DE1490681C - Drehwiderstand ohne bewegliche Stromzuführungskontakte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehwiderstand ohne bewegliche Stromzuführungskontakte mit mindestens einem magnetfeldabhängigen Widerstand zwischen dem einen Teil eines Hohlzylinders bildenden Polschuhen eines magnetischen Kreises. Der Drehwiderstand enthält einen -zwischen den Polschuhen angeordneten und um die Achse des Hohlzylinders drehbaren ferromagnetischen Rotor.,

Ein derartiger Drehwiderstand ist aus der französischen Patentschrift 1047 701 bekannt. Zwei Wismutwiderstände sind im Luftspalt eines magnetischen Kreises angeordnet, dessen zylindrischer Permanentmagnet um seine Achse zwischen den Polen des magnetischen Kreises drehbar gelagert ist. In dieser Anordnung bleibt ein wesentlicher Teil des magnetischen Flusses des diametral magnetisierten Magneten als Streufluß für die Widerstandskörper unwirksam. Der magnetische Widerstand des Magnetkreises ändert sich während der Drehung des Magneten jeweils sprunghaft mit der Größe des Luftspaltes. Es sind deshalb entsprechende magnetische Fesselkräfte zu überwinden. ■ . ■ ■

Aus der deutschen Patentschrift 958 971 ist eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderständen bekannt, die auf den Polsphuhen eines magnetischen Kreises mit gleicher Polung angeordnet sind. Den anderen gemeinsamen Pol bildet ein um eine Achse senkrecht zu den Kraftlinien drehbarer magnetischer Rückschlußkörper. Dieser Anordnung liegt die Aufgabe zugrunde, eine plötzliche Widerstandsänderung durch eine sprunghafte Feldänderung im Luftspalt jeweils

eines der Widerstände herbeizuführen. Zu diesem Zweck ist der scheibenförmige magnetische Rückschlußkörper mit einer Aussparung versehen, die während der Drehung nacheinander an den einzelnen Widerständen vorbeigeführt wird und dadurch deren Luftspalt sprunghaft vergrößert und dementsprechend das Feld durch den Widerstand ebenso sprunghaft vermindert. Die plötzliche Widerstandsänderung bewirkt einen Spannungssprung, der zur Zündung der Brennkraftmaschine ausgenutzt wird.

Aus der deutschen Patentschrift 839 220 (Fig. 3), ist ein Drehwiderstand bekannt, dessen Widerstandskörper in einem Luftspalt bewegt wird. Der Drehwiderstand dient als Widerstandsfeinregler und ist mit einem Wismut-Widerstand versehen. In dieser bekannten Anordnung erfolgt die Widerstandsänderung ebenfalls durch Feldänderung im Luftspalt. Der Abstand der Pole des magnetischen Kreises ändert sich in der Bewegungsrichtung des Widerstandskörpers.

In einer anderen Ausführunsgform (F i g. 2) dieses bekannten Drehwiderstandes ist der Widerstandskörper zwischen den Polen des magnetischen Kreises ruhend angeordnet. Ein verstellbarer magnetischer Nebenschluß übernimmt einen mit seiner Bewegung veränderbaren Teil des Magnetfeldes aus dem Luftspalt und ändert damit den Widerstand. Es wird somit ebenfalls die Größe des Flusses im Luftspalt geändert. Die Antriebsvorrichtung muß auch die magnetische Kraft auf den Nebenschluß überwinden, die sich mit der Stellung des Nebenschlusses relativ zum Luftspalt ändert.

Aus der USA.-Patentschrift 2712 601 ist ein Drehwiderstand bekannt, dessen magnetfeldabhängiger Wismut-Widerstand, der auch mit einer Mittelanzapfung versehen sein kann, zwischen den Polen eines Magneten bewegt wird. In einer besonderen Ausführungsform kann auch der Widerstand ruhend vorgesehen sein und der Magnet bewegt werden.

Es sind auch Widerstandsanordnungen ohne bewegliche Stromzuführungskontakte mit einem magnetfeldabhängigen Widerstand in einem Magnetkreis bekannt, dessen Polschuhe einen Teil eines Zylinders bilden. Die USA.-Patentschrift 2 989 715 zeigt eine Anordnung mit einem zylinderförmigen Elektromagneten, dessen Steuerfeld einen zylinderförmigen magrietfeldabhängigeh Widerstand durchsetzt, der auf das Ende des Magneten aufgeschoben ist. Der Widerstand befindet sich in einem Luftspalt, der von der Mantelfläche des Steuermagneten und den ebenfalls zylindrischen Stirnflächen zweier Polschuhe des Magnetkreises gebildet wird.

Ein Potentiometer mit einem Rotor und einem magnetfeldabhängigen Halbleiterbauelement ist aus der französischen. Patentschrift 1339 956 bekannt. Das Halbleiterbauelement ist ein Hallgenerator, der an der Innenwand eines zylindrischen Gehäuses angeordnet ist, das mit seinem Boden und Deckel als Rückschlußkörper für einen Magnetkreis dient. Der Rotor ist ein radial magnetisierter Magnet, der so gestaltet ist, daß sich der Magnetfluß über seinen Umfang ungleichmäßig verteilt. Damit ändert sich während der Drehung der den Hallgenerator durchsetzende Teil des Magnetflusses und dementsprechend das Ausgangssignal. In dieser Anordnung bleibt zwar der Gesamtfluß im Magnetkreis annähernd konstant, der Hallgenerator wird jedoch nur von einem geringen Teil des Magnetflusses durchsetzt, weil der Fluß über den gesamten Umfang des Rotors verteilt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Drehwiderstand der eingangs genannten Art mit einem ruhenden magnetfeldabhängigen Widerstand zwischen den Polschuhen eines magnetischen Kreises

S so zu verbessern, daß die zur Verfügung stehende magnetische Energie möglichst optimal ausgenutzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rotor zwischen den ,Polschuhen, von

ίο denen wenigstens einer auf seiner Stirnfläche einen magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstand enthält, als weichmagnetischer Rückschlußkörper ausgebildet ist. Die den Polschuhen zugewandte Oberfläche des Rückschlußkörpers bildet einen konzentrisch zum

is Mantel des Hohlzylinders verlaufenden Streifen, von dem während der Drehung stets verschiedene Teile jeweils einem der beiden Polschuhe gegenüberstehen und dessen Außenkante wenigstens zum Teil in einer gegenüber der Drehachse des Rückschlußkörpers geneigten Ebene liegt.

Die Stirnfläche eines Polschuhs ist die dem Rückschlußkörper und dem anderen Polschuh zugewandte Oberfläche. Die vom magnetischen Fluß durchsetzte Fläche der Polschuhe und des Rückschlußkörpers ändert sich während der Drehung des Rückschlußkörpers nicht. Somit bleibt auch der magnetische Widerstand des Kreises konstant. Die Richtung und Größe der im Rückschlußkörper radial gerichteten magnetischen Kräfte bleibt ebenfalls konstant.

Der Rückschlußkörper kann beispielsweise als Schnecke mit einer Windung mit zum Zylindermantel der Polschuhe konzentrischem Außenrand ausgebildet sein. Die Schnecke ist um die Schneckenachse drehbar im Raum zwischen den. Polschuhen gelagert.

Während der Drehung der Schnecke bewegen sich die verschiedenen Teile der dem Polschuh zugewandten Außenfläche der Schnecke über verschiedene Teile des auf der Stirnfläche des Polschuhs angeordneten Halbleiterwiderstandes hinweg. Das Feld des magnetischen Kreises durchsetzt somit während der Drehung des Rückschlußkörpers jeweils den Teil der Außenfläche, welcher der Feldplatte gegenübersteht. Mit der Drehung wird dann ein größerer oder kleinerer Teil des Widerstandes vom Feld durchsetzt und damit der Widerstand entsprechend geändert. Während der Drehung.des.Rückschlußkörpers wird somit das Feld in Längsrichtung des Halbleiterwiderstandes verlagert.

Der magnetische Rückschlußkörper kann aus massivem oder lamellenförmigem weichmagnetischem Material oder aus Ferrit hergestellt sein. Unter der Länge des magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstandes, der aus einer A^m-B^Y-Verbindung, vorzugsweise mit parallel zueinander ausgerichteten eutektisehen Ausscheidungen einer zweiten Phase aus besser leitendem Material bestehen soll und deshalb in der folgenden Beschreibung als Feldplatte bezeichnet werden soll, wird dessen größte Ausdehnung in Richtung der Drehachse des Rückschlußkörpers verstanden. In dieser Richtung wird auch die Breite der den Polschuhen zugewandten Außenfläche des Rückschlußkörpers gemessen.

Ist auf einem der Polschuhe eine z. B. zweipolige Feldplatte aufgebracht, die an den beiden Enden jeweils einen elektrischen Anschluß besitzt, so kann man bei geeigneter Ganghöhe und Breite des Schnekkenrandes in Abhängigkeit vom Drehwinkel eine vorbestimmte lineare, parabolische oder exponentiell

Widerstandscharakteristik des .Drehwiderstandes erhalten; Der magnetische Rückschlußkörper des Drehwiderstandes kann auch als gegen die Drehachse' geneigte Scheibe mit einem zur Zylinderform der Polschuhe parallelen Außenrand ausgebildet sein. In diesem Fall ergibt sich z. B. unter Verwendung einer Feldplatte, die nur an ihren Längsenden mit elektrischen Anschlüssen, versehen ist, in Abhängigkeit vom Dreh winkel des scheibenförmigen Rückschlußkörpers eine sinusförmige Widerstandscharakteristik. In Verbindung mit einer zweipoligen Feldplatte wird die Außenfläche, des Ruckschlußkörpers etwa ebenso breit gewählt, wie die Feldplatte lang ist. Die Feldplatte kann aj>er auch dreipolig mit einer Mittelanzapfung, also als .Potentiometer ausgebildet sein. Dann wird ein Rückschlußkörper verwendet, dessen Außenrand etwa halb so breit ist, wie die Feldplatte lang ist.

Zur Verminderung des magnetischen Streuflusses kann— in Richtung der Drehachse des Rückschlußkörpers gesehen — 'der Querschnitt eines eine Feldplatte tragenden Polschuhs so ausgebildet.sein,; daß sein Rand vpii der" Feldplatte aus konkav, in den Hauptteil des magnetischen Kreises der Widerstandsvorrichtung übergeht. Man.kann diesen Polschuh als »stegförmig« bezeichnen. Der Querschnitt eines solchen stegförmigen Polschuhs ist (konkav) in Richtung auf die Feldplatte zugespitzt, wobei die Spitze "abgeschnitten und zu einem gerade der Feldplatte Platz, bietenden Plateau ausgebildet ist. .'■'. ''

Da die Feldplatte also auf einer massiven, gut wärmeleitenden Unterlage aufliegt, kann sie elektrisch stärk belastet werden. Es ist daher möglich, eine sehr kleine Feldplatte mit entsprechend hohem Grundwiderstand (Widerstand beim Magnetfeld null) zu verwenden. In Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes sind Feldplatten mit Flächen bis herab zu einigen Quadratmillimetern benutzt.

Ebenfalls zur Verminderung des magnetischen Streuflusses kann der Querschnitt eines keine Feldplatte tragenden Polschuhs nahezu ein halber Kreis sein. Ein solcher Polschuh stellt also etwa eine Hälfte eines der Länge nach aufgeschnittenen Hohlzylinders dar und wird als »halbzylinderförmig« bezeichnet. Durch die Formgebung des letzteren Polschuhs wird erreicht, daß nahezu kein magnetisches Drehmoment auf die Achse des Rückschlußkörpers wirkt. Da der Rückschlußkörper mechanisch ausgewuchtet werden kann, ergeben sich auch keine mechanischen Rückstellkräfte. ■·■.·.. .:

Weiterhin' ist es zweckmäßig, die Polschuhe aus weichmagnetischem Material herzustellen. Dann kann sich nämlich die Richtung des magnetischen Flusses in den Poischuhen der Lage des Außenrandes des Rückschlußkörpers anpassen, wenn sich diese Lage bei Drehung des Rückschlußkörpers relativ zu den Polschuhen ändert.

Im einfachsten Fall wird der verwendete mägnietische Kreis durch einen Permanentmagneten erregt. Bei der Auswahl eines solchen Magneten ist zweckmäßig ζμ beachten, daß — unter Vernachlässigung von Streuverlusten — der Fluß B₁F₁ durch den Permanentmagneten und der Fluß B₂F₂ durch das obengenannte Plateau des Polschuhs, auf das eine Feldplatte gelegt ist, gleich sind. Die Flußdichte B₁ im Magneten mit der Querschnittsfläche F₁ und die Flußdichte B₂ durch die PlateauflächeF^ sind daher umgekehrt proportional zu den genannten Flächen. Da die Fläche F₂ (im wesentlichen die Feldplattenfläche) klein gegen F₁ ist, braucht also, um den Polschuh (mit Feldplatte) gerade im Sättigungszustand zu halten, der verwendete Permanentmagnet nicht besonders .stärk zu-sein. '

j5 P^r beschriebene erfindurigsgemäße Drehwiderstand kann als Einzelelement 6ines Kaskadenwiderstandes mit zwei oder mehr, auf ein und derselben Achse nebeneinander angeordneten Einzelelementen verwendet Werden. Dabei werden die Polschuhe der

ίο Einzelelemente von einem einzigen Magneten erregt. Jedes Einzelelement besteht aus einem halbzylinderförmigen und einem stegförmigen Polschuh mit im Raum zwischen diesen""■ drehbaren magnetischen Rückschlußkörper. Benachbarte Einzelelemente können zum Ausgleich der auf die Drehachse wirkenden magnetischen Kräfte jeweils um 180° versetzt sein. Auf den stegförmigen Polschuh jedes Einzelelementes ist eine Feldplatte aufgelegt. Die Einzelelemente eines solchen Käskadenwiderstandes sind austauschbar und können je nach Wunsch zum Teil oder insgesamt durch solche Einzelelemente mit anderen Widerstandscharakteristiken ersetzt werden.

In einer Ausführungsform des Kaskadenwiderstandes sind die' Rückschlußkörper der Einzelelemente starr verbunden und ohne Anschlag beliebig oft dreh-' bar.. Dabei wiederholt sich die auf der drehwinkelabhängigen Widerstandsänderung der Feldplatten beruhende Signalfunktion, wenn die Feldplatten in einer geeigneten elektrischen Schaltung angeordnet sind. In einer solchen Zusammenstellung wird die Wirkung der einzelnen Drehwiderstände addiert, das kann je nach der gegenseitigen Drehstellung der Rückschlußkörper mit gleicher Phase oder mit konstanter Phasenverschiebung geschehen. Bei Verwendung von Einzelelementen mit verschiedenen Widerstandscharakteristiken können auf diese Weise beliebige lineare und nichtlineare Funktionen mit vorgegebener Phasenverschiebung zusammengesetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Kaskaden-Widerstandes sind die Rückschlußkörper der Einzelelemente derart auf deren gemeinsamer Drehachse gekoppelt, daß bei Umdrehung der Achse die Rückschlußkörper nacheinander in Bewegung gesetzt werden und der folgende Rückschlußkörper seine Drehr bewegung erst beginnt, wenn der vorhergehende wieder still steht. Außerdem können die Grundwiderstände (Widerstand beim Magnetfeld null) der Feldplatten der aufeinanderfolgenden Einzelelemente sich jeweils um einen bestimmten, insbesondere gleichen Faktor unterscheiden, derart, daß sich der elektrische Widerstand jeder einzelnen Feldplatte bei Drehung des zugehörigen Rückschlußkörpers auf den Grundwiderstand der Feldplatte des nachfolgenden Einzelelementes erhöht.

Werden die Feldplatten in dieser Anordnung, z. B. alle hintereinandergeschaltet, so ermöglicht der gebildete Reihen-Drehwiderstand, bei einigen Umdrehungen desselben, ohnevbewegliche Stromzuführungskontakte eine Widerstandsänderung über mehrere Größenordnungen. Besitzt die Reihenschaltung der Feldplatten eine Mittelanzapfung, so ergibt sich leicht ein Potentiometer mit einem Teilverhältnis von 1:1000 oder 10 000.

Der beschriebene Drehwiderstand kann vorteilhaft als Positionsanzeiger einer kardanischen Aufhängung angewendet werden. Dann wird an mindestens einem der Kardanlager ein solcher Drehwiderstand angebracht. Beispielsweise ist der magnetische Kreis des

Drehwiderstandes fest mit dem Kardanring verbunden, und der zwischen den Polschuhen des magnetischen Kreises um die zugehörige Kardanachse drehbare magnetische Rückschlußkörper ist starr an das Lager der Kardanachse gekoppelt.

Einige schematische Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der in den Ansprüchen gekennzeichneten Vorrichtungen. Es zeigt

Fig. 1 einen Drehwiderstand mit schneckenförmigem Rückschlußkörper, .

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie X-X von Fig. 1,

F i g. 3 eine Widerstandscharakteristik in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Rückschlußkörpers gemäß Fig. 1,

F i g. 4 einen Drehwiderstand mit scheibenförmigem Rückschlußkörper, ;.■'■·''."■·:■■ w^?

F i g. 5 eine Widerstandscharakteristik in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Rückschlußkörpers gemäß F i g. 4,

F i g. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Kaskadenwiderstandes.

Die F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehwiderstandes mit schneckenförmigem, weichmagnetischem Rückschlußkörper 2, welcher um die Achse 3 drehbar im Raum zwischen den Polschuhen 4 und 5 angeordnet ist. Die Drehachse 3 ist senkrecht zu den magnetischen Kraftlinien gerichtet. Die mit elektrischen Endanschlüssen 8 a und 8 b und dem Mittelabgriff 8 c versehene dreipolige Feldplatte 1 liegt auf dem stegförmigen Polschuh 4, dem der halbzylinderförmige Polschuh 5 gegenüberliegt. Die beiden Hälften der Feldplatte 1 sind mit 1 α und 1 b bezeichnet. Der magnetische Kreis vom erregenden, z. B. in der eingezeichneten Pfeilrichtung magnetisierten Stabmagneten 7 zu den (weichmagnetischen) Polschuhen 4 und 5 wird durch die, insbesondere weichmagnetischen Teile 6 gebildet.

Bei Drehung um die Achse 3 wird der den Polschuhen angepaßte Außenrand des schneckenförmigen Rückschlußkörpers 2 über die Feldplatte 1 fast gleitend hinweggeschoben. Wenn also vor Beginn des Drehens der Teil la der Feldplatte wegen der augenblicklichen Drehstellung des Rückschlußkörpers von einem starken Magnetfeld durchsetzt ist, so bewegt sich beim Drehen (in geeigneter Richtung) des Rückschlußkörpers der Außenrand desselben kontinuierlich über die Feldplatte weg, bis er schließlich nur den Teil 1 b der Feldplatte bedeckt.

In F i g. 2 ist eine Draufsicht dargestellt. Gleiche Teile sind wie in F i g. 1 bezeichnet. Auf dem Polschuh 4, der stegförmig mit konkav zum Hauptteil des magnetischen Kreises abfallenden Seitenflächen ausgebildet ist, liegt die Feldplatte 1 fest auf. Der Querschnitt der Feldplatte 1 kann — ebenso wie die Fläche des Polschuhs 4, der auf die Feldplatte aufliegt — zur Verminderung des Luftspaltes, an die Kreisform des vom Körper 2 bestrichenen Kreises 2 a angepaßt werden. — Die in den Fig. 1 und 2 angegebenen Längen betragen in einem Ausführungsbeispiel der Reihe nach 26, 33 und 15 mm.

Fig. 3 zeigt eine Charakteristik des Widerstandes R₁ (in Ohm) einer zweipoligen Feldplatte in Abhängigkeit vom Drehwinkel φ₁ des schneckenförmigen Rückschlußkörpers gemäß F i g. 1. Mit einem solchen Rückschlußkörper, dessen Außenrand sich bei einer Drehung, beispielsweise gerade um eine Ganghöhe verschiebt, ergibt sich also für eine (im Gegensatz zu Fig. 1) zweipolige Feldplatte eine Widerstandskennlinie 9, die vom Drehwinkel 0 bis 360° linear ansteigt. Hat die Schnecke eine nichtlineare Windungsform, so kann die Charakteristik auch exponentiell sein. Nach den anfangs gegebenen Erläuterungen ist eine zweipolige Feldplatte etwa ebenso lang, wie der Rand des schneckenförmigen Rückschlußkörpers breit ist. Eine solche Feldplatte ist demnach etwa halb so lang wie der stegförmige Pol- ,

ίο schuh, auf dem sie aufliegt.

In der F i g. 4 ist ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Drehwiderstandes mit bezüglich der Achse 3 als schief stehende Kreisscheibe 10 ausgebildetem Rückschlußkörper, welcher, um die Achse 3 drehbar, im Raum zwischen den Polschuhen 12 und 5 angeordnet ist. Diese Figur zeigt ein Beispiel einer zweipoligen' Feldplatte 11, deren Länge etwa ebenso groß ist wie die Breite der Scheibe 10. Im Gegensatz dazu hat die Länge der Feldplatte 1 in F i g. 1 etwa den doppelten Betrag wie die Breite des Außenrandes der Schnecke 2. (Die angegebenen Längen und Breiten sind in Drehachsrichtung gemessen zu denken.)

Der Polschuh 12 ist etwa doppelt lang wie die Feldplatte 11 und auch sonst ähnlich ausgebildet wie der entsprechende Polschuh 4 in F i g. 1.

Es ist zweckmäßig, diese Ausbildung des Polschuhs zu wählen, damit der Fluß zwischen dem Rückschlußkörper 10 und dem Polschuh in keiner Drehstellung des ersteren abreißt. Könnte nämlich der Fluß in einer Drehstellung abreißen, so ergäben sich nicht nur starke magnetische Reaktionskräfte auf die Drehachse, sondern es bestünde auch die Gefahr, daß der den magnetischen Kreis erregende Permanentmagnet 7 (in F i g. 1 und 2) einen Teil seiner magnetischen Kraft einbüßt. Der Polschuh 5 und die Körper 6 und 7 entsprechen den gleichbezeichneten Teilen in F i g. 1.

Die F i g. 5 zeigt eine sinusförmige Charakteristik

13 des Halbleiterwiderstandes R₂ (in Ohm), die mit

einer zweipoligen Feldplatte (z. B. 11 in F i g. 4) in Abhängigkeit vom Drehwinkel <p₂ des scheibenförmigen Rückschlußkörpers gemäß F i g. 4 erhalten werden kann. Die Maxima, sowohl in dieser Kurve 13 als auch in Kurve 9 von F i g. 3, sind um so höher, jegrößer der Unterschied zwischen dem stärksten und schwächsten Magnetfeld im Bereich der Feldplatte gemacht werden kann. Der Abstand zwischen dem Maximum und dem Minimum in der Kurve 13 entspricht einem Drehwinkel von 180°.
In F i g. 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines Kaskadenwiderstandes mit vier Einzelelementen gezeichnet. Die um die Achse 15 drehbaren magnetischen Rückschlußkörper 16 bis 19 des erfindungsgemäßen Drehwiderstandes sind im gezeichneten Beispiel als schräg zur Drehachse stehende kreisförmige Scheiben ausgebildet. Jeder Rückschlußkörper befindet sich im Luftspalt zwischen einem stegföranigen, 20 bis 23, und einem halbzylinderförmigen, 24 bis 27, Polschuh, die alle von ein und demselben Permanentmagneten 28 magnetisch erregt werden. Die magnetische Verbindung zwischen dem in der eingezeichneten Pfeilrichtung magnetisierten Permanentmagneten 28 und den weichmagnetischen Polschuhen 20 bis 27 ist mit 29 bezeichnet. Auf die stegförmigen Polschuhe 20 bis 23 sind die Feldplatten 30 bis 33 aufgelegt. In der Zeichnung handelt es sich um zweipolige Feldplatten, selbstverständlich können auch dreipolige Feldplatten mit Mittelabgriff verwendet werden. Benachbarte Einzelelemente des gezeichneten Kaskadenwiderstan-

des können zum Ausgleich der auf die Drehachse 15 wirkenden magnetischen Kräfte jeweils um 180° versetzt werden.

Die Rückschlußkörper 16 bis 19 des Kaskadenwiderstandes können starr verbunden und ohne Anschlag beliebig oft drehbar sein. Sie lassen sich aber z. B. auch derartig auf der Achse 15 koppeln, daß sie sich bei Umdrehung der Achse nacheinander in Bewegung setzen. Es kann dabei eine Mitnehmervorrichtung verwendet werden, mit Hilfe deren der folgende Rückschlagkörper in Bewegung gesetzt wird, wenn der vorhergehende wieder still steht. Dann machen die Rückschlußkörper, die auch schneckenförmig ausgeführt sein können, bei mehreren Umdrehungen

nacheinander jeder eine Umdrehung um die gemeinsame Drehachse.

Die Feldplatten, die in den erfindungsgemäßen Drehwiderständen verwendet werden, sollen einen möglichst stark magnetfeldabhängigen Widerstand haben. Als Halbleitersubstanzen eignen sich unter anderem die bekannten ^4ⁿⁱ-ß^v-Materialien, wie Indiumantimonid oder Indiumarsenid, aus der dritten und fünften Gruppe des Periodensystems der Elemente. Man erhält eine besonders starke Magnetfeldabhängigkeit, wenn im Halbleitermaterial parallel zueinander ausgerichtete, elektrisch gut leitende, nadeiförmige Einschlüsse eingebettet sind, z.B. Nickelantimonid-Nadeln in Indiumantimonid.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Drehwiderstand ohne bewegliche Stromzuführungskontakte mit mindestens einem magnetfeldabhängigen Widerstand zwischen den einen Teil eines Hohlzylinders bildenden Polschuhen eines magnetischen Kreises und mit einem zwischen den Polschuhen angeordneten und um die Achse des Hohlzylinders drehbaren ferromagnetischen Rotor, dadurch.gekennzeichnet, daß der Rotor zwischen den Polschuhen (4, 5, 12), von denen wenigstens einer (4,12) auf seiner Stirnfläche einen magnetfeldabhängigen Halbleiterwiderstand (1, 11) enthält, als weichmagnetischer Rückschlußkörper (2, 10) ausgebildet ist, dessen den Polschuhen zugewandte Oberfläche einen konzentrisch zum Mantel des Hohlzylinders verlaufenden Streifen bildet, von dem während der Drehung stets verschiedene Teile jeweils einem der beiden Polschuhe (4, 5; 5, 12) gegenüberstehen und dessen Außenkante wenigstens zum Teil in einer gegenüber der Drehachse (3) des Rückschlußkörpers (2,10) geneigten Ebene liegt.

2. Drehwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußkörper als Schnecke (2) mit einer Windung mit zur Zylinderform der Polschuhe paralleler äußerer Begrenzungsfläche ausgebildet und um die Schneckenachse drehbar ist (F i g. 1).

3. Drehwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußkörper als Scheibe (10) ausgebildet ist, deren Flachseiten einander parallele und zur Drehachse geneigte Zylinder-Schnittflächen darstellen (Fig. 4).

4. Drehwiderstand nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die den Polschuhen zugewandte Begrenzungsfläche des Rückschlußkörpers (10) etwa ebenso breit wie die Feldplatte (11) lang ist, die in ihrer Längsrichtung parallel zur Drehachse (3) des Rückschlußkörpers (10) angeordnet ist (Fi g. 4).

¹ 5. Drehwiderstand nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldplatte mit einem Mittelanschluß (8 c) versehen ist und daß die den Polschuhen zugewandte Bgrenzungsfläche des Rückschlußkörpers etwa halb so breit ist, wie die Feldplatte (1) lang ist (F i g. 1).

6. Drehwiderstand nach einem der An-Sprüche 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß,

in Richtung der Drehachsedes Rückschlußkörpers gesehen, der Querschnitt eines Polschuhs (4), auf den eine Feldplatte gelegt ist, vom Rand der Feldplatte aus konkav in den Hauptteil des magnetisehen Kreises übergeht (F i g. 2).

7. Drehwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß, in Richtung der Drehachse gesehen, der Querschnitt eines Polschuhs (5) ohne Feldplatte nahezu ein Halbkreis ist (Fig. 2).

_if 8. Anordnung des Drehwiderstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 7, als Einzelelement eines Kaskadenwiderstandes mit zwei oder mehr solcher auf ein und derselben Achse (15) nebeneinander angeordneter Einzelelemente, wobei die Polschuhe (20 bis 27) der Einzelelemente von einem einzigen Magneten (28) erregt werden.

9. Kaskadenwiderstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Einzelelement aus einem halbzylinderförmigen (24 bis 27) und einem stegförmigen (20 bis 23) Polschuh mit im Raum zwischen diesem drehbarem Rückschlußkörper (16 bis 19) besteht, daß benachbarte Einzelelemente auf der gemeinsamen Drehachse (15) jeweils um 180° versetzt sind und daß auf jedem stegförmigen Polschuh (20 bis 23) eine Feldplatte (30 bzw. 31 bzw. 32 bzw. 33) angeordnet ist.

10. Kaskadenwiderstand nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlußkörper (16 bis 19) der Einzelelemente starr verbunden und beliebig oft drehbar sind.

11. Kaskaden widerstand nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlußkörper (16 bis 19) der Einzelelemente derart auf der Drehachse (15) gekoppelt sind, daß bei Umdrehung der Achse (15) die Rückschlußkörper (16 bis 19 nacheinander in Bewegung gesetzt werden und der folgende Rückschlußkörper seine Drehbewegung erst beginnt, wenn der vorhergehende wieder still steht, und daß die Grundwiderstände der Feldplatten (30 bis 33) der aufeinanderfolgenden benachbarten Einzelelemente sich jeweils um einen vorbestimmten Faktor unterscheiden, derart, daß sich der elektrische Widerstand jeder einzelnen Feldplatte (30 bis 33) bei Drehung des zugehörigen Rückschlußkörpers (16 bzw. 17 bzw. 18 bzw. 19) auf den Grundwiderstand der Feldplatte (31 bzw. 32 bzw. 33 bzw. 30) des nachfolgenden Einzelelementes erhöht.