DE2748070A1 - Elektromagnetischer messwertgeber mit mehreren wicklungen fuer die drehzahlmessung - Google Patents
Elektromagnetischer messwertgeber mit mehreren wicklungen fuer die drehzahlmessungInfo
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Description
ΓΤ DE CONSTRUCTION DE MOTEURS
D1AVIATION
(s. N. E. C. M. ΑΛ
2 Boulevard Victor
75o15 Paris
Elektromagnetischer Meßwertgeber mit mehreren Wicklungen für die Drehzahlmessung.
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen für die Drehzahlmessung und insbesondere einen elektromagnetischen
Meßwertgeber mit mehreren Wicklungen, der die Flußänderungen, die durch das Vorüberlaufen der Zähne eines mit
einem in Bewegung befindlichen Organ verbundenen phonischen Rades erzeugt werden, in Signale umzusetzen vermag.
Es sind bereits Meßwertgeber dieser Art bekannt, die mit einem Stabmagneten versehen ist, auf dessen Ende eine Spule
mit mehreren Schichten gewickelt ist, die Spule ist auf einer Polmasse angebracht, die an dem Ende des Stabes mit
einem so klein wie möglich gehaltenen Luftspalt mechanisch befestigt ist. Die Anwendung von elektromagnetischen Meßwertgebern in der Luftfahrt und ganz allgemein in Meßkreisen, die besonders zuverlässig arbeiten müssen, hat die
Techniker veranlaßt, jedes Gerät zweifach vorzusehen, wodurch der Raumbedarf natürlich erhöht wurde. Im wesentlichen das gleiche Problem ergibt sich, wenn die aufgenommene Information auf ein zweites Lese- oder Registriergerät
übertragen werden muß. Diese Notwendigkeit hat zu der heu-
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tigen Bauweise von Meßwertgebern geführt, wobei mehrere Wicklungen in ein und demselben magnetischen Kreis angeordnet
werden. Diese Bauweise hat jedoch eine Reihe Nachteile:
- es tritt eine über 0,95 liegende gegenseitige Induktion auf; die Wicklungen verhalten sich daher wie ein Transformator,
wobei jedes auf einer der Wicklungen einlaufende Störsignal durch induktive und kapazitive Wirkung
auf die anderen Wicklungen übertragen wird. Die Betriebssicherheit der diesen Wicklungen zugeordneten
Geräte wird also von diesen Erscheinungen beeinflußt;
- wenn eine dieser Wicklungen kurzgeschlossen ist, wird die an der anderen verfügbare Ausgangsleistung erheblich
gedämpft, wodurch die Sicherheit der Anlage beeinträchtigt werden kann. Wenn man diese Erscheinung hinnehmen
will, muß der Meßwertgeber überdimensioniert werden, oder man muß die Maßnahmen nach dem französischen Patent
2 075 781 ergreifen. Nach diesem Patent werden, um die Dämpfung des Signals in der nicht kurzgeschlossenen
Wicklung auszuschließen, die beiden Spulen magnetisch gekoppelt. Wenn dann eine der Spulen kurzgeschlossen
ist, erhöht sich die in der anderen Spule induzierte Spannung ein wenig. Die Zunahme des in der kurzgeschlossenen
Spule fliessenden Stroms hat das Entstehen eines grösseren entgegengesetzten Flusses in ihrem Kern zur
Folge, was zu einer grösseren Flußänderung in dem Kern der nicht kurzgeschlossenen Spule führt und damit zu einer
Erhöhung der von der Spule gelieferten Spannung. Bei dem so aufgebauten Meßwertgeber handelt es sich um einen Geber
mit geschlossenem Fluß, und der Aufbau ist verhältnismässig kompliziert, weil zwei einen Stator bildende Polstücke
verwendet werden, von denen eines an ein Ende des Magneten gesetzt wird, das andere an das nicht in De-
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rührung mit dem Magneten stehende Spulenende. Diese verhältnismässig viel Platz beanspruchende Bauweise
ist für einen Meßwertgeber mit kleinen Abmessungen nicht geeignet.
Eine andere Bauweise sieht vor, mit Mehrfachwicklungen
nach der Technik "mehrere Drähte in der Hand" (franz.: 'plusieurs fils en main') zu arbeiten, aber in diesem
Fall ist die elektrische Isolierung zwischen den Wicklungen schwach und bildet die Ursache für nicht zu vernachlässigende Störungen.
Dem erfindungsgemäßen Meßwertgeber mit mehreren Wicklungen liegt die Aufgabe zugrunde, die den obenbeschriebenen Meßwertgebern eigenen Nachteile zu vermeiden. Dazu
wird jede Wicklung auf einen unabhängigen magnetischen Kreis gegeben und durch elektromagnetische Abschirmungen
gekapselt. Diese Abschirmungen sind auf den Bereich der Wicklungen begrenzt, damit die Magnete nicht kurzgeschlossen werden.
Mit dieser Anordnung wird die kapazitive Wirkung ausgeschaltet und die gegenseitige Induktion erheblich verkleinert.
Der Kurzschluß einer der Wicklungen führt nicht zur Leistungsverminderung an den anderen Wicklungen. Bei gleichen Leistungen sind die Abmessungen jedes Magnetkreises
kleiner, und die Vereinigung dieser Kreise führt gegenüber der bekannten Technik zu keiner Vergrösserung der
Abmessungen.
Die Dämpfung der von einer Wicklung auf die anderen Übertragenen Störungen ist erheblich. Ist sie schon bei
den niedrigen Frequenzen wegen der erheblichen Herabsetzung der gegenseitigen Induktion sehr gut, erweist sie
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sich bei den hohen Frequenzen wegen der Beseitigung der kapazitiven Wirkung als ausgezeichnet.
Schließlich ist noch die elektrische Isolierung zwischen den Wicklungen gleichwertig derjenigen zwischen der Wicklung
und Masse.
Die nachstehende, ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wiedergebende Beschreibung erläutert die Beschreibung anhand der Zeichnungen, die folgendes darstellen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Meßwertgebers, wobei die innenliegenden
Bauteile sichtbar gemacht sind;
Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Detektor nach Fig.
Bei dem vorliegenden Meßwertgeber handelt es sich um einen geradlinigen Geber mit offenem Fluß,bei dem also
die magnetischen Kraftlinien durch das Polstück, den Magneten und einen Zahn des phonischen Rades verlaufen
und sich in der umgebenden Atmosphäre schließen.
Nach dem in Fig. 1 gezeichneten Ausführungsbeispiel hat der Meßwertgeber die Gestalt eines zylindrischen Gehäuses,
aus dessen einem Ende zwei Polmassen hervorstehen. Die Polmassen befinden sich in der Nähe des Umfangs eines
phonischen Rades in einem so geringen Abstand von den Enden der Zähne, daß der verbleibende Luftzwischenraum
so klein wie möglich ist.
Der Geber besitzt ein Befestigungsteil 1. Dieses Teil besteht aus unmagnetischem Material und weist öffnungen
auf, durch die Verbindungsdrähte 3 und 4 zu den jewei-
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ligen Wicklungen gezogen sind. An dem Teil 1 ist ein
Halter 5 mittels einer Strebe 6 befestigt. Der aus unmagnetischem Material bestehende Halter 5 nimmt die
Enden der beiden Polstücke 7 und 8 auf, die gegen die Vorderseite der zylindrischen Magnete gehalten sind
(Fig. 2 zeigt nur den Magneten 9 in dem Schnittbildteil). Am anderen Ende des Magneten ist eine zweite Polmasse 10
befestigt.
Vorteilhafterweise sind die Polmassen, beispielsweise 7 und 10, mit dem zugehörigen Magneten, wie 9, nach dem
Montageverfahren zusammengebaut, das in der Patentanmeldung 75 22454 vom 10. Juli 1975 beschrieben ist, wonach die Verwendung einer mechanischen Verbindung durch
ein aus unmagnetischem Material bestehendes dUnnes Rohr (gezeichnet in der unteren Hälfte der Fig. 2), das einen
Teil der den Enden des Magneten benachbarten Polmasse umschließt, mit einer Verschweissung des Rohres 11 mittels Elektronenstrahl an den dem Magnet benachbarten
Masseteilen kombiniert ist. Die gleiche Anordnung und die gleiche Bearbeitung ist für die an der Polmasse 8
angebrachte Bauteilgruppe vorgesehen.
Die Polmassen an den Enden, beispielsweise die Polmasse 10, tragen jeweils einen zylindrischen Fortsatz geringeren Durchmessers, beispielsweise die Fortsätze 12 und 13,
die den Kern für die Spulen 14 und 15 darstellen. Diese Spulen werden von Endscheiben 16 und 17 gehalten, die
aus unmagnetischem Material bestehen und auf die Kerne 12 und 13 geschweißt sind.
Nach der in Fig. 1 gezeichneten Ausführungsform hat die
elektromagnetische Abschirmung, der beiden Spulen die Form eines Massivteils 19 mit zwei Räumen 20 und 21, in denen
die Spulen 14 und 15 untergebracht sind. Die Spulenkerne
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12 und 13 treten aus dem Teil 19 <3urch zwei Öffnungen
passenden Durchmessers nach aussen vor. Gemäß der Erfindung besteht das massive Teil 19 aus weichmagnetischem
Werkstoff, beispielsweise einer Metallegierung geeigneter Zusammensetzung.
Ein Rohr 18 aus unmagnetischem Werkstoff bildet im Rereich der Magnete eine gemeinsame Umhüllung für die
beiden parallel zueinander aigeordneten Bauteilgruppen
(die jeweils aus einem zylindrischen Magneten, den zugehörigen Polmassen und einer Spule bestehen). Das Ende
des neben den Spulen angeordneten Rohres 13 ist an das Teil 19 angeschlossen. Als unmagnetisches Material für
das Rohr 18 kommt eine nichtrostende Legierung in Betracht, wobei die Verbindung mit dem Teil 19 durch Einschieben
und Elektroner^scnweissen hergestellt werden kann,
Die den Magneten, dessen Polmassen und die Spule umfassenden
Dauteilgruppen sind so angeordnet, daß die gleichnamigen Pole sich auf derselben Seite befinden. Nach
einem AusfUhrungsbeispiel sind daher die Nordpole jedes Magneten auf der Seite der Spulen angeordnet.
Die beiden Bauteilgruppen sind parallel zueinander mit geringern gegenseitigen Abstand derart montiert, daß zwei
selbständige Magnetkreise in einer Einheit zusammengefaßt sind, die im wesentlichen die gleichen Abmessungen hat
wie der mit einer einzigen Spule versehene Meßwortgeber bekannter Bauart.
Nach dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten AusfUhrungsbeispiel hat der Meßwertgeber mit mehreren Wicklungen
die Form eines Zylinders von 16 mm Durchmesser und 82 mm
Länge. Die Spulenkerne haben einen Durchmesser von 2,5 mm und ihr gegenseitiger Achsenabstand beträgt 7 mm. Ein
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solcher Geber kann zwei Signale von 5 bis 10 mW effektiver Leistung bei 3 V liefern.
Die Ausbildung des elektromagnetischen Meßwertgebers mit mehreren Wicklungen ist nicht auf das beschriebene
AusfUhrungsbeispiel beschränkt. Die Erfindung umfaßt beispielsweise
auch die Ausführungen mit geschlossenem Magnetflußkreis. Das die Magnete umschliessende gemeinsame
Umhiil lungs teil kann eine andere Form haben, beispielsweise als Gehäuse in Gestalt eines Parallelepipeds ausgeführt
sein.
ber Patentanwalt
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Le e rs e ι te
Claims (1)
- Ansprüche :Γ 1.J Elektromagnetischer Meßwertgeber mit mehreren Wick-— lungen, mit mindestens zwei Bauteilgruppen, bestehend aus mindestens einer Spule, mindestens einer Polmasse und mindesten· einem Stabmagnet, die zueinander parallel derart angeordnet sind, daß die gleichnamigen Magnetpole zur gleichen Seite zeigen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Bauteilgruppen zusammengefügt und magnetisch voneinander isoliert sind.2. Elektromagnetischer Meßwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Bauteilgruppen sich im Inneren einer gemeinsamen Umhüllung befinden, deren die Magnete (9) bedeckender Teil (18) aus unmagnetischem Werkstoff besteht.Elektromagnetischer Meßwertgeber nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spulen (14, 15) umgebende Teil der Umhüllung aus einem massiven Stück809817/1004(19) besteht, das aus weichmagnetischem Werkstoff hergestellt ist und zwei Räume (20, 21) mit jeweils einer Öffnung für den Durchtritt des Endes eines Spulenkerns (12, 13) enthält.4. Elektromagnetischer Meßwertgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bauteilgruppe geradlinig ausgebildet ist und einen offenen Kreis darstellt, der aus einer Spule (14; 15), einer Polmasse (7; 8) und einem Stabmagneten (9) besteht, der in Verlängerung der genannten Polmasse angeordnet ist.5. Elektromagnetischer Meßwertgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Umhüllung aus einem Rohr (18) aus unmagnetischem Material besteht, das sich an ein massives Teil (19) von Zylindergestalt anschließt, das aus weichmagnetischem Werkstoff besteht.809817/1004
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