DE2550288C3

DE2550288C3 - Magnetoelastischer Geber

Info

Publication number: DE2550288C3
Application number: DE2550288A
Authority: DE
Inventors: Orvar Dahle; Folke Von Knorring; Jan Dipl.-Ing. Nordvall; Sture Siby
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1974-11-22
Filing date: 1975-11-08
Publication date: 1979-10-04
Also published as: GB1517758A; DE2550288B2; CA1053028A; SE386738B; FR2292212B1; IT1051267B; SE7414683L; JPS51102692A; JPS5751613B2; DE2550288A1; FR2292212A1

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetoelastischen Geber der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art Ein solcher Geber ist beispielsweise bekannt aus der DE-PS1215 398, insbesondere Fig. 5.

Bei dem aus der DE-PS 1215 398 bekannten Geber wird der kreuzförmige Kern mit seinen vier Armen von einem quadratischen Rahmen zusammengehalten, der zugleich den Rückschluß für den magnetischen Fluß bildet Kreuz und Rahmen sind aus einem Stück gestanzt und bilden eine homogene Einheit Bei einem derart aufgebauten Geber ist das Aufbringen von Wicklungen mit mehreren Windungen sehr zeitraubend und mühselig, da der Wicklungsdraht Windung für Windung durch die allseitig geschlossenen Fenster des Kerns geführt werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt, die Aufgabe zugrunde, einen magnetoelastischen Geber der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwkkeln,

is daß die Aufbringung von Wicklungen mit vielen Windungen in einfacher Weise, insbesondere durch Wickelmaschinen, möglich ist

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein magneioelastischer Geber nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichneden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt

Bei dem Geber nach der Erfindung kann die Wicklung

auf den zunächst offenen kreuzförmigen Kern gewickelt werden, und zwar auch durch Vervendung einer Wickelmaschine. Es können so in einfacher Weise Wicklungen mit vielen Windungen auf dem kreuzförmigen Kern aufgebracht werden. Viele Windungen bedeuten, daß bei gleicher Amperewindungszahl der Magnetisierungsstrom relativ klein sein kann und daß ein stärkeres Meßsignal induziert wird. Der bewickelte kreuzförmige Kern wird dann mit seinen Enden in der Hülle aus magnetischem Material festgeschweißt

Der Geber ist besonders als Lastanzeigegerät für Lastkraftfahrzeuge geeignet, kann jedoch auch auf anderen Gebteten eingesetzt werden. Der Geber wird an dem Gegenstand befestigt dessen mechanische Beanspruchungen gemessen wercLin sollen. Diese Befestigung geschieht vorzugsweise durch Schweißen, jedoch sind auch andere Befestigungsmöglichkeiten, wie beispielsweise Kleben, möglich.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 a ein Ausführungsbeispiel eines Gebers in einer Ansicht von unten mit abgenommenem Boden,

Fig. Ib den Geber gemäß Fig. la im Schnitt längs der Linie A-A in F ig. la,
Fig. Ic eine Ansicht des Gebers gemäß Fig. la von

so oben,

Fi g. 2 eine Abwandlung des Gebers gemäß Fig. la bis Ic zum Messen der Differenz zwischen zwei senkrecht zueinander wirkenden Kräften,
Fig.3 eine mögliche Ausfühningsform eines Details nach den F ig. 1— 2.

Bei dem magnetoelastischen Geber nach den F i g. la bis Ic ist der Halter 1 als becherförmige Hülle aus magnetischem Material ausgebildet Diese Hülle umgibt und schützt den Kern 11 mit den Wicklungen 3 und 4.

Der Kern U besteht aus einem einzigen Blech in Form eines symmetrischen Kreuzes mit vier Armen. Auf jeder Seite des Kreuzes ist eine Scheibe 12 aus Isoliermaterial angeordnet, die zusammen einen Spulenkörper für die Wicklungen 3 und 4 bilden. Die Isolierscheiben können die in F i g. 3 gezeigte oder eine ähnliche Form haben. Die Scheibe hat vier nach außen offene Nuten 13, und wird an einer Seite des Kreuzes so angebracht und orientiert, daß sich die Nuten 13 über den Offnungen

zwischen den Annen ti des Kreuzes befinden. Es ist wichtig, daß die Scheiben 12 und die darauf angebrachten Wicklungen 3,4 entweder ganz frei vom Kernkreuz 11 liegen oder nur in einem einzigen, äußerst begrenzten Bereich lediglich mechanischen Kontakt mit diesen haben. Dies kann durch zentrale, nach innen gerichtete Erhöhungen 26 an den Scheiben 12 erreicht werden (siehe Fig.3 und Fig. Ib), welche zweckmäßigerweise an diesem Punkt am Kernkreuz festgeleimt werden. Dadurch erhält man eine Sicherheit gegen Entstehung weiterer, Hysterese erzeugender Kontakte; außerdem wird das Wickeln erleichtert, da Scheiben und Kreuz dabei eine zusammenhängende Einheit bilden.

Der hüllenförmige Halter 1 hat einen Ober den gesamten Umfang verlaufenden Ansatz 21, an den die freien Enden des kreuzförmigen Kernes 11 festgeschweißt sind, wobei die Hülle als magnetischer Rückschluß für den magnetischen Fluß dient Der Halter hat vier Durchführungen 22 für die AnschluBleiter der Wicklungen 3,4.

Der hüüenförrnige Halter 1 hat zwei einander diametral gegenüberliegende Befestigungsfluasche 23, die auf ihrer Unterseite eine Erhöhung 24 haben, mit denen der Geber am Meßobjekt, z. B. mittels Punktschweißung, befestigt wird. Durch die Erhöhung 24 wird die Befestigung am MeBobjekt erleichert, und außerdem wird ein hystereseerzeugender Kontakt zwischen dem Meßobjekt und übrigen Teilen des Gebers verhindert

Der hüllenförmige Halter 1 kann zweckmäßigerweise von einer (nicht gezeigten) Schutzkappe umgeben sein. Diese Schutzkappe braucht nur an den genannten Erhöhungen 24, an denen Schutzkappe und hQllenförmiger Halter zusammengeschweißt sind, direkten Kontakt mit dem Halter zu haben. Dadurch erreicht man, daß sowohl Wärme als auch Schlagbeanspruchungen direkt auf das Meßobjekt übertragen werden und nicht den Geber direkt beeinflussen. Der Raum zwischen dem hüllenförmigen Halter und der Schutzkappe ist vorzugsweise mit einem wasserabweisenden, wärmeisolierenden Material geringer Steifigkeit ausgefüllt, um eine unzulässige Kraftübertragung zu verhindern.

Der hüllenförmige Halter hat einen dicht schließenden Boden 25 mit vernachlässigbar kleinem Kraftübertragungsvermögen. Dieser Boden kann beispielsweise aus Gummi bestehen und ist vorzugsweise an den Halter angeklebt oder anvulkanisiert Dieser Boden kann auch als vorzugsweise gewellte Metallmembran ausgeführt sein. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Metallbodens, der über eine Gummizwischenlage, die an dem Halter und dem Boden angeklebt oder anvulkanisiert wird, mit dem Halter elastisch verbunden ist

Der in Fig. la—Ic gezeigte Geber ist nur zum Messen von Kräften in der durch den Pfeil Fin F i g. Ic gezeigten Zug-Druck-Richtung geeignet Mit der in Fig.2 gezeigten Ausführung kann man auch die Differenz zwischen den Kräften in zwei senkrecht zueinander liegenden Richtungen messen. Zu diesem Zweck ist der Geber mit vier Befestigungsflanschen 23 versehen, die zentralsymmetrisch im Verhältnis zueinander angeordnet sind. Im übrigen stimmt der in F i g. 2 gezeigte Geber mit dem in Fig.la—Ic gezeigten Geber überein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Magnetoelastischer Geber zum Messen der mechanischen Spannungen in einem mechanisch belasteten Meßobjekt, mit einem kreuzförmigen Kern aus magnetoelastischem Material, der senkrecht zueinander angeordnete Wicklungen trägt zur Erzeugung eines magnetischen Flusses im Kern und zum Messen der Flußänderungen, die auftreten, wenn auf den Kern eine mechanische Kraft wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11) mit den Enden seiner Arme mit einem ihn umgebenden Halter (1) aus magnetischem Material fest verbunden ist, welcher Halter die Gestalt einer becherförmigen Hülle hat, die den magnetischen Rückschluß für den magnetischen FIuB des Kerns bildet und diesen zugleich mechanisch schützt

2. Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hüllenförmige Halter (1) einen Ansatz (21) hat, an dem die Enden des kreuzförmigen Kerns (il)iesigescbweäßtsnKi.

3. Geber nach Anspruch 1 oder 2 zum Messen von Kräften in einer Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß der hüllenförmige Halter (1) mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Flanschen (23) zur Fixierung des Gebers am Meßobjekt versehen ist

4. Geber nach Anspruch 1 oder 2 zum Messen der Differenz zwischen zwei senkrecht zueinander wirkenden Kräften, dadurch gekennzeichnet, daß der hüllenförmige Halter (1) mit vier zentralsymmetrisch angeordneten Befestigungsflanschen (23) zur Fixierung des Gebers am Meßobjekt versehen ist

5. Geber nach Anspruchs oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Unterseiten der Befestigungsflansche (23) Erhöhungen (24) vorhanden sind, an welchen der Geber am Meßobjekt befestigbar ist

6. Geber nach den Ansprüchen 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hüllenförmige Halter (1) mit einer äußeren Schutzkappe umgeben ist, die nur an den genannten Erhöhungen (24) direkten Kontakt mit dem Halter hat

7. Geber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem hüllenförmigen Halter (1) und der Schutzkappe mit einem wasserabweisenden, wärmeisolierenden Material geringer Steifigkeit ausgefüllt ist

8. Geber nach einem der Ansprüche 1 —7, dadurch gekennzeichnet, daß der hüllenförmige Halter (1) auf der Unterseite durch einen Boden (25) verschlossen ist, der ein vernachlässigbar kleines Kraftübertragungsvermögen hat

9. Geber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (3,4) auf einen Spulenkörper gewickelt sind, der aus zwei auf jeder Seite des Kernkreuzes (U) angeordneten kreuzförmigen Scheiben (12) besteht

10. Geber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben zentrale, nach innen gerichtete Erhöhungen (26) haben.