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Induktiver I» ulsEeber.
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Die Erfindung betrifft einen induktiven Impulsgeber, der im wesentlichen
aus einer Induktionsspule mit ferromagnetischem Kern in galvanischer Eontaktverbindung
mit einem Dauermagneten besteht, die in einem rohrförmigen, aus unmagnetischem Werkstoff
hergestellten Schraubstutzen derart eingebaut ist, daß an der einen Stirnseite des
Stutzens die Anschlüsse der Induktionsspule heraurgefht sind und an der anderen
Stirnseite das freie Ende des Spulenkernes liegt.
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Die Eigenschaft, in einer Induktionsspule einen Stromimpuls bei Änderung
des magnetischen Kraftflusses im Spulenkern durch Beeinflussung des Magnetfeldes
induzieren zu können, wird in bekannter Weise dazu benutzt, bei einer drehzahlproportionalen
Beeinflussung solche induktive Impulsgeber fUr eine Drehzahlmessung zu verwenden.
Bei der Anwendung eines bekannten Impulsgebers dieser Art wird ein Schraubstutzen,
in dem der Impulsgeber eingebaut ist, zu einem drehzahlproportional rotierenden
Teil eines Getriebes, beispielsweise einem Kraftfahrzeuggetriebe, derart in eine
Gewindebocungin der Gehäusewand des Getriebes eingeschraubt, daß ein rotierendes
ferromagnetisches Teil des Getriebes, beispielsweise ein Zahnrad aus Eisen, möglichst
nahe am freien Ende des Kernes der Induktionsspule vorbeigeführt wird. Bei der Drehung
des Getriebeteiles wird das offene Magnetfeld des Spulenkernes Uber das rotierende
Teil geschlossen, dabei der magnetische Kraftfluss im Spulenkern verändert und durch
Jede Flußänderung in der Induktionsspule ein Stromimpuls erzeugt.
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Diese drehzahlproportionale Impulsfolgewird in einer elektronischen
Schaltung in eine proportionale Spannung umgewandetA, die - erforderlichenfalls
nach Verstärkung -fUr Steuer- oder Anzeige zwecke in bekannter leise benutzt werden
kann.
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Die bekannte Ausfuehrung eines solchen induktiven Impuls gebers hat
den Nachteil, daß durch die weite Streuung des beidseitig offenen Magnetfeldes desSpulenkernes
in der Induktionsspule nur Impulse geringer Größe u:ldohne ausgeprägte Flanken erzeugt
werden können. Ein weiterer Nachteil der bekannten Ausfuhrungsform ist ihre RUttelempfindlichkeit
bei der Anwendung in Kraftfahrzeuggetrieben, da bereits geringe Lageänderungen zwischen
der Spulenwicklung und dem Spulenkern Störiinpulse zur Folge haben können.
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Die Erfindung verbessert die bekannte AusfUhrung und vermeidet ihre
Nachteile. Sie besteht darin, daß die Induktionsspule mit Kern und Dauermagnet in
ein ferro.-magnetisches, becherförmiges Gehäuse eingesetzt ist, wobei Kern, Magnet
und Gehäuseboden in dieser RcJhenfolge in galvanischer, einen in diesen Teilen geschlossenen
und zwischen Gehäuserand und freiem Kernende offenen magnetischen Kreis bildenden
Kontaktverbsnfdungstehen, und daß die Induktionsspule im Inneren des becherförmigen
Gehäuses in Gießharz eingegossen ist. Vorteilhaft ist es, das freie Ende des Spulenkernes
kegel- oder kegelstumpfförmig auszubilden, um unter Ausnutzung der Spitzenwirkung
die Streuung des nur zwischen Gehäuserand und Kernende offenen Magnetkreises etwas
zu vergrößern, dadurch eine wirksame Beeinflussung beim Durchgang des ferromagnetischen
Getriebeteiles durch das Streufeld und infolgedessen optimale
Impulsgrößen
in der Induktionsspule zu erreichen.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der rohrförmige Scllraubstutzen
an der S.tirnseite mit dem offenen Magnet kreis durch eine Kappe aus nichtmagnetischem
Werkstoff mit einer Wandstärke kleiner als 0,? mm dicht verschlossen.
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Diese Ausbildung ermöglicht es einerseits, die Bauteile des Impuls£?ebers
im Inneren des rohrförmigen Schraubstutzens unter Vakuum in Gießharz einzugießen
und schützt anderereeits die Indul;tionsspule vor aggressiven Medien, beispielsweise
dem Getriebeöl.
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Zur näheren ErlFuterung der Erfindung zeigt die Zeichnung einen Achsschnitt
des Impulsgebers. Die Induktionsapule 1 hat einen Wickelkörper 2 aus Isolierwerkstoff
mit einer zentralen Bohrung, in die der ferromagnetische Kern 3, beispielsweise
aus Weicheisen eingeschoben ist. Am oberen Ende des Kernes -3 und mit ihm in galvanischer
Kontaktverbindomgüber eine verbreiterte Auflagefläche ist der axial magnetisiert?
Dauermagnet 4 angeordnet. Der Wickelkörper 2 hat an seinem oberen Ende zur Aufnahme
des Magnet ten 4 eine htilsenförmige Verlängerung 2a und außerdem zwei gegenüberliegende
Ansätze 2b, die zur Verbindtmgder beiden Wicklungsendender Induktionsspule' mit
Je einer, in den Ansatz 2b einsteckbaren dünnen Leiterfahne 5 dienen, deren andere
Enden mit den Enden der hohlen Steckerstifte 6 verlötet sind, über die die Wicklung
der Induktionsspule aus dem Geber herausgeführt und dieser an eine elektronische-Schaltung
anschließbar ist.
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Gemäß der Erfindung ist die vorbeschriebene Spulenanordnung mit Kern
und Dauermagnet in ein becherförmiges, aus ferromagnetischem Werkstoff, beispielsweise
Weicheisen bestehenden
Gehäuse 7 eingesetzt und zwar derart, daß
das freie Ende 3a des Kernes 3 an der offenen Seite des Bechers 7 zu liegen kommt,
während der Magnet 4 in galvanischer Kontaktverbindung mit dem Kern 3 und dem Becherboden
7asteht. Der Becherboden 7a hat zwei Ausnehmungen, durch die die Ansätze 2b des
Wickelkörpers 2 reichen. Die Induktionsspule 1 wird mit Kern 3 und Magnet 4 durch
eine Zahnscheibe 8 gegen den Becherboden 7a gehalten. Über das Bechergehäuse 7 sind
die Kraftliniendes Magnetfeldes geschlossen und nur an der unteren Gehäuseseite
zwischen dem Becherrand 7b und dem Kernende 3a wie in der Zeichnung angedeutet offen,
d.h. an dieser Stelle nur Uber das Streufeld in Luft geschlossen.
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Für eine optimale Nutzung des Dauermagneten 4 in Bezug auf eine maximale
Impuls induktion bei kleinem Raumbedarf ist es zweckmäßig und vorteilhaft, den Querschnitt
des Kernes 3 so zu bemessen, daß seine Sättigung nicht überschritten wirdund ferner
das freie Kernende 3a kegel- oder kegelstumpfförmig auszuhilden. Dadurch wird infolge
der Spitzenwirkung beim Austreten der magnetischen KraftAlnienaus dem Kernende 3a
ebenso wie aus dem Gehäuserand *eine Erweiterung des Streufeldes erreicht, die die
eingangs beschriebepeBeeinflussung des Magnetflusses und die Induzierung optimaler
Impulse ermöglicht.
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Die Baueinheit von Induktionsspule und magnetischem Kreis wird von
oben in einen rohrförmigen Stutzen 9 so weit ein gepreßt, daß der Gehäuserand 7b
geringfügig über den Stutzenrand vorsteht. Die Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, die offene Stirnseite des Schraubstutzens 9 durch eine dünne Kappe 10 aus einem
nichtmagnetischen Werkstoff mit einer Wandstärke kleiner als 0,2 mm dicht zu verschließen.
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Beispielsweise ist eine Kappe aus Messingblech in den Rand des Rohrstutzens
9 dicht eingelötet. Die Kappe 10 liegt am
freien Kernende 3a an
und muß deshalb so dünnwandig sein, um den magnetischen Widerstand zu dem in geringem
Abstand am freien Kernende 3a vorbeibewegten ferromagnetischen Teil, beispielsweise
ein in der Zeichnung strichpunktiert angedeutetes Getriebezahnrad zum rhythmischen
Schließen des magnetischen Kreises über dieses Teil möglichst klein zu halten.
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Die Kappe 10 schützt einerseits de Induktionsspule und die Teile des
magnetischen Kreises vor einer Korrosion durch aggressive Medien, beispielsweise
dem Getriebeöl und ermöglicht andererseits in einfacher Weise ein Ausgießen des
Rohrstutzens 9 durch ein Gießharz 11 in Vakuum bis zur gezeichneten Höhe. Durch
das Vergießen mit Gießharz - bei einer Temperatur von etwa + 1600- in Vakuum wird
erreicht, daß dieses mit Sicherheit in alle Hohlräume zwischen den einzelnen, in
das Innere des Schraubstutzens 9 eingesetzten Teilen eindringt und die Induktionsspule
1 in starrer Lage zu den ferromagnetischen Teilen des Magnetkreises festlegt.
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Der Schraubstutzen, 9er in seinem Mittelteil bei 9a als Sechskantmutter
ziim Einschrauben z.B. in die Wand eines Getriebegehauses ausgebildet ist, wird
an seiner Oberseite durch einen Stopfen 12 aus Isoliermaterial, in dem die Hohlsteckerstifte
6 eingeformt sind, verschlossen und dieser Stopfen mit den Steckern durch Umbördeln
des oberen Stutzenrandes 9b in diesem befestigt. Zuletztwerden die Verbindungsleitungen
5 mit den Enden der Stecker stifte 6 bei 13 verlötet.
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Der induktive Impulsgeber nach der Erfindung vermeidet die Nachteile
der bekannten Ausführung, liefert durch den
nur einseitig und in
nächster Nähe des vorbeibewegten ferromagnetischen Teiles offenen Magnetkreis exakte
Stromimpulse, ermöglicht durch den dichten Verschluß mittels der Kappe 10 ein unkompliziertes
Vergießen des Inneren mittels Gießharz in Vakuum, vermeidet dadurch Störimpulse
durch Erschütterungen und gestattet eine Verwendung auch in aggressiven Medien.