DE1263327B - Stellungsmesstransformator - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

GOId

Deutsche KL: 42 d-1/12

1 263 327
J18212IXb/42d
28. Mai 1960
14. März 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellungsmeßtransformator, bestehend aus einem vorzugsweise aus einer Vielzahl von Ende an Ende angeordneten und miteinander verbundenen Teilgliedern zusammengesetzten Skalenglied, das aus parallel zueinander und in gleichem Abstand voneinander liegenden und in Reihe geschalteten Leitern besteht, aus einem quer zu diesen Leitern, relativ zu dem Skalenglied verschiebbaren Schlitten mit zwei Wicklungen, die aus mehreren Leitergruppen zusammengeschaltet sind, die ihrerseits jeweils von mehreren parallel zueinander verlaufenden, in Reihe geschalteten und mit den Leitern des Skalengliedes induktiv gekoppelten Leitern gebildet und in einem von Mitte zu Mitte gerechneten Abstand voneinander angeordnet sind, der einem ungeraden Vielfachen des halben Abstandes von Mitte zu Mitte zweier benachbarter Leiter des Skalengliedes entspricht, wobei benachbarte Leitergruppen jeweils unterschiedlichen Wicklungen angehören.

Ein solcher Stellungsmeßtransformator, wie er beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2799 835 beschrieben ist, liefert eine Spannung, deren Amplitude eine möglichst genaue Sinusfunktion der Stellung des Schlittens relativ zu dem Skalenglied sein soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, örtliche Kopplungsunterschiede als Folge von Lagetoleranzen der Leiter des Skalengliedes und der Anschlußstücke zu den einzelnen Leitergruppen des Schlittens herabzusetzen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitergruppe des Schlittens nur aus zwei an einem Ende durch ein Querstück miteinander verbundenen Leitern besteht.

Dadurch läßt sich die Zahl der Leitergruppen auf einem Schlitten bestimmter Länge erhöhen und zugleich der Abstand der Mittellinien der einzelnen Leitergruppen herabsetzen.

Die erhöhte Anzahl von Leitergruppen auf einem Schlitten bestimmter Länge ergibt eine größere Gesamtspannung an den Wicklungen, die damit auch weiter von dem Störgeräusch wegliegt. Außerdem gehen Fehlstellungen der Leiter des Skalengliedes nur noch mit einem niedrigen Mittelwert ein.

Durch das Zusammenrücken der Mittellinien der Leitergruppen wird der Einfluß von Stellungsfehlern des Skalengliedes verringert, wie sie beispielsweise beim Zusammensetzen der einzelnen Skalenteilstücke zu einem Skalenglied auftreten können. Beim Zusammensetzen dieser Skalenteilstücke können nämlich Versetzungen in drei Koordinaten, nämlich seitlich, längs und in der Höhe auftreten.

Stellungsmeßtransformator

Anmelder:

Inductosyn Corporation,

Carson City, Nev. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Höger

und Dipl.-Ing. W. Stellrecht M. Sc._:

Patentanwälte,

7000 Stuttgart 1, Uhlandstr. 16

Als Erfinder benannt:
Clair Loring Farrand,
Bronxville, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 5. Juni 1959 (818 356)

Die damit verbundene plötzliche Stellungsänderung der Leiter auf benachbarten Skalenteilstücken wird von dem Schlitten beim Übergang von einem Skalenteilstück zu dem anderen zusätzlich abgetastet, und zwar nacheinander von den einzelnen Leitergruppen des Schlittens. Je geringer die Breite der einzelnen Leitergruppen ist, um so geringer ist auch die Strecke, die der Schlitten zurücklegen muß, damit die folgende Leitergruppe einen solchen Fehler abtastet. Ein derartiger Fehler soll aber möglichst immer von zwei aufeinanderfolgenden Leitergruppen abgetastet werden, weil diese in verschiedenen Wicklungen liegen und dann die von diesen Wicklungen gelieferten Spannungen mit demselben Fehler behaftet sind.

Nimmt man beispielsweise an, daß der Fehler, also die Stellungsversetzung der beiden Skalenteilglieder, eine höhere Kopplung zwischen Skalenglied und Schlitten zur Folge hat als bei korrekter Verbindung dieser Skalenteilglieder, dann würde die erste Leitergruppe des Schlittens, die diesen Fehler abtastet, einen höheren Beitrag zu dem von der Gesamtwicklung abgegebenen Signal leisten. Sobald dann die zweite Leitergruppe die Fehlerstelle erfaßt, ist die Kopplung beider Gesamtwicklungen wieder ausgeglichen. Erfaßt dann die dritte Leitergruppe die Fehlerstelle, dann ist die Kopplung der beiden Gesamtwicklungen wieder unterschiedlich und wird erst wieder ausgeglichen, wenn auch die vierte Leitergruppe die Fehlerstelle erfaßt.

809 518/274

In Fig. 8 ist die frühere Art einer Leitergruppe des Schlittens in Form einer W-Gruppe dargestellt. Dabei bedeutet Xl die senkrechte Mittellinie durch die Wicklungsgruppe 1 und X 2 die senkrechte Mittel-5 linie durch die Wicldungsgruppe 2. Jede derartige Linie befindet sich an einem Pol, und bisher war dieser polare Abstand ungefähr 5,72 mm. Die Gruppen 1 und 2 der Fig. 8 sind selbstverständlich nur ein Beispiel einer solchen Wicklung, die auch eine

Ein solcher Fehler kann sich daher bei einer erfindungsgemäßen Anordnung nur in einem sehr kleinen Stellungsbereich auswirken, der durch den Abstand der schmalen, U-förmigen Leitergruppen bestimmt ist. Dieser Abstand ist aber bei den bekannten W-förmigen Leitergrappen zwangläufig viel größer. Außerdem kann die Fehlerspannung nie größer als die kleine Teilspannung einer Leitergruppe werden.

Durch die größere Länge der Leiter des Schlittens io größere Zahl von Gruppen haben kann, wie dies in gegenüber den Leitern des Skalengliedes werden auch dem vorgenannten USA.-Patent beschrieben ist. die bei den bekannten Anordnungen auftretenden Anstatt einer W-Gruppe gemäß F i g. 8 sind nun

Fehler weitgehend vermieden, die durch ungleiche nach der vorliegenden Erfindung zwei Schlitten-Kopplung des oberen und des unteren Teiles einer wicklungen mit U-förmigen Gruppen vorgesehen, wie Leitergrappe mit dem Skalenglied infolge unsymme- 15 dies in Fig. 1 angedeutet ist, wo 48 derartiger Gruptrischer Ausführung dieser Leitergruppen verursacht pen beispielsweise dargestellt sind. Die U-förmigen werden. Gruppen sind auch bei 30 in F i g. 2, 3 dargestellt und

Die bei der bisher bekannten W-förmigen Leiter- sind auch für den Schlitten gemäß Fig. 5, 6 und 7 gruppe oben und unten unterschiedliche Anzahl von vorgesehen. In diesem Fall ist der polare Abstand auf Querstücken (oben ein Querstück, unten zwei Quer- 20 ungefähr 1,91 mm ermäßigt worden, stücke) führt zu Fehlersignalen, wenn die Skala aus Bei einem Schlitten 20 gemäß der vorliegenden

mehreren Teilgliedern zusammengesetzt ist und zwei Erfindung können 96 aktive Leiterteile oder Streifen solche Teilglieder nicht genau ausgerichtet sind und/ (in F i g. 2 ist einer bei 3 angedeutet) auf dem gleichen oder Fertigungstoleranzen aufweisen. Dann werden Raum angeordnet werden, der sonst von 64 Streifen nämlich die oberen und unteren Querstücke der 25 der alten W-Wicklung eingenommen wird. Wie ferner Skalenglieder von den oberen und unteren Quer- in F i g. 2 dargestellt ist, haben die U-förmigen Grapstücken des Schlittens unterschiedlich abgetastet. pen und Sektoren, wie sie bei 30 angedeutet sind, Das wird jedoch durch die vorgeschlagene Aus- parallele Leiterteile 3 und sind länger als die fortbildung der Leiter vermieden, da dabei die Quer- laufende Wicklung 4 des Skalengliedes 40, wodurch stücke keinen Beitrag zur Kopplung mehr leisten 30 der Schlitten 20 verlängerte Leiterteile aufweist, die können. in F i g. 2 mit 5 bezeichnet sind. Die Endverbindungen Versuche haben gezeigt, daß ein Stellungsmeß- sind mit 6 bezeichnet (diese entsprechen dem Übertransformator mit dem verbesserten Schlitten gemäß schuß von A über B in F i g. 8). Die Verbindungen 6 der vorliegenden Erfindung eine Abweichung von der erstrecken sich durch die Löcher 31 des Glasblockes Sinuskopplungswelle von der Größenordnung von 35 32. Die obigen Ausführungen beziehen sich auf das 1:3000 im Vergleich zur Abweichung von 1:1000 obere Ende des Schlittens 20, wie er in F i g. 2 darbei dem früheren W-Schlitten hatte. gestellt ist. Die Querstücke 7 der U-förmigen Leiterin der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gruppe 30, die sich parallel zur Längsachse des Erfindung dargestellt. Es zeigt Skalengliedes erstrecken, liegen einem Raum 8 des Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Schalt- 40 Skalengliedes 40 gegenüber, der von den unteren Schemas der zu zwei Wicklungen zusammengefaßten Querstücken 9 der Wicklung 4 und einem im Abstand Leitergrappen des Schlittens,

F i g. 2 eine schaubildliche Ansicht des Schlittens und des Skalengliedes, wobei einzelne Teile weggebrochen sind, 45

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 2
in Richtung der Pfeile gesehen, wobei einzelne Teile
abgebrochen sind und der Maßstab ein größerer ist,
Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht des Skalengliedes in größerem Maßstab, aus der die Innenseite 5° vorn zum Anschlußstück zurück, wie dies bei 14 und ein Ende des Skalengliedes erkennbar ist, angedeutet ist. Ferner erstreckt sich die Rückführ-

Fig. 5 eine Ansicht zur Darstellung von zwei leitung 10 über die ganze Länge des Blockes 41. Wie Skalengliedteilen, die miteinander verbunden sind, in F i g. 4 angedeutet, erstreckt sich auch der Leiter im Zusammenhang mit einem daneben angeordneten 10 um die Kante 12 des Blockes herum und kehrt Schütten, wobei die Verbindungsorgane zwischen den 55 dann nach der Vorderseite des Blockes zurück, wie benachbarten Enden der Skalengliedteile schematisch dies beim Anschlußstück 15 angedeutet ist. Die Teile dargestellt sind, 14 und 15 sind damit die Anschlüsse für die fort-

F ig. 6 eine Ansicht entsprechend Fig. 5, jedoch laufende Wicklung 4 und ihren Rückführungsleiter 10, ohne den Schlitten in größerem Maßstab, wobei und ähnliche Anschlüsse sind auch für das andere einzelne Teile abgebrochen sind, und zwar stellt diese ⁶° Ende des in Fig. 4 dargestellten Blockes vorgesehen. Figur die Federkontaktblöcke dar, die zum Ver- Diese Anschlüsse sind jedoch nicht dargestellt. Die

Anschlüsse 14 und 15 sind in F i g. 5 besonders gezeigt, und die entsprechenden Anschlüsse für das benachbarte Ende des nächsten Skalengliedteiles 46 ⁶5 sind bei 17 und 18 dargestellt. Die Skalenabschnitte, wie beispielsweise 16 und 46, sind in einer solchen Zahl vorgesehen, daß sie gleich der Weglänge des Schlittens 20 oder auch länger sind.

davon angeordneten Rückführungsleiter 10 begrenzt ist (vgl. Fig. 3). Das Skalenglied 40 besteht aus einer Vielzahl von Teilnehmern gemäß F i g. 4.

Wie in F i g. 4 und auch in F i g. 3 angegeben, erstreckt sich die fortlaufende Wicklung 4 des Skalenabschnittes 16 um die Kante 12 des Glasblockes 41 herum, auf dem die Wicklung durch Galvanisieren niedergeschlagen ist. Die Wicklung kehrt dann nach

binden benachbarter Enden der Skalengliedteile miteinander leitend verbunden sind,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6,

F i g. 8 eine schematische schaubildliche Ansicht der früheren Schlittenwicklung, auf die bei der Erklärung der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird.

Die Klemmen, wie beispielsweise 14 und 15, am Ende des Skalengliedabschnittes 17 sind mit den Anschlüssen, wie beispielsweise 17 und 18 des benachbarten Endes des nächsten Skalengliedabschnittes 46, durch geeignete Federkontaktblöcke 21, 22 elektrisch verbunden, wie dies bei 23 in Fig. 6 und 7 angedeutet ist.

Die Skalengliedabschnitte, wie beispielsweise 16 und 46, sind in fester Lage zueinander mit einem geeigneten Zwischenraum 24 zwischen benachbarten Enden angeordnet, so daß der Polabstand der aktiven Leiterteile der fortlaufenden Wicklung, wie beispielsweise 4, erhalten bleibt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Stellungsmeßtransformator, bestehend aus einem vorzugsweise aus einer Vielzahl von Ende an Ende angeordneten und miteinander verbundenen Teilgliedern zusammengesetzten Skalenglied, das aus parallel zueinander und im gleichen Abstand voneinander liegenden und in Reihe geschalteten Leitern besteht, aus einem quer zu diesen Leitern, relativ zu dem Skalenglied verschiebbaren Schlitten mit zwei Wicklungen, die aus mehreren Leitergruppen zusammengeschaltet sind, die ihrerseits jeweils von mehreren parallel zueinander verlaufenden, in Reihe geschalteten und mit den Leitern des Skalengliedes induktiv gekoppelten Leitern gebildet und in einem von Mitte zu Mitte gerechneten Abstand voneinander angeordnet sind, der einem ungeraden Vielfachen des halben Abstandes von Mitte zu Mitte zweier benachbarter Leiter des Skalengliedes entspricht, wobei benachbarte Leitergruppen jeweils unterschiedlichen Wicklungen angehören, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitergruppe (30) des Schlittens (20) nur aus zwei an einem Ende durch ein Querstück (7) miteinander verbundenen Leitern (3) besteht.

2. Stellungsmeßtransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (3) des Schlittens (20) wesentlich länger als die Leiter (4) des Skalengliedes (40) sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2650 352, 2671892, 674 729,2 685 070,2 799 835.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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