DE3005836A1

DE3005836A1 - Magnetic polarisation surge generator for ignition distributor - has ferromagnetic wire surrounded by pick-up coil and with long ends extending to avoid affecting magnetic reversal

Info

Publication number: DE3005836A1
Application number: DE19803005836
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr. Esper; Gottfried Ing.(grad.) 7144 Asperg Meudt; Jörg Dipl.-Phys. Dr. 7250 Leonberg Schweikhardt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-02-16
Filing date: 1980-02-16
Publication date: 1981-09-03

Abstract

Electrical signals are generated by magnetic reversal of a mechanically pre-treated ferromagnetic wire surrounded by at least one pick-up coil, the arrangement being suitable for an ignition distributor system. Both ends of the wire (8), e.g. Wiegand wire, project so far out of the pick-up coil (9) that they do not affect the reversing of the magnetization. For precise release of signals, the wire has a mechanically, deformed place, e.g. groove, slot, notch, jag, scoring, depression, bend, kink or crack. The length of the wire extending from the ends of the pick-up coil is longer than the length surrounded by the coil. The wire (8) and coil (9) are positioned between at least two screen plates (2), each with at least one opening (7). Fins (5,6) of different magnetic polarity can be driven past the latter (7).

Description

Magnetischer PolarisationssprunggeberMagnetic polarization jumper

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem magnetischen Polarisationssprunggeber nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der deutschen Patentanmeldung 28 51 365 ist ein Magnetgeber zur Abgabe von elektrischen Signalen bei der Ummagnetisierung eines ferromagnetischen Drahtes vorgeschlagen. Vor seiner Anwendung wird der Draht einer aufwendigen mechanischen Behandlung ausgesetzt. Der Draht (z.B. Wieganddraht) wird mit Hilfe eines Magnetsystems bis zur Sättigung so aufmagnetisiert, daß über seine Länge mindestens zwei Zonen entgegengesetzter Magnetisierung entstehen. Dadurch werden bei einer anschließenden Ummagnetisierung'die nicht bis zur Sättigung geht, in den den einzelnen Drahtabschnitten zugeordneten Abnehmer spulen - die Anzahl der Abnehmerspulen entspricht der Anzahl der Draht zonen - durch die Ummagnetisierung der einzelnen Draht zonen hohe Signale mit gleicher oder unterschiedlicher Erscheinungszeit und je nach Magnetisierungsrichtung entgegengesetzten oder gleichen Vorzeichens induziert. Dieser bekannte Magnetgeber hat aber den Nachteil, daß zur Erreichung bipolare Signale mindestens zwei Spulen nötig sind, so daß die Anordnung aufwendig ist. Weiterhin läßt sich in verschiedenen Fällen, z.B. bei der Verwendung in einem Zündverteiler, dieser bekannte Magnetgeber nicht anwenden.PRIOR ART The invention is based on a magnetic polarization jump transmitter according to the genre of the main claim. From German patent application 28 51 365 is a magnetic transmitter for the delivery of electrical signals during magnetization reversal proposed a ferromagnetic wire. Before its application, the wire exposed to complex mechanical treatment. The wire (e.g. Wiegand wire) is magnetized with the help of a magnet system until saturation so that over its length creates at least two zones of opposite magnetization. Through this with a subsequent magnetization reversal that does not go to saturation, coils in the consumers assigned to the individual wire sections - the number of the pick-up coils corresponds to the number of wire zones - due to the magnetic reversal the individual wire zones have high signals with the same or different appearance times and depending on the direction of magnetization, opposite or the same sign induced. However, this well-known magnetic encoder has the disadvantage that to achieve bipolar signals at least two coils are necessary, so that the arrangement is expensive. Furthermore, in various cases, e.g. when using in an ignition distributor, do not use this known magnetic encoder.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Polarisationssprunggeber mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bipolare Signale mit der Anwendung nur einer Spule und mit Hilfe eines einfacheren Magretsystems erhalten werden können.Advantages of the Invention The polarization jump transmitter according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage over this that bipolar signals with the application of only one coil and with the help of a simpler one Magretsystems can be obtained.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die weichmagnetischen Abschirmbleche den Draht weitgehend einkapseln, so daß er durch Fremdfelder praktisch nicht oder nur wenig beeinflußt werden kann. Sollte doch eine Störung durch ein Fremdfeld auf den Draht einwirken, so regelt sich der ursprüngliche Magnetisierungszustand nach ein bis zwei Umläufen der Leitbleche wieder von selbst ein, wenn zum Ansteuern Magnetfelder mit einer Feldstärke verwendet werden, die praktisch zur Sättigung des Magnetwerkstoffes ausreichen. Weiterhin ist vorteilhaft, daß die horizontale Anordnung des Drahtes eine flache Bauweise erlaubt, so daß der Polarisationssprunggeber für das Zündverteilersystem eines Kraftfahrzeuges verwendet werden kann. Vorteilhaft ist außerdem, daß die Signalamplitude weitgehend unabhängig von der Drehzahl der umlaufenden Welle ist.The measures listed in the subclaims are advantageous Further training and improvements of the facility specified in the main claim possible. It is particularly advantageous that the soft magnetic shielding plates Encapsulate the wire to a large extent so that it is practically impossible or only due to external fields can be little influenced. Should a disturbance from a foreign field affect the If the wire acts, the original state of magnetization will be adjusted accordingly up to two revolutions of the baffles again by itself when activating magnetic fields be used with a field strength that practically saturates the magnetic material sufficient. It is also advantageous that the horizontal arrangement of the wire a flat design allows, so that the polarization jump generator for the ignition distributor system a motor vehicle can be used. It is also advantageous that the signal amplitude is largely independent of the speed of the rotating shaft.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt die Gesamtansicht des Gebers, Fig. 2 einen Schnitt nach den Schnittlinien I-I.und Fig. 3 eine am Draht angebrachte Fehlstelle.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Fig. 1 shows the overall view of the encoder, Fig. 2 shows a section along the lines I-I and 3 shows a defect attached to the wire.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles Der in Fig. 1 dargestellte Polarisationssprunggeber nutzt den Effekt aus, daß in einem Teil des Volumens eines mechanisch behandelten ferromagnetischen Drahtes bei einer Ummagnetisierung eine sprunghafte Änderung der Magnetisierungsrichtung eintritt, wenn die sogenannte Auslösefeldstärke überschritten wird. Dadurch wird in einer den Draht umgebenden Aufnehmerspule ein elektrischer Impuls mit einer Halbwertsbreite von ca. 5 - 10 g sec induziert. Die Konfiguration der Domänen des Drahtes (z.B. eines Vicalloy-Drahtes) muß im wesentlichen durch den Gefügeaufbau und durch eine mechanische Nachbehandlung, die aus einem Dehnen und Drillen des Drahtes nach seiner Herstellung entsteht, bestimmt sein.Description of the exemplary embodiment The one shown in FIG Polarization jumper uses the effect that in a part of the volume one mechanically treated ferromagnetic wire with a magnetization reversal sudden change in the direction of magnetization occurs when the so-called triggering field strength is exceeded. This causes a in a pick-up coil surrounding the wire electrical impulse induced with a half-width of approx. 5 - 10 g sec. the Configuration of the domains of the wire (e.g. a Vicalloy wire) must essentially through the structure of the structure and through a mechanical aftertreatment that consists of a Stretching and twisting of the wire after its production is determined.

In Fig. 1 ist ein Dauermagnet 4 zentral um eine rotierende Welle 1, welche z.B. die Welle eines Zündverteilers sein kann, angebracht. An der Welle sind oberhalb und unterhalb des Dauermagneten 4 flügelförmige Leitbleche 5, 6 an der Welle 1 befestigt, die das magnetische Feld in den Aussenraum leiten. Die Leitbleche 5, 6 für die beiden magnetischen Pole sind um einen gewissen Winkel gegeneinander versetzt. Um die Welle 1 und den Dauermagneten 3 sind konzentrisch zwei weichmagnetische scheibenförmige Abschirmbleche 2, die durch einen den Dauermagneten 4 umgebenden weichmagnetischen Ring 3 miteiander verbunden sind, angeordnet. Oberhalb und unterhalb dieser Abschirmbleche 2 bewegen sich die Leitbleche 5, 6. Die Abschirmbleche 2 weisen jeweils eine Öffnung 7 auf, die für beide Bleche an der gleichen Stelle liegt. Zwischen den Abschirmblechen 2 ist an der Öffnung 7 der mechanisch behandelte ferromagnetische Draht 8, der eine Aufnehmerspule 9 trägt. Der Draht 8 ist horizontal oder leicht zur Rotationsebene geneigt angeordnet und liegt mit seiner Achse senkrecht zum Durchmesser der scheibenförmigen Blenden 2. Die Aufnehmer spule 9 liegt unterhalb der in Umlaufrichtung der Leitbleche 5, 6 ersten Kante der Öffnung 7. Der Draht 8 ist sehr viel länger als die Spule 9 und ragt mit seinen Enden aus der Spule 9 heraus. Die Länge der beiden herausragenden Enden des Drahtes 8 entspricht jeweils ungefähr der Länge der Aufnehmerspule 9. Die Breite der Leitbleche 5, 6 entspricht ungefähr der Breite der Öffnung 7.In Fig. 1, a permanent magnet 4 is centered around a rotating shaft 1, which e.g. can be the shaft of an ignition distributor. Are on the wave above and below the permanent magnet 4 wing-shaped guide plates 5, 6 on the Shaft 1 attached, which conduct the magnetic field into the outside space. The baffles 5, 6 for the two magnetic poles are at a certain angle to each other offset. To the shaft 1 and the permanent magnet 3 are concentric two soft magnetic disk-shaped shielding plates 2, which are surrounded by a permanent magnet 4 soft magnetic ring 3 are connected to each other, arranged. Above and below these shielding plates 2 move the baffles 5, 6. The shielding plates 2 each have an opening 7, which for both sheets at the same point lies. The mechanically treated one is at the opening 7 between the shielding plates 2 ferromagnetic wire 8, which carries a pick-up coil 9. The wire 8 is horizontal or arranged slightly inclined to the plane of rotation and its axis is perpendicular to the diameter of the disc-shaped aperture 2. The pickup coil 9 is below the first edge of the opening 7 in the direction of rotation of the guide plates 5, 6. The wire 8 is very much longer than the coil 9 and its ends protrude from the coil 9 out. The length of the two protruding ends of the wire 8 corresponds in each case approximately the length of the pick-up coil 9. The width of the guide plates 5, 6 corresponds approximately the width of the opening 7.

Das durch den Dauermagneten 4 hervorgerufene Magnetfeld gelangt über die Leitbleche 5, 6 zu dem Draht 8, der von der Spule 9 umgeben ist. Bei Drehung der Welle werden abwechselnd die Leitbleche 5, 6 an der Öffnung 7 vorübergeführt, so daß sich die Richtung des Magnetfeldes im Draht 8 ständig ändert, d.h. der Draht 8 wird ständig ummagnetisiert. Bei jeder Ummagnetisierung wird in dem Draht 9 ein Impuls induziert, durch dem z.B. der Zündfunke eines Kraftfahrzeuges gesteuert werden kann.The magnetic field caused by the permanent magnet 4 passes over the guide plates 5, 6 to the wire 8 which is surrounded by the coil 9. When rotating the shaft, the guide plates 5, 6 are alternately led past the opening 7, so that the direction of the magnetic field in the wire 8 is constantly changing, i.e. the wire 8 is constantly being magnetized. With each reversal of magnetization, the wire 9 becomes a Impulse induced, by means of which e.g. the ignition spark of a motor vehicle can be controlled can.

Um bipolare Impulse mit ausreichender Amplitude z.B.> 500 mV, vorzugsweise ' 1000 mV zu erreichen, muß das Gefüge des Drahtes möglichst homogen sein, damit die Bewegung von Bloch-Wänden bei einer Ummagnetisierung nicht behindert wird. Daher soll der Draht möglichst frei von Fehlstellen, wie Lunkern, Poren, Einschlüssen o.ä. sein, und die durch die mechanische Nachbehandlung des ferromagnetischen Drahtes hervorgerufene Domänenstruktur sollte als Vorzugsrichtung die Achsrichtung des Drahtes aufweisen, damit bei Erreichen der Auslösefeldstärke eine Ummagnetisierung durch große Barkhausensprünge ermöglicht wird. Die Ummagnetisierung geschieht bei Erfüllung der obengenannten Voraussetzung innerhalb von ungefähr 10 - 30 sec, wodurch in der den Draht umgebenden Spule elektrische Impulse von der gewünschten Amplitude erzeugt werden.To get bipolar pulses with sufficient amplitude e.g.> 500 mV, preferably 'To achieve 1000 mV, the structure of the wire must be as homogeneous as possible, so the movement of Bloch walls is not hindered in the event of a magnetization reversal. Therefore the wire should be as free as possible from defects such as voids, pores and inclusions or the like, and the mechanical post-treatment of the ferromagnetic wire evoked Domain structure should have the axial direction of the wire as the preferred direction, This means that when the triggering field strength is reached, magnetization is reversed due to large Barkhausen jumps is made possible. The magnetization reversal occurs when the above is met Prerequisite within about 10 - 30 sec, creating in the surrounding the wire Coil electrical pulses of the desired amplitude are generated.

Drahtenden sind sehr starke Störstellen, die das Ausbilden großer bipolarer Impulse behindern. Diese notwendigerweise auftretenden Störstellen werden dann vermieden, wenn die Drahtenden weiter entfernt von dem Drahtbereich liegen, der von der Aufnehmerspule 9 umgeben wird. Der Draht 8 muß daher eine Länge aufweisen, die sich aus der geforderten wirksamen Drahtlänge und der Länge der Zonen mit gestörter Domänenstruktur an den Drahtenden zusammsetzt, wobei diese Längen noch von der jeweiligen Magnetkreisanordnung abhängen. Als günstig hat sich eine Länge des Drahtes 9 von 20 - 30 mm und eine Aufnehmerspule 9 von 5 - 8 mm erwiesen.Wire ends are very strong imperfections that cause large hinder bipolar impulses. These imperfections will necessarily occur then avoided if the wire ends are further away from the wire area, which is surrounded by the pick-up coil 9. The wire 8 must therefore have a length resulting from the required effective wire length and the length of the zones with disturbed Domain structure at the wire ends together, these lengths depending on the respective Dependent on magnetic circuit arrangement. A length of the wire 9 of 20 - 30 mm and a pick-up coil 9 of 5 - 8 mm.

Weiterhin ist es wichtig, daß über die Drahtlänge, die für die Erzeugung der elektrischen Impulse herangezogen wird, ein einheitliches Magnetfeld herrscht, das sich bei einer Ummagnetisierung auch einheitlich ändert. Daher dürfen keine Störfelder das zur Ummagnetisierung dienende Magnetfeld beeinflussen, was weitgehend durch die weichmagnetischen Abschirmbleche 2 vermieden wird.Furthermore, it is important to be aware of the length of wire used for the generation the electrical impulses are used, there is a uniform magnetic field, which also changes uniformly when the magnetization is reversed. Therefore no Interference fields affect the magnetic field used for magnetization reversal, which largely is avoided by the soft magnetic shielding plates 2.

Der Ort des Auftretens einer Bloch-Wand in einem homogenen Draht, das sich in einem einheitlichen und sich einheitlich ändernden Magnetfeld befindet, ist über die betreffende Drahtlänge statistisch verteilt. Dadurch können unzulässig große Differenzen in dem zeitlichen Abstand zweier auf ein anderfolgender elektrischer Impulse entstehen. Dieses kann dadurch vermieden werden, wenn die Bloch-Wände immer vom gleichen Ort des Drahtes loslaufen.The place of appearance of a Bloch wall in a homogeneous wire, which is in a uniform and uniformly changing magnetic field, is statistically distributed over the relevant wire length. This can make it illegal large differences in the time interval between two on one other electrical impulses arise. This can be avoided if the Bloch walls always start from the same place on the wire.

Das kann erreicht werden, wenn der Draht mit einer künstlichen Fehlstelle wie Kerbe, Knick oder Doppelknick versehen wird, da von solchen Stellen Bloch-Wände schon bei niedrigeren Feldstärken abgelöst werden können. In Fig. 3 ist ein mit einem Doppelknick versehener Draht 8 gezeigt, wobei ein Doppelknick eine Fehlstelle ist, die durch leichtes Anbiegen des Drahtes über eine Kante hervorgerufen wird, wodurch der linke Teil des Drahtes gegenüber dem rechten versetzt ist.That can be achieved if the wire has an artificial flaw such as notch, kink or double kink, as Bloch walls are made of such places can be detached even at lower field strengths. In Fig. 3 is a with A wire 8 provided with a double kink is shown, a double kink being a defect caused by bending the wire slightly over an edge, whereby the left part of the wire is offset from the right.

Die Größe der Versetzung kann zwischen 15 % und 80 % des Drahtdurchmessers betragen.The size of the offset can be between 15% and 80% of the wire diameter be.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das hier beschriebene spezielle Ausführungsbeispiel beschränkt. so kann z.B. anstelle des Dauermagneten ein Elektromagnet benutzt werden und die Teile, die sich relativ zueinander bewegen, können in ihrer Bewegung vertauscht werden. Es lassen sich auch andere geometrische Anordnungen vorstellen, die praktisch die gleiche Wirkungsweise haben.Of course, the invention is not limited to that described here special embodiment limited. e.g. instead of the permanent magnet an electromagnet can be used and the parts that move relative to each other, can be swapped in their movement. It can also be other geometric Imagine arrangements that have practically the same mode of operation.

Magnetischer Polarisationssprunggeber Zusammenfassung Es wird ein magnetischer Polarisationssprunggeber zum Erzeugen elektrischer Signale, vorzugsweise für ein Zündverteilersystem vorgeschlagen. Die elektrischen Signale werden durch Ummagnetisierung eines mechanisch vorbehandelten ferromagnetischen Drahtes (8) (z.B. Wieganddraht), der von einer Abnehmerspule (9) umgeben ist, in der Abnehmerspule erzeugt. Die beiden Enden des Drahtes (8) ragen soweit aus der Abnehmerspule (9) heraus, daß das zur Ummagnetisierung dienende, durch Dauer- oder Elektromagnete hervorgerufene Magnetfeld über die Länge der Abnehmerspule einheitlich ist.Magnetic Polarization Jumper Summary It will be a magnetic polarization jumper for generating electrical signals, preferably proposed for an ignition distributor system. The electrical signals are through Magnetization reversal of a mechanically pretreated ferromagnetic wire (8) (e.g. Wiegand wire), which is surrounded by a pick-up bobbin (9), in the pick-up bobbin generated. The two ends of the wire (8) protrude so far from the pick-up reel (9) found out that the magnetization used by permanent magnets or electromagnets The generated magnetic field is uniform over the length of the pickup coil.

Claims

Claims for magnetic polarization jumper for generating electrical freshness Signals through magnetization reversal of a mechanically pretreated ferromagnetic Wire, which is surrounded by at least one pick-up coil, preferably for a Ignition distributor system, characterized in that the two ends of the wire (8) so far protrude from the pick-up coil (9) that they do not reverse the magnetization influence.

2. Polarization switch according to claim 1, characterized in that that for the defined triggering of the signals, the wire (8) with a mechanical flaw like notch, kink is provided.

3. Polarization jump transmitter according to claim 1 or claim 2, characterized characterized in that the length of the ends of the wire protruding beyond the coil (9) (8) each greater than the length of the wire surrounded by the pick-up coil (9) is.

4. Polarization jump transmitter according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the wire (8) with a coil (9) between at least two shielding plates (2) is arranged, each having at least one opening (7) and that baffles (5, 6) of different magnetic polarity can be guided past the openings (7) are.

5. polarization jump transmitter according to claim 4, characterized in that that a magnet, preferably permanent magnet (4) is provided around a rotating Shaft (1), preferably arranged around the distributor shaft, on the above and a guide plate (5, 6) is attached below the permanent magnet (4).

6. Polarization switch according to claim 5, characterized in that that the shielding plates (2) are disc-shaped, the rotating Shaft (1) and the permanent magnet (4) in the middle of the disk-shaped shielding plates (2) are arranged.

7. polarization jump transmitter according to claim 6, characterized in that that the shielding plates (2) via a ring (3) surrounding the permanent magnet (4) are connected to each other.

8. polarization jump transmitter according to one of claims 4 to 7, characterized characterized in that the wire (8) with the coil (9) horizontally between the shielding plates (2) is arranged.

9. Polarization jump transmitter according to one of claims 4 to 7, characterized characterized in that the wire (8) with the coil (9) between the shielding plates (2) is arranged and is slightly inclined relative to the plane of rotation.

10. Polarization jump transmitter according to one of claims 4 to 9, characterized characterized in that the wire axis is perpendicular to the diameter of the shielding plates (2) lies.

11. Polarization jump transmitter according to one of claims 4 to 10, characterized characterized in that the openings (7) of the shielding plates (2) lie one above the other.

12. Polarization jump generator according to one of claims 4 to 11, characterized characterized in that the guide plates (5, 6) are offset from one another.

13. Polarization jump transmitter according to one of claims 4 to 12, characterized characterized in that the width of the baffles (5, 6) is approximately the width of the opening (7) corresponds.