DE3109930C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Weggeber nach der Gat­ tung des Hauptanspruches.

Es ist bekannt, zur Umformung eines in ein elek­ trisches Signal einen Geber vorzusehen, der aus einem elektrisch nicht leitendem Stabkern besteht, auf dem eine mit Wechselstrom gespeiste Spulenanordnung ange­ bracht ist. Der Stabkern taucht dabei in ein Rohr aus ferromagnetischem Material, beispielsweise Eisen, und die Rückwirkung des ferromagnetischen Rohres auf das Wechselstromsignal in der Spulenanordnung wird zur Wegmessung ausgenutzt.

Nachteilig dieser bekannten Geberanordnung ist, daß eine erhebliche Nullpunktsdrift bei Erwärmung des Gebers auf­ tritt, da sich bei dem Rohr aus ferromagnetischem Material nicht nur dessen spezifischer Widerstand sondern auch dessen Permeabilität stark ändert.

Aus der DE-AS 26 31 846 ist ein Weggeber bekannt, der nach dem in­ duktiven Meßprinzip arbeitet. Dabei wird mit Hilfe von stromdurch­ flossenen Spulen ein Magnetfeld erzeugt, daß den Strom behindern möchte (Induktivität). Bei Annäherung eines Kerns bzw. bei Verände­ rung der Überlappung zwischen dem Kern und den Spulen wird eine Ver­ größerung der Induktivität der Spulen bewirkt. Das Magnetfeld wird verdichtet und so die Induktivität erhöht. Der induktive Effekt tritt insbesondere bei niedrigen Trägerfrequenzen und bei ferroma­ gnetischem Material auf. Das als Führung für den Kern und als Träger des Spulenkörpers dienende Aufnahmerohr ist aus einer nicht magneti­ schen Chrom-Nickel-Stahllegierung hergestellt. Das Rohr hat nur die Aufgabe, mit einem kleinen Anteil an hochwertiger und somit teueren Chrom-Nickel-Stahllegierung den Sensor bei den rauhen Betriebsbedin­ gungen zu schützen. Die Nullpunktsfestlegung und somit die Festle­ gung der analogen Meßkurve wird mittels eines Außengewindes und ei­ ner Fixier-Schraube bewirkt. Die Stahllegierung beeinflußt die Null­ punktsfestlegung nicht.

Der erfindungsgemäße Weggeber mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vor­ teil, daß die Temperaturabhängigkeit durch Verwendung eines diamagnetischen Materiales weitgehend herabge­ setzt wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Weggebers möglich. So taucht in einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung der Stabkern in eine in dem Rohr angebrachte Buchse aus Messing, so daß sich die Wirbelströme nur in der Messingoberfläche aus­ bilden. Die Spule ist dabei erfindungsgemäß als einlagige Zylinderspule um den Stabkern herum ausgebildet.

Eine besonders gute Wirkung wird mit der Erfindung dadurch erzielt, daß der angegebene Weggeber zur Erfassung der Stellung hydraulischer Elemente, wie Kolben und dgl. ver­ wendet werden kann, da die Anordnung des erfindungsgemäßen Gebers für derartige Fälle besonders geeignet ist und die Temperaturabhängigkeit bei hydraulischen Elementen, die hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind eine besondere Rolle spielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Schnittbild durch einen Weggeber.

In der Figur ist mit 1 ein Stabkern bezeichnet, der in ein Rohr 2 eintaucht, das innen mit einer Messingbuchse 3 aus­ gekleidet ist. Die Eintauchtiefe des Stabkernes 1 in das Rohr 2 entspricht dabei dem zu messenden Weg.

Auf dem Stabkern 1 ist eine einlagige Zylinderspule 4 ange­ ordnet, deren eine Zuleitung 6 nach außen führt und deren andere Zuleitung 5 vom Ende des Stabkerns durch den Stab­ kern hindurch ebenfalls nach außen führt.

Ein durch die Spule 4 geführter hochfrequenter Wechselstrom erzeugt ein elektromagnetisches Wechselfeld, das Wirbel­ ströme in der Oberfläche der Messingbuchse 3 verursacht. Das Ausmaß dieser Wirbelströme ist dabei abhängig von der Fläche, die die Spule 4 umgibt und damit von der Eintauch­ tiefe des Stabkernes 1. Diese Vergrößerung der Wirbel­ ströme kann in an sich bekannten Meßverfahren dazu ausge­ nutzt werden, um die Eintauchtiefe des Stabkernes 1 und damit den Weg, den dieser Stabkern zurücklegt zu messen.

Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel mündet das Rohr 2 in einem Kolben 7, der in einem, den Stabkern 1 tragenden weiteren Rohr 1 läuft. Dieser Kolben 7 kann beispielsweise der Kolben eines hydraulischen Ele­ mentes sein, wobei die Hydraulikflüssigkeit großen Tempe­ raturschwankungen unterworfen ist. Damit ändert sich auch die Temperatur der Messingbuchse 3, diese Temperatur­ schwankungen wirken sich jedoch nur geringfügig auf die Messung des Weges aus, da sich lediglich die elektrische Leitfähigkeit des Messings mit der Temperatur ändert, nicht jedoch die Permeabilität, da es sich bei Messing um einen diamagnetischen Werkstoff handelt.

Claims (4)

1. Weggeber mit einem elektrisch nicht leitenden Stabkern (1) auf dem eine mit Wechselstrom gespeiste Spulen­ anordnung (4) angebracht ist und mit einem Rohr (2) in das der Stabkern (1) wegabhängig eintaucht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rohr (2) in der Umgebung des Stabkernes (1) mit einem elektrisch gut leitenden, diamagnetischen Material, vorzugsweise Messing oder Kupfer ausgekleidet ist.

2. Weggeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) eine den Stabkern (1) umschließende Buchse (3) aus Messing aufweist.

3. Weggeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (4) als einlagige Zylinderspule ausgebildet ist.

4. Verwendung eines Weggebers nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Erfassung der Stellung hydraulischer Elemente wie Kolben (7) und dgl.