DE2642494A1

DE2642494A1 - Elektromagnetischer fuehler

Info

Publication number: DE2642494A1
Application number: DE19762642494
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Knourek; Oldrich Kouril
Original assignee: Vyzkumny a Vyvojovy Ustav Zavodu Vseobecneho Strojirenstvi
Current assignee: Vyzkumny a Vyvojovy Ustav Zavodu Vseobecneho Strojirenstvi
Priority date: 1975-09-25
Filing date: 1976-09-22
Publication date: 1977-04-07
Also published as: FR2325906A1; ES451841A1; DD126274A1; US4112366A; CS185907B1; GB1562631A; IT1072563B

Description

Patentanwalt 2^:: '; ? 49

DIPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover

VOLFSTRASSE 24 ■ TELEFON (0511) 13 45 30 . ^ 1Q76

Dr.J/Ha

Meine Akte: 2358

Vyzkumny a vyvojovy ustav Zavodu vseobecneho strojirenstvi, Brno, Gottwaldova 76 - Tschechoslowakei -

Elektromagnetischer Fühler

Die vorliegende Erfindung "betrifft einen elektromagnetischen !Fühler zur Auswertung der Stellung eines genuteten ferromagnetischen Körpers, z.B. eines genuteten Zylinders, Tellers oder Kammes gegenüber diesem elektromagnetischen I¹UhI er.

Abtast-Vorriehtungen für einen ähnlichen Zweck mit optischen Abtastmitteln sind bekannt. Bei diesen werden Scheiben mit Öffnungen mittels eines Lichtstrahles durchleuchtet, der mittels einer Optik in ein schmales Strahlenbündel konzentriert wurde. Die Bewegung einer solchen Scheibe als Blende zwischen der Lichtquelle und dem photoelektrischen Abtaster unterbricht den auf dai Abtaster gerichteten Lichtstrahl, so daß Veränderungen elektrischer Werte im Ab-

7098H/0696 _ncrTc_D

ORIGINAL INSPECTED

2 G 4 2 4 9 4

taster eintreten, die der Belichtung und der Abschattung des Abtasters entsprechen.

Es sind auch optische I¹UhIer bekannt, welche nach dem Prinzip des reflexiven Abtastens eines Lichtstrahles arbeiten, der von einer genuteten Oberfläche reflektiert wird, wobei die näher am Abtaster gelegene Fläche eine größere Beleuchtung bietet als die tiefe Nut₀

Es werden auch elektromagnetische Stellungsgeber genuteter ferromagnetischer Körper benutzt, welche mittels Gleichstrom oder eines Permanentmagneten erregt werdeno Bei der Bewegung der Nuten und Zähne gegenüber dem Fühler ändert sich der Luftspalt zwischen dem Fühler und der genuteten Oberfläche, wodurch es zu einer Veränderung der induzierten Spannung kommt_o

Es sind auch elektromagnetische Fühler bekannt, bei denen eine Spule mittels Wechselstrom erregt wird und bei denen die Veränderung des Luftspaltes, die der Nut und dem Zahn entspricht, in der Wicklung einer zweiten Spule Spannung induziert, welche in den anschließenden elektronischen Stromkreisen ausgewertet wird.

Die nach dem Prinzip optischer Abtastung konstruierten Fühler haben einen gemeinsamen Nachteil, der in der Mög-

7098U/0696

!MSPECTED

2 B Λ 2 4 9 4

-r-

lichtkeit der Beeinflussung der richtigen Funktion durch Verunreinigungen, kürzerer Lebensdauer der Lichtquelle und geringer Widerstandsfähigkeit gegenüber Erschütterungen besteht_o

Die mit Gleichstrom arbeitenden Fühler geben nur kleine Signale bei langsamer Bewegung der ferromagnetischen genuteten Oberfläche und es entsteht hier die Gefahr der Entstehung von Fehlern bei Geschwindigkeitsänderungen beim Anlauf bis zur maximalen Umdrehungszahl des abzutastenden Körpers und bei dessen Abstellung«,

Die nach dem Prinzip der Erregung mittels Wechselstrom arbeitenden Fühler, bei denen eine Spule erregt und die induzierte Spannung in einer anderen Spule ausgewertet wird, die also nach einem !Eransformatorprinzip arbeiten, haben den Nachteil, daß bei dichter Yernutung die Signale sehr klein sind_o Daraus ergibt sich eine schwierige Einstellung des Fühlers gegenüber der abzutastenden Oberfläche sowie die Kompliziertheit der elektronischen Auswertungsstromkreise _o

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile„ Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen einfach aufgebauten, hochempfindlichen Geber zu schaffen«

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der Fühler aus zwei magnetischen Kreisen mit Spulen besteht, wobei

- 4

7095U/0S96

-JT-

die beiden Spulen in Serienschaltung zwei Induktionszweige einer Induktions-Widerstandsbrücke der Auswertungsvorrichtung "bilden»

Das Wesen der Erfindung, nähere Einzelheiten und weitere Merkmale sind nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläuterte Es zeigen:

Figo 1 einen Schnitt zur Erläuterung des Wesens der Funktion des elektromagnetischen Fühlers_o

2 einen magnetischen K ern mit asymmetrischen magnetischen Kreisen, "bei denen die Asymmetrie durch Verkürzung des Randzweiges gebildet wird_o

Figo 3 einen G-rundriß der gemeinsamen Stellung des Fühlers und der genuteten Oberfläche mit Bezeichnung der Richtung der Relativbewegung der abzutastenden Oberfläche gegenüber dem Fühler«,

Fig_e 4 die Schaltung der Spulen des Fühlers in der Induktions-Widerstanfebrücke der Auswertungsvorrichtung.

Fig. 5 eine Darstellung der "Verdrehung des Fühlers gegenüber der Hutkante um den bezeichneten Winkelwert „

Fig» 6 die konstruktive Ausführung des Fühlers.

Figo 7 einen Anblick der Vorderseite des Fühlers, d_oh. jener Seite, die auf die abzutastende Oberfläche aufzusitzen kommt.

7098U/0S95

26^2494

Figo 8 eine genutete Stange und die Anbringung des Fühlers gegenüber der genuteten Oberfläche»

Pig· "9 einen Grundrißanblick zu Fig. 8_O Fig.10 einen genuteten Teller und die Anbringung des Fühlers gegenüber dessen genuteter Oberfläche,

Figo11 einen Grundrißanblick zu Fig«1O₀

Figo 12 einen genuteten Zylinder und die Anbringung des Fühlers gegenüber dessen genuteter Oberfläche O

Fig₀13 einen Grundrißanblick zu Fig₀12_o

Die relative Bewegung der genuteten Stange, des genuteten !Dellers und des Zylinders gegenüber dem Fühler wird von dem Antrieb der Textilmaschine abgeleitete

Die Funktion des Fühlers der vorliegenden Erfindung beruht darin, daß die magnetischen Kreise des Fühlers 2«,2" (Figo1,2,3) mit den Spulen 1,12 mittels Wechselstrom aus einem Generator erregt werden und der entstandene magnetische Fluß über die Oberfläche des genuteten ferromagnetischen Körpers 17 geschlossen wird_o Entsprechend den Veränderungen des magnetischen Widerstandes des Iiuftspaltes zwischen dem Fühler und der abzutastenden Oberfläche ändert sich auch die Induktivität der Spulen, was sich als Veränderung des Spannun gsabfalls auf den einzelnen Zweigen der Brücke offenbarte Dadurch gerät die Brücke in verschiedene Verstimmungszustände, die sich durch die Entstehung einer Spannung

- 6 7098U/0695

- r- 2

zwischen den Klemmen der Diagonale 22,25 der Brücke offenbaren. Diese Veränderungen gehen im Ehjrfchmus der Bewegung der Nuten und Zähne gegenüber dem Fühler vor siehe

Eine größere Verstimmung der Brücke wird durch schräge Einstellung des magnetischen Fühlers gegenüber der Nutkante erzielt (Fig_e5)_o Dadurch wird erreicht, daß ein Zwei der Brücke eine erhöhte Induktivität und der andere Zweig eine herabgesetzte Induktivität aufweist« Das offenbart sich durch Erhöhung des Spannungsunterschiedes an den Austrittsklemmen 22,25 der Brücke, welcher jeder Kante der abzutastenden Oberfläche im Vergleich zur Einstellung auf dem Spalt oder Zahn entspricht_o

Eine andere Möglichkeit der Unterschiedserhöhung beruht in der Verkürzung des Randzweiges eines beider magnetischen Kreise (Fig_o2), so daß mit dem Durchlauf der Nut oder des Zahnes nur ein Zweig der Brücke wesentlich verändert wird, wogegen der andere Zweig der Brücke nur zu deren Ausgleichung dient.

Die konstruktive Ausführung der Fühlervorrichtung ist aus Pig. 6 ersichtliche Der Fühler wird an die genutete Oberfläche des abzutastenden Körpers 17 mittels einer Feder 8 angedrückt, deren Kraft durch die Stellschraube mittels Einschrauben in den Halter 9, der auf dem Träger mittels Schrauben 15 befestigt ist, eingestellt wird_o Der Fühler weist zwei magnetische Kreise aufeinem Kern aufο Der Kern ist aus Blechen 2 in Form des Buchstaben E

- 7 -7098U/0695

zusammengesetzt. Auf dem Yerbindungszweig des Kerns sind von jeder Seite des Stiels in der Mitte . die Spulen 1,12 aufgewickelt. Der Fühler ist in einem zylindrischen Gehäuse 7 gelagert, in welches er zusammen mit dem Austrittskabel 18 mittels eines geeigneten Werkstoffes 15 eingegossen ist* Zur Erzielung der richtigen !Punktion der Vorrichtung ist es wichtig, den Luftspalt, d_oh. die Entfernung zwischen der Stirnfläche des Fühlers und der abzutastenden Oberfläche genau einzuhalten. Dies wird durch direkte Berührung der Stirnfläche des Fühlers mit der abzutastenden Oberfläche 17 erzielt, wobei zur Herabsetzung des Verschleißes der Oberfläche der Stirnfläche des Fühlers oder der abzutastenden Fläche an dem Stirnteil des Fühlers, zwischen die einzelnen Zweige des magnetischen Eernes 2, Fiihrungsflachen 4- aus hartem, nichtmagnetischem Material, z_eB_o Saphyr, angebracht sind, welche entweder in einer Ebene mit der Stirnfläche des Fühlers geschliffen sind oder die Stirnfläche mäßig um die Abmessung überragen, die der Größe des gewünschten Luftspalt es gleichkommt * Zur Erzielung einer genauen Einstellung auch bei etwas ungerader Oberfläche des abzutastenden Körpers 17 wird der Fühler an die Oberfläche mittels der Feder 8 angedrückt _o Auf dem S.irnteü des Gehäuses 7 (Fig. 7) befindet sieh eine schmale Kut S₉ in welche der magnetische Kern 2 in Form des Buchstaben E eingelegt ist. In Fig. 7 sind seine zahlreichen Flächen sichtbar,, Zwecks Beseitigung der Gefahr einer eventuellen Beschädigung infolge der Uhgeradheit der abzutastenden Oberfläche sind auf der Anlaufs- und Ablaufskante des Fühlers Anläufe in Form von schrägen Flächen ausgebildete

Leerseite

Claims

Patentansprüche:

Elektromagnetischer Fühler, insbesondere zur Abtastung Ton genuteten Oberflächen,

dadurch gekennzeichnet,

daß zwei magnetische Kreise (2,2·) mit Spulen (1,12) vorgesehen sind, die auf einem Kern in Form des Buchstaben E angeordnet sind, wobei der Randzweig eines Kreises verkürzt ist und der Querschnitt der magnetischen Kreise maximal der Hälfte der Breite der Nut auf der abzutastenden genuteten Oberfläche gleich istο
2. Mihler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Spulen der magnetischen Kreise in Serienschaltung gegeneinander zwei Inductionszweige der Induktions-Widerstandsbrücke der Auswertungsvorrichtung bilden.

JBIihler nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Längsachse der Ebene der Stirnflächen der magnetischen Kreise mit der Längsachse der Nuten der abzutastenden Oberfläche sich schneidende Geraden bilden«,

4e I¹UhIer nach Anspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, ORIGINAL INSPECTED

7098U/0$96

daß zwischen den einzelnen Zweigen der magnetischen Kreise (2,2·) IHihrungsf lacken aus abri ebbe ständigem und nichtmagnetischem Material, z_oB. Saphyr, derart angeordnet sind, daß deren Aussenf lache mit der Fläche der Stirnteile der magnetischen Kreise eine Ebene bildet_o

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Saphyrführungsflächen die Stirnteile der magnetischen Kreise (2,2·) um ein Maß überragen, welches der gewünschten Größe des Luftspalts gleichkommt_o

Minier nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieser an die abzutastende Oberfläche mittels Feder (8) angedrückt wird, welche mit einer Stellschraube (10) versehen ist_o

7098U/0896