DE2836000A1

DE2836000A1 - Induktiver geber

Info

Publication number: DE2836000A1
Application number: DE19782836000
Authority: DE
Inventors: Frieder Dipl Ing Heintz; Walter Jansche; Erich Dr Ing Zabler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-08-17
Filing date: 1978-08-17
Publication date: 1980-03-06
Also published as: DE2836000C2

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem induktiven Geber nach der Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon ein derartiger Geber bekannt (DE-OS 26 20 136), bei dem jedoch nicht ohne weiteres beliebig geformte Geberkennlinien benutzt werden können.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Geber mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß eine beliebig geformte Geberkennlinie realisiert werden kann, ohne daß ein größerer Aufwand bzw. größerere Änderungen am Geber bzw. den elektrischen Teilen erforderlich sind. Lediglich durch einfache Veränderung der äußeren Kontur an der Kurzschlußplatte kann nahezu jede beliebige Geberkennlinie nachgebildet werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Gebers möglich. Besonders vorteilhaft ist es, Drehwinkelgeber mit beliebig realisierbaren Kennlinien herzustellen, wobei diese Drehwinkelgeber einen maximalen Drehwinkel von 3600 aufweisen können.
Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Weggebers mit beliebig geformter Kennlinie, Fig. 2 die Kennlinie eines Gebers nach Fig. 1, Fig. 3 einen Drehwinkelgeber mit zwei Kurzschlußplatten, Fig. 4 die Zusammenschaltung von zwei Spulen der Geberanordnung nach Fig. 3, Fig. 5 die Kennlinie eines Gebers gemäß Fig. 3, Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Gebers mit verschiedenen Kurzschlußscheiben und Fig. 7 ein Diagramm, in dem Kennlinien des Gebers nach Fig. 6 aufgetragen sind.
Beschreibung der Erfindung In Fig. 1 ist ein U-förmiger Kern 10 dargestellt, der aus ferromagnetischem Material besteht. Auf diesen Kern 10 ist eine Spule 11 gewickelt. Zwischen zwei Schenkeln 12 und 13 des U-förmigen Kernes 10 ist eine Kurzschlußplatte 14 verschiebbar angeordnet. Diese Kurzschlußplatte 14 besteht aus magnetisch nicht leitfähigem, dagegen aus elektrisch leitfähigem Material.
Wird die Kurzschlußplatte 14 zwischen die Schenkel 12 und 13 des Kernes 10 geschoben, ändert sich der magnetische Gesamtfluß zwischen den Schenkeln 12 und 13 des Kernes 10 und damit die Induktivität der Spule 11.
Diese Indukivität der Spule 11 kann in einfacher und an sich bekannter Weise ausgewertet werden. Durch eine bei 15 angedeutete Formgebung der Kurzschlußplatte 14 kann nahezu jede beliebige Geberkennlinie realisiert werden.
In Fig. 2 ist die Kennlinie eines Gebers gemäß Fig. 1 dargestellt. Dabei ist die Induktivität der Spule 11 über dem in Fig. 1 mit einem Pfeil angedeuteten Verschiebeweg in x-Richtung angedeutet. Die Länge 1 der Kurzschlußplatte ist ebenfalls in Fig. 2 markiert. Entsprechend der jeweiligen Kontur der Kurzschlußplatte 14 ergibt sich eine beliebig veränderbare Induktivität über dem Verschiebeweg der Kurzschlußplatte und damit eine entsprechende Geberkennlinie. Die Kurzschlußplatte ist zweckmäßigerweise auch in y-Richtung verschiebbar angeordnet, so daß sich auch Kurvenscharen in Abhängigkeit von einer Verstellung der Kurzschlußplatte in x- und y-Richtung darstellen lassen.
In Fig. 3 ist ein Drehwinkelgeber aufgetragen, der maximal einen Drehwinkel von 3600 aufweisen kann. Zwei Kerne 16 und 17 sind mit ihren Schenkeln 18, 19, 20, 21, 22, und 23 gegeneinander gestellt, wobei zwischen den Schenkelenden eine drehbare Achse 24 mit zwei Kurzschlußplatten 25 und 26 angeordnet ist. Jeweils auf den mittleren Schenkeln 19 bzw. 22 der E-Kerne 16 und 17 sind Spulen 27 und 28 angeordnet.
Die beiden Spulen 27 und 28 des Gebers sind gemäß Fig. LI zueinander in Reihe geschaltet, wobei an die beiden in Reihe geschalteten Spulen 27 und 28 eine hochfrequente Eingangsspannung angelegt ist. Die an einer der Spulen, im vorliegenden Fall an der Spule 28 abnehmbare Spannung, kann einem bestimmten Drehwinkel der Achse 24 bzw. der auf der Achse aufgebrachten Scheiben 25 und 26 zugeordnet werden. Eine derartige Geberkennlinie ist in Fig.5 0 aufgetragen. Sie hat zwischen den Winkelmarkierungen 0°, 1800 und 3600 einen nahezu linearen Verlauf. Sie kann aber bei entsprechender Gestaltung der Scheiben 25 und 26 auch jeden anderen gewünschten Verlauf nehmen.
Mit einem Geber entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 lassen sich folgende Vorteile erzielen. Als Kerne für den Geber lassen sich handelsübliche Kerne verwenden.
Der Winkelgeber ist voll durchdrehbar und durch eine entsprechende Festlegung der Scheibenform kann eine beliebige Kennlinienart gewählt werden. Diese Kennlinienart kann beispielsweise auch linear sein. Die Kennlinie des Gebers ist auf einfache Art und Weise abgleichbar, indem beispielweise die beiden Scheiben 25 und 26 auf der Achse 24 gegeneinander verdreht werden.
Durch die Verwendung eines Gebers, der wie in Fig. 3 aufgebaut ist und zusätzlich zwei weitere Kerne und zwei weitere Scheiben enthält, ist es möglich, auch über 3600 eine lineare Kennlinie zu erreichen. Zum Erreichen von linearen Kennlinienteilen sind die Begrenzungslinien der Scheiben Archimedische Spiralen oder Teile davon.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gebers ist in Fig. 6 dargestellt. Der Geber weist einen E-förmigen Kern 29 auf, auf dessen mittleren Schenkel die Spule 11 gewickelt ist. Zwischen jeweils zwei Schenkeln des Kernes 29 ist ein Teil einer zu einem U-förmigen Bügel verbundenen Kurzschlußplatte 30 hindurchführbar. Zur Erzielung besonderer Kennlinienformen kann auch eine einfach austauschbare Kurzschlußplatte 31 verwendet werden, deren Schenkel abgestuft sind. Die Kurzschlußplatten 30 und 31 können in senkrechter bzw. waagerechter Richtung in Bezug auf den Kern 29 verschoben werden. Bei Verschiebung in waagerecht er Richtung ergeben sich die Kennlinien gemäß Fig. 7, in der die normierte Spuleninduktivität über dem Verschiebeweg 5So aufgetragen ist, wobei So die Breite des E-Kernes 29 ist. Der Kurvenzug 32 ergibt sich bei waagerechter Verschiebung der Kurzschlußplatte 30 und der Kurvenzug 33 bei waagerechter Verschiebung der Kurzschlußplatte 31. Durch senkrechte Verschiebung der Kurzschlußplatten 30 und 31 ergeben sich Kurvenscharen entsprechend den Einzelkurven 32 und 33 gemäß Fig. 7.
Die Geber nach Fig. 1, 3 und 6 sind auf außerordentlich einfache Art und Weise herzustellen, sie sind robust in ihrem Aufbau, verschleißfrei und können mit nahezu jeder beliebigen Kennlinie ausgeführt werden.

Claims

Ansprüche 1. Induktiver Geber zur Umformung einer mechanischen Bewegung in eine elektrische Ausgangsgröße, mit wenigstens einer auf wenigstens einem insbesondere U-förmigen Kern aus ferromagnetischem Material aufgebrachten Spule und einer zwischen den Schenkeln des Kernes verschiebbaren aus magnetisch nicht leitfähigem, dagegen elektrisch leitfähigem Material bestehenden Kurzschlußplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußplatte (14) bzw. mehrere zwischen Schenkeln des Kernes (10 bzw. 17, 18,29) bewegliche Kurzschlußplatten (25, 26, 30, 31) an die gewünschte Geberkennlinie angepaßte in bezug auf die Schenkel des Kernes wirksame äußere Konturen aufweisen.
2. Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Scheibe (25, 26) auf einer drehbaren Achse angebracht ist und zwischen den Schenkeln (18, 19, 20, 21, 22, 23) eines Kernes (17, 18) hindurchdrehbar ist.
3. Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Scheiben (25, 26) auf einer gemeinsamen drehbaren Achse (24) angeordnet sind und jeweils zwischen einem Schenkelpaar (18, 18 und 19, 20) eines gemeinsamen Kernes (17 bzw. 18) hindurchdrehbar sind.
4. Geber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Scheibe bzw. Scheiben (25, 26) einer Archimedischen Spirale entspricht.
5. Geber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kerne (17, 18) mit ihren Schenkeln gegeneinander gerichtet sind, wobei zwischen den einander gegenüberstehenden Schenkelenden die wenigstens eine Scheibe (25, 26) tragende Achse (24) angeordnet ist.
6. Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mehrschenkeligen Kern (29) mehrere, zweckmäßigerweise zu einem U-förmigen Teil miteinander verbundene Kurzschlußplatten in wenigstens einer Richtung zwischen den Schenkeln des Kernes verschiebbar sind.
7. Geber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußplatte (14) zusätzlich zur Bewegung in einer ersten Bewegungsrichtung (x-Richtung) in einer zu dieser ersten Bewegungsrichtung zweiten Bewegungsrichtung (y-Richtung) bewegbar ist.