DE1900894B2 - Verfahren zur herstellung eines induktiven messumformers zur abstandsmessung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines induktiven Meßumformers zur Abstandsmessung, dessen Meßkopf aus einer Spulenwicklung besteht, die in einer zylindrischen Metallhülse angeordnet ist.

Bisher hat man Geräte dieser Art, die als Meßfühler eine Spule aus dünnem Draht enthalten, nicht mit einem Metallrohr oder mit einer Metallhülse umgeben. Statt dessen wurden die Spulen mittels eines Klebemittels, z. B. eines plastischen Harzes, an ein Stützelement, z. B. ein Rohr oder eine Hülse, angeklebt. Die Vorteile, die sich dann ergeben, wenn man oie Spule mit einer Metallhülse schützt, sind erst vor kurzer Zeit entdeckt worden. Anfängliche Versuche, solche induktiven Fühlerköpfe in einer reproduzierbaren Weise herzustellen, sind auf Schwierigkeiten gestoßen, da jede induktive Sonde ihre eigene Ansprechcharakteristik hat und eine unabhängige Eichung durch den Hersteller erfordert. Die Sonden sind somit nicht untereinander auswechselbar.

Die Notwendigkeit der Auswechselbarkeit der induktiven Sonde, die in einem Abstandsmeßwertumwandler-Syslem benutzt wird, liegt auf der Hand. Die Sonden sind für den Einbau an den verschiedensten Stellen gedacht, beispielsweise an den Lagern großer sich drehender Maschinen, wie Generatoren. Dabei ist erwünscht, daß die Sonden in ihrer Einbaustelle verbleiben und die einzelne Meßeinrichtung vorrätig oder lieferbar ist, um die augenblicklichen Anzeigen aller ortsfest angebrachter Sonden zu beobachten. Die AnsDrechcharakteristik der Sonden muß daher erforderlicherweise von Einheit zu Einheit reproduzierbar sein Die Aufgabe, dia der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, ein derartiges Gerät herzustellen

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines induktiven Meßumformers zur Abstandsmessung, dessen Meßkopf eine Spulenwicklung enthält, die in einer zylindrischen Metallhülse angeordnet ist, besieht die Erfindung darin,

a) ein elektrischer drahtförmiger Leiter in Form einer Spulenwicklung innerhalb einer Ringnut zwischen einem Vorderabschnitt und einem Endabschnitt eines zylindrischen Spulenkörpers aufgewickelt wird, deren freie Enden sich in Richtung des einen Endabschnittes erstrecken,

b) der äußere Durchmesser des Vorderabschnittes dem inneren Durchmesser der Metallhülse ent-

c) der Spulenkörper in die Metallhülse derart eingepaßt ist, daß er vollständig innerhalb der Hülse liegt und die Vorderkante der Hülse an ihrem Umfang mit der Außenfläche des Vorderabschnites abschließt.

d) das vordere Ende der Hülse und des Vorderabschnittes des Spulenkörpers unter Beibehaltung eines Restabschnittes gleichzeitig abgeschnitten werden,

e) die Spule tr.it dem Spulenkörper im Inneren der Metallhülse in der Nähe der Schnittfläche unverschieblich fixiert wird.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß der zylindrische Spulenkörpers einen weiteren, an den Vorderabschnitt angrenzenden Teil mit größerem Durchmesser aufweist, der als Anschlag für das vordere Ende der Metallhülse dient, um den Eintritt des Spulenkörpers in die Metallhülse zu begrenzen.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Spulenkörpers, der bei der Herstellung der induktiven Sonde benutzt wird,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den auf F i g. 1 dargestellten Spulenkörper mit aufgeschobener Metallhülse und

Fig. 3 einen Querschnitt der induktiven Sonde gemäß vorliegender Erfindung im fertigen Zustand.

Die induktive Sonde oder der Fühlerkopf enthält einen auf F i g. 1 dargestellten Spulenkörper 10, der vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff, wie Polyvinylfluorid, Polycarbonat-Harzen, Melamin-Harzen oder dergleichen geformt ist. Der Spulenkörper hat einen vorderen Abschnitt 11, einen mittleren Abschnitt 12 und einen Endabschnitt 13. Zwischen dem mittleren Abschnitt 12 und dem vorderen Abschnitt 11 befindet sich eine Ringnut 14. Vor dem vorderen Abschnitt 11 des Spulenkörpers befindet sich ein weiterer Teil 15, der einen größeren Durchmesser hat als der Abschnitt 11, der seinerseits einen größeren Durchmesser hat als der mittlere Abschnitt 12. Der Endabschnitt 13 hat einen kleineren Durchmesser als der angrenzende mittlere Abschnitt 12. In den Endabschnitt 13 sind zwei Nuten 17 und 18 eingelassen. Der äußere Durchmesser des vorderen Abschnitts 11 entspricht dem inneren Durchmesser einer Metallhülse, die das Gehäuse des Gerätes bildet. Die Metallhülse ist auf Fig.2 teilweise im Schnitt dargestellt und mit dem Bezugszeichen 16

versehen.

In der Ringnut 14 des aus nichtmetallischen! Material bestehenden Spulenkörpers 10 befindet sich eine Spule 23 aus dünnem Draht Eine geeignete Induktivität für den Aufnahmekopf erhält man bei Verwendung eines Drahtes der Größe 42 und 100 bis UO Windungen. Die freien Enden 19, 20 des Drahtes, aus dem die Spule gewickelt ist, werden über den mittleren Abschnitt 12 gelegt und z. B. durch Kleben in je einer Nut i7, 18 befestigt An den Enden 19, 20 werden innerhalb der Nuten elektrische Leitungen 21,22 angebracht.

Die Länge des vorderen Abschnittes 11 ist ausreichend, um die Spule 23 fest im Bereich der vorderen Kante 24 der Metallhülse 16 zu halten, die gegen den zylindrischen Teil 15 anstößt Die Drähte 21 und 22 laufen durch die Hülse 16 an elektrische Verbindungen, div nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind. Der Innenraum der Hülse 16 wird vorzugsweise mit einem einkapselnden Stoff, z. B. einem Epoxy-Harz ausgefüllt, um den Spulenkörper 10 innerhalb der Hülse 16 zu halten und die freien Enden 19, 20 sowie die Drähte 21,22 zu versteifen.

Daraufhin schneidet man den zylindrischen Teil 15 und die damit zusammenhängende Masse des vorderen Abschnittes 11 und das vordere Ende der Hülse 16 als Einheit entlang einer Ebene ab, die auf F i g. 2 durch die strichpunktierte Linie 25 angedeutet ist. Das Abschneiden erfolgt vorzugsweise auf einer Drehbank mit einem Schneidwerkzeug, das geringe Toleranzen hin. Die Stärke der verbleibenden Masse 26 des vorderen jo Abschnittes 11 (F i g. 3) ist leicht über 0,25 mm. Auf diese Weise liegt die Spule 23 praktisch in einer Ebene mit dem vorderen Rand 27 der Metallhülse 16. Die Spule 23 wird fest innerhalb der Hülse 16 gehalten und liegt koaxial in dieser. Man kann jetzt die Ansprechcharakteristik der auf F i g. 3 dargestellten induktiven Sonde bestimmen und von dem restlichen vorderen Abschnitt 26 des Spulenkörpers sowie der Vorderkante 27 der Hülse zusätzlich so viel Material abschaben, bis die induktive Sonde die gewünschte Ansprechcharakteristik aufweist Es ist somit jederzeit möglich, durch Bearbeiten des vorderen Ende der Sonde die gewünschte Ansprechcharakteristik des Gerätes zu erzielen.

Die nach dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung hergestellten Meßumformer haben eine einheitliche Ansprechcharakteristik, sind äußerst stabil und widerstandsfähig gegen Stoß und Korrosion.

Bei einer Ausführungsform, die sich in der Praxis bewährt hat, wurde eine Metallhülse mit einem inneren Durchmesser von 4,8 mm und einem äußeren Durchmesser von 5,5 mm benutzt. Der äußere Durchmesser der Spule 23 betrug 3,8 mm. Der Ringraum zwischen der Spuie 23 und der Metallhülse 16 war somit etwa 0,5 mm. Die Metallhülse kann aus einer Aluminiumlegierung, Stahl oder Kupfer sein. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit einer Hülse aus der Aluminiumlegierung 2024-T 4 erzielt.

Der Spulenkörper 10 kann ferner eine mittlere Bohrung 28 haben, in der ein kleines Fühlelement in Form eines Thermoelementes, eines Heißleiters oder einer anderen Fühlanordnung angeordnet ist, um die Temperatur anzuzeigen oder zu kompensieren, die bei der Spule 23 herrscht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

19 OO

' Patentansprüche:

^: 1. Verfahren zur Herstellung eines induktiven Meßumformers zur Abstandsmessung, dessen Meßkopf aus einer Spulenwicklung in einer zylindrischen Metallhülse besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein elektrischer drahtförmiger Leiter in Form einer Spulenwicklung innerhalb einer Ringnut zwischen einem Vorderabschnitt und einem Endabschnitt eines zylindrischen Spulenkörper aufgewickelt wird, deren freie Enden sich in Richtung des einen Endabschnittes erstrecken,

b) der äußere Durchmesser des Vorderabschnittes dem inneren Durchmesser der Metallhülse entspricht,

c) der Spulenkörper in die Metallhülse derart eingepaßt ist, daß er vollständig innerhalb der Hülse liegt und die Vorderkante der Hülse an *> ihrem Umfang mit der Außenfläche des Vorderabschnittes abschließt,

d) das vordere Ende der Hülse und des Vorderabschnittes des Spulenkörpers unter Beibehaltung eines Restabschnittes gleichzeitig abgeschnitten werden,

e) die Spule mit dem Spulenkörper im Inneren der Metallhülse in der Nähe der Schnittfläche unverschieblich fixiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Spulenkörper einen weiteren, an den Vorderabschnitt angrenzenden Teil mit größerem Durchmesser aufweist, der als Anschlag für das vordere Ende der Metallhülse dient, um den Eintritt des Spulenkörpers in die Metallhülse zu begrenzen.