DE2806249A1 - Geber zur abgabe eines elektrischen signals - Google Patents
Geber zur abgabe eines elektrischen signalsInfo
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Description
Stand der Technik
R. 4 I. * Ka/Sm
Die Erfindung geht aus von einem Geber nach der Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon ein derartiger Geber bekannt,
bei dem der Draht vor seiner Anwendung einer aufwendigen mechanischen Behandlung ausgesetzt ist. (Zeitschrift "Electronics"
vom 10. Juli 1975 Seiten 100 -105.) Bei einem derartigen Draht, der allgemein als Wiegand-Draht bezeichnet
wird, werden die Domänen eines polykristallinen Materials durch ein magnetisches Feld in eine Richtung polarisiert.
Nach Entfernen des magnetischen Feldes verharren die Domänen in diesem polarisierten Zustand. Wird nun ein magnetisches
Feld in umgekehrter Richtung an den Wiegand-Draht angelegt, so ändern die Domänen beim übersteigen einer
definierten magnetischen Feldstärke schlagartig ihre Polarisationsrichtung. Durch diese Richtungsumkehr wird in einer
Aufnehmerspule ein spitzer Nadelimpuls erzeugt9 dessen Höhe
nur durch die Umkehrgeschwindigkeit in id Domänen des
Wiegand-Drahtes bestimmt ist.
Bei der Anwendung von Gebern zum Beispiel in Kraftfahrzeugen werden vielfach symmetrische Spannungsimpulse verlangt. Wenn
mit dem beschriebenen Wiegand-Draht symmetrische Spannungsimpulse erzeugt werden sollen, dann sind die bei den bekannten
Einrichtungen gewonnen Impulse von sehr geringer Amplitude. Da aber bei der Anwendung im Kraftfahrzeug und auch in vielen
anderen Anwendungsfällen häufig Storsignale auftreten, die
Fehlschaltungen auslösen können, kommt es darauf an, daß die Ausgangssignale eine bestimmte Mindestamplitude'erreichen.
Mit den heute bekannten Gebern werden nur Ausgangssignale mit relativ kleiner Amplitude gewonnen, so daß die Verwendung
derartiger Geber für' viele Anwendungsfälle ausscheidet.
909833/0A37
\, Ka/Sm
Der erfindungsgemäße Geber mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß symmetrische Ausgangssignale sehr großer Amplitude gewonnen
werden können. Dadurch wird der Geber auch in vielen Fällen anwendbar, in denen große Probleme mit Storspannungen auftreten,
beispielsweise ist dadurch die Verwendung des Gebers im Kraftfahrzeug ohne weiteres möglich. Mit den hohen Signalen
können weiterverarbeitende Leistungshalbleiter wie Transistoren, Thyristoren direkt angesteuert werden. Außerdem besitzen die
Ausgangssignale eine wesentlich kürzere Pulsdauer und eine komplizierte Behandlung des Drahtes vor der Inbetriebnahme
entfällt. Schließlich ist auch keine britische Abhängigkeit der Signalämplitude von der Ansteuerungsfeidstärke gegeben.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Gebers möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, den Geber in einem kontinuierlich ablaufenden Verfahren herzustellen, so daß die Herstellung
einfach und kostengünstig wird.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Magnetisierungskurve, in der die
magnetische Induktion B über der magnetischen Feldstärke H aufgetragen ist und Fig. 2 bis 5 Beispiele verschiedener Befestigungsarten
eines Drahtes in einem Spulenkörper.
In Fig. 1 ist eine Magnetisierungskurve dargestellt. In dieser Magnetisierungskurve ist die magnetische Induktion eines
909833/0437
Η· 4 i 5 ί
Ka/Sm
geeigneten Stoffes unter Zug- Und/oder Torsionsspannung uDer
der wirksamen Feldstärke aufgetragen. Der Verlauf der Magnetisierungskurve beruht auf einer Vielzahl von magnetischen
Elementarvorgängen. Im entmagnetisierten Zustand ist ein ferromagnetischer Kristall durch sogenannte Bloch-Wände
in Weißsche Bezirke bzw. Domänen unterteilt, deren spontane Magnetisierung in verschiedenen Richtungen liegt,
so daß die mittlere Magnetisierung des gesamten Kristalls gleich Null ist. Beim Anlegen eines äußeren magnetischen
Feldes wird mit zunehmender Feldstärke eine Parallelstellung der spontanen Magnetisierung aller Weißschen Bezirke in
Feldrichtung erzwungen. Dabei klappen im steilen Bereich der in Fig. 1 aufgetragenen Kurven ganze Volumenbereiche
mit ihrer Magentisierungerichtung in günstigerere Lagen. Dabei
entstehen sogenannte Barkhausensprünge. Das sind unstetige Änderungen der magnetischen Induktion. Diese Barkhausensprünge
können nahezu die doppelte Höhe der Sättigungsinduktion
erreichen, wenn ein Draht 10 entsprechend den in Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen einer Zugspannung oder
einer Torsionsspannung oder einer Zug-und Torsionsspannung
ausgesetzt ist. Die ummagnetisierung wird also beim Erreichen
einer Schwelle der Feldstärke H eines ummagnetxsierenden
magnetischen Feldes ausgelöst. Die Ummagnetisierungsgeschwindigkeit
hängt dabei nicht von der Geschwindigkeit der Feldstärkeänderung ab und ist damit frequenzunabhängig. Die
Ummagnetisierung erzeugt in einer zum Beispiel um den Draht
gewickelten Spule 11 ein Spannungssignal,, das im -Bereich
>10 Volt liegen kann und dessen Impulsbreite im Bereich von
einigen MikroSekunden liegt. Das Ummagnetisierungssignal tritt
dabei immer als symmetrischer Spannungsimpuls auf.
Wird also ein Draht" 10, der unter Zug- und/oder Torsxonsspannung
im Spulenkörper 12 gehalten ist, einer Ummagnetisierung.
ausgesetzt* so kennzeichnet ein an der Spule 11 abnehmbares
elektrisches Signal diesen ümmagnetisierungsvorgang. Der Ummagnefeisierungsvorgang,
kann beispielsweise durch eine Weg-
Λ Ka/Sm
^ ft ft K 9 / Q
oder Winkeländerung eines relativ zu dem Draht IO unarMier aftr
Spule 11 befindlichen Bauelementes (zum Beispiel Hagnet, Leitblechj Blende, Segment) ausgelöst werden. Dadurch sind
auf einfache Weise beispielsweise Weg-, Winkel-, oder auch Drehzahl- und Bezugsmarkengeber herstellbar.
In den Fig. 2 bis 5 sind im einzelnen verschiedene Beispiele
dargestellt, wie der Draht 10 innerhalb des Spulenkörpers unter Zug- und/oder Torsionsspannung gehalten werden kann.
In Fig. 2 ist als Spulenkörper für die Spule 11 ein Ölasröhrchen
12 vorgesehen, in das der unter Zug- und/oder Torsionsspannung stehtende Draht 10 mit Hilfe eines bei 13
angedeuteten Klebstoffes eingeklebt ist. Der ausgehärtete Klebstoff 13 hält den Draht 10 in dem Qlasröhrchen 12 ständig
unter der erforderlichen Zug- und/oder Torsionsspannung.
Die Befestigungsart nach Fig. 2 ist besonders geeignet für einen kontinuierlichen Herstellungsvorgang des Gebers. Der
Draht 10 wird bei einem besonders zweckmäßigen Herstellungsverfahren zunächst durch ein Klebstoffbad hindurchgezogen
und dann in das Glasröhrchen 12 eingezogen. Danach wird der Draht 10 gespannt und/oder tordiert und danach wird der
Klebstoff 13 beispielsweise durch Erwärmung des gesamten Gebers ausgehärtet. Dadurch bleibt der Draht 10 in gespanntem
und/oder tordiertem Zustand.
In Fig. 3 ist der Draht 10 innerhalb des Spulenkörpers 12 «it Hilfe einer Vergußmasse" 14 eingeschmolzen. Dadurch bleibt
der vor dem Einschmelzen gespannte und/oder tordierte Draht 10 in diesem Zustand.
Eine weitere Befestigungsmöglichkext des Drahtes 10 im
Spulenkörper 12 ist in der Fig. ft dargestellt- Hier ist der Draht IO mit einer mechanischen Spannvorichtung 15 verbunden»
die an beiden Stirnflächen des Drahtes 10 angebracht ist- Hit dieser mechanischen Spannvorrichtung 15 kann der nach dem
9ÖS833/0437 "^
R. * Ka/Sm
Einziehen in den Spulenkörper 12 gespannte und/oder tordierte Draht 10 in diesem Zustand gehalten werden.
In Figur 5 ist der Draht 10 in das Glasröhrchen 12 an dessen
Enden eingeschmolzen. Dadurch bleibt der vor dem Einschmelzen gespannte und/oder tordierte Draht 10 in diesem Zustand.
Die in den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 bis 5 dargestellte
Geberanordnung hat etwa eine Länge von wenigen mm bis zu einigen cm. Durch diese geringen Abmessungen ist der
Geber außerordentlich vielseitig verwendbar und auch an schwer zugänglichen Stellen noch ohne weiteres anzubringen.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Figuren 2 bis 5 ist der Draht 10 innerhalb der Spule 11 angeordnet. Es ist aber
auch ohne weiteres möglich, den gespannten und/oder tordierten Draht außerhalb der Spule 11 anzuordnen. Der
Anwendungsbereich des beschriebenen Gebers erstreckt sich auf Weggeber, Positionsgeber· >
Geschwindigkeitsgeber, kontaktlose Schalter, zum Beispiel im Kraftfahrzeug Zündverteiler, Alarmsysteme, Speicherelemente, Kartenleser,
Magnetkarten, Impulsgeneratoren und dergleichen.
Bei den beschriebenen Geberanordnungen handelt es sich um berührungslose und damit wartungsfreie Geber.
909833/0437
Claims (1)
- R. 4 & 5 Λ2.2.1978 Ka/SmROBERT BOSCH GMBH» 7OOO Stuttgart 1Ansprüche1.)Geber zur Abgabe eines elektrischen Signales bei der Uramagnetisierung eines einer Spule zugeordneten ferromagnetischen Drahtes, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (10) unter Zug- und/oder Torsionsspannung gehalten ist.2. Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (10) in einem der Spule (11) zugeordneten, insbesondere als Spulenkörper dienenden Rohr (12) in gespanntem und/oder tordiertem Zustand eingeklebt ist.3· Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnets daß der Draht (10) in einem der Spule (11) zugeordneten, insbesondere als Spulenkörper dienenden Rohr (12) in gespanntem und/oder tordiertem Zustand eingeschmolzen ist.909833/0437 --/2OR/G/WALKa/Sm4. Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (10) in einem der Spule (11) zugeordneten, insbesondere als Spulenkörper dienenden Rohr aus Glas (12) in gespanntem und/oder tordiertem Zustand eingeschmolzen ist.5- Geber nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (10) in einem der Spule (11) zugeordneten, insbesondere als Spulenkörper dienenden Rohr (12) mit Hilfe einer mechanischen Spannvorrichtung (15) in gespanntem und/oder tordiertem Zustand gehalten wird.6. Geber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (10) im Innenraum der Spule (11) angeordnet ist.7- Geber nach Anspruch 6, dadureh gekennzeichnet, daß bei einem unter Zug- und/oder Torsionsspannung im Innenraum der Spule (11) angeordneten Draht (10) der Durchmesser der äußersten Spulenlage nicht größer als der zehnfache Drahtdurchmesser ist.8. Verfahren zur Herstellung eines Gebers nach Anspruch 2, dadureh gekennezeichnet, daß der Draht (10) durch Klebstoff hindurchgezogen und anschießend in das Rohr (12) eingezogen wird, daß danach der Draht (10) gespannt und/oder verdreht wird und daß anschließend der Klebstoff ausgehärtet wird und dadureh der Draht (10) in seiner gespannten und/oder tordierten Lage gehalten wird.909833/0437
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