ES2231075T3 - Sistema de sensores de posicion magneticos. - Google Patents
Sistema de sensores de posicion magneticos.Info
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- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion
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Abstract
Sistema de sensores de posición magnéticos para la detección de rotación y traslación, con un primer sensor de posición que presenta: - un primer eje principal (1) a lo largo del cual están dispuestos - en torno a un primer núcleo (3) - un primer arrollamiento primario (2) y - un primer arrollamiento secundario (4), y con un segundo sensor de posición que presenta - un segundo eje principal (5) a lo largo del cual están dispuestos - en torno a un segundo núcleo (7) que tiene aproximadamente una longitud a - un segundo arrollamiento primario (6) que tiene la longitud a y - un segundo arrollamiento secundario (8), siendo el primer eje principal y el segundo eje principal (1, 5) prácticamente perpendiculares entre sí, estando el primer sensor de posición dispuesto en el punto de intersección de ambos ejes principales (1, 5), estando el extremo del segundo sensor de posición que es el extremo que está encarado al primer sensor de posición situado a la distancia b del primer eje principal(1), y estando el segundo arrollamiento secundario (8) dispuesto en el extremo del segundo arrollamiento primario (6) que es el extremo que está de espaldas al primer sensor de posición.
Description
Sistema de sensores de posición magnéticos.
La invención se refiere a un sistema de sensores
de posición magnéticos que sirve preferentemente para la simultánea
detección de la rotación y traslación de un eje de maniobra de un
cambio de velocidades.
En los sistemas conocidos que son para la
simultánea detección de la rotación y traslación de un eje de
maniobra de un cambio de velocidades se utiliza una combinación de
un sensor de posición magnético con un potenciómetro de cursor
deslizante. Tales sensores de posición magnéticos son conocidos por
la DE 44 25 904 A1. El potenciómetro de cursor deslizante sirve
para la detección de la traslación, y el sensor de posición
magnético sirve para la detección de la rotación. Debido al muy
complejo accionamiento mecánico de los potenciómetros de cursor
deslizante, éstos son muy sensibles a los choques del eje de
maniobra y son por consiguiente muy propensos a fallar. Los
potenciómetros de cursor deslizante presentan además desgaste
mecánico.
La finalidad perseguida por la presente invención
es por consiguiente la de aportar un sistema de sensores de
posición magnéticos con el que puedan ser detectadas sin contacto
tanto la rotación como la traslación, sin que ambos sensores de
posición se influencien mutuamente.
Esta finalidad es alcanzada según la invención
mediante un sistema según la reivindicación 1. Se desprenden de las
reivindicaciones adicionales ventajosas configuraciones de la
invención y su uso.
La invención consiste en un sistema de sensores
de posición magnéticos con un primer sensor de posición que
presenta un primer eje principal a lo largo del cual están
dispuestos en torno a un primer núcleo un primer arrollamiento
primario y un primer arrollamiento secundario, y con un segundo
sensor de posición que presenta un segundo eje principal a lo largo
del cual están dispuestos en torno a un segundo núcleo que tiene
aproximadamente una longitud a un segundo arrollamiento primario de
longitud a y un segundo arrollamiento secundario, siendo el primer
eje principal y el segundo eje principal prácticamente
perpendiculares entre sí, estando el primer sensor de posición
dispuesto en el punto de intersección de ambos ejes principales,
encontrándose el extremo del segundo sensor de posición que está
encarado al primer sensor de posición a la distancia b del primer
eje principal, y estando el segundo arrollamiento secundario
dispuesto en el extremo del segundo arrollamiento primario que es
el extremo que está de espaldas al primer sensor de posición.
Gracias al hecho de que según la invención el
segundo arrollamiento secundario está dispuesto en el lado del
segundo arrollamiento primario que es el lado que está de espaldas
al primer sensor de posición, puede lograse que ambos sensores de
posición no se influencien mutuamente.
Esto se logra de manera particularmente ventajosa
con un elemento activador o tercer eje principal que está en
correspondencia con los sensores de posición, un primer imán
permanente que tiene forma de barra, tiene una longitud c y está
dispuesto paralelamente al tercer eje principal y a una distancia
del mismo, y un segundo imán permanente que tiene una longitud d y
es rotacionalmente simétrico en torno al tercer eje principal,
estando el tercer eje principal dispuesto de forma tal que es
paralelo al plano definido por el primer eje principal y el segundo
eje principal y se encuentra a una distancia del mismo, de tal
manera que la proyección vertical de dicho tercer eje principal
sobre el susodicho plano corta al primer sensor de posición, y
estando el primer imán permanente y el segundo imán permanente
dispuestos de forma tal que están desplazados entre sí a lo largo
del tercer eje principal de tal manera que los extremos de los
imanes permanentes que están encarados uno al otro se encuentran a
la distancia e entre sí.
El segundo imán permanente rotacionalmente
simétrico produce en el segundo sensor de posición una señal de
recorrido que es independiente de la posición angular de dicho
segundo imán permanente. El primer imán permanente con forma de
barra, que está alineado con la dirección de traslación, está
situado frente al primer sensor de posición independientemente del
respectivo desplazamiento del elemento activador. Debido a la
rotación del elemento activador varía la posición del primer imán
permanente con respecto al primer arrollamiento secundario, debido
a lo cual es producida en el primer sensor de posición una señal de
recorrido que es dependiente del ángulo de giro del elemento
activador. Ambos sensores de posición no se influencien mutuamente
puesto que los imanes permanentes tienen una distancia entre sí. El
segundo imán permanente produce en su posición una saturación
magnética del segundo núcleo, debido a lo cual la parte del segundo
sensor que está encarada al primer sensor queda apantallada con
respecto al primer imán permanente. Esta saturación del segundo
núcleo es equivalente a una división del segundo sensor de posición
en una parte sensitiva antes del segundo imán permanente y una
parte intensiva detrás del segundo imán permanente.
Para poder medir una traslación del elemento
activador en la que se recorre una longitud x a lo largo del tercer
eje principal detectando al mismo tiempo la rotación del elemento
activador, para las magnitudes a, b, c, d y e debe cumplirse lo
siguiente: a es mayor que o igual a x, c es mayor que o igual a x,
y c + e + d es mayor que o igual a b + x. Gracias a ello está
garantizado que dentro de todo el recorrido de traslación el primer
imán permanente estará situado frente al primer sensor de posición
y el segundo imán permanente estará situado frente al segundo
sensor de posición, con lo cual pueden medirse las señales de
recorrido lineal y angular.
Un uso del sistema según la invención resulta
particularmente ventajoso en un cambio de velocidades para la
detección de la rotación y traslación de un eje de maniobra,
estando el elemento activador fijamente unido al eje de maniobra, y
siendo el eje de simetría del eje de maniobra el tercer eje
principal.
Se aclara más detalladamente a continuación la
invención a base de un ejemplo de realización y de las
correspondientes Figuras.
La Figura 1 muestra el sistema de sensores de
posición magnéticos según la invención en una vista en sección
longitudinal esquemática.
La Figura 2 muestra el elemento activador unido a
un eje de maniobra.
La Figura 1 muestra un primer sensor de posición
en el cual un primer núcleo 3 está dispuesto a lo largo de un
primer eje principal 1. En torno a este núcleo está arrollado un
primer arrollamiento primario 2. En ambos extremos del
arrollamiento primario está dispuesto adicionalmente un primer
arrollamiento secundario 4. Por el primer arrollamiento primario 2
circula una corriente alterna que induce una tensión eléctrica en
el arrollamiento secundario 4. Si entonces se desplaza un imán
permanente en la inmediaciones del primer sensor de posición a lo
largo del primer eje principal, la tensión inducida en ambos
primeros arrollamientos secundarios depende sensiblemente de la
posición del imán permanente. Una evaluación de la señal se efectúa
por ejemplo formando la diferencia de las tensiones inducidas en
los primeros arrollamientos secundarios. A una distancia b del
primer sensor de posición está representado un segundo sensor de
posición que tiene la longitud a y presenta un segundo eje
principal 5. A todo lo largo del eje principal está dispuesto un
segundo núcleo 7. En torno al segundo núcleo 7 está arrollado un
segundo arrollamiento primario 6. En el extremo del segundo
arrollamiento primario que está de espaldas al primer sensor de
posición está dispuesto un segundo arrollamiento secundario 8. Por
el arrollamiento primario circula una corriente alterna que induce
una tensión eléctrica en el arrollamiento secundario. Esta tensión
inducida puede ser influenciada por un imán permanente que se
encuentra en las inmediaciones del segundo sensor de posición y es
desplazado a lo largo del segundo eje principal 5.
La Figura 2 muestra el eje de maniobra 10 de un
cambio de velocidades a lo largo de un tercer eje principal 9. En
el eje de maniobra 10 está dispuesto un elemento activador que
consta de un primer imán permanente 11 que tiene una longitud c y
un segundo imán permanente 12 que tiene una longitud d. Ambos
imanes permanentes 11, 12 se encuentran a la distancia e entre sí.
El primer imán permanente está configurado con forma de barra. Si
se dispone el eje de maniobra 10 frente al sistema de sensores de
posición magnéticos que está representado en la Figura 1 de forma
tal que el tercer eje principal discurra paralelamente al plano
definido por el primer eje principal y el segundo eje principal y
se encuentre a una distancia de dicho plano, y que la proyección
vertical de dicho tercer eje principal sobre el susodicho plano
corte al primer sensor de posición, al ser girado el eje de
maniobra 10 en torno al tercer eje principal 9 el primer imán
permanente 11 experimenta un desplazamiento a lo largo del primer
eje principal 1. Este desplazamiento del imán permanente 11 puede
ser detectado por el primer sensor de posición. El movimiento de
rotación del eje de maniobra 10 en torno al tercer eje principal 9
es en cierto modo convertido en una traslación a lo largo del
primer eje principal 1. Gracias a la configuración con forma de
barra del primer imán permanente 11, incluso si el eje de maniobra
10 es desplazado a lo largo del tercer eje principal 9 el
movimiento de rotación del eje de maniobra 10 en torno al tercer eje
principal 9 puede ser detectado por el primer sensor de posición.
El segundo imán permanente 12 está configurado con simetría
rotacional en torno al tercer eje principal 9.
Claims (4)
1. Sistema de sensores de posición magnéticos
para la detección de rotación y traslación,
con un primer sensor de posición que presenta
- un primer eje principal (1) a lo largo del cual
están dispuestos
- en torno a un primer núcleo (3)
- un primer arrollamiento primario (2) y
- un primer arrollamiento secundario (4),
y con un segundo sensor de posición que
presenta
- un segundo eje principal (5) a lo largo del
cual están dispuestos
- en torno a un segundo núcleo (7) que tiene
aproximadamente una longitud a
- un segundo arrollamiento primario (6) que tiene
la longitud a y
- un segundo arrollamiento secundario (8),
siendo el primer eje principal y el segundo eje
principal (1, 5) prácticamente perpendiculares entre sí, estando el
primer sensor de posición dispuesto en el punto de intersección de
ambos ejes principales (1, 5), estando el extremo del segundo
sensor de posición que es el extremo que está encarado al primer
sensor de posición situado a la distancia b del primer eje
principal (1), y estando el segundo arrollamiento secundario (8)
dispuesto en el extremo del segundo arrollamiento primario (6) que
es el extremo que está de espaldas al primer sensor de
posición.
2. Sistema según la reivindicación 1,
con un elemento activador que presenta
- un tercer eje principal (9),
- un primer imán permanente (11) que tiene forma
de barra, está dispuesto paralelamente al tercer eje principal (9) y
a una distancia del mismo y tiene la longitud c
- y un segundo imán permanente (12) que es
rotacionalmente simétrico en torno al tercer eje principal (9) y
tiene la longitud d,
estando el tercer eje principal (9) dispuesto
paralelamente al plano definido por el primer eje principal y el
segundo eje principal (1, 5) y a una distancia de dicho plano de
forma tal que la proyección vertical de dicho tercer eje principal
sobre el susodicho plano corta al primer sensor de posición,
y estando el primer imán permanente y el segundo
imán permanente (11, 12) dispuestos de forma tal que están
desplazados entre sí a lo largo del tercer eje principal (9), de
tal manera que los extremos de los imanes permanentes (11, 12) que
están encarados entre sí se encuentran a la distancia e entre
sí.
3. Sistema según la reivindicación 2 para la
simultánea detección de la rotación del elemento activador en torno
al tercer eje principal (9) y de la traslación del elemento
activador recorriendo una longitud x a lo largo del tercer eje
principal (9), estando las magnitudes a, b, c, d y e elegidas de
forma tal que se cumple lo siguiente: a es mayor que o igual a x, c
es mayor que o igual a x, y c + e + d es mayor que o igual a b +
x.
4. Uso del sistema según la reivindicación 3 en
un cambio de velocidades para la detección de la rotación y la
traslación de un eje de maniobra (10), estando el elemento
activador fijamente unido al eje de maniobra (10), y siendo el eje
de simetría del eje de maniobra (10) el tercer eje principal
(9).
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