DE2811746C2

DE2811746C2 -

Info

Publication number: DE2811746C2
Application number: DE2811746A
Authority: DE
Inventors: Leonard Thomas Ann Arbor Mich. Us Tribe
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1977-03-31
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1989-02-02
Also published as: HU177461B; JPS53131878A; SE7803522L; FR2386039A1; GB1595680A; DE2811746A1; FR2386039B1; SU1082339A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehzahlgeber mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a speed sensor with the features of the preamble of the claim 1.

Drehzahlgeber lassen sich sehr vielfältig anwenden. Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet von Drehzahl gebern ist das von blockiergeschützten Bremsanlagen. Dort stellt der Drehzahlgeber ein Signal bereit, das charakteristisch für die Drehung des zugehörigen Rades ist. Dieses Ausgangssignal wird an einen Rechner gegeben, der die Entlastung des Bremsdruckes steuert. Es ist sehr wichtig, daß derartige Drehzahlgeber einen kompakten Aufbau aufweisen, damit sie bequem an vorgegebenen Fahr zeugen angebracht werden können, ohne daß nennenswerte Änderungen vorgenommen zu werden brauchen. Dennoch müssen die Drehzahlgeber ein starkes Ausgangssignal bereit stellen. Mit dieser Forderung verträgt es sich schlecht, daß der Drehzahlgeber zugleich eine hohe Störsignalunter drückung haben soll. Derartige Störsignale, die üblicher weise als Rauschen bezeichnet werden, werden infolge dynamischer Änderungen des Luftspaltes erhalten.Speed sensors can be used in many different ways. A particularly important area of application for speed This is from anti-lock braking systems. There the speed sensor provides a signal that characteristic of the rotation of the associated wheel is. This output signal is sent to a computer which controls the relief of the brake pressure. It is very important that such speed sensor a compact Have structure so that they can comfortably ride at given driving witnesses can be attached without significant Changes need to be made. Still have to the speed sensor has a strong output signal ready put. With this demand it is not well tolerated that the speed sensor at the same time a high interference signal should have pressure. Such interference signals, the more common wise referred to as noise will result Receive dynamic changes in the air gap.

Ein Drehzahlgeber mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-AS 11 92 428 bekannt. Bei diesem bekannten Drehzahlgeber ist zwischen den neben dem Geberrad angeordneten Schenkeln ein Permanent magnet angeordnet, dessen Nordpol dem einen Schenkel und dessen Südpol dem anderen Schenkel zugewandt ist. Um diesen Permanentmagneten herum erstreckt sich eine Wicklung, deren Enddrähte mit entsprechenden Klemmen verbunden sind.A speed sensor with the characteristics of the generic term of claim 1 is known from DE-AS 11 92 428. In this known speed sensor is between the legs arranged next to the encoder wheel are permanent magnet arranged, the north pole of one leg and whose south pole faces the other leg. A extends around this permanent magnet Winding, its end wires with appropriate terminals are connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dreh zahlgeber der angegebenen Art zu schaffen, mit dem ein besonders großes Ausgangssignal und eine besonders gute Störsignalunterdrückung erzielbar sind.The invention has for its object a rotation to create payers of the kind specified with the one particularly large output signal and a particularly good one Interference signal suppression can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Drehzahl geber der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved at a speed of the specified type by the characteristic Features of claim 1 solved.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wirkt die Einrichtung zum Magnetisieren der Schenkel mit gleichnamigen Pol flächen auf die Schenkel ein und erstreckt sich zwischen den Abschnitten der Schenkel, die bezüglich des Kernes vom Geberrad abliegen. Beide Schenkel liegen somit an gleichnamigen Polen an. Hierdurch werden die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung erörterten magnetischen Verhältnisse erreicht.The device works in the solution according to the invention for magnetizing the legs with the pole of the same name surfaces on the thighs and extends between the sections of the legs that relate to the core lie away from the sender wheel. Both legs are therefore in contact eponymous Poland. As a result, the in the magnetic description discussed below Conditions reached.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Drehzahlgeber weist einen einfachen und kompakten Aufbau auf und ist dennoch unempfindlich gegen dynamische Änderungen der Luft spaltabmessungen, die zu Störsignalen (Rauschen) führen. The speed sensor designed according to the invention has a simple and compact structure and is still insensitive to dynamic changes in air gap dimensions that lead to interference signals (noise).

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen angegeben.Advantageous developments of the invention are in the dependent claims Chen specified.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention based on an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Drehzahlgeber; FIG. 1 is a sectional view of a speed sensor;

Fig. 2 bis 4 schematische Ansichten des Drehzahlgebers nach Fig. 1, wobei jeweils verschiedene Stellungen zwischen Geberrad und Aufnehmber gezeigt sind und der entsprechende Feldverlauf angegeben ist. Fig. 2 to 4 are schematic views of the speed sensor according to Fig. 1, each showing different positions between the sensor wheel and pickup and the corresponding field profile is given.

In der Zeichnung ist ein Drehzahlgeber insgesamt mit 11 bezeichnet, Er eignet sich insbesondere zur Ermittlung der Drehzahl eines ihm zugeordneten Rades, d. h. zur Erzeugung eines der Radgeschwindigkeit zugeordneten Signales, das an die Steuereinheit einer blockierge schützten Bremsanlage oder einen Rechner (nicht gezeigt) weiterge geben werden kann, welcher die vom Drehzahlgeber 11 bereitgestellten Signale weiterverarbeitet. Es versteht sich jedoch, daß der Drehzahlgeber 11 auch für die verschiedensten anderen Einsatzformen verwendet werden kann.In the drawing, a speed sensor is generally designated 11. It is particularly suitable for determining the speed of a wheel assigned to it, ie for generating a signal assigned to the wheel speed, which is passed on to the control unit of a brake system protected by a lock or a computer (not shown) can be, which processes the signals provided by the speed sensor 11 . However, it is understood that the speed sensor 11 can also be used for a wide variety of other uses.

Der Drehzahlgeber 11 hat ein Geberrad 12, das aus ferromagnetischem Material gefertigt ist und zusammen mit einem zugeordneten Rad um läuft. Das Geberrad 12 besitzt eine Vielzahl in radialer Richtung ver laufender Zähne, von denen in der Zeichnung nur drei gezeigt sind, die dort mit 13, 14, 15 bezeichnet sind. Zwischen den Zähnen liegen Luftspalte 16, 17.The speed sensor 11 has a sensor wheel 12 , which is made of ferromagnetic material and runs around with an associated wheel. The encoder wheel 12 has a plurality of teeth running in the radial direction, of which only three are shown in the drawing, which are designated 13, 14, 15 there. There are air gaps 16, 17 between the teeth.

In der Zeichnung ist ein stationärer Aufnehmer insgesamt mit 18 bezeichnet. Er ist an einem feststehenden Teil des Fahrzeuges ange bracht. Der Aufnehmer 18 besteht aus einem nicht magnetischen äußeren Gehäuse 19, das z. B. aus Aluminium hergestellt sein kann. Dieses Gehäuse hat zwei nach außen verlaufende Befestigungsflansche 21, 22. Innerhalb eines zentralen Hohlraumes des Gehäuses 19 ist ein Paar in Abstand angeordneter Schenkel 23, 24 angeordnet, die ebenfalls aus ferromagnetischem Material hergestellt sind. Ein ferromagnetischer Kern 25 weist Vorsprünge 26, 27 auf, die in zen trale Ausnehmungen der Schenkel 23, 24 eingreifen. Auf diese Weise erhält man ein im wesentlichen H-förmiges magnetisches Joch. Eine Spule 28 umgibt den Kern 25. Sie ist elektrisch mit zwei Klemmen 31, 32 verbunden. Das Gehäuse 19 trägt ferner einen Permanentmagneten 33, welcher neben dem Abschnitt der Schenkel 23, 24 angeordnet ist, welche sich vom Geberrad 12 weg erstrecken. Wie später noch ge nauer beschrieben werden wird, ist der Permanentmagnet 33 derart magnetisiert, daß gleichnamige Pole neben den innenliegenden Enden der Schenkel 23, 24 liegen. Statt dessen können auch zwei getrennte Permanentmagnete vorgesehen werden, wobei dann jeweils einer der Magnete für einen der Schenkel 23, 24 vorgesehen ist.In the drawing, a stationary transducer is designated 18 in total. It is attached to a fixed part of the vehicle. The transducer 18 consists of a non-magnetic outer housing 19 which, for. B. can be made of aluminum. This housing has two fastening flanges 21, 22 running outwards. A pair of spaced legs 23, 24 , which are also made of ferromagnetic material, are disposed within a central cavity of the housing 19 . A ferromagnetic core 25 has projections 26, 27 which engage in central recesses of the legs 23, 24 . In this way, an essentially H-shaped magnetic yoke is obtained. A coil 28 surrounds the core 25 . It is electrically connected to two terminals 31, 32 . The housing 19 also carries a permanent magnet 33 which is arranged next to the portion of the legs 23, 24 which extend away from the transmitter wheel 12 . As will be described in more detail later, the permanent magnet 33 is magnetized such that the poles of the same name lie next to the inner ends of the legs 23, 24 . Instead, two separate permanent magnets can also be provided, in which case one of the magnets is provided for one of the legs 23, 24 .

Die Arbeitsweise des oben beschriebenen Drehzahlgebers wird nun anhand der schematischen Darstellungen der Fig. 2 bis 4 erläutert.The operation of the speed sensor described above will now be explained with reference to the schematic representations of FIGS. 2 to 4.

Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, ist der Abstand zwischen den Schenkeln 23, 24 geringfügig größer als der Abstand zwischen zweien der Zähne 13, 14, 15. Der Abstand zwischen beiden Schenkeln ist jedoch kleiner als der Abstand zwischen drei Zähnen des Ton rades. Unter normalen Umständen steht somit nur einer der Schen kel, nämlich der Schenkel 23 oder der Schenkel 24, neben einem der Zähne 13, 14 oder 15 des Geberrades. In den Fig. 2-4 ist die Drehrich tung des Geberrades 12 durch den Pfeil 35 angedeutet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, steht zunächst der Schenkel 24 neben dem Zahn 15 des Geberrades 12, während der Schenkel 23 neben dem Luftspalt 16 des Geberrades 12 steht.As can be seen from these figures, the distance between the legs 23, 24 is slightly larger than the distance between two of the teeth 13, 14, 15 . However, the distance between the two legs is smaller than the distance between three teeth of the clay wheel. Under normal circumstances, only one of the legs, namely the leg 23 or the leg 24 , is next to one of the teeth 13, 14 or 15 of the encoder wheel. In FIGS. 2-4, the rotation of the sensor wheel Rich is tung indicated by the arrow 35 12. As can be seen from FIG. 2, the leg 24 is next to the tooth 15 of the sensor wheel 12 , while the leg 23 is next to the air gap 16 of the sensor wheel 12 .

Wie oben schon ausgeführt worden ist, ist der Permanentmagnet 33 so ausgelegt, daß die Schenkel 23, 24 mit gleichnamigen Polen ver bunden sind. Die Pole sind in den Fig. 2 bis 4 eingezeichnet. Bei der gezeigten Ausführungsform stehen die Schenkel 23, 24 beide unter dem Einfluß der Nordpole des Magneten 33.As has already been stated above, the permanent magnet 33 is designed such that the legs 23, 24 are connected with the same-named poles. The poles are shown in FIGS. 2 to 4. In the embodiment shown, the legs 23, 24 are both influenced by the north poles of the magnet 33 .

Betrachtet man die in Fig. 2 gezeigte Relativstellung zwischen Geberrad und Aufnehmer, so besteht ein erster, durch die ausgezogene Linie 36 wiedergegebener magnetischer Weg vom Nordpol des Permanent magneten 33 über den Schenkel 24 und über den kleinen axialen Luftspalt zum Zahn 15 des Geberrades 12 und zurück zum Südpol des Permanent magneten 33. Ein zweiter magnetischer Weg verläuft vom Nordpol des Permanentmagneten 33 über den Schenkel 23, über den Kern 25, über den Schenkel 24, über den kleinen Luftspalt zum Zahn 15 und zurück zum Südpol des Permanentmagneten. Dieser magnetische Weg ist durch die ausgezogene Linie 37 wiedergegeben. Zu dem hier betrachteten Zeitpunkt ist die Änderungsgeschwindigkeit des durch den Kern 25 gehenden Magnetflusses 0, und in der Spule 28 wird keine Spannung induziert.If one looks at the relative position shown in FIG. 2 between the encoder wheel and the transducer, there is a first magnetic path represented by the solid line 36 from the north pole of the permanent magnet 33 via the leg 24 and the small axial air gap to the tooth 15 of the encoder wheel 12 and back to the south pole of the permanent magnet 33 . A second magnetic path runs from the north pole of the permanent magnet 33 over the leg 23 , over the core 25 , over the leg 24 , over the small air gap to the tooth 15 and back to the south pole of the permanent magnet. This magnetic path is shown by the solid line 37 . At the time considered here, the rate of change of the magnetic flux passing through the core 25 is 0 and no voltage is induced in the coil 28 .

Dreht sich das Geberrad 12 weiter, so fluchtet der Schenkel 23 etwas mit dem Zahn 13 des Geberrades; der Schenkel 24 fluchtet etwas mit dem Zahn 15 des Geberrades. Von dem Permanentmagneten 33 verlaufen dann magnetische Wege über die einzelnen Schenkel 23, 24 zu den Zähnen 13, 15 und zurück zum Permanentmagneten 33. Diese magnetischen Wege sind durch ausgezogene Linien 38, 39 in Fig. 3 wiedergegeben. Bei dieser Relativstellung zwischen Geberrad und Aufnehmer liegt kein Magnetfluß durch den Kern 25 vor; die Änderungsgeschwindigkeit des Magnetflusses durch den Kern 25 ist jedoch maximal, und in der Spule 28 wird die größte Spannung induziert. Diese Spannung steht auch an den Klemmen 31 und 32 an.If the encoder wheel 12 continues to rotate, the leg 23 is somewhat aligned with the tooth 13 of the encoder wheel; the leg 24 is somewhat aligned with the tooth 15 of the transmitter wheel. Magnetic paths then run from the permanent magnet 33 via the individual legs 23, 24 to the teeth 13, 15 and back to the permanent magnet 33 . These magnetic paths are represented by solid lines 38, 39 in FIG. 3. With this relative position between the encoder wheel and the transducer, there is no magnetic flux through the core 25 ; however, the rate of change of the magnetic flux through the core 25 is at a maximum, and the greatest voltage is induced in the coil 28 . This voltage is also present at terminals 31 and 32 .

Bei weiterer Drehung des Geberrades 12 (vgl. Fig. 4), kommt der Zahn 13 des Geberrades in eine mit dem Schenkel 23 des Aufnehmers fluchtende Lage. In dieser Stellung verläuft ein magnetischer Weg vom Permanentmagneten 33 über den Schenkel 23 zum Zahn 13 und zu rück zum Permanentmagneten 33. Dieser magnetische Weg ist in Fig. 4 durch die ausgezogene Linie 41 wiedergegeben. Ein weiterer magnetischer Weg verläuft in ähnlicher Weise vom Permanentmagneten 33 über den Schenkel 24, längs des Kernes 25 und durch den Schenkel 23 zum Zahn 13. Dieser magnetische Weg ist in Fig. 4 durch die ausge zogene Linie 42 wiedergegeben. Die Änderungsgeschwindigkeit des durch den Kern 25 hindurchgehenden Magnetflusses ist jetzt wieder 0, und in der Spule wird keine Spannung induziert. Damit ist ein halber Zyklus des Drehzahlgebers durchlaufen.Upon further rotation of the encoder wheel 12 (cf. FIG. 4), the tooth 13 of the encoder wheel comes into a position aligned with the leg 23 of the sensor. In this position, a magnetic path runs from the permanent magnet 33 via the leg 23 to the tooth 13 and back to the permanent magnet 33 . This magnetic path is shown in FIG. 4 by the solid line 41 . Another magnetic path runs in a similar manner from the permanent magnet 33 over the leg 24 , along the core 25 and through the leg 23 to the tooth 13 . This magnetic path is shown in Fig. 4 by the solid line 42 . The rate of change of the magnetic flux passing through the core 25 is now 0 again and no voltage is induced in the coil. This completes half a cycle of the speed encoder.

Aus der obenstehenden Beschreibung geht klar hervor, daß eine Relativ drehung zwischen Geberrad 12 und Aufnehmer 18 zu einem magnetischen Wechselfluß durch den Kern 25 führt. Hierdurch wird an den Klemmen 31, 32 ein Spannungssignal erhalten, das charakteristisch für die Winkelgeschwindigkeit des zugeordneten Rades ist.From the above description it is clear that a relative rotation between the encoder wheel 12 and sensor 18 leads to a magnetic alternating flux through the core 25 . In this way, a voltage signal is obtained at the terminals 31, 32 which is characteristic of the angular velocity of the associated wheel.

Mit dem oben beschriebenen Drehzahlgeber wird ein für dessen Größe beachtlich großes Ausgangssignal erhalten. Darüber hinaus wird eine beachtliche Rauschverminderung, d. h. eine sehr gute Stör signalunterdrückung erhalten. Derartige Störsignale können - wie gesagt - durch Änderungen im axialen Abstand zwischen dem Aufnehmer 18 und dem Geberrad 12, insbesondere durch Erschütterungen und Schwingungen im Betrieb, erzeugt werden. With the speed sensor described above, a remarkably large output signal is obtained for its size. In addition, a considerable reduction in noise, ie a very good interference suppression is obtained. Such interference signals can - as mentioned - be generated by changes in the axial distance between the transducer 18 and the sensor wheel 12 , in particular by shocks and vibrations during operation.

Der einstückige Permanentmagnet 33 kann durch zwei getrennte Permanentmagnete ersetzt werden, die jeweils einem der Schenkel 23, 24 benachbart sind.The one-piece permanent magnet 33 can be replaced by two separate permanent magnets, each of which is adjacent to one of the legs 23, 24 .

Claims

1. Speed sensor, in particular for the wheel of a driving tool, with a rotatable sensor material made of magnetic material, which has a large number of teeth separated by spaces, and with a stationary sensor arranged next to the sensor wheel, the two at a distance from one another and next to the Legs arranged encoder wheel, a core extending between the legs, a coil surrounding the core and a device arranged between the legs for magnetizing the legs, characterized in that the device for magnetizing the legs ( 23, 24 ) with pole faces of the same name the leg acts and extends between the sections of the legs which are located with respect to the core ( 25 ) from the transmitter wheel ( 12 ).

2. Speed sensor according to claim 1, characterized in that the distance between the legs ( 23, 24 ) of the transducer ( 18 ) is greater than the spacing between two adjacent teeth ( 13, 14, 15 ) of the encoder wheel ( 12 ) and is smaller than the distance between three teeth of the encoder wheel.

3. Speed sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the device for magnetizing the legs is a permanent magnet ( 33 ).