durch einen schleifringlosen Übertrager gekoppelt. Ein solcher Übertrager besteht z. B. aus den Spulen St und S2, die symmetrisch gewickelt sind.
Es liegen sich die Spulen in dem Übertrager nach Fig. 2 axial gegenüber; und zwar sitzt z. B. die Spule S1 auf einem Schaft 5, der z. B. mittels einer Gewindemuffe 5 a am Stirnende der zu prüfenden Welle befestigt wird. Die Spulen S. und S2 liegen jeweils in den Nuten eines Spulenkörpers 6 und 7 aus elektrischem Isoliermaterial. Die Körper 6 und 7 sitzen in je einem napfförmigen Joch 8,9, insbesondere aus Sintereisen, z. B. Hochfrequenzeisen. Das Joch 8 sitzt durch eine Zwischenschicht 10 wiederum elektrisch isoliert in einem napfförmigen Ende 11 des Schaftes 5. Das Joch 9 ist gleichfalls durch eine Zwischenscheibe 12 elektrisch isoliert in der napfförmigen Vertiefung 13 eines Endstückes 14 des die gesamte Anordnung und deren Lagerung aufnehmendes Gehäuses 15 angeordnet. Das an sich offene Stirnende des Gehäuses 14, 15 ist durch einen Deckel 16 mit einer zentralen Kabeldurchführung 17 abgeschlossen. In dem Gehäuse und dem die Spulen S'i, S2 einschließenden Teilen sind Bohrungen 18 und Ausnehmungen 19 für die Kabelführung vorgesehen.
Vom Grund des Joches 8 ragt ein zentraler, hohler, zylindrischer Teil 8a und vom Joch 9 ein zentraler Zapfen 9 a ab in der Weise, daß der Zapfen 9 a ein Stück weit in die Zylinderform 8a eintaucht. Außerdem sind die Jochränder so gestaltet, daß sie sich sowohl in radialer als auch in axialer Richtung ein Stück weit überlappen, wie z. B. die Fig. 2 und 3 zeigen, so daß an dieser Stelle ein rechtwinkligel Spalt 20 entsteht. Dieser Spalt kann auch durch eine Formgebung nach Fig. 4 oder 5 geschaffen werden.
Bei der Anordnung nach Fig. 4 ragt ein z-lindrischer Kragen 21 an einem Jochrand hinter eine Schulter 22 des anderen Jochrandes. Bei der Anordnung nach Fig. 5 greift ein zylindrischer Kragen 23 an einem Jochrand in eine Nut 24 des anderen Jochrandes ein Um bei einer axialen oder radialen Bewegung der Joche immer genügend Übergangsfläche für die elektromagnetischen Kraftlinien zur Verfügung zu haben, sind die Eintauchtiefe des Zapfens 9a in den Zylinder 8a entsprechend groß und die einander über greifenden Schulterflächen am Spalt 20 entsprechend breit gehalten, so daß bei den durch die lagerspielbedingten Relativbewegungen keine Kraftlinienfluß-und Induktivitätsänderungen auftreten. Dadurch wird erreicht, daß auch die Streuinduktivität sich nicht ändert und somit auch keine elektrischetbersetzungsänderung eintritt.
Der Schaft 5 ist auf in einem größeren Abstand voneinander angeordneten Wälzlagern 25 gelagert.
Nahe dem den Übertragerspulen S1 und S2 gegenüberliegenden Ende des Schaftes 5 ist ein Drehimpuisgeber 26 gekannter Bauart angeordnet. Durch eine an einer geeigneten Stelle eingesetzte Feder, z. B. eine Tellerfeder 27, kann dafür gesorgt werden, daß die Axialbewegung der umlaufenden Teile sehr klein bleibt oder eine solche überhaupt nicht auftritt. Für solche Fälle, bei denen ein Anbringen des Übertragers am Stirnende der zu prüfenden Welle mit Hilfe einer Schraubmuffe nicht möglich ist, kann der Schaft 5 auch als aus dem Gehäuse 15 nach vorn ragender Steckschaft oder als Hohlschaft ausgebildet werden.
Auch können im Rahmen der Erfindung weitere Spulensätze im Sinne der Spulen S, und S2 angeordnet werden, wie die Fig. 6 zeigt, wobei z. B. die Spulen Sj auf der Welle 5 und die Spulen S2 im Gehäuse 15 fest angeordnet sind. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, die einzelnen Spulen und Joche einzeln abzuschirmen (28), während bei der Anordnung nach Fig. 2 das Gehäuse 14, 15 als Abschirmung wirkt.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Schleifringloser Übertrager für die Abnahme von Wechselstromimpulsen, insbesondere für die Kopplung des Gebers eines mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Drehmoment-, Drehschwingungs- oder Verdrehungsmessers mit der Meßbrücke des zugehörigen Verstärker- und Anzeigegerätes und/oder der Kopplung des Gerätes mit dem dieses mit Trägerfrequenz versorgenden Generators, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der die Übertragerspulen auf- nehmenden Joche (8, 9) einander axial und radial derart breit übergreifen, daß ein Einfluß der durch das Lagerspiel und durch Unrundlaufen bewirkten Axial- und Radialbewegungen auf den Kraftlinieniluß ausgeschaltet ist und der letztere konstant bleibt.
2. Übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise Iconzentrisch zueinander angeordneten zusammenwirkenden Spulen (S1 und SP) axial einander gegenül,er angeordnet sind.
3. Übertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenioche (8, 9) auch an ihrer inneren Seite bzw. in ihrer Mitte sowohl in axialer als auch in radialer Richtung einander übergreifen.
4. Übertrager nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der Mitte des einen Joches (z. B. 8) ein Zylinderkragen (8a) und vom anderen Joch (z. B. 9) ein Zylinderzapfen (9a) aufragt, derart, daß der Zapfen (9 a) in den Kragen (8 a) eintaucht.
5. Übertrager nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Spulen (S1, S2) in napfförmigen Jochen (8. 9) untergebracht und die letzteren derart zueinander angeordnet sind, daß ihre offenen Seiten einander zugekehrt liegen.
6. Übertrager nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Spulen (SlJ S2) jeweils symmetrisch, von innen nach außen gewickelt sind.
7. Übertrager nach den Anspriichen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Spulen (z. B. S,) in der napfartigen Enderweiterung (10) eines mit der zu prüfenden Welle zu verbildenden Schaftes (5) untergebracht ist.
8. Übertrager nach den Anspriichen 1 bis 7, dadurch gelcennzeichnet, daß eine der Spulen (z. B.

S2) in einer napfartigen Vertiefung (13) eines auf dem Uefestigungsschaft (5) drehbar gelagerten Gehäuses (14, 15) untergebracht ist.
9. Übertrager nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Gehäuse (14, 15) auf seinem zugehörigen Befestigungsschaft (5) mittels in einem größeren Abstand zueinander angeordneten Wälzlagern (25) gelagert ist.
10. Übertrager nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Gehäuse (14, 15) an einem Ende durch einen mit einer zentralen Kabelführung versehenen Deckel (16) abgeschlossen ist.
11. Übertrager nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (Sj, so in ihren zugehörigen Jochen (8, 9) elektrisch isoliert (6, 7) und die Joche (8, 9) wiederum elektrisch isoliert (10, 12) in ihre zugehörigen Ausnehmungen (11, 13) eingesetzt sind.
12. Übertrager nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Jochränder mit einer solchen Formgebung übergreifen, daß jeweils ein rechtwinkliger Spalt (20) entsteht.
13. Übertrager nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Mehrfachspulenanordnung ein Spulensatz auf einer Welle und der andere im Gehäuse angeordnet ist (Fig. 6).