DE2652309C3 - Wandler zum Umwandeln mechanischer Kräfte in elektrische Signale - Google Patents
Wandler zum Umwandeln mechanischer Kräfte in elektrische SignaleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen induktiven Wandler zum Umwandeln sich ändernder mechanischer Kräfte in
entsprechende elektrische Signale.
In jüngster Zeit werden bei der Abwicklung verschiedener Geschäftsvorgänge in zunehmendem
Maße Aufzeichnungsträger, wie beispielsweise Kreditkarten verwendet Bei der Abwicklung dieser Geschäftsvorgänge werden Kredit-Prüfgeräte für Kredit-Verkäufe und für automatische Bankschaltermaschinen,
welche neben anderen Geschäftsvorgängen auch der Ausgabe von Bargeid dienen, verwendet.
Mit einem zunehmenden Vertrauen, das man der Verwendung von Kreditkarten, insbesondere bei der
Abwicklung von Bankgeschäftsvorgängen entgegenbringt, wird auch die Entwicklung kommerziell einsetzbarer Systeme für die Identitätsp.üfung der die
Kreditkarte benutzenden Person immer bedeutungsvoller. Bei einigen bekannten Benutzerprüfsystemen wird
eine geheime Codezahl verwendet, welche von Hand in eine Geschäftsmaschine, beispielsweise in eine automatische Bankschaltermaschine, eingegeben werden muß.
Bekannte Unterschriftsprüfsysteme enthalten im allgemeinen ein Schreibgerät, welches mit einem
Druckwandler ausgestattet ist, um ein annähernd kontinuierliches zeitvariables elektrisches Signal zu
erzeugen, welches der sich ändernden Andruckkraft entspricht, die eine bestimmte Person mn dem
Schreibgerät während eines normalen Schreibvorganges ausübt Jeder Mensch scheint Iw: der Abgabe seiner
Unterschrift, d. h. beim Schreiben seines Namens, ein bestimmtes charakteristisches und wiederholbares
Druckmuster auszuüben und diese Druckmuster können in diesen Systemen zur Identifikation des Benutzers
einer Kreditkarte verwendet werden, indem das von ihm bei Abgabe seiner Unterschrift erzeugte Druckmuster mit dem für ihn früher eingespeicherten Druckmuster verglichen wird.
Aus der US-PS 35 28 295 ist ein Schreibinstrument mit einem mechanischen Spannungs- bzw. Dehnungsmesser zur Umwandlung der Druckänderungen zwischen einem in diesem enthaltenen Stift und einer
Schreibfläche während eines Schreibvorgangs in elektrische Signale, welche den Druckänderungen entsprechen, bekannt.
Eine Schwierigkeit, die bei solchen einen mechanischen Spannungsmesser zur Umwandlung der Druckschwankungen in elektrische Signale aufweisenden
Schreibinstrumenten auftritt, besteht darin, daß diese Druckmesser sehr empfindlich und störanfällig sind.
Wenn ein solches Schreibinstrument in einem einer automatischen Bankschaltermaschine zugeordneten Benutzeridentifikationssystem verwendet wird, dann besteht die Gefahr, daß es der Benutzer beispielsweise
fallen läßt oder daß es mutwilliger Beschädigung ausgesetzt ist, da diese Maschinen oft unbeaufsichtigt
sind. Eine weitere Schwierigkeit bei solchen, einen mechanischen Spannungsmesser enthaltenden Schreib-
geräten besteht darin, daß sie temperaturabhängig sind. Da eine automatische Bankschaltermaschine beispielsweise
auch außerhalb von Gebäuden installiert sein kann und somit den wechselnden Witterungs- und
Temperaturbedingungen ausgesetzt sind, würde ein solches Schreibgerät ebenfalls diesen wechselnden
Bedingungen ausgesetzt sein, so daß das von ihm abgegebene Ausgangssignal nicht die erforderliche
Zuverlässigkeit aufweist
Aus der US-PS 36 21 720 ist ferner ein Schreibinsirument
bekannt, welches einen Differentialübertrager mit einem bewegbaren Kern zur Umwandlung des beim
Schreiben erzeugten Druckmusters in ein entsprechendes elektrisches Signal verwendet Diese Schreibinstrument
ist teuer in der Herstellung, empfindlich gegenüber Beschädigungen und gegenüber äußeren magnetischen
Feldern.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Wandler der eingangs definierten Art
zu schaffen, der sehr robust sowie einfach und billig herstellbar ist, trotzdem aber genaue dem Druckmuster
entsprechende Ausgangssignaie erzeugt und relativ unempfindlich gegenüber äußeren magnetischen oder
elektromagnetischen Feldern sowie gegenüber ungünstigen Witterungseinflüssen ist
Die Erfindung betrifft somit einen induktiven Wandler zum Umwandeln sich ändernder mechanischer
Kräfte in entsprechende elektrische Signale und ist gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten
Kernteil, welche relativ zueinander bewegbar angeordnet sind, um ein zwischen ihnen gelagertes nachgiebiges
Glied zusammenzudrücken oder zu dehnen, durch eine Spule, welche induktiv mit dem ersten und dem zweiten
Kernteil gekoppelt ist durch Kraftübertragungsmittel, welche mit dem ersten oder mit dem zweiten Kernteil
verbunden sind, um eine Relativbewegung zwischen diesen herbeizuführen, wodurch die induktive Kopplung
zwischen ihnen und der genannten Spule geändert wird; und durch einen Oszillator, der mit der genannten Spule
in der Weise gekoppelt ist daß sich die Frequenz des genannten Oszillators in Abhängigkeit von der sich
ändernden induktiven Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Kernteil und der genannten Spule
ändert, um ein der sich ändernden mechanischen Kraft entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt der erfindungsgemäße Wandler einen Teil eines Unterschrift-Prüfsystems
dar. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel besitzt der Wandler die Form eines Schreibinstrumentes,
z. B. die eines Kugelschreibers, und die zeit-variable Kraft bzw. der Druck zwischen dem
Instrument und einer Schreibfläche bewirkt eine Signalforrn, welche für die schreibende Person charakteristisch
ist. Die Magnetkerne sind in einem langgestreckten Gehäuse des Schreibgeräts enthalten,
in welchem ein Schreibstift, beispielsweise eine Kugelschreibermine, für eine axiale Bewegung gleitbar
gelagert ist, um die beim Schreiben erzeugte Kraft auf einen der Kerne zu übertragen. Obwohl die bevorzugte
Verwendung des erfindungsgemäßen Wandlers auf dem Gebiet der Unterschriftprüfung liegt, sind selbstverständlich
auch andere Anwendungsbereiche möglich, wie beispielsweise für Gewichtsbestimmungssysteme.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Zum besserer; Verständnis der Erfindung wird diese im folgenden anhand eines in den Zeichnungen
dargestellten Ausfühnmgsbeispiels näher erläutert. In
diesen zeigt
F i g. 1 eine teilweise als Schnitt dargestellte Seitenansicht
eines solchen Ausführungsbeispiels in Form eines Schreibgerätes mit einem Gehäuse und mit in diesem
angeordneten ersten und zweiten Keriiteilen, welche
relativ zueinander bewegt werden können, und mit einem Stift zum Übertragen der beim Schreibvorgang
erzeugten Kräfte auf das erste Kernteil;
F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung, teilweise im Schnitt, aus welcher die ersten und zweiten Kernteile
und eine zwischen diesen angeordnete Spule sowie ein zwischen den beiden Kernteilen angeordnetes nachgiebiges
Glied ersichtlich ist wobei bei diesem Ausführungsbeispiel eine kompressive Arbeitsweise vorliegt;
Fig.3 ein Blockschaltbild eines Handschrift-Prüfsystems;
F i g. 4 eine ähnliche Darstellung wie die F i g. 2, wobei das nachgiebige Glied durch zwischen dem ersten und
dem zweiten Kernteil angeordnete Federn gebildet wird.;
F i g. 5 eine Querschnittsansich! jinnlich der F i g. 2,
wobei das in F i g. 2 dargestellte Ausiub -ungsbeispiei so
umgestaltet ist, daß es in einer auf Zug beanspruchten Weise arbeitet;
F i g. 6 eine Schnittansicht zur Veranschaulichung, in welcher Weise das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel in einem Differentialdruckmesser verwendet
werden kann; und
F i g. 7 eine schematische Darstellung, teilweise im Schnitt, zur Veranschaulichung, wb das in Fig.6
dargestellte Ausführungsbeispiel zur Ladegewichtsbestimmung in einem Flugzeug verwendet werden kann.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Wandlers in Form eines Schreibgerätes, z. B. eines
Kugelschreibers 10, dargestellt welches einen Teil des später näher beschriebenen Benutzer-Identifikationssystems
bildet.
Der Schreibstift 10 besteht aus einem Gehäuse, welches wiederum durch eine Hülse 12, jvelchr den in
der Hand des Benutzers liegenden Teil bildet, und durch ein Endteil 14 gebildet wird, welches mit der Hülse 12
v;rschraubt ist. Ein Stift 16, welcher aus einer
Kugelschreibermine oder auch aus einem beliebigen anderen Aufzeichnungsmittel bestehen kann, ist in der
Hülse 12 mittels eines geeigneten Lagers 18 gleitbar gelagert, so daß der Stift 16 in Abhängigkeit vom
Schreibdruck zwischen der Schreibspitze 20 des Stiftes 16 und der Schreibfläche axial verschoben werden kann.
Das Schreibgerät 10 enthält ferner ein erstes Kernteil 22, ein zweites Kernteil 24 und ein nachgiebiges Glied
26, welches das erste und zweite Kernteil 22, 24, welche in einer Bohrung 28 des Endteils 14 des Schreibgeräts 10
angeordnet sind, miteinander verbindet.
Pic beiden Kernteile 22 und 24 sind so geformt, daß
zwischen ihnen eine Spule angeordnet werden kann. In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Aasführungsbeispiel
sind die beiden Kernteile identisch. Das erste Kernteil 22 berteht beispielsweise aus einem Zylinderabschnitt
mit einer ersten Fläche 30, in welcher eine ringförmige Vertiefung 32 ausgebildet ist. Das zweite
Kernteij 24 besitzt ebenfalls eine erste Fläche 34, in der eine ringförmige Vertiefung 36 ausgebildet ist. Wenn die
beiden Kernteile 22 und 24 in der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Weise miteinander ausgerichtet sind, dann
ist ihre Längsachse 38 auch mit der Längsachse des Schreibstiftes 16 ui.d des Hülsenteils 12 ausgerichtet,
und die ringförmigen Vertiefungen 32 und 36 sind ebenfalls ausgerichtet, um einen Hohlraum zur Aufnah-
me einer Spule 40 zu bilden. Die Spule 40 ist auf einen Kunststoffspulenkörper 42 gewickelt und die beiden
Kernteile 22 und 24 weisen jeweils einen geeigneten Schlitz 44 bzw. 46 (F i g. 2) auf, um das Hindurchführen
der Leiter 48 und 50 der Spule 40 zu ermöglichen. Mit der Spule ist ein Oszillator gekoppelt, welcher in F i g. 3
dargestellt und später näher beschrieben wird.
Das nachgiebige Glied 26 (F i g. I und 2), welches die beiden Kernteile 22 und 24 miteinander verbindet, kann
aus einer Vielzahl verschiedener Materialien bestehen, und zwar in Abhängigkeit von den jeweiligen Kräften,
welche der Wandler zu messen oder festzustellen hat, und von dem jeweils zur Verfügung stehenden Raum.
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel des in Fig. I dargestellten Schreibgerätes 10 besteht das
nachgiebige Glied 26 aus einem Kunststoff, beispielsweise Polyurethan-Gummi, und besitzt die Form eines
Dichtungsringes, um mit den äußeren Ringen der beiden Flächen 3ö und 34 der beiden Keniieiie 22 b/.w. 24
zusammenzuwirken und kann mit diesen Flächen verklebt sein. In anderen Ausführungsbeispielen kann
das nachgiebige Glied aus einem elastischen Kunststoff, wie beispielsweise einem bei Raumtemperatur vulkanisierenden
Silicon-Gummi bestehen, welcher die Vertiefungen 32 und 36 um die Spule 40 und auch den Raum
zwischen den Flächen 30 und 34 bis zur äußeren Mantelfläche füllt. Der äußere Durchmesser der beiden
Kernteile 22 und 24 und der äußere Durchmesser des nachgiebigen Gliedes 26 beträgt bei einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung etwa 8 mm. Die Dicke des nachgiebigen Gliedes 26 beträgt im entspannten
Zustand etwa 0,5mm. Das in den Fig. I und 2 dargestellte Schreibgerät 10 ist so beschaffen, daß
Schreibdrücke bis zu I N ausgeübt werden können, und
das nachgiebige Glied 26 wird bis auf eine Dicke von etwa 0.25 mm zusammengedrückt, wenn ein Schreibdruck
von I N einwirkt. Das nachgiebige Glied 26 wird beim Einwirken steigender Kräfte linear zusammengedrückt.
In manchen Fällen kann es jedoch auch zweckmäßig sein, eine nicht lineare Beziehung zwischen
den angelegten Kräften und der resultierenden Deformat'nn 711 prhaltpn tinrl in Hipcpm PaIIp kann das
nachgiebige Glied 26 so gewählt werden, daß die gewünschte nicht-lineare Beziehung zwischen einwirkendem
Druck und Deformation entsteht.
Wie bereits weiter oben ausgeführt, sind die beiden Kernteile 22 und 24 so angeordnet, daß eine relative
Bewegung zueinander möglich ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Schreibgerät 10 wird dies dadurch
erreicht, daß das zweite Kernteil 24 an einer Schulter 52 des Endteils 14 an'iegt. Der Stift 16 besitzt einen Endteil
54. welcher an dem ersten Kernteil 22 anliegt, wenn das Schreibgerät in der in Fig. 1 dargestellten Weise
zusammengebaut ist Der Endteil 54 kann einen zylindrischen Ansatz 56 aufweisen, welcher in eine
konzentrische Bohrung 58 des ersten Kernteils 22 eingepaßt ist, um den Stift 16 zu zentrieren. Der Stift 16
besitzt ferner einen kragenartigen zylindrischen Abschnitt 60, welcher lose in einer ringförmigen Ausnehmung
62 der Hülse 12 des Schreibgerätes 10 geführt ist. Die Bewegung des Stiftes 16 innerhalb des Schreibgerätes
10 wird in der einen Richtung durch den zylindrischen Abschnitt 60 begrenzt, wenn dieser gegen
eine Schulter 64 der Hülse 12 stößt, während sie in der anderen Richtung durch eine Fläche des Endteils 14
begrenzt wird.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dient der Stift 16 dazu, die zu messenden Kräfte zu dem
ersten Kernteil 22 zu übertragen. Der Stift 16 wird durch eine Feder 66 nachgiebig gegen das erste Kernteil 22
gedrückt, so daß das nachgiebige Glied 26 unter einer Vorspannung steht. Allgemein kann gesagt werden, daß
dann, wenn ein schnelles Ansprechen erwünscht ist, das nachgiebige Glied 26 vorgespannt werden sollte, da die
Ansprechzeit desselben beim Zurückkehren in seine entspannte Stellung bei Annäherung an seine vollständig
entspannte Stellung, wenn die auf das erste Kernteil 22 einwirkenden Kräfte entfernt werden, länger wird.
Die beiden Kernteile 22 und 24 können aus einem eisenhaltigen Material bestehen; jedoch scheint ihre
Wirkung am besten zu sein, wenn sie aus einem Ferrit-Material bestehen, welches eine hohe Impedanz
bei niedrigen Wirbelstromverlust liefert. Ist eine höhere Empfindlichkeit erforderlich, dann kann die
Anzahl der Windungen der Spule 40 erhöht werden. Die ganze Anordnung bestehend aus dem ersten und dem
rvCrniCi! 22
nachgiebigen Glied 26 kann in einen dünnen Überzug 68 aus einem elastischen Kunststoff (in F i g. 2 nur teilweise
gezeigt) eingeschlossen werden, um die Anordnung gegenüber der Umgebung zu verkapseln. Durch die
spezielle Form der beiden Kernteile 22 und 24 wird praktisch eine geschlossene Polgruppe gebildet, wodurch
der Wandler durch von außen kommende magnetische Felder praktisch nicht beeinflußt werden
kann, iv.d man erhält einen einfach und billig herzustellenden, robusten und empfindlichen Wandler
Für den Aufbau und die Herstellung desselben werder keine teuren und komplizierten Stoffe bzw. Verfahrer
verwendet, und der Stift 16, welcher eine Kugelschrei bermine sein kann, kann auf einfache Weise ersetzt
werden.
Wie bereits weiter oben erwähnt, ist mit der Spule 4t ein herkömmlicher Oszillator und ein Verstärker 7(
sowie eine Spannungsquelle 71 gekoppelt. Die An Schlußleiter 48 und 50 der Spule 40 sind mit derr
Schwingkreis des Oszillatorteils der Baugruppe 7C verbunden, wobei als Oszillator vorzugsweise eir
Colpitts-Oszillator verwendet wird. Werden die beider Kernteile 22 und 24 (F i r. 1) während eines Schreibvor
gangs durch den Stift 16 näher aufeinander zu bewegt dann steigt die Induktivität der Spule 40 an. Da die Spul«
40 einen Teil des Schwingkreises des Oszillators bildet bestimmt die Spuleninduktivität die Oszillatorfrequenz
und demzufolge kann die Oszillatorfrequenz als ein Mal der auf den Stift 16 einwirkenden Kraft verwende
werden. Das Ausgangssignal des Oszillatorteils wire einem herkömmlichen Phasensperrkreis (phase lockec
loop circuit) zugeführt. Das Ausgangssignal .:..;ese!
Phasensperrkreises schwingt zwischen verschiedener Gleichspannungspegeln hin und her, wenn auf den Stif
16 unterschiedliche Kräfte einwirken. Diese unter schiedlichen Gleichspannungspegel werden dann ii
bekannter Weise verstärkt und einem herkömmlicher Koordinatenschreiber 72 zugeführt welcher die Span
nungspegelschwankungen als Funktion der Zeit auf zeichnet, um ein analoges Druckmuster 74 der mit den
Schreibgerät 10 schreibenden Person aufzunehmen. Da: Druckmuster 74 kann für einen späteren Vergleich ir
bekannter Weise in dem bereits oben erwähntei Benutzer-Prüfsystem gespeichert werden.
In F i g. 3 ist ferner ein solches Benutzer-Prüfsysten
als Blockschaltbild dargestellt. Da die einzelnei verwendeten Schaltungen bekannt sind, wird das ii
F i g. 3 dargestellte Prüfsystem nur allgemein beschrie ben.
Es sei angenommen, daß das in Fig. 3 dargestellte Gerät 73 eine automatische Bankschaltermaschine ist
und daß der in F i g. I dargestellte Stift 10 in Verbindung damit zur Benutzer-Identifikation verwendet wird. Eine
das Gerät 75 benutzende Person würde eine Kreditkarte in eine Eingabeeinheit 76 eingeben, wo seine
Identifikationsnummer gelesen und über eine Steuereinheit tto einer Adresseneinheit 78 zugeführt wird. Das
Ausgangssignal der Adresseneinheit 78 dient dazu, der Identifikationsnummer zugeordnete Daten aus einer
adressierbaren Speichereinheit 82 aufzusuchen.
Die gefundenen Daten, welche als Unterschriftsdruckmuster 74 grafisch dargestellt sind und durch die
benutzende Person früher aufgezeichnet wurden, können in der Speichereinheit 82 in analoger Form
gespeichert sein und einem Analog-Digital-Wandler 84 zugeführt werden. Für das beschriebene Prüfsystem ist
es erforderlich, daß der Benutzer nunmehr mit dem Schreibgerät 10 (Fig. 1) seinen Namenszug schreibt,
wobei das von dem Oszillator und dem Verstärker 70 erzeugte Ausgangssignal einem zweiten Analog-Digital-Wandler 86 zugeführt wird. Die Ausgangssignale der
Analog-Digital-Wandler 84 und 86 werden dann einer Vergleichsschaltung 88 zugeführt, welche die die beiden
Unterschriftsdruckmuster darstellenden Daten miteinander vergleicht, um festzustellen, ob die gerade
abgegebene Unterschrift für die geprüfte Identifikationsnummer innerhalb vorgegebener Grenzen liegt
oder nicht, und ob sie demzufolge gültig oder ungültig ist. In manchen Fällen kann es zweckmäßiger sein, die
Daten in der Speichereinheit 82 statt in analoger Form in digitaler Form zu speichern. Wenn die Daten in der
Speichereinheit 82 in digitaler Form gespeichert sind, dann kann der Analog-Digital-Wandler 84 entfallen und
das Ausgangssignal der Speichereinheit 82 kann unmittelbar der Vergleichsschaltung 88 zugeführt
werden.
Die F i g. 4 zeigt eine mit Ausnahme des nachgiebigen Gliedes 26 identische Ansicht; deshalb werden für die
Bezeichnung gleicher Teile gleiche Bezugszeichen verwendet, in F i g. 4 wird das nachgiebige Glied durch
Druckmusters ein Zugspannungsmuster festgestellt werden kann. Der allgemein mit dem Bezugszeichen 94
versehene Wandler ist mit dem in Fig.2 gezeigten identisch, mit der Ausnahme, daß durch das Zentrum des
Wandlers eine ösenschraube 95 gleitbar verläuft und daß er in einer zylindrischen Hülse 96, welche an ihrem
einen Ende mit einer öse 98 versehen ist, gleitbar angeordnet ist. Eine ringförmige Scheibe 100 ist an der
zylindrischen Hülse 96 mittels Schrauben 102 lösbar befestigt, um den Wandler 94 in der zylindrischen Hülse
96 zu halten. Werden die öse 98 und die ösenschraube
95 einer Zugspannung ausgesetzt, dann arbeitet der Wandler 94 in der oben beschriebenen Weise nach dem
Druckprinzip.
In F i g. 6 ist veranschaulicht, wie der Wandler 94 als
Druckmesser verwendet wird, welcher eine Druckdose 104 besitzt, die in einem Gehäuse 106 angeordnet ist, um
eine Druckdifferenz eines Druckmittelsystems, welches Gase oder MUssigkeiten enthalten kann und mit dem
Gehäuse in Wirkbeziehung steht, festzustellen. Das Innere der Druckdose 104 steht mit einem ersten
Flüssigkeitseinlaß 108 in Verbindung, welcher durch das Gehäuse 106 geführt ist, und ein zweiter Flüssigkeitseinlaß 110 führt in den Innenraum 112 des Gehäuses 106.
Der in Fig. 6 dargestellte Wandler 94 kann auch zur Messung eines absoluten Druckes verwendet werden,
wenn der Einlaß 110 zur Atmosphäre hin geöffnet und der Einlaß 108 mit dem zu messenden Flüssigkeitsdruck
in Verbindung gebracht wird. Der Wandler 94 besitzt eine geringfügige Abwandlung, welche darin besteht,
daß am ersten Kernteil 22 eine Erhöhung 114 vorgesehen ist, welche mit einem an der Druckdose 104
befestigten Stift 116 zusammenwirkt. Durch Ausdehnen
bzw. Zusammenziehen der Druckdose 104 infolge des sich ändernden Flüssigkeitsdrucks bei dem in Fig.6
dargestellten System wird der Wandler 94 in der vorangehend beschriebenen Weise betätigt.
F i g. 7 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung, wie der in F i g. 6 dargestellte Wandler 94 in
einem Ladegewichtssystem eines Beförderungsmittel', beispielsweise eines Flugzeugs, eingesetzt werden kann.
meiirere rcucni tu, Si gcunuci, wcinic in giciCnci'i
Abständen am äußeren Ring der ersten Flächen 30 und 34 des ersten und zweiten Kernteiles 22, 24 angeordnet
sind, welche zu diesem Zweck mit geeigneten, nicht gezeigten Ausnehmungen versehen sind, um die Federn
90, 92 aufzunehmen und ihre Lage zu sichern. Die Anzahl der Federn 90,92 und ihre Stärke hängt von dem
jeweiligen Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Wandlers ab. Für manche Anwendungfälle kann es auch
zweckmäßig sein, die Federn 90, 92 an den Flächen 30 und 34 zu befestigen, um den Wandler nach dem
Dehnungsprinzip betreiben zu können, wobei die Kernteile 22 und 24 sowie die Federn 90 und 92 auf Zug
beansprucht werden.
F i g. 5 zeigt eine Ansicht ähnlich der F i g. 2, wobei diese jedoch so abgewandelt ist, daß statt eines
sein, welches beispielsweise an dem Fahrgestell 118 des
Flugzeugs befestigt sein kann. Erhöht sich die statische Last, welche auf das Fahrgestell 118 einwirkt,
beispielsweise infolge der Zuladung von Gepäck, Treibstoff usw., dann erhöht sich der Flüssigkeitsdruck
in dem Zylinder 120 und über eine Leitung 122 werden die entsprechenden Druckänderungen in eine Druckdose 124 geführt, welche auf das erste Kernteil 22 in der
vorangehend beschriebenen Weise auf den Wandler 94 einwirkt Eine Anordnung wie die in F i g. 7 dargestellte
kann für jedes Rad bzw. jedes Gestellteil eines Verkehrsmittels vorgesehen werden, um die Ladungsverteilung bzw. die Auswirkung der Ladung auf die
genannten Teile festzustellen.
Claims (1)
1
Patentansprüche:
I. Induktiver Wandler zum Umwandeln sich ändernder mechanischer Kräfte in entsprechende
elektrische Signale, gekennzeichnet durch ein erstes und ein zweites Kernteil (22, 24), welche
relativ zueinander bewegbar angeordnet sind, um ein zwischen ihnen gelagertes nachgiebiges Glied
(26; 90, 92) zusammenzudrücken oder zu dehnen, durch eine Spule (40), welche induktiv mit dem
ersten und dem zweiten Kernteil (22,24) gekoppelt ist, durch Kraftübertragungsmittel (16, 54; 95; 116),
welche mit dem ersten oder mit dem zweiten Kernteil verbunden sind, um eine Relativbewegung
zwischen diesen herbeizuführen, wodurch die induktive Kopplung zwischen ihnen und der
genannten Spule (40) geändert wird, und durch einen Oszillator (70), der mit der genannten Spule in der
Weise gekoppelt ist, daß sich die Frequenz des genannten Oszillators in Abhängigkeit von der sich
ändernden induktiven Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Kernteii (22, 24) und der
genannten Spule (40) ändert, um ein der sich ändernden mechanischen Kraft entsprechendes
elektrisches Signal zu erzeugen.
Z Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zsveite Kernteil (22; 24)
in einem langgestreckten Gehäuse (12, 14) eines Schreibgeräts (10) enthalten sind und daß ein
Schreibstift (16) axial beweglich in dem Gehäuse gelagert ist, um die beim Schreiben erzeugten Kräfte
zu dem ersten oder zweiten Kernteil (22, 24) zu
übertragen.
3. Wandler nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibstift (J^) mittels einer Feder
(66) gegen das erste oder zweite Kernteil (22, 24) gedrückt wird, um eine Vorspannung auf diese
auszuüben.
4. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite
Kernteil (22, 24) zusammen eine im wesentlichen geschlossene Polgruppe bilden.
5. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Kernteil (22, 24)
eine zylindrische Form aufweisen und die einander zugewandten Seiten (30, 34) mit einer Ringnut (32,
36) versehen sind, um die genannte Spule (40) aufnehmen zu können.
6. Wandler nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite
Kernteil (22,24) aus Ferrit-Material bestehen.
7. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Glied
(26) aus Kunststoff besteht.
8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Glied (26) die Form
eines Dichtungsringes besitzt und zwischen den äußeren Ringflächen der einander zugewandten
Seiten (30,34) des ersten und zweiten Kernteiles (22, 24) angeordnet ist.
9. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Glied
durch mehrere Federn (90,92) gebildet wird, welche zwischen den äußeren Ringflächen der einander
zugewandten Seiten (30,34) des ersten und zweiten Kernteils (22,24) angeordnet sind.
10. Wandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste
und zweite Kernteil (22, 24) das nachgiebige Glied (26; 90, 92) und die genannte Spule (40) in einem
elastischen Kunststoff (68) eingeschlossen sind, um eine hermetisch abgeschlossene Einheit zu bilden.
11. Wandler nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Oszillator (70) ein Colpitts-Oszillator ist
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