DE1807477B2

DE1807477B2 - Induktiver winkelabgriff und drehmomentenerzeuger fuer kreisel

Info

Publication number: DE1807477B2
Application number: DE19681807477
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.-Ing.; Ruff Gerd; 6900 Heidelberg Auer
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1968-11-07
Filing date: 1968-11-07
Publication date: 1977-09-15
Also published as: DE1807477C3; DE1807477A1

Description

zeuger für Kreise! zu schaffen, welcher sich durch einen einfachen Aufbau und hohe Genauigkeit auszeichnet und bei welchem die mit dem Kreiselrahmen verbundene Masse möglichst gering ist

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das innere dem Abgriff zugeordnete Magnetsystem mit den Spulen an dem Kreiselgestell befestigt ist, daß der Polkranz des äußeren Magnetsystems aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, radial ausgerichteten Dauermagneten mit wechselnder Polarität besteht, und daß der Spulenkranz als Trommelwicklung in Kreuzwickeltechnik ausgebildet, mit dem Kardanrahmen verbunden und als Rotor zwischen den beiden polkränzen des äußeren und inneren Magnetsystems angeordnet ist

Mit dem Gegenstand der Erfindung ist ein induktiver Winkelabgriff und Drehmomentenerzeuger geschaffen, welcher die genannten Nachteile vermeidet und dessen Rotor eine äußerst geringe Masse aufweist, da der an sich bekannte Spulenkranz keine schweren Teile, wie Bleche oder ähnliches, aufweist Weiterhin wird durch die Verwendung von Permanentmagneten im Magnetsystem des Drehmomentenerzeugers erreicht daß bei vergleichsweise geringer Stromaufnahme große Drehmomente erzeugbar sind. Es ist hierbei unerheblich, ob das äußere Magnetsystem die Permanentmagnete des Drehmomentenerzeugers und das innere Magnetsystem die Spulen des Abgriffs aufweist oder ob umgekehrt das äußere Magnetsystem den Abgriff mit Spulen und das innere Magnetsystem den Drehmomentenerzeuger mit Permanentmagneten enthält Entscheidend ist vielmehr, daß der Spulenkranz zwischen den entsprechend ausgebildeten inneren und äußeren Magnetsystemen drehbar angeordnet ist. Durch die Ausbildung des Spulenkranzes als Trommelwicklung in Kreuzwickeltechnik ergibt sich eine freitragende Wicklung von beachtlicher Festigkeit bei geringer radialer Ausdehnung, so daß auch der Luftspalt zwischen den Polkränzen des äußeren und inneren Magnetsystems relativ eng ausgeführt werden kann.

Für den Spulenkranz und die Polkränze gibt es nun verschiedene Variationen, von denen nachfolgend einige aufgeführt werden sollen. So kann der Spulenkranz z. B. aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Wicklungen bestehen, d. h. zwei Reihen rings um die Drehachse gleichmäßig verteilter einzelner Spulen, wobei jede Reihe ihre eigenen zwei Anschlüsse hat. Diese beiden so gebildeten Wicklungen sind mechanisch starr miteinander verbunden, elektrisch jedoch je einem der beiden Magnetsysteme zugeordnet. Die einzelnen Spulen oder Pole der beiden Wicklungen können radial übereinander stehen oder in Umfangsrichtung um eine halbe Polteilung gegeneinander versetzt sein. Dementsprechend müßen dann auch die Pole der beiden Polkränze im ersten Fall radial übereinander stehen und im zweiten Fall um eine halbe Polteilung gegeneinander versetzt sein, so daß auf alle Fälle sowohl beim Abgriff als auch beim Momentenerzeuger die beweglichen Pole und die zugehörigen, feststehenden Pole gegeneinander versetzt sind. Ferner können zur Erreichung einer guten gegenseitigen Entkopplung die Polzahlen der beiden Wicklungen des Spulenkranzes sich um einen durch zwei teilbaren Faktor unterscheiden. In diesem Falle braucht nicht auf eine besondere relative Winkellage der beiden Wicklungen geachtet zu werden, was eine gewisse Fertigungserleichterung bedeutet.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß eine der beiden Wicklungen des Spulenkranzes, die normalerweise dem Abgriff zugeordnet ist und Wechselstrom führt, zur Drehmomenterzeugung zeitweise herangezogen wird. Dieses kann dadurch geschehen, daß dem Wechselstrom zeitweise ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom anderer Frequenz überlagert ist je nachdem, ob die Pole des Momentenerzeugers normalerweise mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom anderer Frequenz erregt sind. In jedem Fall müßen dabei die Wicklungen des Spulenkranzes radial übereinanderstehende Pole haben.

Diese zusätzliche Heranziehung einer Abgriffswicklung zur Momentenerzeugung ermöglicht es, zeitweilig ein sehr viel höheres Drehmoment zu erzeugen als im Normalbetrieb. Der Fall tritt z. B. bei Wendekreiseln auf, die zur Stabilisierung von Plattformen in Navigationssystemen dienen, wobei das erzeugte Moment unter Mitwirkung von Regelkreisen letzten Endes eine Drehgeschwindigkeit um eine der Plattformachsen hervorruft Im normalen Fahrbetrieb ist dabei zum Ausregeln der Fahrzeugbewegung eine relativ kleine Maximalgeschwindigkeit ausreichend, während vor Antritt der Fahrt zur Anfangsausrichtur^ der Plattform kurzzeitig z. B. die hundertfache Drehgeschwindigkeit erforderlich ist Ein so großes Verhältnis der Maximalmomente in den beiden Betriebszuständen erfordert entweder eine hohe Stromüberlastung der Wicklungen — was sich infolge der Wärmewirkungen meist verbietet — oder es muß während mehr als 99% der Betriebsdauer wertvoller Wickelraum ungenutzt bleiben. Die Erfindung ermöglicht hier einen günstigen Kompromiß und führt zu einer wesentlich kompakteren Konstruktion des Kreisels.

Auf diesem Wege kann man aber auch noch einen Schritt weiter gehen und dem Spulenkranz nur eine Wicklung geben, in der sich zu beiden Systemen gehörige Ströme überlagern. Dabei muß, wie übrigens auch bei den anderen Beispielen, die Abgriff-Erregerfrequenz so hoch gewählt werden, daß sie weit genug über der Frequenz der zeitlichen Änderungen der Abgriffsignale liegt Ferner besteht noch die Möglichkeit, diese eine Wicklung des Spulenkranzes im sogenannten Zeitmultiplexbetrieb abwechselnd mit dem Signal für den Drehmomenterzeuger und dem Signal für den Abgriff zu erregen. Als Richtwert für die Multiplexfrequenz kann reichlich das doppelte der Grenzfrequenz des entsprechenden Regelkreises angesetzt werden.

Bei der für die Wicklungen des Spulenkranzes und der Polkränze angewandten sogenannten Kreuzwickeltechnik wird der Draht in zickzackförmigem Hin- und Hergang mit einem bestimmten Wickelschritt in Umfangsrichtung gewickelt Die zweite Hälfte einer Lage wird in entgegengesetztem Umlaufsinn wie die erste Hälfte gewickelt Es entsteht dann eine freitragende, ein- oder mehrlagige Trommelwicklung, die gegebenenfalls mit einer selbsthärtenden Vergußmasse ausgefüllt werden kann.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt und

F i g. 2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Abgriff-Momentenerzeuger-Kombination mit Permanentmagneten als äußeren Polkranz und mit einem Spulenkranz, der als zweiteilige Trommelwicklung ausgeführt ist;

Fig,3 zeigt einen Querschnitt durch sine Abgriff-Momentenerzeuger-Kombination nr.it einteiliger Wicklung als Spulenkranz;

Fig.4 zeigt einen Querschnitt durch eine Abgriff-

Momentenerzeuger-Kombination mit zwei Wicklungen und zwar mit radial übereinander stehenden Polen und Doppelverwendung der einen Spule für den Abgriff und den Momentenerzeugern;

Fig.5 zeigt einen Querschnitt durch eine Abgriff-Momentenerzeuger-Kombination mit einem zweiteiligen Spulenkranz mit versetzten Polen und

Fig.6 zeigt einen Querschnitt durch eine Abgriff-Momentenerzeuger-Kombination, dessen Polzahlen sich wie 1 :2 verhalten;

F i g. 7 zeigt eine graphische Darstellung des erzeugten Drehmomentes über den Drehwinkel;

F i g. 8 den Drehwinkel;

Fig.9 zeigt ein besonders geeignetes Kreuzwickelschema, und die

F i g. 10 bis 12 zeigen Ausschnitte a.us diesem Schema, aus denen die Drahtführung bei der Herstellung der Wicklung zu entnehmen ist.

In den F i g. 1 und 2 ist ein drehbarer Spulenkranz 20

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hälftig von entgegengesetzten Flüßen durchsetzt, so daß insgesamt keine Flußänderung stattfindet und auch keine Spannung an den Wicklungsanschlüssen induziert wird. Erst bei einer kleinen Drehbewegung des Rahmens, also einem Winkelversatz der Wicklung 20a gegenüber 26a ergeben sich ungleiche Flüsse in den einzelnen Spulen von 20a, so daß ein Ausgangssignal U entsteht. Dieses ist in dem verwendeten Winkelmeßbereich von nur wenigen Bogenminuten außerordentlich genau proportional zum Winkel.

Der Momentengeber arbeitet folgendermaßen: Während das Wechselstromsignal in der Wicklung 20a zusammen mit den Permanentmagneten kein Drehmoment erzeugen kann, ergibt sich eines, wenn man die Wicklung 20a mit einem Gleichstrom speist, diesen also dem Abgriffsignal überlagert. Jetzt entstehen an der Wicklung 20a, d. h. am beweglichen

„ „ _o Spulenkranz, ebenfalls Pole, die von den ungleichnami-

In den F i g. 1 und 2 ist ein drehbarer Spulenkranz w gen permanentmagnetischen Polen angezogen werden, gezeichnet, von dem aus sich nach außen ein Pplkranz 20 Die Richtung des Drehmomentes hängt dabei von der 21 und ein äußeres Ringjoch 22 anschließen, die Polarität der Erregung ab. Der entstehende Gesamtfluß miteinander das äußere Umlenkteil bilden. Der Pol· verläuft ebenfalls etwa in der Art, wie durch die Linien kranz besteht aus einzelnen, radial magnetisierten 33 angedeutet.

Permanentmagneten 23, die mit Hilfe von nicht In Fig.7 ist das Drehmoment M über dem

magnetischen, keilförmigen Zwischenstüpken 24 im 25 Drehwinkel α im Bereich einer Polteilung aufgezeich-Ringjoch 22 verspannt sind, so daß sie zusammen mit net. Man sieht, daß das Drehmoment etwa sinusförmig diesem fest in dem schematisch angedeuteten Gestell 25 verläuft und sich in der gezeigten Mittelstellung bei sitzen. Nach innen folgt dann ein Polkranz 26 und ein genügend kleinen Winkeln kaum ändert. Der eingeinneres Ringjoch 27, die zusammen das innere zeichnete Bewegungsbereich 2«^ ist wie schon erwähnt Umlenkteil bilden und dem Abgriff zugeordnet sind. Die 30 praktisch nur wenige Bogenminuten groß. Das erzeugte Ringjoche bestehen aus magnetisch leitfähigem, insbe- Moment kann also — gleiche Erregerstromstärken sondere lamelliertem Material. Falls die Erregerfre- vorausgesetzt — als konstant angenommen werden. In quenz des Abgriffs 10 kHz übersteigt wird vorzugswei- F i g. 8 ist der Winkelmaßstab gedehnt so daß die se Ferrit verwendet Auch dieses innere Umlenkteil ist lineare Abhängigkeit der Signalspannung U von « klar am Gestell 25 befestigt; nur durch sehr schmale, 35 dargestellt werden konnte.

zylindrische Luftspalte28und 29getrennt kann sich der Die Variante nach Fig.4 zeigt einen Spulenkranz

Spulenkranz 20 zwischen den beiden Umlenkteilen 20b, der als zweigeteilte Trommelwicklung ausgeführt drehen, der an einem schematisch angedeutetem ist. Die zum Momentenerzeuger gehörige äußere Rahmen 30 befestigt ist der seinerseits auf einen mittels Teilwicklung 34 und die zum Abgriff gehörige innere eines Kugellagers 32 im Gestell gelagerten Achssi ft 3t 40 Teilwicklung 35 sind durch die verschiedenartige befestigt ist. Die zweite Lagerstelle ist nicht dargestellt. " "

Der Spulenkranz 20 und der Polkranz 26 des Abgriffs sind als mehrlagige Trommelwicklung in Kreuzwickeltechnik ausgeführt und mit einem Kunstharz vergossen, so daß' sie sich wie die Ringjoche als Ringe mit rechteckigem Querschnitt darstellen. Während die Nord- und Südpole der Permanentmagnete des äußeren Polkranzes auf Fig.2 ersichtlich sind,' geht die Ausbildung der Pole der Trommelwicklungen schema-

Teilwicklung 35 sind duren die verscnicucimi *._e~ Kreuzschraffur erkennbar. Die äußere Teilwicklung hat weniger Lagen und ist daher etwas dünner. Die Pole der beiden Teilwicklungen liegen radial übereinander. Die Teilwicklung 34 wird mit Gleichstrom erregt und dient zur Bildung eines Drehmomentes im unteren Momentenbereich, während die Spule 35 normalerweise nur das Wechselstromabgriffsignal führt, das von der ebenfalls erregten Spule 26a her in ihr induziert wird. Beim Übergang in einen zweiten, höheren Drehmomentenbe-.._-t_ __·_j L j· o 1- w _u ~;< nieir-hstroni

_Ροι_{ε der} Trommelwicklungen schema- Übergang in einen zweiten, höheren ^urenm°^m. '"V'" 3 bis 5 und genauer dann aus dem Schema 50 reich wird auch die Spule 35 noch mit Gleichstrom

erregt der sich dann dem Abgriffsignal überlagert

Nach F i g. 5 ist der Spulenkranz mit 20c und die der Polkranz des Abgriffs darstellende Wicklung mit 26/ bezeichnet. Da die Pole dieser letzten Wickkmi gegenüber den Permanentmagnetpolen und die PoK der beiden Einzelwicklungen des Spulenkranzes 20c un eine halbe Polteilung gegeneinander versetzt sina, !äö sich hier die doppelte Verwendung einer Wickluni gemäß F i g. 4 nicht durchführen.

Im Gegensatz zur Fig.4 wird hier die inner Wicklung des Spulenkranzes 20c durch Einspeisun

versetzt ^einer Wechselspannung erregt und das Abgriffsigni

^ZCDer Abgriff innerhalb dieser Anordnung wirkt der feststehenden Wicklung 26bentnommen, folgendermaßen: Die feststehende Wicklung 26a wird F i g. 6 zeigt eine weitere Variante des zweiteilig«

mif einer konstanten Wechselspannung einer Frequenz 65 beweglichen Spulenkranzes der hier mit 20dDezeicn Uli« "_a i2kHz erregt Da die entstehenden Pole ist. Die Polzahl seiner äußeren Wicklung ist doppeln e Polarität haben, werden die in Reihe groß wie die seiner inneren Wicklung. Die Polzahl Φ einzelnen Spulen der Wicklung 20a jeweils feststehenden zum Abgriff gehörenden Wicklung *

tisch aus

nach F i g. 8 hervor. . .

In Fig 3 finden sich zum Teil wieder die gleichen Bezugszeichen. Der als ungeteilte Trommelwicklung ausgebildete Spulenkranz ist jedoch mit 20a und der innere Polkranz mit 26a bezeichnet Die einzelnen Spulen oder Pole sind schematisch als Ringabschnitte gleicher Breite dargestellt die radial durchflutet werden, wie die beiden schematischen Feldlinien 33 zeigen. In der gezeichneten Ruhestellung oder Mittelstellung der Anordnung sind die Pole des Spulenkranzes gegenüber den übereinander stehenden Polen der beiden Polkränze versetzt

von ca.

m m

entspricht derjenigen der inneren Wicklung des Spulenkranzes 2Od Wicklung 26c/ wird mit Wechselstrom gespeist, der inneren Wicklung des Spulenkranzes wird das Abgriffsignal entnommen und die äußere Wicklung des Spulenkranzes wird zur Momentenerzeugung mit Gleichstrom erregt.

Das Wickelschema nach Fig.9 zeigt durch Pfeile einmal die Stromrichtung in den Leitern und zum anderen die resultierende Strombelegung in den einzelnen von vier Leiterabschnitten umschlossenen rohmbischen Flächen. Die Umlenkpunkte am unteren Wicklungsrand sind von links nach rechts mit 1 bis 13 bezeichnet und setzen sich dann sinngemäß über den ganzen Umfang fort bis zum Umlenkpunkt 80, der links neben 1 liegt. Der Wicklungsanfang ist mit 36 und das Wicklungsende mit 37 sowie eine Zwischenverbindung mit 38 bezeichnet.

Man kann jetzt rechteckige Abschnitte der Wicklung unterscheiden, z. B. von 1 bis 5 und von 6 bis 10, in denen die Strombelegungspfeile in ihren rechteckigen Bahnen verschiedenen Umlaufsinn haben. In dem rechten der beiden ausführlich gezeigten Vierecke, dessen innerster Rhombus mit S bezeichnet ist, hat die Strombelegung einen dem Uhrzeigersinn entsprechenden Umlaufsinn. Es ergibt sich also nach der bekannten Verkettungsregel an der Oberfläche dieser Wicklungslage ein Südpol, während sich links davon bei N ein Nordpol ergibt. Durch die scharfe Abgrenzung der beiden Bereiche gegeneinander und noch verstärkt durch die Mehrlagigkeit ergibt sich die außerordentlich hohe Genauigkeit der mit solchen Wicklungen erzeugten Abgriffe und Drehmomentenerzeuger.

Der Vorgang der Herstellung der Wicklung sei nun noch abschließend anhand der Fi g. 10 bis 12 erläutert, die vergrößerte Ausschnitte aus dem Wickelschema darstellen. An den Umlenkpunkten 1 bis 80 sowie an den entsprechenden Umlenkpunkten des oberen Wicklungsrandes, die nicht bezeichnet sind, muß man sich senkrecht zur Papierebene stehende Stifte vorstellen. Um diese Stifte wird der Draht in folgender Weise gewickelt Später werden dann die Stifte wieder entfernt, so daß sich eine freitragende Wicklung ganz beachtlicher Festigkeit ergibt. In den F i g. 10 bis 12 sind die Stifte im Querschnitt vergrößert als Kreise dargestellt, welche die Bezugsziffern der Umlenkpunkte enthalten. Fig. 10 zeigt zunächst den Beginn der Wicklung. Der Draht wird links um den Stift 1 herumgelegt und führt dann, was in F i g. 10 nicht mehr sichtbar ist, zu dem Stift, der im Wickelschema dem Stift 6 gegenüberliegt. Danach führt der Draht wieder zurück zum Stift 11 und so weiter, bis er nach einem vollen Umlauf wieder bei 36 in F i g. 10 ankommt. Nun folgt der Wickelsprung, indem der Draht nicht sofort wieder auf die Gegenseite geführt sondern um den nächsten Stift Nr. 2 herumgelegt wird. Jetzt folgt der nächste Umlauf unter stetem Hin- und Hergehen zwischen den beiden Stiftreihen, bis der Draht bei 37 wieder ankommt und dann um die Stifte 2 und 3 herum seinen Weg fortsetzt.

F i g. 11 zeigt den Draht wieder, wenn er vom Stift 4 kommend um den Stift S herumläuft und dann nach Zurücklegung eines ganzen Umlaufs bei 38 am Stift 5 wieder erscheint, worauf er herausgeführt und als Brücke 38 zum Stift 10 geführt wird, was in Fig. 12 dargestellt ist Es werden also vier Stifte übersprungen und nun ändert sich, was sehr wesentlich ist, der Wickelsinn. Vom Stift 10 geht der Draht nicht wie bisher schräg nach rechts, sondern schräg nach links und kommt nach einem vollen Umlauf bei 39 wieder an. Jetzt folgt ein Wickelsprung nach links um die Stifte 10 und 9 herum, dann wieder ein voller Umlauf, bis er bei 40 wieder erscheint und zum Stift 8 weitergeht Dieser Vorgang setzt sich dann wieder fort, bis der Draht vom Stift 7 kommend bei 41 in F i g. 11 erscheint und um den Stift 6 herum sich zu einem neuen Umlauf begibt, von dem er bei 42 zurückkehrt Damit ist die im Schema gezeigte Wicklungslage fertiggestellt und es kann jetzt bei Stift 1 sofort die zweite Lage weitergewickelt werden.

Der Vorteil dieser Technik für Abgriffe hoher Genauigkeit besteht darin, daß die ganze, mehrlagige Wicklung von Anfang bis Ende in einem Durchlauf hergestellt werden kann und daß keine Verschaltung, also Lot- oder sonstige Verbindung einzelner Wicklungsteile, notwendig ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

709 537/7

Claims

Patentansprüche:

1. induktiver Winkelabgriff und Drehmomentenerzeuger für Kreisel, bei dem an einem feststehenden Kreiselgestell ein äußeres Magnetsystem aus S einem magnetisierbarer! Ringjoch mit einem Polkranz von radial nach innen gerichteten Polen angeordnet ist und bei dem ein inneres Magnetsystem aus einem magnetisierbaren Ringjoch mit einem Polkranz von radial nach außen gerichteten Polen konzentrisch zu dem äußeren Magnetsystem und der Drehachse eines Kardanrahmens angeordnet ist, wobei der dem Abgriff zugeordnete Polkranz Spulen aufweist zur Erzeugung eines der Winkelablage zwischen dem Kreiselgestell und dem Kreiselrahmen entsprechenden elektrischen Signals und wobei ein zur Drehachse konzentrischer Spulenkranz vorgesehen ist, mit welchem ein Drehmoment zwischen dem Kardarahmen und dem Kreiselgestell erzeugbar ist und in welchem sich die Magnetflüsse beider Magnetsysteme überlagern, dadurch gekennzeichnet, daß das innere dem Abgriff zugeordnete Magnetsystem mit den Spulen (26a; 26Ä; 26d)an dem Kreiselgestell (25) befestigt ist, daß der Polkranz des äußeren Magnetsystems aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, radial ausgerichteten Dauermagneten (23) mit wechselnder Polarität besteht, und daß der Spulenkranz (20; 20a; 20b) als Trommelwicklung in Kreuzwickeltechnik ausgebildet, mit dem Kardanrahmen (30) verbunden und als Rotor zwischen den beiden Polkränzcn (21, 26) des äußeren und inneren Magnetsystems angeordnet ist

2. Induktiver Winkelabgriff und Drehmomentenerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkranz zwei Wicklungen (34, 35) umfaßt, von denen normalerweise jede einem der beiden Magnetsysteme zugeordnet ist.

3. Induktiver Winkelabgriff und Drehmomentenerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Wicklungen dem Abgriff zugeordnet ist und Wechselstrom führt, dem jedoch zeitweise zur Bildung eines erhöhten Drehmomentes ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom anderer Frequenz überlagert ist.

4. Induktiver Winkelabgriff und Drehmomentenerzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wicklungen des Spuienkranzes (20c) um eine halbe Polteilung in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind. so

5. Induktiver Winkelabgriff und Drehmomentenerzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polzahlen der beiden Wicklungen des Spulenkranzes (2Od) sich um einen durch zwei teilbaren Faktor unterscheiden.

6. Induktiver Winkelabgriff und Drehmomentenerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkranz nur eine Wicklung (2OeJ¹ aufweist, in der sich zu beiden Systemen gehörige Ströme überlagern.

7. Induktiver Winkelabgriff und Drehmomentenerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkranz (20) nur eine Wicklung aufweist, die abwechselnd zu beiden Systemen gehörige Ströme führt (Zeit-Muliipiex-Beirieb).

Die Erfindung betrifft einen induktiven Winkelabgrif und Drehmomentenerzeuger für Kreisel, bei dem ar einem feststehenden Kreiselgestell ein äußeres Magnetsystem aus einem magnetisierbaren Ringjoch mit einem Polkranz von radial nach innen gerichteten Polen angeordnet ist und bei dem ein inneres Magnetsystem aus einem magnetisierbaren Ringjoch mit einem Polkranz von radial nach außen gerichteten Polen konzentrisch zu dem äußeren Magnetsystem und der Drehachse eines Kardanrahmens angeordnet ist, wobei der dem Abgriff zugeordnete Polkranz Spulen aufweist zur Erzeugung eines der Winkelablage zwischen dem Kreiselgestell und dem Kreiselrahmen entsprechenden elektrischen Signals und wobei ein zur Drehachse konzentrischer Spulenkranz vorgesehen ist, mit welchem ein Drehmoment zwischen dem Kardanrahmen und dem Kreiselgestell erzeugbar ist und in welchem sich die Magnetflüsse beider Magnetsysteme überlagern.

Bei Kreiselgeräten ist es bekannt, an ein und derselben Achse eines drehbaren Rahmens einen Winkelstellungsgeber, den sogenannten Abgriff, und einen Drehmomentenerzeuger, im folgenden einfach Momentenerzeuger genannt, anzuordnen. Insbesondere trifft dies zu für Wendekreisel, bei denen Abgriff und Momentenerzeuger an der sogenannten Ausgangsachse sitzen, das ist die zur Drallachse senkrechte Drehachse des Rahmens, der den Kreiselrotor trägt, und die auch Präzessionsachse genannt wird. Die Aufgabe des Momentenerzeugers innerhalb solcher

Abgriff-Momentenerzeuger-Kombinationen ist bei den verschiedenen Kreiselgeräten unterschiedlich und braucht im Hinblick auf die Erfindung auch nicht näher erläutert zu werden. Wichtig im Hinblick auf die Erfindung ist jedoch die stets bestehende Forderung, daß sich Abgriff und Momentenerzeuger nicht gegenseitig beeinflussen dürfen.

Es ist ferner bekannt, als Abgriff oder Momentenerzeuger vielpolige, die Drehachse ringförmig umfassende Magnetsysteme zu verwenden, sofern eine gute Nullpunktkonstanz und Linearität gefordert sind. Die Erfindung betrifft ausschließlich diese Art von Magnetsystemen. .

Aus der US-PS 26 69 126 ist ein derartiger Winkelabgriff und Drehmoinentenerzeuger für Kreisel bekanntgeworden, dessen äußeres Magnetsystem die Spulen des Abgriffs sowie den genannten Spulenkranz enthält. Innerhalb des äußeren Magnetsystems ist ein mit dem Kreiselrahmen verbundener geblechter Rotor angeordnet, welcher somit das innere Magnetsystem darstellt und eine vom äußeren Magnetsystem verschiedene Polzahl aufweist. Durch die Verwendung des geblechten Rotors muß eine in der Kreiseltechnik nicht zu vernachlässigende Masse an dem drehbaren Kreiselrahmen in Kauf genommen werden. Auch die durch Remanenz bedingten magnetischen Rückwirkungen zwischen Rotor und Stator erweisen sich im Hinblick auf Empfindlichkeit und Genauigkeit als nachteilig. Weiterhin ist aus der US-PS 31 42 993 ein induktiver Abgriff zur Erfassung von Winkelgeschwindigkeiten zwischen dem Gestell und Rahmen eines Kreisels bekanntgeworden, wobei auf dem Gestell radial rnagnetisierte Permanentmagnete angeordnet sind. Der Magnetfluß durchsetzt die mit dem Rahmen verbundene Wicklung, in welcher bei einer Drehung des Rahmens eine Spannung induziert wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Winkelabgriff und Drehmomentener-