DE3246580A1

DE3246580A1 - Kurzschlussschleife fuer einen induktiven wegaufnehmer

Info

Publication number: DE3246580A1
Application number: DE19823246580
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. Dr. 7570 Baden-Baden Krause
Original assignee: FORSCH PROF DR ING HABIL DR PH
Current assignee: FORSCH PROF DR ING HABIL DR PH
Priority date: 1982-12-16
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1984-06-20
Anticipated expiration: 2002-12-17
Also published as: DE3246580C2

Description

Kurzschlußschleife für einen induktiven Wegaufnehmer
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurzsc-hlußschleife für einen induktiven Wegaufnehmer, welche mit einem Meßobjekt gekoppelt auf einem Schenkel eines mindestens eine stromdurchflossene elektrische Wicklung tragenden, offenen oder geschlossenen, ranmenförmigen Magnetkerns berührungslos verschiebbar ist.
Das Meßprinzip dieser bekannten Wegaufnehmer, wie sie beispielsweise in der DE-OS 20 06 996 oder der DE-OS 23 52 851 beschrieben sind, beruht auf dem Sperreffekt, der von einem induzierten Kurzschlußstrom durch die Kurzschlußschleife erzeugt wird und den magnetischen Fluß durch den Eisenweg des Kerns an der Stelle praktisch unterbricht, an der sich die Kurzschlußschleife befindet.
Die Kraftlinien verlaufen dann über den zwischen zwei parallelen Schenkeln des Magnetkerns gebildeten Luftspalt, dessen Ausdehnung von der Stellung der Kurzschlußschleife auf dem Schenkel bestimmt wird. Es läßt sich mithilfe, der so veränderlichen Induktivität ein die Stellung oder den zurückgelegten Weg eines Meßobjekts abbildendes elektrisches Signal gewinnen.
Bei bekannten Wegaufnehmern dieser Bauart besteht die Kurzschlußschleife aus einer Kupferdrahtwindung oder aus dünnem Kupferblech, um den Forderungen nach hoher elektrischer Leitfähigkeit und geringer Masse zu genügen.
Unter erschwerten Betriebsbedingungen sind die mit dem Meßobjekt gekoppelten Kurzschlußschleifen erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt.
Bei Dampfumformventilen wirken beispielsweise auf die Kurzschlußschleifen der zur Messung des Ventilhubes angebauten Wegaufnehmer Schwingungen im Überschallbereich mit Beschleunigungen in der Größenordnung von einigen 1000 m/sec.2 Es stellt sich somit die Aufgabe, Kurzschlußschleifen so auszubilden, daß sie massearm sind, eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzen und extremen mechanischen Belastungen standhalten.
Die Aufgabe läßt sich erfindungsgemäß mit einer die Merkmale des Anspruchs 1 aufweisenden Kurzschlußschleife lösen.
Durch die Verwendung eines hochfesten Leichtwerkstoffs, insbesondere einer Leichtmetallegierung, ist es möglich einen massearmen schleifenförmigen Träger für eine elektrische gut leitfähige, geschlossene Leiterbahn herzustellen, der hohen mechanischen Belastungen, insbesondere Wechselbelastungen der beschriebenen Art standhält.
Die Leiterbahn läßt sich beispielsweise durch Galvano-, Sprüh- oder Klebetechnik auf den Träger aufbringen oder als Drahtring, vorzugsweise aus Kupfer, in eine Nut in der Mantelfläche des kreis- oder polygonförmigen Teils der Trägerschleife einlegen oder einspannen.
Derartige Kurzschlußschleifen lassen sich in einem weiten Schwingungs-und Temperaturbereich einsetzen und halten Beschleunigungen bis zu 10 000 m/sec.2 stand.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren zwei Ausführungsbeispiele dargestellt und im folgenden beschrieben.
Die in den Fig. 1 und 2 in zwei Ansichten gezeigte Kurzschlußschleife 10 weist einen ringförmigen Träger 1 auf, der sich in einer sich senkrecht zu seiner Radialebene erstreckenden Fußplatte 2 fortsetzt. Träger 1 und Fußplatte 2 sind in einem Stück aus einer Aluminiumlegierung im Druckgußverfahren hergestellt; in der Fußplatte 2 sind Befestigungslöcher 3 angebracht zur Aufnahme einer Schrauben- oder Nietverbindung mit dem in Fig. 1 angedeuteten Meßobjekt 4, dessen Stellung auf einem senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Weg elektrisch abgebildet werden soll.
Zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit des einen Schenkel 5 des Magnetkerns des hier nicht dargestellten induktiven Wegaufnehmers berührungslos umfassenden ringförmigen Trägers 1 sind seine Oberflächen, hier seine Innenflächen und Teile seiner Stirnflächen, mit einer Auflage aus elektrisch gut leitendem Werkstoff, z.B. Kupfer, versehen, die einegeschlossene Leiterbahn 6 von solchem Querschnitt bildet, daß ein induzierter, den Meßeffekt bewirkender Kurzschlußstrom fließen kann. Die Metallschicht der Leiterbahn 6 kann galvanisch oder durch sprühen aufgebracht werden oder ein in die innere Mantelfläche des Trägers 1 eingeklebtes oder -geschweißtes Metallband sein.
Zu den Figuren 3 und 4 ist in zwei Ansichten eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kurzschlußschleife 10 dargestellt. Die Fußplatte 2 mit den Befestigungslöchern 3 weist an ihrem oberen Rand zwei senkrecht zur Plattenebene gerichtete Fortsätze 7 und 7' auf, welche zusammen mit einem bügelartigen Oberteil 11 den Träger 1 mit polygonalem Umriß bilden.
Der Abstand der Bügelenden, also die Bügelöffnung ist so gewählt, daß das bügelartige Oberteil 11 sich auch bei Magnetkernen in geschlossener Rahmenform sich leicht über den Kernschenkel 5 schieben und dann mit den Fortsätzen 7 und 7' mittels gesicherter Schraubenpaare 8 und 8' verbinden läßt.
Günstig ist eine Bügelöffnung, die größer oder gleich der Querschnittsdiagonale des Schenkels 5 ist.
Fußplatte 2 und Träger 1 sind aus Titan als Feingußteile hergestellt.
Die geschlossene Leiterbahn 6' ist hier ein in eine Nut 9 im Umfang des Trägers 1 eingelegter Kupferdraht, dessen Enden gasdicht miteinander verbunden sind.
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Claims

Patentansprüche 9 urzschlußschleife für einen induktiven Wegaufnehmer, welche mit einem Meßobjekt gekoppelt auf einem Schenkel eines mindestens eine stromdurchflossene elektrische Wicklung tragenden, offenen oder geschlossenen, rahmenförmigen Magnetkerns berührungslos verschiebbar ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h a) einen aus einem mechanisch hochbelastbaren, leichten Werkstoff hergestellten, ring- oder polygonförmigen Träger (1) mit Anschlußmitteln (-2,3) für das Meßobjekt (4) b) eine auf den Träger (1) aufgebrachte geschlossene Leiterbahn (6,6') aus elektrisch gut leitendem Werkstoff.
2) Kurzschlußschleife nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anschlußmittel aus einer senkrecht zur Radialebene des Trägers (1) angeordneten und mit diesem verbundenen Fußplatte (2) mit Befestigungslöchern (3) bestehen
3) Kurzschlußschleife nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Träger (1) und Anschlußmittel (2,3) aus einer Leichtmetallegierung bestehen.
4) Kurzschlußschleife nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Träger (1) und Anschlußmittel (2,3) aus Titan oder einer Titanlegierung bestehen
5) Kurzschlußschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 4 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Träger (1) und Anschlußmittel (2,3) als einstückiges Feingußteil ausgebildet sind.
6) Kurzschlußschleife nach Anspruch 1, Merkmal b) d a d u r c h gek e n n z ei c h ne t , daß die Leiterbahn (6) aus einer auf die Oberflächen des Trägers (1), insbesondere auf seine innere Mantelfläche und/oder seine Stirnflächen aufgebrachte Metallschicht besteht.
7) Kurzschlußschleife nach Anspruch 1, Merkmal b) d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Leiterbahn (6') ein in eine Nut (9) im Umfang des Trägers (1) eingelegter Kupferdraht ist, dessen Enden gasdicht miteinander verbunden sind.
8) Kurzschlußschleife nach Anspruch 1,2 und 7 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Träger (1) aus einem bügelartigen Oberteil (11) und zwei mit dessen Enden verbundenen, von der Oberkante der Fußplatte ausgehenden und sich senkrecht zur Plattenebene erstreckenden Fortsätzen (7,7') gebildet ist und daß der Abstand der Bügelenden > der Querschnittsdiagonale des Kernschenkels (5) ist.