DE3002233C2

DE3002233C2 -

Info

Publication number: DE3002233C2
Application number: DE3002233A
Authority: DE
Inventors: Karl-Otto Dipl.-Ing. Dr. 7500 Karlsruhe De Linn; Walter Ing.(Grad.) 7552 Durmersheim De Jansche; Dietrich Dipl.-Phys. Dr. 7321 Albershausen De Adolph; Artur 7320 Goeppingen De Dannenmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-01-23
Filing date: 1980-01-23
Publication date: 1989-03-23
Also published as: GB2067847A; DE3002233A1; IT8119232A0; US4381506A; FR2474163A1; IT1135102B; GB2067847B; FR2474163B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kurzschlußringgeber zur Erfassung von Be wegungen eines Bauteils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der Schrift DE-OS 25 15 257 ist ein Kurzschlußringgeber bekannt, der einen Kern aus magnetisch leitfähigem Werkstoff aufweist. Auf die sen Kern ist eine von Wechselstrom durchflossene Wicklung und ein den Kern umschließender Kurzschlußring angeordnet, der mindestens teil weise von dem durch die Spule erzeugten magnetischen Fluß durchsetzt wird und quer zu seiner Ringebene durch das mit ihm gekoppelte Bauteil gegenüber dem Kern verstellbar ist. Der Eisenkern besteht dabei be kanntlich aus dünnen Lamellen, die aufeinander gestapelt sind. Die einzelnen Lamellen sind durch Isolierschichten, z. B. Papier oder Lackschichten, voneinander getrennt.

In der Druckschrift "Journal of Applied Physics" Vol. 26, Number 8, S. 975-980 wird ein Aufdampfverfahren erwähnt, um eine möglichst dünne Dicke der Isolierschicht und der magnetischen Schicht zu er reichen und dadurch auch die Schichtanzahl zu steigern. Da die Mini mierung der Schichtdicke der magnetischen Schichten, wie sie bei be kannten Kurzschlußringgebern verwendet werden, begrenzt ist, wird hierzu ein Aufdampfverfahren als Verbesserung vorgeschlagen. Die Schichten müssen aber direkt auf einen Träger aufgedampft werden und können nicht separat hergestellt werden.

Auch in der Schrift IBM Vol. 8, No. 1 (1965), Seite 148-150 besteht der Magnetkern aus möglichst vielen Schichten, die ebenfalls aufge dampft werden. Hierbei handelt es sich aber um die Ausbildung eines magnetischen Speichers, dessen Magnetisierungsachsen besonders ausge richtet sein sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kurzschlußringgeber insbesondere für die Verwendung bei Kraftfahrzeugen, zu schaffen, welcher eine möglichst geringe Masse aufweist und auch bei kleinen Wegänderungen des Kurzschlußrings eine deutliche Veränderung der In duktivität der Wicklung aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Kern mindestens teilweise aus einer Lamelle aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff besteht, die an wenig stens einer ihrer Oberseiten eine Folie aus hochpermeablem Material trägt. Für derartige magnetische Anwendungen kommen die Metalle Eisen (Fe), Nickel (Ni) und Kobalt (Co) in Be tracht, welche durch kristallisationsverzögernde Zusätze beim Abschrecken aus dem erschmolzenen Zustand amorph er starren. Beispiele für derartige weichmagnetische, amorphe Werkstoffe sind

Fe-Legierungen, insbesondere Fe₈₂ B₁₈,
Fe-Ni-Legierungen, zum Beispiel Fe₄₀ Ni₄₀ B₂₀ und
Co-Ni-Fe-Legierungen, zum Beispiel Co₅₀ Ni₂₀ Fe₆ Si₁₂ B₁₂.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.

Der in Fig. 1 in seiner Draufsicht und teilweise im Schnitt dargestellte Kurzschlußringgeber 1 hat einen E-förmigen Kern 2 mit einem Mittelschenkel 3 und zwei Außenschenkeln 4 und 5. Auf dem Mittelschenkel 3 ist eine Spule 6 befestigt. Diese wird von einem Wechselstrom durchflossen und erzeugt ein Magnetfeld, welches mindestens teilweise auch einen über den Mittelschenkel 3 geschobenen, gegenüber diesem berührungsfrei quer zu seiner Ebene verschiebbaren Kurzschlußring 7 durch setzt. Dieser ist mit einem nicht näher dargestellten Bau teil einer Brennkraftmaschine, beispielsweise der Verstell stange einer Diesel-Einspritzpumpe gekuppelt, deren Verstell weg s mit Hilfe des Kurzschlußringgebers in eine elektrisch auswertbare Größe umgesetzt werden soll. Je stärker sich der Kurzschlußring der Spule 6 nähert, umso stärker wird die Induktivität der Spule 6 verkleinert.

Damit die Frequenz des die Spule 6 durchfließenden Wechsel stromes möglichst hoch gewählt werden kann, ohne daß unzu lässig hohe Wirbelstromverluste im Kern 2 entstehen, ist der Kern 2 gemäß dem in Fig. 2 dargestellten, nach der Linie II-II in Fig. 1 geführten Schnitt aus einem lamellenförmigen Träger 8 hergestellt, der beispielsweise aus Keramik herge stellt ist und an seiner Oberseite und an seiner Unterseite je eine von zwei Folien 9 trägt, die aus amorphem, hoch permeablem Werkstoff besteht und auf den Träger 8 aufgeklebt ist.

Der Träger 8 kann auch aus Glas, Polyurethan oder aus mit Gewebe verstärktem Hartstoff bestehen, insbesondere aus Polymethacrylester.

Die eingangs beschriebenen amorphen Metalle haben vorzüg liche magnetische Eigenschaften. Die Einsparung an Kern material ist im Vergleich zu den üblichen, aus gestapelten Blechlamellen hergestellten Kernen beträchtlich. Ein Kurz schlußringgeber der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Art eignet sich besonders zur Messung von kleinen Wegen oder Winkeln und erlaubt es, die Wicklung 6 mit einem Wechsel strom hoher Frequenz zu speisen. Da die Wirbelstromverluste bei einem Geber der dargestellten Art um eine Größenordnung geringer sind als bei den üblichen Blechkernen, können er heblich höhere Frequenzen angewendet werden, wobei sich der für den Betrieb auf Kraftfahrzeugen wichtige Vorteil ergibt, daß die Massenkräfte klein bleiben und nur ein sehr geringer Raumbedarf des Kurzschlußringgebers berücksichtigt werden muß.

In Fig. 3 ist ein Kurzschlußringgeber dargestellt, bei welchem der E-förmige Eisenkern 12 aus mehreren lamellen förmigen Trägern 8 der in Fig. 2 dargestellten Art ge schichtet ist. Im Gegensatz zu Fig. 2 sind die beim Geber nach Fig. 3 verwendeten Träger nur einseitig mit je einer hochpermeablen Folie 9 versehen, die auf dem Träger fest haftend aufgebracht ist.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform für einen E-förmi gen Magnetkern eines Kurzschlußringgebers dargestellt. Dieser Magnetkern ist in Fig. 5 in einem nach der Linie V/V in Fig. 4 geführten Schnitt durch das Querjoch wiedergegeben.

Da die amorphen Metalle vorzugsweise in Form von dünnen Streifen mit einer Breite von 3 bis 8 mm hergestellt werden, ist vorgesehen, daß der dargestellte Kern aus einem E-förmigen Träger 8 aus mit Gewebe versteiftem und gepreßten Kunstharz, der unter der Bezeichnung Resitex erhältlich ist, besteht und auf seiner Oberseite wie auch auf seiner Unterseite je weils drei aufgeklebte Streifen 14 bzw. 15 trägt, die unter einander im Bereich des Querjoches 16 durch je einen von zwei weiteren Streifen 17 und 18 miteinander magnetisch leitend verbunden sind.

Diese Bauweise ist besonders deswegen vorteilhaft, weil die mit Klebstoff gefüllten, kleinen Luftspalte zwischen den Längsschenkeln 14, 15 und den Jochstreifen 17, 18 so klein sind, daß sie gegenüber dem großen Luftspalt, in welchem sich der Kurzschlußring bewegt, vernachlässigt werden können.

Claims

1. Kurzschlußringgeber zur Erfassung von Bewegungen eines Bauteils, insbesondere eines Steuer- oder Regelorganes einer Brennkraftmaschine, mit einem magnetisch leitfähigen Werk stoff enthaltenden, mehrere Schichten aufweisenden Kern, auf welchem eine von Wechselstrom durchflossene Wicklung und ein den Kern umschließender Kurz schlußring angeordnet ist, der mindestens teilweise von dem durch die Spule erzeugten Magnetfeld durchsetzt wird und quer zu seiner Ringebene durch das mit ihm gekoppelte Bau teil gegenüber dem Kern verstellbar ist, dadurch gekennzeich net, daß der Kern (2) mindestens teilweise aus einem lamellenförmigen Träger (8) aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff besteht, der an wenigstens einer seiner Oberseiten eine Folie (9) aus hochpermeablem, amorphem Metall trägt.

2. Kurzschlußringgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Folie (9) aus einer Fe-Legierung, insbesondere aus Fe₈₂ B₁₈ besteht.

3. Kurzschlußringgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Folie (9) aus einer Fe-Ni-Legierung, insbeson dere aus Fe₄₀ Ni₄₀ B₂₀ besteht.

4. Kurzschlußringgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Folie (9) aus einer Co-Ni-Fe-Legierung, insbe sondere aus Co₅₀ Ni₂₀ Fe₆ Si₁₂ B₁₂ besteht.

5. Kurzschlußringgeber nach Anspruch 2, mit einem E-förmigen Magnetkern, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ober- und Unterseite eines aus Isolierstoff hergestellten Trägers (8) jeweils drei Schenkelstreifen (14, 15) aus amorphem Metall aufgeklebt sind, welche untereinander zur Bildung eines Querjoches (16) durch aufgeklebte Querjochstreifen (17, 18), insbesondere aus amorphem Ferrit magnetisch leitend ver bunden sind.