DE4025101A1

DE4025101A1 - Stelleinrichtung mit wegaufnehmer

Info

Publication number: DE4025101A1
Application number: DE19904025101
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Dambacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1990-08-08
Publication date: 1992-02-20

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Stelleinrichtung mit Wegaufnehmer nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bereits bekannt, mit Hilfe eines Stößels, der aus dem Gehäuse einer Stelleinrichtung ragt, einen Endlagenschalter zu betätigen. Eine Einrichtung dieser Art hat den Nachteil, daß nur die Endposition des Stößels bzw. der Stelleinrichtung detektiert wird. Es ist weiterhin bekannt, einen Stößel, der aus dem Gehäuse einer Stelleinrichtung ragt, mit einem zusätzlichen Eisenkern einer induktiv arbeitenden Wegaufnehmer vorrichtung zu verbinden. Eine derartige Vorrichtung baut sehr auf wendig und nimmt erheblichen Einbauraum in Anspruch.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung mit Wegaufnehmer mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor teil, daß sie in besonders einfacher Weise zusammengesetzt ist. Sie ermöglicht eine einfache, genaue analoge Wegmessung und kommt mit wenigen Bauteilen aus. Die Stelleinrichtung mit Wegaufnehmer baut einfach und kurz und ist insbesondere für größere Stößel durchmesser anwendbar. Eine Anpassung der Signalkennlinie an die jeweiligen Erfordernisse ist möglich, die Größe des Ausgangssignals kann durch die Wahl des Windungszahlenverhältnisses verändert wer den, und insbesondere der Nullpunkt des Ausgangssignals läßt sich in weiten Bereichen variieren. Die nachgeschaltete Auswerteelektronik kann ebenfalls sehr einfach aufgebaut sein, da für die Umsetzung des Ausgangssignals in die Wegkomponente eine Amplitudenbestimmung aus reicht.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Fig. 1 einen Wegaufnehmer in schematischer Darstellung, die Fig. 2 und 3 zeigen qualitativ den Verlauf des Ausgangssignals in Abhängigkeit von der linearen Position des Stößels. Die Fig. 4 und 5 zeigen je eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist mit 10 ein axial verschiebbarer Stößel einer nicht dargestellten Stelleinrichtung bezeichnet. Der Stößel 10 steht z. B. mit dem Anker eines Proportionalmagneten in Wirkverbindung, der zur Betätigung eines Wegeventils dient. Mit seinem freien Ende ragt der Stößel in den hohlen Mittelteil eines Spulenkörpers 11. Auf den Spulenkörper 11 sind an axial nebeneinander liegenden Stellen zwei Primärspulen 12, 13 gewickelt. Um die beiden Primärspulen ist eine weitere Spule 14 gewickelt, die als Sekundärspule dient und durch geeignete Mittel elektrisch gegen diese isoliert ist. Die beiden Primärspulen werden unabhängig voneinander so mit einer Wechsel spannung versorgt, daß ihre Magnetfelder gegeneinander gerichtet sind. In der Sekundärspule 14 wird eine Spannung induziert, die sich aus einem von der Primärspule 12 induzierten Anteil und einem von der Primärspule 13 induzierten Anteil zusammensetzt. Die Sekundär spule ist mit einer nicht dargestellten Auswerteelektronik ver bunden. Durch den Stößel 10, der z. B. aus ferromagnetischem Material oder aus unmagnetischem bzw. hartmagnetischem Material und einer weichmagnetischen Hülse besteht, wird durch Verschieben des selben im Spulenkörper die induzierte Spannung in der Sekundärspule verändert. Man erhält ein Ausgangssignal nach Fig. 2.

Fig. 2 zeigt einen etwa glockenförmigen Verlauf 15 der Sekundär spannung Us in Abhängigkeit vom Einschubweg X. An einem beliebigen Punkt Xo, vorzugsweise an einer der beiden Flanken 15A, 15B der glockenförmigen Sekundärspannungskurve 15, werden die Primärsignale in Amplitude und Phase so eingestellt, daß keine Sekundärspannung Us induziert wird. Bei Verschieben des Stößels 10 erhält man dadurch eine Sekundärspannung Us1, die einen Verlauf 15C zeigt, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Durch den Abgleich der Primärsignale erhält man so ein Ausgangssignal 15C, dem die Verschiebung des Stößels in Betrag und Richtung eindeutig zugeordnet werden kann. Durch eine entsprechende geometrische Ausgestaltung des freien Stößelendes, z. B. kegelförmig, kann die Ausgangskennlinie in ihrem Verlauf beeinflußt werden.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die Anordnung der Spulen verändert ist. Durch die unterschiedlichen Anordnungen kann der Wegaufnehmer an unterschiedliche Einsatz bedingungen im Windungsverhältnis und der in Einbaugröße und Form angepaßt werden.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die Primärspulen 12A, 13A und die Sekundärspule 14A axial hintereinander angeordnet, und zwar so, daß sich die Sekundärspule 14A zwischen den Primärspulen 12A und 13A befindet.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Primärspule 13B um die Sekundärspule 14B gewickelt ist, wobei beide Spulen gegen einander elektrisch isoliert sind. Die zweite Primärspule 12B ist in axialer Richtung vor den beiden Spulen 13B, 14B angeordnet. Die Ein baulage der Primärspule 13B und der Sekundärspule 14B kann auch gegeneinander vertauscht sein. Desweiteren kann in beiden Fällen der Einbau der zweiten Primärspule 12B axial hinter den beiden anderen Spulen erfolgen.

Claims

1. Stelleinrichtung mit Wegaufnehmer, mit einem aus dem Gehäuse der Stelleinrichtung ragenden Stößel, mit einem Spulenkörper und mindestens einer Primärspule und einer Sekundärspule, in der eine Spannung induziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (10) mindestens teilweise aus magnetischem Material besteht und axial verschiebbar in den Spulenkörper (11; 11A; 11B) ragt, daß auf dem Spulenkörper zwei Primärspulen (12, 13; 12A, 13; 12B, 13B) und eine Sekundärspule (14; 14A; 14B) angeordnet sind und die Primärspulen unabhängig voneinander von einem Wechselstromsignal erregt werden und ihre Magnetfelder gegeneinander gerichtet sind, und daß die Wechselstromsignale der Primärspulen in Amplitude und Phase ein stellbar sind und in der Sekundärspule ein Ausgangssignal erzeugen, dessen Nullpunkt verschiebbar ist und bei Verschiebung des Stößels analog zu dessen linearer Position ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspulen (12, 13) axial nebeneinander angeordnet sind, und daß die Sekundärspule (14) radial zu diesen angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspulen (12A, 13A) und die Sekundärspule (14A) axial neben einander angeordnet sind, und daß sich die Sekundärspule zwischen den Primärspulen befindet.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Primärspule (13B) und die Sekundärspule (14B) radial zueinander angeordnet sind, und daß die zweite Primärspule (12B) axial zu diesen versetzt ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das freie Ende des Stößels (10) kegelförmig aus gebildet ist.