DE3503348C1 - Ferromagnetischer Mehrfachschalenkern fuer elektrische Spulen - Google Patents

Ferromagnetischer Mehrfachschalenkern fuer elektrische Spulen

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Description

topfartige Grundform mit mehreren, konzentrisch zueinander liegenden, durch ringförmige Wandungen (4) voneinander getrennten Wicklungsräumen (2, 3) mit einem zentralen, kreiszylindrischen Kern (5) aufweist.
2. Ferromagnetischer Mehrfachschalenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiter innenliegenden Wicklungsräume (3) eine geringere Tiefe aufweisen als weiter außenliegende Wicklungsräume (2).
3. Ferromagnetischer Mehrfachschalenkern nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Boden (6) des Mehrfachschalenkerns (1) im Bereich der jeweiligen Wicklungsräume (2,3) wenigstens eine derartige Dicke aufweist, daß ein von einer, den jeweiligen Wicklungsraum (2,3) nach außen begrenzenden Wandung (4) bzw. Außenwandung (7) kommender, den Boden (6) und den Kern (5) durchsetzender, magnetischer Fluß auch im Bereich der
sorgen.
Herkömmliche Masse- oder Ferritkerne sind zum Beispiel aus der DE-AS 10 11 087 bekannt. Solche als Schalkerne bekannte Vorrichtungen sind zwar zur Vergrößerung bzw. zum Abgleich von Spulenfeldern gedacht, könnten jedoch, hälftig geteilt und pro Hälfte dem ruhenden und dem beweglichen Maschinen- oder Fahrzeugteil zugeordnet, zum Bündeln des Magnetflusses eines induktiven Nahfeldübertragersystems herangezogen werden.
Müssen jedoch gleichzeitig mehrere Signals über mehrere Spulenpaare übertragen werden, so ist es erforderlich, mehrere Spulen auf einen Schalenkern zu wickeln.
Durch die starke induktive Kopplung auf einem magnetischen Kreis und der hohen Wicklungskapazität zwischen den einzelnen Wicklungen, entsteht jedoch ein sehr starkes Übersprechen der Signale der einzelnen Signalebenen, das mit aufwendigen Filtern vor der Wei-
am weitesten innenliegenden Halbmesser des Bo- 30 terverarbeitung erst wieder beseitigt werden muß.
dens (6) des jeweiligen Wicklungsraumes (2,3) keine Aus der DE-AS 12 77 460 ist zwar ein ferromagneti
scher Mehrfachschalenkern für elektrische Spulen bekannt, der das Problem der Übersprechdämpfung mil-
Querschnittsverjüngung gegenüber den Wandungen (4,7) erfährt.
4. Ferromagnetischer Mehrfachschalenkern nach dert.
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Quer- 35 Der Mehrfachkern ist jedoch aufgrund einer räumlischnitt des zentralen, zylindrischen Kerns (5) der chen Anordnung gänzlich ungeeignet für den vorgesehenen Zweck, da die einzelnen Spulen im Kernmaterial weit auseinanderliegen und zum Teil senkrecht zueinan-
Summe der Querschnitte aller hohlzylinderförmigen Wandungen (4,7) entspricht.
5. Ferromagnetischer Mehrfachschalenkern nach der stehen.
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei spie- 40 Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen ferromagelbildlich zueinanderstehende Mehrfachschalen- gnetischen Mehrfachschalenkern für elektrischen Spukerne (8, 9) Bestandteil eines induktiven Nahfeldübertragersystems sind, wobei der eine (8) relativ
zum anderen (9), beispielsweise auf einer Kreisbahn
len zu schaffen, der eine große Übersprechdämpfung zwischen den Wicklungen sowie eine möglichst kleine Wicklungskapazität ermöglicht, insbesondere zur Nahbewegbar ist und die beiden Mehrfachschalenkerne 45 feldübertragung geeignet ist und darüber hinaus einfach sich zyklisch oder antizyklisch über einen geringen und kostengünstig herstellbar ist. Luftspalt gegenüberstehen. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merk-
6. Ferromagnetischer Mehrfachschalenkern nach male des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung in Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale sind in Mehrfachschalenkerne (8, 9) Bestandteil eines in- 50 den Unteransprüchen enthalten, duktiven Nahfeldübertragungssystems zum Über- Die Vorteile der Erfindung sind in erster Linie darin
tragen von Energie- oder Meßsignalen von einem zu sehen, daß ein ferromagnetischer Mehrfachschalenrotierenden auf ein relativ zu diesem feststehenden kern für elektrische Spulen geschaffen ist, der durch Maschinen- oder Fahrzeugteil oder von einem fest- mehrere getrennte Wicklungsräume eine gute Überstehenden auf ein relativ dazu rotierendes Maschi- 55 Sprechdämpfung bei kleiner Wicklungskapazität zwinen- oder Fahrzeugteil ist. sehen den einzelnen Spulen gewährleistet, einen kom
pakten Aufbau bei räumlich günstiger Anordnung der
Spulen aufweist und darüber hinaus einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Beispielen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Doppelschalenkerns nach der Erfindung,
Fig.2 eine Aufsicht des Doppelschalenkerns nach Fig. 1,
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie Hl-III der F i g. 2, F i g. 4 eine im Schnitt gezeigte Ansicht zweier sich
Die Erfindung betrifft einen ferromagnetischen Mehrfachschalenkern für elektrische Spulen nach der Gattung des Anspruchs 1.
Bei der drahtlosen Meßübertragung mittels eines induktiven Nahfeldübertragungssystems, insbesondere zwischen einem ruhenden und einem relativ dazu beweglichen Maschinen- oder Fahrzeugteil tritt das Problem der gezielten Steuerung des magnetischen Flusses,
spiegelbildlich gegenüberstehender Doppelschalenkerne mit Windungen, beispielsweise eines induktiven Meßwertübertragersystems,
F i g. 5 eine Ansicht entsprechend F i g. 3 in einer weiteren Ausführungsform.
In F i g. 1 ist als Beispiel eines ferromagnetischen Mehrfachschalenkerns für elektrische Spulen ein Doppelschalenkern 1 in perspektivischer Ansicht gezeigt. Der Doppelschalenkern 1 hat eine topfartige, kreiszylindrische Grundform mit zwei kreisringförmigen, konzentrisch zueinander liegenden äußeren 2 und inneren 3 Wicklungsräumen. Der äußere Wicklungsraum 2 und der innere Wicklungsraum 3 sind durch eine ringförmige Wandung 4 voneinander getrennt. Im Zentrum ist ein kreiszylindrischer Kern 5 angeordnet.
In F i g. 3 ist die Dicke eines Bodens 6 des Doppelschalenkerns 1 im Bereich des äußeren Wicklungsraumes 2 und des inneren Wicklungsraumes 3 so gewählt, daß ein jeweils von einer Außenwandung 7 bzw. der ringförmigen Wandung 4 kommender, den Boden 6 und den Kern 5 durchsetzender, magnetischer Fluß auch im Bereich der am weitesten innenliegenden Halbmesser des Bodens 6 des äußeren Wicklungsraumes 2 und des inneren Wicklungsraumes 3 keine Querschnittsverjüngung gegenüber den Wandungen 4, 7 erfährt. Desgleichen gilt für den Kern 5, der deshalb einen Querschnitt aufweist, der etwa der Summe der Querschnitte aller Wandungen 4,7 entspricht.
Gemäß F i g. 4 stellen die sich spiegelbildlich gegenüberstehenden Doppelkammerschalenkerne 8,9 mit jeweils einer innenliegenden Wicklung 10, 11 und einer außenliegenden Wicklung 12,13 einen Teil eines induktiven Nahfeldübertragungssystems, beispielsweise eines Reifendruckkontrollsystems dar. Der Doppelschalenkern 9 ist hierbei auf einem (nicht gezeigten) rotierenden Maschinen- oder Fahrzeugteil, zum Beispiel einem Fahrzeugrad, montiert und der Doppelschalenkern 8 auf einem (nicht gezeigten) relativ dazu ruhenden Teil, etwa einem Radträger. Pro Radumdrehung begegnen sich die Doppelschalenkerne 8,9 wie gezeigt, einmal, so daß die Spulen 10, 11 bzw. 12, 13 induktiv über einen Luftspalt 14 miteinander gekoppelt sind und zur Signalübertragung herangezogen werden können.
Mit dem inneren Spulenpaar 10,11 kann beispielsweise ein Energiesignal vom Radträger zum Betreiben eines auf dem Rad montierten Reifendrucksensors übertragen werden, während mit dem äußeren Spulenpaar 12,13 ein höherfrequentes, von einem Meßwert moduliertes Meßsignal vom Reifendrucksensor auf den Radträger bzw. von dort zu einer Auswerteeinheit übertra- gen wird.
Ein so aufgebautes System läßt darüber hinaus relativ große Luftspalte 14 und relativ großen Seitenversatz zu, ohne daß die Übertragungsqualitäten merklich beeinträchtigt werden.
In F i g. 5 ist ein Dreifachschalenkern 15 dargestellt, in dessen äußerem 16, mittlerem 17 und innerem 18 Wicklungsraum insgesamt 3 Spulen Platz finden. Auf diese Weise ist die Anzahl der Wicklungsräume erweiterbar und individuell auf die entsprechenden Anwendungsfäl-Ie anpaßbar.
Die Anwendung von derartigen Mehrfachschalenkernen ist auf Reifendruckkontrollsysteme beschränkt, sondern kann für praktisch alle Fälle induktiver Nahfeldübertragungssysteme, bei denen mehr als ein Signal zu übertragen ist, verwendet werden, insbesondere für solche, bei denen ein Maschinen- oder Fahrzeugteil relativ zu einem anderen oder relativ zu irgendeinem ortsfesten Gegenstand bewegbar ist.
Direkt aufeinandergesetzt und miteinander verschraubt könnten die Doppelschalenkerne 8, 9 nach F i g. 4 auch als Kern für Übertragersysteme mit galvanischer Trennung zwischen den Wicklungen eingesetzt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
- Leerseite -

Claims (1)

der Verminderung von Streufeldern sowie der Verbesserung der Übersprechdämpfung zwischen verschiedenen Signalebenen auf. Bei drahtlosen Meßwertübertragungssystemen müs-5 sen oft mehrere Signale gleichzeitig übertragen werden. Zum Beispiel ist es notwendig, zum Betreiben eines Sensors auf einem rotierenden Maschinen- oder Fahrzeugteil diesen mittels eines (drahtlos übertragenen) Energiesignals mit der für die Messung und die Erzeugung der Mehrfachschalenkern (1) eine kreiszylindrische, io des Meßübertragungssignals benötigten Energie zu ver Patentansprüche:
1. Ferromagnetischer Mehrfachschalenkern für wenigstens zwei untereinander weitgehend entkoppelte elektrische Spulen, deren Wicklungen in Ausnehmungen von Kernteilen angeordnet und nahezu vollständig von ferromagnetischem Material umgeben sind, dadurch gekennzeichnet,
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