DE4232993C2

DE4232993C2 - Vorrichtung zur Messung der Torsion und/oder einer relativen Winkelbewegung

Info

Publication number: DE4232993C2
Application number: DE4232993A
Authority: DE
Inventors: Peter Apel; Ernst-Dieter Wambach; Franz-Josef Op Den Winkel; Barrie Lee
Original assignee: AB Elektronik GmbH
Current assignee: AB Elektronik GmbH
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1992-10-01
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2012-10-02
Also published as: DE4232993A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Torsion und/oder einer relativen Winkelbewegung einer Wellenkonfiguration mit

- zwei Spulenanordnungen, die unter Belassung eines er sten Luftspaltes zwischen ihren Spulenkörpern auf der Wellenkonfiguration angeordnet und deren Spulenkörper jeweils mit einer ersten und wenigstens einer weiteren Ringspule verbunden sind und
- einer Spulenringanordnung, die weitere Ringspulen hält, die der ersten Ringspule der ersten Spulenanordnung und den weiteren Ringspulen der zweiten Spulenanordnung unter Belassung eines zweiten Luftspaltes gegenüberliegen

Aus der US 3 041 874 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Torsion, des Torsionsmomentes und/oder eines Dreh winkels wenigstens zweier verbundener Wellen bekannt. Auf der ersten Welle, die mit einem Schwächungsabschnitt versehen ist, und der zweiten Welle, die als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Welle umfaßt, sind zwei Spulenanordnungen unter Belassung eines ersten Luft spaltes zwischen ihren magnetischen Körpern angeordnet. Die magnetischen Körper der ersten Spulenanordnung sind gruppenweise mit einer ersten und einer zweiten Ringspule und die magnetischen Körper der zweiten Spulenanordnung mit einer dritten Ringspule verbunden. Die erste, zweite und dritte Ringspule sind unter Be lassung eines weiteren Luftspaltes von einer vierten, fünften und sechsten Ringspule, die eine Spulenringan ordnung hält, umfaßt.

Nachteilig ist, daß die für die Messung des Drehmomentes verwendeten Spulenanordnungen nur als eine auf der inneren Welle angeordneten Ringspule und zwei sich gegenüberliegende mit der diese umfassenden Hohlwelle verbundene Spulen ausgebildet sind. Hierdurch kann eine Torsion der mit dem Schwächungabschnitt versehenen inneren Welle festgestellt werden. Eine Torsion einer rotierenden Welle ist dagegen nur fehlerhaft und mit hohem Aufwand meßbar.

Aus der DS-AS 21 54 731 ist ein Längenmeßtransformator bekannt. Sein drehendes Teil ist aus mehreren Schichten aufgebaut und weist Wicklungsabschnitte und zwei Phasen auf. Die Wicklungsabschnitte werden dabei durch Umwickeln, das aus der Transformatorenfertigung bekannt ist, hergestellt. Die Verbindung der einzelnen Spulen muß allerdings einzeln erfolgen, so daß durch die Vielzahl der zu machenden Schaltverbindungen eine hohe Störanfälligkeit gegeben ist.

In der DE-AS 19 02 247 ist ein Lagemeßtransformator angegeben, der aus einem Stator und einem Rotor besteht. Auf einer Grundfläche sind Leiterschichten befestigt, die gegenüber einer Grundplatte durch eine Kunststoff klebeschicht isoliert sind. Die Wicklungen selbst sind streifenförmig durch ein Ausstanzen aus einer kreis förmigen Kupferplatte hergestellt. Die Verschaltungen der Wicklungsgruppen muß durch gesonderte Verbindungen hergestellt werden. Die Schicht der Rotorleiter ist von den Statorleitern durch einen schmalen Luftspalt entfernt. Wird mit dem Lagetransformator eine Lagever änderung gemessen, wird lediglich ein sinusförmiges Ausgangssignal abgegeben.

Aus der EP 0 251 918 A1 ist ein mehrere Spulen tragender Stator bekannt. Die Spulen sind jeweils mit einem durchgehenden Draht gewickelt und mit diesem unterein ander verbunden. Um allerdings drei Gruppen von Spulen herstellen zu können, sind drei gesonderte Drähte einzusetzen. Sollen weitere Verschaltungen vorgenommen werden, sind darüber hinaus separate Verbindungen notwendig.

Zum Stand der Technik gehört auch eine Meßanordnung, nach der es bekannt ist, zwei leitfähige Scheiben oder Zylinder vorzusehen, die überlappende Segmente aufwei sen, wobei der Grad der Überlappung dem entsprechenden Verdrehungswinkel entspricht. Eine stationäre Spule, die sich in der Nähe des einen oder der beider Scheiben oder Zylinder befindet, ändert ihre Impedanz durch Wirbel ströme, die in den überlappenden Segmenten der Scheiben oder Zylinder induziert werden (GB-PS 2 065 897 A).

Weiterhin ist eine Meßanordnung bekannt, bei der zwei Scheiben verwendet werden, die in enger Nachbarschaft angebracht sind und die jede mechanisch verbunden ist mit der zu messenden Welle. Eine der Scheiben ist mit Spulen versehen. Die Anordnung und Ausrichtung der Spulen und damit deren Feldstärke hängt ab von dem relativen Winkel der Verdrehung zwischen den beiden Scheiben. Die Scheiben müssen von außen mit Strom versorgt werden (US-PS 4 682 104).

Bei den vorgenannten Schriften zeigt sich hier der Nachteil, daß an drehenden Wellen nur sehr schwer und mit hohem Meßaufwand über Kontaktabgriffe gemessen werden kann. Insbesondere bei Verwendung der Meßanord nung im Kraftfahrzeugbereich und im Motorgehäuse kommt es oft zu Verschmutzungen durch umherfliegende Öl- und Schmutzteilchen, so daß Kontaktabgriffe verschmutzen und zu schlechten Meßergebnissen führen.

Aus der DE 35 32 351 A1 ist ein Drehmomentsensor zur berührungslosen Messung des Drehmoments einer Hohl- oder Vollwelle bekannt. Dabei wird die Welle so ausgefräßt, daß zwei Gruppen momentabhängiger Stege stehenbleiben. Mit einem Wellenabschnitt werden drei Polschuhringe in einem Abstand zueinander verbunden. In einem darüber befindlichen Gehäuse, das über zwei Wälzlager abgestützt ist, werden unter Belassung eines Luftspaltes den Polschuhringen gegenüberliegend Wicklungen angeordnet. Kommt es zu einer Verdrehungsbewegung, werden die Polschuhringe relativ zueinander bewegt und induzieren eine entsprechende Spannung.

Nachteilig ist, daß durch diese Form der Anordnung der Polschuhringe nur eine ungenaue Messung der Verdrehung möglich ist.

Die DE 38 26 141 C2 hingegen beschreibt einen Drehmoment sensor, bei dem auf einer Welle sich zwei und auf einer weiteren Welle ein Zylinder aus magnetischem Material angeordnet sind. Auf der ersten Welle ist der erste Zylinder flach ausgebildet, während an dessen zweitem Zylinder eine Reihe von Zähnen angeordnet sind, die eine rechteckige Form haben, jeweils gleich hoch sind und umfangmäßig gleich beabstandet sind. Der Zylinder auf der zweiten Welle weist Zähne der gleichen Konfiguration auf, die der ersten gegenüberstehen. Umfaßt werden die Zylinder von einem zylindrischen Gehäuse mit darin angeordneten Spulen.

Auch wenn es dadurch möglich ist, einen Zusammenhang zwischen Drehwinkel und induzierter Spannung herzu stellen, hat diese nur eine sinuswellenähnliche Form.

Eine Begradigung dieser Kurve kann nur mit Hilfe zusätzlicher, insbesonderer schaltungstechnischer, Maßnahmen erfolgen.

Aus der DE-PS 8 93 126 ist eine Anordnung zur Messung der gegenseitigen Winkelverdrehung ruhender oder bewegter Körper, bei der auf einer Welle ein ringförmiger Eisen körper mit Zähnen auf den äußeren Kreissegmenten angeordnet sind, bekannt. Unter Belassung eines Luft spalts sind auf dem Innenumfang eines weiteren Eisen körpers zahnförmige Spulen angeordnet. Um die Spulen greifen Eisenhüllen, die an den Luftspalten so gezahnt sind, daß je nach dem gegenseitigen Verdrehungswinkel der magnetische Leitwert des einen oder des anderen Luftspaltes erhöht wird. Hierbei wird die Kopplung der dem Luftspalt zunächst liegenden Spulenteile erhöht, so daß die Kopplung der Gesamtspulen vom Verdrehungswinkel der Eisenstücke abhängt. Hierdurch ist es möglich, durch die Verdrehbewegungen die magnetischen Leitwerte von Eisenkörpern so zu ändern, daß die Induktivität oder Gegeninduktivität von mit umlaufenden oder feststehenden Spulen verändert wird.

Nachteilig ist, daß durch die rechteckigen Zähne eine Meßkurve entsteht, die eine nichtlineare Abhängigkeit zwischen Drehwinkel und induzierter Spannung zeigt.

Bekannt ist ein Drehmomentsensor, bei dem auf einer Welle ein innerer und ein äußerer Rotor unter Belassung eines Luftspaltes angeordnet ist. Weiterhin ist an der Außenseite des äußeren Rotors ein Stator angeordnet, der Erregerspulen und Detektorspulen in einem vorbestimmten Abstand aufweist. Der Starter ist als Differenztrans formator aufgebaut (DE 38 16 234 A1).

Nachteilig ist, daß die sich gegenüberliegenden Verzahnungen des inneren und äußeren Rotors auf dem äußeren bzw. inneren Zylinder umfangsmäßig angebracht sind. Hierdurch werden Meßkurven aufgenommen, die nicht linearisiert sind.

Weiterhin ist ein Drehmomentsensor bekannt, bei dem ein ferromagnetisches Teil in einer Buchse angeordnet ist, das aus zwei gegenüberliegenden gezahnten Endflächen der Buchsenabschnitte besteht, die an einem Drehstab festge legt sind. Die Buchsenabschnitte sind von einer Sensor spule mit einer Erregerspule (Primärspule) und in Differenzanordnung verschalteten Abnehmerspulen (Sekundärspulen) umgeben (DE 36 35 299 C2).

Auch wenn sich die Verzahnungen gegenüberliegen, bedingt deren gleiche Ausbildung eine Meßkurve, die nichtlinea risiert ist und somit zu Meßungenauigkeiten führen kann.

In der US-PS 4 682 104 ist eine Vorrichtung beschrieben, die zwei Scheiben verwendet, die in enger Nachbarschaft angebracht sind und mechanisch mit der zu messenden Welle verbunden sind. Eine der Scheiben ist mit Spulen versehen. Die Anordnung und die Ausrichtung der Spulen und damit deren Feldstärke hängt von dem Relativwinkel der Verdrehung zwischen den beiden Scheiben ab. Die Scheiben müssen von außen mit einem Wechselstrom versorgt werden.

Nachteilig ist, daß mit dieser Anordnung an drehenden Wellen nur sehr schwer und mit hohem Meßaufwand über Kontaktabgriffe eine Bestimmung der Torsion bzw. einer Winkelbewegung möglich ist. Darüber hinaus ist durch die Art des Aufbaues der Vorrichtung keine genaue Erfassung der Meßwerte möglich.

Aus der GB-PS 2 065 897 ist eine Vorrichtung bekannt, die zwei Seiten der Scheiben oder Zylinder mit überlap penden Segmenten aufweist. Der Grad der Überlappung entspricht dabei einem bestimmten Drehwinkel. Eine stationäre Spule, die sich in der Nähe des einen oder der beiden Scheiben oder Zylinder befindet, ändert ihre Impedanz durch Wirbelströme, die in den überlappenden Segmenten der Scheiben oder Zylinder induziert werden. Auch hier ist eine Bestimmung der einzelnen Meßwerte nur sehr schwer möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile bei einer Vorrichtung zur Messung der Torsion und/oder einer relativen Winkelbewegung der eingangs genannten Art zu beseitigen und eine Vorrich tung anzugeben, die an einer Wellenkonfiguration eine genaue Bestimmung der Torsion und/oder einer Winkelbe wegung in einfacher Weise ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst,

- daß auf einer der Seitenflächen der ersten Spulen anordnung erste und zweite ananasabschnitt- oder apfelsinenförmige Ringsegmente in unterschiedlicher Breite und in einem im wesentlichen gleichgroßen Abstand angeordnet sind,
- daß auf einer der Seitenflächen der zweiten Spulen anordnung dritte, vierte und fünfte ananasabschnitt- oder apfelsinenförmige Ringsegmente aufgebracht sind, wobei die dritten und die vierten Ringsegmente im wesentlichen gleichgroß sind und einen Abstand zwischen sich haben, der wesentlich größer als der Abstand zwischen den ersten und den zweiten Ringabschnitten ist, und wobei die fünften zwischen den dritten und den vierten liegenden Ringsegmente wesentlich schmaler als diese sind und Abstände zu ihnen haben, die etwa gleichgroß den Abständen zwischen den ersten und den zweiten Ringabschnitten der ersten Spulenanordnung sind, und
- daß die Ringsegmente als magnetische Körper, von denen wenigstens die ersten, dritten und vierten Ring segmente Spulenkörper sind, ausgebildet sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins besondere darin, daß mit den besonders ausgebildeten Ringsegmenten eine Linearisierung der Meßkurve möglich ist, so daß auch kleinste Meßwerte sicher und genau feststellbar sind. Wesentlich ist, daß durch die Größe und die Form der Segmente die Geradlinigkeit der Meßkurve beeinflußbar ist. Durch die Wahl zwischen Ringsegmenten mit scharfen Ecken (ananasabschnitts förmig) und solchen mit abgerundeten Kanten (apfelsinen scheibenförmig) kann die Genauigkeit und die produktions technischen Aufwendungen in ein entsprechendes Verhältnis zueinander gebracht werden. Je runder die Ringsegmente werden, um so kostengünstiger lassen sie sich fertigen, dagegen weicht die Meßwertkurve immer mehr von der Linearität ab.

Mit den Ringsegmenten als magnetische Körper, von denen wenigstens eine Gruppe Spulenkörper sind, ist es möglich, den magnetischen Fluß und damit die Linearität der Meßkurve gezielt zu beeinflussen.

Von der Mitte des ersten Ringsegments bis zur Mitte des zweiten Ringsegments der ersten Spulenanordnung kann ein Winkel von 45° liegen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Ringsegmente aus einem thermoplastischen, ferritgefüllten Material geformt sind. Durch die Wahl dieses Materials lassen sich alle möglichen Formen der Ringsegmente realisieren.

Vorteilhaft ist es,

- daß die als magnetische Körper ausgebildete Gruppe der Ringsegmente und die da zugehörige erste Ringspule der ersten Spulenanordnung und ihre leitenden Verbindungen und
- daß die als magnetische Körper ausgebildete erste und zweite Gruppe der Ringsegmente und die dazugehörige zweite und dritte Ringspule der zweiten Spulenanord nung und ihre jeweiligen leitenden Verbindungen jeweils unter Verwendung eines einzigen Wickeldrahtes hergestellt sind. Hierdurch werden insbesondere Löt stellen zwischen den einzelnen Spulenkörpern vermieden, die zum einen zeitaufwendig sind und zum anderen Anlaß zu Störungen in der Spulenanordnung geben können. Dar über hinaus lassen sich die einzelnen Spulen und ihre Verbindungen untereinander sehr schnell und günstig her stellen, so daß eine hohe Zeiteinsparung auftritt.

Vorteilhaft ist es wenn die Abstände der ersten Spulen anordnung im wesentlichen gleichgroß denen der ersten sind zweiten Abständen, aber kleiner gegenüber den drit ten Abständen der zweiten Spulenanordnung sind. Durch die Wahl der Abstände läßt sich der magnetische Flug zwischen den einzelnen Ringsegmenten gezielt steuern.

Vorteilhaft ist es, wenn die Ringsegmente der ersten Spulenanordnung gegenüber den Ringsegmenten der zweiten Spulenanordnung um 2-5°, vorzugsweise 3°, versetzt gegeneinander angeordnet sind. Durch diese räumliche Versetzung beider Spulenanordnungen zueinander läßt sich die Torsion bzw. eine relative Winkelbewegung genau und sicher feststellen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Wellenkonfiguration aus der Verbindung wenigstens zweier Wellen besteht, von denen jeweils die eine die erste und die andere die zweite Spulenanordnung trägt, die sich im Verbindungsbereich mit ihren Segmenten gegenüberliegen. Durch diese Gestaltung der Wellenkonfiguration, die durch eine, beide Wellen verbindende dritte Welle stabilisiert ist, läßt sich die Torsion bzw. die Winkelbewegung des ganzen Systems ermitteln und damit Rückschlüsse auf das Verhalten weiterer Teile, die mit der Wellenanordnung verbunden sind, erzielen.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbei spiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Lenkwinkelmeßvorrichtung in einer schema tischen geschnittenen Darstellung,

Fig. 2 eine Anordnung von Ringsegmenten auf einer ersten Spulenanordnung in einer vergrößerten schematischen Seitenansicht,

Fig. 3 eine Anordnung von Ringsegmenten für eine zweite Spulenanordnung in einer vergrößerten schematischen Seitenansicht,

Fig. 4 eine grafische Darstellung einer Ausgangs spannung in Abhängigkeit von einem Torsions- oder Drehwinkel.

Auf einer Wellenkonfiguration, die gemäß Fig. 1 aus der Verbindung einer Welle 3 mit einer Welle 4 besteht, sind sich gegenüberliegend zwei Spulenanordnungen 5 und 6 angeordnet. Diese Spulenanordnungen 5 und 6 weisen auf einer der Seitenflächen, wie insbesondere die Fig. 2 und 3 zeigen, Ringsegmente A1, B1 bzw. A2, B2 und C2 auf.

Die Ringsegmente A1 und B1 der Spulenanordnung 5 weisen eine unterschiedliche Breite auf, sind aber in gleichen Abständen a1 zueinander angeordnet. Sie werden aus einem thermoplastischen, ferritgefüllten Material geformt. Sie weisen eine ananasringabschnittförmige Gestalt auf, können aber auch an den Kanten abgerundet sein und somit eine apfelsinenscheibenförmige Konfiguration haben. Möglich ist es aber auch, die einzelnen Ringsegmente rund auszubilden. Die Ringsegmente A weisen einen Spulenkern auf, der oval, rund oder dergleichen ausge bildet sein kann. Wesentlich ist, daß von der Mitte des Ringsegmentes A1 bis zur Nitte des Ringsegmentes B1 ein Winkel von 45° liegt. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Ringsegmente A1 bzw., B1 zueinander die gleichen Ab stände haben und insgesamt acht Ringsegmente nebenein ander auf einer Scheibe angeordnet sind. Mit einem ein zigen Wickeldraht werden dabei die Spulenkörper A1 ge wickelt und ihre jeweiligen Verbindungen untereinander hergestellt. Danach wird eine Ringspule 2 gewickelt. Die Spulenanordnung 6 weist gemäß Fig. 3 Ringsegmente A2, B2 und C2 auf, wobei die Ringsegmente A2 und B2 im we sentlichen die gleiche Größe haben. Zwischen ihnen liegt jeweils das Ringsegment C2, das wesentlich schmaler ist. Die Abstände zwischen den Ringsegmenten A2 und B2 weisen eine Breite a2 auf, die breiter als die Abstände b2 und c2 zwischen den Ringsegmenten B2 zu C2 und C2 zu A2 sind. Die Abstände b2 und c2 haben dabei in etwa die gleiche Breite, wie der Abstand a1 zwischen den Ringsegmenten A1 und B1 der Spulenanordnung 5. Die Ringsegmente A2 und B2 sind, wie bereits beschrieben, als Spulenkörper ausgebildet. Mit einem einzigen Wickel draht werden dabei die Spulenkörper A2 umwickelt und ihre Verbindungen zueinander hergestellt und danach eine zugehörige Ringspule 7 gewickelt. Danach wird der glei che Wickeldraht dazu verwendet, um die Spulenkörper B2 ihre Verbindungen untereinander und eine zugehörige Ringspule 8 zu wickeln. Zwischen beiden Ringkörperkonfi gurationen A1, B1 bzw. A2, B2 und C2 wird ein Luftspalt 13 gelassen. Darüber hinaus sind beide Ringsegmentkon figurationen in einem Winkel von etwa 30 zueinander positioniert.

Über beide Spulenanordnungen 5 und 6 wird unter Belas sung eines weiteren Luftspaltes 14 eine Spulenringan ordnung 11 geschoben. In der Spulenringanordnung sind weitere Ringspulen 1 sowie 9 und 10 angeordnet, die gegenüber den Ringspulen 2 sowie 7 und 8 positioniert sind.

Hierdurch entsteht durch die gegenüberliegenden Ring spulen 1 und 2 ein koaxialer rotierender Transformator. Wird an den Transformator Spannung angelegt, wird ein entsprechender Strom induziert, der ein elektromagne tisches Feld erzeugt, das von den Ringsegmenten A1 zu den Ringseginenten B1 fliegt. Werden beide Spulenanord nungen 5 und 6 und damit ihre Ringsegmente A1 und B1 bzw. A2, B2 und C2 zueinander durch eine relative Be wegung zwischen den beiden Wellen 3 und 4 versetzt, verursacht eine Zunahme oder Abnahme eines elektrischen Feldes in den zwei separaten Sätzen A2 und B2 in der zweiten Spulenanordung 6. Diese zwei separaten Signale werden transferiert in die Ringspulen 7 und 8, die mag netisch mit den stationären Spulen 9 und 10 gekoppelt sind. Das durch die relative Bewegung zwischen den bei den Spulenanordnungen 5 und 6 erzeugte Signal kann dabei entsprechend vergrößert bzw. verkleinert werden. Hierdurch entstehen Meßkurven, wie sie in Fig. 4 dar gestellt sind. Da die Scheibe in den Ringsegmenten A1 und B1 der Sender-Ringspule 5 asymmetrisch gegenüber den Ringsegmenten A2, B2 und C2 der Empfänger-Ringspule 6 sind, verursacht die Relativbewegung zwischen beiden eine Verkleinerung bzw. Vergrößerung des Ausgangssig nals. Der Punkt, an dem beide Ausgangssignale Null sind, was einer Torsion bzw. Winkelbewegung ϕ ent spricht, wird mit "Kreuzpunkt" und "Null-Spannungs-Punkt B" bezeichnet. Dieser Punkt B hat in Fig. 4 eine bestimmte Vorspannung, wobei die Auslenkwinkel bis -3° und +3° mit ihrer entsprechenden Ausgangsspannung U_a jeweils zwei sich kreuzende Geraden ergibt. Diese Gerade als Meßkurve ist das Ergebnis der besonderen Ausgestaltung der Ringsegmente A1 und B2 bzw. A2, B2 und C2 beider Spulenanordnungen 5 und 6.

Selbstverständlich ist es auch möglich, daß in der Empfängerspule nur eine Ringspule 7 installiert ist. Auch hierdurch wird bereits eine nach links oder nach rechts ausgeführte relative Winkelbewegung gemessen. Allerdings weichen die Meßwerte von der geraden Kurven form, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, ab.

Von dieser geraden Kurvenform wird auch dann abgewichen, wenn die Ringsegmente eine mehr apfelsinenförmige Konfiguration aufweisen. Hierdurch ist es bei der An wendung dieser Meßvorrichtung möglich, zwischen einer relativ einfachen positionstechnischen Gestaltung bis hin zu höchster Genauigkeit bei der Meßwerterfassung und Reproduzierbarkeit zu wählen.

Bezugszeichenliste

1 Ringspule
2 Ringspule
3 Welle
4 Welle
5 Spulenanordnung
6 Spulenanordnung
7 Ringspule
8 Ringspule
9 Ringspule
10 Ringspule
11 Spulenringanordnung
13 Luftspalt
14 Luftspalt
A1 Ringsegment
B1 Ringsegment
A2 Ringsegment
B2 Ringsegment
C2 Ringsegment
a1, a2, b2, c2 Abstand
U_a Ausgangsspannung
Torsions- oder Drehwinkel
P Torsions- oder Drehwinkel 0.

Claims

1. Vorrichtung zur Messung der Torsion und/oder einer relativen Winkelbewegung einer Wellenkonfiguration (3, 4) mit

- zwei Spulenanordnungen (5, 6), die unter Belassung eines ersten Luftspaltes zwischen ihren Spulen körpern (A1, B1; A2, B2) auf der Wellenkonfigu ration (3, 4) angeordnet und deren Spulenkörper (A1, B1; A2, B2) jeweils mit einer ersten und wenigstens einer weiteren Ringspule (2; 7, 8) verbunden sind und
- einer Spulenringanordnung (11), die weitere Ringspulen (1; 9, 10) hält, die der ersten Ring spule (2) der ersten Spulenanordnung (5) und den weiteren Ringspulen (10, 11) der zweiten Spulen anordnung (6) unter Belassung eines zweiten Luft spaltes (14) gegenüberliegen,
dadurch gekennzeichnet,
- daß auf einer der Seitenflächen der ersten Spulenanordnung (5) erste und zweite ananasab schnitt- oder apfelsinenförmige Ringsegmente (A1, B1) in unterschiedlicher Breite und in einem im wesentlichen gleichgroßen Abstand (a1) angeordnet sind,
- daß auf einer der Seitenflächen der zweiten Spulen anordnung (6) dritte, vierte und fünfte ananasab schnitt oder apfelsinenförmige Ringsegmente (A2, B2, C2) aufgebracht sind, wobei die dritten und die vierten Ringsegmente (A2, B2) im wesentlichen gleichgroß sind und einen Abstand (a2) zwischen sich haben, der wesentlich größer als der der Ab stand (a1) zwischen den ersten und den zweiten Ringabschnitten (A1, B1) ist, und wobei die fünf ten zwischen den dritten und den vierten liegenden Ringsegmente (C2) wesentlich schmaler als diese sind und Abstände (b2, c2) zu ihnen haben, die etwa gleichgroß den Abständen (a1) zwischen den ersten und den zweiten Ringabschnitten (A1, B1) der ersten Spulenanordnung (5) sind, und
- daß die Ringsegmente (A1, B1; A2, B2, C2) als magnetische Körper, von denen wenigstens die ersten, dritten und vierten Ringsegmente (A1; A2, B2) Spulenkörper sind, ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Mitte des ersten Ringsegments (A1) bis zur Mitte des zweiten Ringsegments (B1) der ersten Spulenanordnung (5) ein Winkel von 45° liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ringsegmente (A1, B1; A2, B2, C2) aus einem thermoplastischen, ferritgefüllten Materi al geformt sind.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß die als magnetische Körper ausgebildete Gruppe der Ringsegmente (A1) und die dazugehörige erste Ringspule (2) der ersten Spulenanordnung (5) und ihre leitenden Verbindungen und
- daß die als magnetische Körper ausgebildete erste und zweite Gruppe der Ringsegmente (A2, B2) und die dazugehörige zweite und dritte Ringspule (7, 8) der zweiten Spulenanordnung (6) und ihre jewei ligen leitenden Verbindungen

jeweils unter Verwendung eines einzigen Wickeldrah tes hergestellt sind.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegmente (A1, B1) der ersten Spulenanordnung (5) gegenüber den Ringsegmenten (A2, B2, C2) der zweiten Spulen anordnung (6) um 2-5°, vorzugsweise 30 versetzt gegeneinander angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenkonfi guration aus der Verbindung wenigstens zweier Wellen (3, 4) besteht, von denen jeweils die eine die erste und die andere die zweite Spulenanordnung (5, 6) trägt, die sich im Verbindungsbereich mit ihren Seg menten gegenüberliegen.