AT524982A1 - MT-Sensor - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Messen einer Umdrehung eines ersten Zahnrades (2) um eine Welle (1) mittels einer Vorrichtung umfassend - die Welle (1), - ein erstes Zahnrad (2), welches erstes Zahnrad (2) mit der Welle (1) gekoppelt ist, - ein zweites Zahnrad (3), welches zweites Zahnrad (3) mit dem ersten Zahnrad (2) gekoppelt ist, - einen um eine erste Zahnradachse (4) drehbaren ersten Magneten (6), welcher erster Magnet (6) mit dem ersten Zahnrad (2) gekoppelt ist, - einen um eine zweite Zahnradachse (5) drehbaren zweiten Magneten (7), welcher zweiter Magnet (7) mit dem zweiten Zahnrad (3) gekoppelt ist, wobei eine erste Drehstellung des ersten Magneten (6) mit einem ersten Sensor (8) und eine zweite Drehstellung des zweiten Magneten (7) mit einem zweiten Sensor (9) ermittelbar ist, wobei ein erstes Referenzsignal des ersten Sensors (8) in einer Nullstellung des ersten Magneten (6) und/oder ein zweites Referenzsignal des zweiten Sensors (9) in einer Nullstellung des zweiten Magneten (7) in einer Datenbank abgespeichert wird.
Description
Die hier offenbarte Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1 bis 3.
Die hier offenbarte Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruches 4,
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung betreffen ein Verfahren beziehungsweise eine
Vorrichtung zum Messen von Umdrehungen einer Welle.
DE102009048389 unterscheidet sich von dem genannten Stand der Technik durch ein mitdrehendes Flussleitelement und dadurch, dass die drehenden Magneteinheiten mindestens einen Magneten umfassen. DE102009048389, Figur la-c offenbaren die Anordnung von zwei Magneten auf einer Welle, welche Magnete exzentrisch zu der Welle angeordnet sind und zu der Rotationsachse der Welle parallele Polachsen aufweisen. DE102009048389, Figur 10a-b offenbart die Anordnung eines Magneten auf einer Welle, welcher Magnet eine zu der diametralen Richtung der Welle parallele
Polachse aufweist.
Es findet sich in DE102009048389 kein Hinweis auf das Abspeichern einer Nullstellung oder weiteren Stellung der Magnete auf einem Datenspeicher. Die in DE102009048389 offenbarte Vorrichtung umfasst keinen Datenspeicher, weshalb diese Verfahrensschritte auf der in DE102009048389 offenbarten
Vorrichtung nicht durchführbar sind.
Es findet sich in DE102009048389 auch kein Hinweis auf die Ausbildung von Elementen der in DE102009048389 offenbarten
Vorrichtung aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff.
DE102005035107A1 wird in DE102009048389 als Stand der Technik genannt. DE102005035107A1 offenbart jeweils eine Permanentmagnetanordnung auf jeder Welle, wobei in DE102005035107A1 nicht offenbart ist, wie die Polachsen der Permanentmagnetanordnung orientiert sind. DE102005035107A1
liefert keinen Hinweis auf ein Abspeichern von Messsignalen der
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Sensoren bei einer Nullstellung oder einer weiteren Stellung des Magneten. Es findet sich in DE102005035107A1 ebenso kein Hinweis auf die Ausbildung von Elementen der Vorrichtung aus einem nicht
magnetisierbaren Werkstoff.
DE19821467 ist in DE102009048389 als ein relevanter Stand der Technik genannt. DE19821467 offenbart eine Vorrichtung zum Messen der Anzahl der Umdrehungen einer Welle. Es wird vorgeschlagen, ein eindimensionales Differenzgetriebe oder ein zweidimensionales Differentialgewinde einzusetzen. Es findet sich kein Hinweis auf die Koppelung von Magnetsensoren mit den
Zahnrädern der Differentialgetriebe.
Es findet sich in DE19821467 insbesondere kein Hinweis auf das Abspeichern von eine Nullstellung oder eine weitere Stellung der
Magnete beschreibenden Messsignalen auf einem Datenspeicher.
Es findet sich in DE19821467 weiters kein Hinweis auf die Ausbildung von Elementen der in DE19821467 beschriebenen
Vorrichtung aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff.
Folgende Dokumente zitierten DE102005035107A1 als Stand der Technik:
DE202008004480U1 offenbart eine Übersetzungsstufe, die zwischen dem Drehimpulsgeber (im Folgenden Magnet, Sensor) angeordnet ist. Es ist weiters eine Wellenkupplung mit einem
Übersetzungsgetriebe offenbart.
DE102006041056 offenbart einen Drehgeber mit weiteren Sensoren. Die Messsignale der weiteren Sensoren können in einer Datenbank gespeichert werden. Es findet sich in DE102006041056 kein Hinweis auf das Abspeichern der Messsignale in einer Nullstellung oder in einer weiteren Stellung eines rotierenden Körpers. Ebenso findet sich in DE102006041056 kein Hinweis auf die Ausbildung von Elementen der Vorrichtung aus einem nicht
magnetisierbaren Werkstoff.
Der in DE60214410 offenbarte Drehgeber umfasst kein Mittel zur Abspeicherung eines Messsignales in einer Nullstellung oder in
einer weiteren Stellung. Das in DE60214410 offenbarte
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Magnetfeld-Erfassungsmittel erlaubt ausschließlich die Erfassung
eines Drehwinkels.
Der in JP2008070130 offenbarte Drehgeber umfasst keinen
Datenspeicher.
Es ist nach dem Stand der Technik bekannt, die Umdrehungen einer Welle mittels eines sich ähnlich zu der Welle bewegenden Magneten zu bestimmen. Durch zumeist eine Rotation des Magneten wird die Ausrichtung eines Magnetfeldes zu zumindest einem ortsfest angeordneten Sensor verändert, wodurch eine Rotationsbewegung und die Positionsänderung des Magneten und somit der Welle über eine mit Hilfe des Sensors durchgeführte Messung bestimmbar ist. Es werden mit dem Sensor Messwerte ermittelt, welche Messwerte die Stellung des Magneten zu dem ortsfesten Sensor beschreiben. Dies schließt auch ein, dass über die Ermittlung der Ausrichtung des Magnetfeldes bei einer Rotationsbewegung des Magneten eine Rotationsposition des Magneten und der Welle bestimmbar ist. Diese, nach dem Stand der Technik bekannte Lehre ist aus den oben genannten Dokumenten nach dem Stand der Technik ableitbar und bedarf im Zuge der Diskussion des erfindungsgemäßen Verfahrens und der
erfindungsgemäßen Vorrichtung keiner weiteren Erläuterung.
In der Regel erfährt der Magnet eine Rotationsbewegung, worauf in der folgenden Offenbarung der Erfindung Bezug genommen wird. Es sind grundsätzlich auch andere Bewegungsformen des Magneten zufolge einer Rotationsbewegung der Welle denkbar. Es ist beispielsweise und somit nicht einschränkend denkbar, dass der Magnet über einen Spindelantrieb eine lineare Bewegung bei einer
Rotation der Welle erfährt.
In der nachstehenden Offenbarung ist mehrmals angeführt, dass eine Rotationsposition eines Magneten oder eines Zahnrades oder einer Welle ermittelt wird. Es ist für den Fachmann klar, dass hierbei über einen Sensor Messwerte über die Ausrichtung des
Magnetfeldes ermittelt werden und aus diesen Messwerten
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beziehungsweise aus der Ausrichtung des Magnetfeldes auf die
jeweilige Rotationsposition des Magnets geschlossen werden kann.
Es kann die Welle oder das Jeweilige Zahnrad mit dem jeweiligen Magneten derart gekoppelt sein, dass der jeweilige Magnet die Bewegung des Zahnrades beziehungsweise der Welle ausführt. Es kann die Koppelung von der jeweiligen Welle oder des Jeweiligen Zahnrades mit dem jeweiligen Magneten auch über ein Getriebe
erfolgen.
Die oben genannten Dokumente nach dem Stand der Technik weisen den Nachteil auf, dass die Magnete und die Zahnräder in einer definierten Nullstellung eingebaut werden müssen, um eine Umdrehung ab dieser Nullstellung zählen zu können. Es müssen die Pole des Magneten in einer bestimmten Stellung zu den Sensoren ausgerichtet sein, was - wie selbst der Laie erkennen kann -
grundsätzlich ein aufwendiger Vorgang ist.
EP2609399 offenbart hierzu Markierungen auf den Zahnrädern, damit die Zahnräder in einer definierten Stellung zueinander eingebaut werden können. Dies stellt keine Lösung für den aufwendigen Vorgang des Einbauens der Zahnräder und Magneten in bestimmten Positionen dar, da das aufwendige Anordnen der Zahnräder gleichsam bei der in EP2609399 offenbarten Vorrichtung
erforderlich ist.
Jede Abweichung von der definierten Stellung wird bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik als eine Rotationsbewegung des jeweiligen Magneten interpretiert. Ein Einfügen eines Magneten in einer von der ersten Referenzstellung abweichenden Stellung wird bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik unrichtiger Weise als eine gesehene Rotation des
Magneten interpretiert.
Ein Einbau eines Zahnrades in der vorgegebenen ersten Referenzstellung und ein Einbau des anderen Zahnrades in einer von der vorgegebenen zweiten Referenzstellung abweichenden Stellung (oder im umgekehrten Sinn) wird bei den Vorrichtungen
nach dem Stand der Technik als ein Messfehler interpretiert.
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Die hier vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, dieses nach dem Stand der Technik bestehende Problem des erforderlichen Einbaus der Magnete in bestimmten oder vorgegebenen Stellungen
zu dem Sensor zu lösen.
Die hier vorliegende Erfindung stellt sich weiters die Aufgabe, die Erfordernis der andauernden Messung zu unterbinden. Die Durchführung einer andauernden Messung kann durch eine Unterbrechung der Stromversorgung oder durch Wartungsarbeiten einer Vorrichtung unterbrochen werden, sodass nach einer solchen Unterbrechung nicht feststellbar ist, ob der Magnet während
dieser Unterbrechung gedreht wurde. Erfindungsgemäß wird dies durch den Anspruch 1 erreicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabestellung des einfacheren Zusammenstellens der Vorrichtung dadurch erreicht, dass ein erstes Referenzsignal des ersten Sensors bei einer Nullstellung des ersten Magneten und/oder ein zweites Referenzsignal des zweiten Sensors bei einer Nullstellung des zweiten Magneten in
einer Datenbank abgespeichert wird. Das Referenzsignal kann ein Bündel an Messsignalen sein.
ES kann der erste Magnet in einer beliebigen Rotationsposition zu dem ersten Sensor in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebracht werden. Es wird diese Rotationsstellung als erste Nullstellung des ersten Magneten mit Hilfe des ersten Sensors erfasst und als erste Nullstellung in der Datenbank gespeichert. Es muß die hier definierte erste Nullstellung keinesfalls zwingend die erste Rotationsstellung des ersten Magneten sein, in welcher Rotationsstellung der erste Magnet in die Vorrichtung eingebracht wird. Die erste Nullstellung kann auch eine erste Rotationsstellung sein, in welche erste Rotationsstellung der erste Rotationmagnet durch Drehen nach seiner Einbringung in die Vorrichtung bewegt wird. Ein Arbeiter, welcher Arbeiter die erfindungsgemäße Vorrichtung zusammensetzt, kann so einen ersten Rotationslauf des ersten Magneten prüfen, bevor die erste
Nullstellung erfasst wird.
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ES kann ergänzend oder alternativ hierzu der zweite oder ein weiterer Magnet in einer zweiten beliebigen Rotationsstellung in die erfinderische Vorrichtung eingebracht werden. Es wird wiederum diese Rotationsstellung als zweite Nullstellung über den zweiten Sensor erfasst und als zweite Nullstellung in der Datenbank gespeichert. Die erfasste und abgespeicherte zweite Nullstellung kann wiederum von der Rotationsstellung, in welcher Rotationsstellung der zweite Magnet in die Vorrichtung eingebracht wird, abweichen. Der Arbeiter, welcher Arbeiter die erfindungsgemäße Vorrichtung zusammensetzt, kann so einen zweiten Rotationslauf des zweiten Magneten prüfen, bevor die
zweite Nullstellung erfasst wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zumindest einen ersten Magneten und einen zweiten Magneten umfassen. Die Rotationsbewegung der Magneten ist durch ein Ineingriffbringen der Zahnräder gekoppelt; eine Rotation des einen Magneten bedingt stets eine Rotation des
anderen Magneten.
Zahnräder können ein mechanisches Spiel aufweisen. Dieses Spiel der Zahnräder kann sich mit fortschreitender Anzahl der Rotationen der Zahnräder verändern, wodurch sich die relative Rotationsposition der Zahnräder oder der Magnete zueinander in einer Nullstellung verändern kann. Hierzu analog können veränderte Umwelteinflüsse eine Veränderung der Werkstoffeigenschaften mit sich bringen, welche Werkstoffeigenschaften wiederum einen Einfluss auf das Spiel der
Zahnräder haben.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann umfassen, dass der erste Magnet in die erste Nullstellung gebracht wird, wie diese in der Datenbank hinterlegt ist, und die sich aus der ersten Nullstellung ergebende zweite Nullstellung, welche zweite Nullstellung von der in der Datenbank abgespeicherten zweiten Nullstellung unterschiedlich und gegebenenfalls ähnlich ist,
erfasst wird. Es kann somit die zweite Nullstellung mit der
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ersten Nullstellung (oder im umgekehrten Sinn) bei einer
vorhandenen Vorrichtung abgeglichen werden.
Messverfahren mittels Vorrichtungen nach dem Stand der Technik basieren darauf, dass die Messung permanent durchgeführt wird. Bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik darf eine Ermittlung einer Stellung eines Magneten zu dem Sensor nie unterbrochen werden, da eine Rotation der Welle während dieses Zeitraumes nicht erfasst werden würde. Selbst der Laie erkennt,
dass eine permanente Messung nicht gewährleistet sein kann.
Die hier offenbarte Vorrichtung stellt sich weiters die von der oben erwähnten Aufgabe unabhängige weitere Aufgabe, die
Umdrehungen der Welle möglichst genau zu messen. Erfindungsgemäß wird dies durch den Anspruch 2 erreicht.
Erfindungsgemäß kann dies dadurch erreicht werden, dass
ein erstes Referenzsignal des ersten Sensors bei einer weiteren Stellung des ersten Magneten und/oder ein zweites Referenzsignal des zweiten Sensors bei einer weiteren Stellung des zweiten
Magneten in einer Datenbank abgespeichert wird.
Die weitere Stellung kann eine zeitlich letzte Stellung des Magneten zu einem Zeitpunkt sein, bevor die permanente Messung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterbrochen ist. Eine zeitlich letzte Stellung kann so in der Datenbank abgespeichert und generiert werden, dass eine weitere Stellung des Magneten in der Datenbank überschrieben wird, sodass in der Datenbank ausschließlich die zuletzt gemessene Stellung abgespeichert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch umfassen, dass die zeitliche Reihe von weiteren Stellungen in der Datenbank abgespeichert wird und die zeitlich letzte Stellung als die jüngste weitere Stellung definiert ist. Diese Ausführungsform basiert auf der Abspeicherung aller weiteren Stellungen mitsamt einem Zeitwert in der Datenbank. Der Fachmann kann die oben erwähnte Ausführungsform des Überschreibens der weiteren Stellungen und das Abspeichern einer Liste miteinander zur
Gewährleistung eines effizienten Umganges mit dem zur Verfügung
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stehenden Speicherplatzes zusammenschauen, ohne dass der
Fachmann hierzu erfinderisch tätig wird.
Durch das Abspeichern einer zuletzt erfassbaren Stellung eines Magneten zu einem Zeitpunkt tO0 und das Vergleichen der zuletzt abgespeicherten Stellung zum Zeitpunkt tO0 mit einer zu einem Zeitpunkt tl ermittelten Stellung kann eine Rotationsbewegung des Magneten durch die unterschiedlichen Rotationsstellungen zu
den Zeitpunkten t0 und tl ermittelt werden.
Es versteht sich, dass der Zeitpunkt tl nach dem Zeitpunkt t0O stattfindet. Es kann beispielsweise die Messung zwischen dem Zeitpunkt t0 und tl unterbrochen sein. Eine in dem Zeitraum zwischen t0 und tl stattfindende Rotationsbewegung des Magneten
ist durch das erfindungsgemäße Verfahren erfassbar.
Das hier diskutierte erfindungsgemäße Verfahren kann sich dadurch auszeichnen, dass die Erfassung der Nullstellung und die Erfassung einer weiteren Stellung durch ein erfindungsgemäßes Verfahren geschaffen wird, welches Verfahren zu
unterschiedlichen Zeitpunkten angewandt wird.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist keinesfalls auf die Verwendung der im Folgenden diskutieren erfindungsgemäßen Vorrichtung beschränkt. Vorzugsweise kann das oben erläuterte erfindungsgemäße Verfahren auf der im Folgenden
beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt werden.
Die hier offenbarte Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein möglichst genaues Messen der Umdrehungen der Welle oder eines Magneten zu bestimmen. In hierzu ähnlicher Weise soll die Rotationsposition der Welle oder eines Magneten mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren schafft dies durch die oben erläuterten Ausführungsformen des Verfahrens, durch welche Ausführungsformen die erwähnten technischen Effekte wie eben die hohe Messgenauigkeit erreicht
werden kann.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Ermittlung einer
Veränderung einer Umdrehungsform eines ersten Zahnrades um eine
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Welle oder eines zweiten Zahnrades mittels der hier beschriebenen Vorrichtung, wobei
ein Muster des ersten Messignales und/oder des zweiten Messignales in einer ersten Zeitspanne und in einer zweiten Zeitspanne ermittelt wird,
Messignalstärken des ersten Messignales bei einer definierten Drehstellung des ersten Magneten bei einer Drehung des ersten Magneten und
Messignalstärken des ersten Messignales bei einer definierten Drehstellung des ersten Magneten bei einer weiteren Drehung des ersten Magneten verglichen werden
und/oder
Messignalstärken des zweiten Messignales bei einer definierten Drehstellung des zweiten Magneten bei einer Drehung des zweiten Magneten und
Messignalstärken des zweiten Messignales bei einer definierten Drehstellung des zweiten Magneten bei einer weiteren Drehung des
zweiten Magneten verglichen werden.
Die Rotation eines Magneten um eine Zahnradachse erzeugt ein wellenförmiges Messsignal. Das Messsignal ist von der Drehstellung des Magneten abhängig. Aufgrund der drehenden Bewegung des Magneten relativ zu dem Sensor und der im Wesentlichen wiederkehrenden Drehstellung des Magneten ergibt sich nach der gängigen Lehre ein wellenförmiges Messignal mit einer Messsignalstärke in Abhängigkeit der Drehstellung des
Magneten.
Eine Veränderung der Messsignalstärke bei einer definierten Drehstellung des Magneten von einer Drehung zu einer weiteren Drehung ist ein Anzeichen dafür, dass die geometrische Bewegungsform des Magneten verändert wurde. Eine Veränderung der geometrischen Bewegungsform des Magneten kann durch eine Veränderung der mechanischen Lagerung der Zahnradachsen oder der Zahnräder bedingt sein. Es kann die mechanische Lagerung nach einer Verwendungsdauer ein mechanisches Spiel aufweisen. Es
können sich die Zahnräder abnutzen.
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Die oben beschriebenen Verfahren können als
computerimplementierte Verfahren ausgeführt werden.
Die hohe Messgenauigkeit ist in Ergänzung oder alternativ zu den oben erwähnten Verfahren durch die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreichbar. Erfindungsgemäß wird
dies durch den Anspruch 4 erreicht.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Zahnräder
aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff hergestellt sind.
Diese Bestimmung betrifft lediglich die Elemente der
Vorrichtung, welche Elemente in dem Magnetfeld angeordnet sind.
Die vorgeschlagene LöÄösung sieht grundsätzlich vor, dass die Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Ausnahme des Magneten aus einem nichtmagnetisierbaren Werkstoff hergestellt sind. Diese Lösung schließt ein, dass insbesondere die Elemente der Vorrichtung, welche Elemente wie beispielsweise ein Zahnrad ähnlich zu einem Magnet rotieren und/oder ortsfest angeordnet sind, aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff hergestellt sind. Eine Störung des Magnetfeldes eines Magneten kann somit
unterbunden werden. Es können die Zahnräder aus Kunststoff hergestellt sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass
die Vorrichtung einen Datenspeicher umfasst.
Die Anordnung des Datenspeichers ist keinesfalls zwingend mit der Ausbildung der Elemente aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff verbunden. Durch die Kombination der Anordnung des Datenspeichers mit den weiteren Merkmalen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird lediglich eine besonders vorteilhafte
Ausführungsform erreicht.
Der Datenspeicher erlaubt das Abspeichern der mit dem Sensor ermittelten Messdaten über die Ausrichtung des Magnetfeldes in der Nullstellung des Magneten oder in einer weiteren Stellung
des Magneten. Es können die Messwerte in Form von zeitlichen
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Reihen abgespeichert werden. Es ist auch möglich, ausschließlich den letzten Messwert einer Reihe von Messwerten durch Überschreiben des zuvor ermittelten Messwertes in der Datenbank
abzuspeichern.
Die Vorrichtung kann auch mit einem Computer verbunden sein,
welcher Computer einen Datenspeicher umfasst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass
der Datenspeicher auf einer Platine angeordnet ist,
welche Platine aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff
hergestellt ist.
Diese Bestimmung kann entfallen, wenn die Vorrichtung mit einem Computer über eine Datenverbindung gekoppelt ist und der Computer und/oder der Datenspeicher nicht im Magnetfeld des
Magneten angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass
die Vorrichtung ein Gehäuse umfasst,
welches Gehäuse den Magneten zumindest in Teilbereichen umgibt, welches Gehäuse aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff
hergestellt ist.
Die Grundidee dieser Ausformung ist, die Magneten von der Umgebung mittels eines Gehäuses aus einem nichtmagnetisierbaren Werkstoff abzustimmen, um so eine Beeinflussung der Ermittlung der Ausrichtung des durch den jeweiligen Magneten erzeugten Magnetfeldes zu unterbinden. Diese Ausformung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche unabhängig von den weiteren hier beschriebenen Merkmalen möglich ist, dient der
Erhöhung der Messgenauigkeit.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass
Jeweils ein Zahnrad, gegebenenfalls ein an das Zahnrad angrenzender Teil der Zahnradwelle, gegebenenfalls das Gehäuse
und gegebenenfalls die Platine eine sich um den Magneten und den
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dazugehörenden Sensor in zumindest Teilbereichen erstreckende
Einhausung ausbilden.
Die Abschirmung des durch einen Magneten erzeugten Magnetfeldes kann auch durch eine Einhausung geschaffen werden, welche Einhausung beispielsweise durch ein Zahnrad geschaffen wird. Eine Einhausung muss keinesfalls ein geschlossenes, einen Magneten umhüllendes Gebilde sein. Die Einhausung kann durch die erwähnten Elemente geschaffen werden, welche Elemente um den
Magneten angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass ein Magnet zumindest einen diametral zu der jeweiligen
Zahnradachse magnetisierten Magneten umfasst.
Es kann die Polachse des Magneten, welche Polachse die Pole des Magneten verbindet, in einem rechten Winkel zu der Zahnradachse
angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass
ein Magnet zumindest zwei, zu der jeweiligen Zahnradachse exzentrisch angeordnete, parallel zu der Zahnradachse
magnetisierte Teilmagnete umfasst.
Die Polachsen der Teilmagnete sind bei dieser Ausführungsform
parallel zu der Zahnradachse angeordnet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass
das erste Zahnrad eine erste Anzahl N1 von Zähnen aufweist und das zweite Zahnrad eine zweite Anzahl N2 von Zähnen aufweist,
wobei gilt k*N1=k*N2+/-1 (mit k=1, 2, 3,..).
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass das erste Zahnrad k*36 Zähne und das zweite Zahnrad k*35
aufweist (mit k=1, 2, 3..).
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass
die Vorrichtung weiters umfasst:
- ein weiteres Zahnrad, welches weitere Zahnrad mit dem ersten Zahnrad oder mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt ist,
- einen um eine weitere Zahnradachse drehbaren weiteren Magneten, welcher weiterer Magnet mit dem weiteren Zahnrad gekoppelt ist,
wobei eine weitere Drehstellung des weiteren Magneten mit einem
weiteren Sensor ermittelbar ist.
Die Erfindung wird anhand der folgenden, in den Figuren
dargestellten Ausführungsformen ergänzend erläutert:
Fig. 1: zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 2: zeigt eine Stellung der Magnete zu einem Zeitpunkt tO
Fig. 3: zeigt eine Stellung der Magnete zu einem Zeitpunkt tl
Fig. 4: zeigt ein Diagramm
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausführungsformen, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf diese speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander und eine Kombination einer Ausführungsform mit der oben angeführten allgemeinen Beschreibung möglich sind. Diese weiteren möglichen Kombinationen müssen nicht explizit erwähnt sein, da diese weiteren möglichen Kombinationen aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes
liegen.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind Jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen können für sich
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eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe
kann der Beschreibung entnommen werden.
In den Figuren sind die folgenden Elemente durch die
vorangestellten Bezugszeichen gekennzeichnet:
1 Welle
2 erstes Zahnrad
3 zweites Zahnrad
4 erste Zahnradachse 5 zweite Zahnradachse 6 erster Magnet
7 zweiter Magnet
8 erster Sensor
9 zweiter Sensor
10 erste Zahnradwelle
11 zweite Zahnradwelle
12 Platine
13 Wellenachse
14 erste Polachse
15 zweite Polachse
16 erste Einbringungsrichtung 17 zweite Einbringungsrichtung 18 Aufnahme
19 Graph Messsignal bei Drehung
20 Graph Messignal bei weiterer Drehung
Es sind die Zahnräder 2, 3 in den Figuren 1, 2 und 3 schemenhaft als Kreise dargestellt. Es können anstelle von Zahnrädern auch
Räder verwendet werden.
Es wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer in Figur 1 gezeigten Schnittansicht einer Vorrichtung diskutiert. Die Vorrichtung umfasst eine Welle 1, welche Welle 1 um die Wellenachse 13 rotiert. Mittels der Vorrichtung sollen die Umdrehungen und/oder die Rotationsposition der Welle 1 ermittelt
werden.
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Es ist ein erstes Zahnrad 2 mit der Welle 1 gekoppelt. Die erste Zahnradachse 4 entspricht bei dem Sonderfall der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der Wellenachse 13. Die erste Zahnradwelle 10 entspricht bei dem Sonderfall der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der Welle 1. Das erste Zahnrad 2 ist bei dem Sonderfall der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform an einem Ende der Welle 1 und somit an einem Ende der ersten Zahnradwelle 10 angeordnet. Das erste Zahnrad 2 ist um die erste Zahnradachse 4 drehbar gelagert. In der Figur 1 ist das erste
Zahnrad 2 in einer sehr vereinfachten Weise dargestellt.
Es steht ein zweites Zahnrad 3 mit dem ersten Zahnrad 2 im Eingriff, sodass eine Drehung des einen Zahnrades eine Rotation des anderen Zahnrades bedingt. Das zweite Zahnrad 3 ist an einem Ende einer zweiten Zahnradwelle 11 angeordnet. Die zweite Zahnradwelle 11 und das zweite Zahnrad 3 sind um die zweite Zahnradachse 5, welche zweite Zahnradachse 5 der zweiten Zahnradwelle 11 entspricht, drehbar gelagert. Die erste Zahnradachse 4 und die zweite Zahnradachse 5 sind zueinander
parallel angeordnet.
An der freien Stirnseite des ersten Zahnrades 2 ist ein erster Magnet 6 angeordnet. Eine Rotation des ersten Zahnrades 2 um die erste Zahnradachse 4 bedingt eine Drehung des ersten Magneten 6 um eben diese erste Zahnradachse 4, Die Figur 1 zeigt den Sonderfall, dass ein Zentrumspunkt des ersten Magneten 6 in einer Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung (Ansicht in Richtung der ersten Zahnradachse 4) deckungsgleich mit dem Zentrumspunkt des ersten Zahnrades 2 angeordnet ist. Der Zentrumspunkt des ersten Magneten 6 liegt auf der ersten Zahnradachse 4, sodass bei einer Rotation des ersten Magneten 6 keine durch eine exzentrische Anordnung des ersten Magneten 6 bedingten Kräfte entstehen. Diese zentrische Anordnung des ersten Magneten 6 ist vorteilhaft und keinesfalls zwingend
erforderlich. Die erste Polachse 14 des ersten Magneten 6, welche die Pole N,
S verbindet, ist in einem rechten Winkel zu der ersten
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Zahnradachse 4 angeordnet. Der erste Magnet 6 und die Polung des ersten Magneten 6 erstreckt sich diametral zu der ersten Zahnradachse 4, Diese in Figur 1 gezeigte Anordnung der ersten Polachse 14 ist eine vorteilhafte Sonderform; es sind auch
andere Anordnungen der ersten Polachsen 14 denkbar.
An der freien Stirnseite des zweiten Zahnrades 3 ist ein zweiter Magnet 7 angeordnet. Die Anordnung des zweiten Magneten 7 und der zweiten Polachse 15 entspricht der Anordnung des ersten Magneten 6 auf der freien Stirnseite des ersten Zahnrades 2. Die in Figur 1 gezeigte und oben diskutierte ähnliche Anordnung des ersten Magneten 6 auf der freien Stirnseite des ersten Zahnrades 2 und des zweiten Magneten 7 auf der freien Stirnseite des zweiten Zahnrades 3 ist ein Sonderfall. Im Wesentlichen ist es ausreichend, dass jeweils ein Magnet mit einem Zahnrad derart gekoppelt ist, dass eine Rotation der Welle 1 eine Veränderung des durch den jeweiligen Magneten 6, 7 geschaffenen Magnetfeldes
hervorruft.
Die Veränderung des Magnetfeldes ist mittels eines Sensors nach dem Stand der Technik ermittelbar. Es kann mit dem ersten Sensor 8 eine Rotation der ersten Polachse 14 um die erste Zahnradachse 4 ermittelt werden. Über die Veränderung des Magnetfeldes gleichbedeutend zu der Rotation der ersten Polachse 14 kann eine Umdrehung oder eine Rotationsposition der ersten Zahnradachse 10 bestimmt werden. In hierzu äquivalenter Weise kann die Rotationsstellung des zweiten Magneten 7 oder eine Rotationsstellung des zweiten Magneten 7 unter Verwendung eines zweiten Sensors 9 bestimmt werden. Diese Verfahren sind nach der gängigen Lehre bekannt und erfordern keine weitere Erläuterung
zur Offenbarung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Es werden die Welle 1, das erste Zahnrad 2 und der erste Magnet 6 bei der Erschaffung der Vorrichtung in diese Vorrichtung eingebracht. In Figur 1 ist diese Einbringung der genannten Elemente 1, 2, 4, 6 durch die erste Einbringungsrichtung 16
veranschaulicht. Es geht hierbei lediglich darum, dass diese
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Elemente 1, 2, 4, 6 eingebracht werden; die Orientierung der
ersten Einbringungsrichtung 16 ist ohne Bedeutung.
In hierzu ähnlicher Weise wird das zweite Zahnrad 3, die zweite Zahnradwelle 11 und der zweite Magnet 7 in die Vorrichtung eingebracht, was wiederum durch die zweite Einbringungsrichtung 17 veranschaulicht wird, wobei die Orientierung der
Einbringungsrichtung 17 keine Bedeutung hat.
Die Elemente 1, 2, 6 und 3, 7, 11 werden in die Aufnahme 18 eingebracht, wobei die Zahnräder 2, 3 in Eingriff zueinander gebracht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Zahnräder 2, 3 hierbei in keiner
besonderen Rotationsstellung eingebracht werden müssen.
Es wird eine erste Nullstellung des ersten Zahnrades 2 durch eine Messung der Orientierung der ersten Polachse 14 zu dem ersten Sensor 8 ermittelt. Die so ermittelten Messwerte, welche die Stellung der ersten Polachse 14 zu dem ersten Sensor 8 beschreiben, werden in einer in Figur 1 nicht eingetragenen
Datenbank abgespeichert.
In Ergänzung oder alternativ zu der Bestimmung der Orientierung der ersten Polachse 14 wird durch eine Messung mit dem zweiten Sensor 9 die Orientierung der zweiten Polachse 15 ermittelt. Die mittels des zweiten Sensors 9 ermittelten Messwerte, welche Messwerte die Orientierung der zweiten Polachse 15 beschreiben,
werden in der Datenbank abgespeichert.
Durch diese Vorgehensweise werden die im allgemeinen
Beschreibungsteil beschriebenen technischen Vorteile erreicht.
Die Figur 2 und die Figur 3 veranschaulichen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es zeigt die Figur 2 die Stellung der Magnete 6, 7 zu einem Zeitpunkt t0. Die Figur 3 zeigt die Stellung der Magnete 6, 7 zu einem Zeitpunkt tl. Die Zeitpunkte tO0 und t1 sind Zeitpunkte der Durchführung des Verfahrens, wobei der Zeitpunkt tl nach dem Zeitpunkt t0 stattfindet.
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Es kann der Zeitpunkt t0 jener Zeitpunkt sein, zu welchem Zeitpunkt die Magnete 6, 7 sich in der Nullstellung befinden. Die Stellung zu dem Zeitpunkt t0O0 kann eine weitere Stellung der
Magnete 6, 7 nach der Nullstellung betreffen.
Es wird die Stellung des ersten Magneten 6 und die Stellung des zweiten Magneten 7 ermittelt. Es wird die Ausrichtung der ersten Polachse 14 in die Ausrichtung der zweiten Polachse 15 mit dem ersten Sensor 8 beziehungsweise mit dem zweiten Sensor 9 durch
Verfahren nach dem Stand der Technik gemessen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Stellung der Magnete 6, 7 zu dem Zeitpunkt t0 ermittelt wird und die relevanten Messdaten, welche die Stellung der Magnete 6, 7 zu dem Zeitpunkt t0 beschreiben, in der Datenbank abgespeichert werden. Die Ermittlung der Position kann bis einschließlich dem Zeitpunkt t0O0 durchgeführt werden, in einer Zeitspanne zwischen t0 und t1 unterbrochen werden und anschließend ab einschließlich dem Zeitpunkt tl fortgeführt
werden.
Bei Anwendung von Messverfahren nach dem Stand der Technik kann zum Zeitpunkt t1 nicht festgestellt werden, ob in der Zeitspanne tO und t1 eine Rotation der Magnete 6, 7 stattfand. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Messwerte beschreibend eine Stellung der Magnete 6, 7 zu dem Zeitpunkt t0 in der Datenbank hinterlegt werden. Durch einen Vergleich der Messwerte, welche Messwerte die Stellung der Magnete 6, 7 zu einem Zeitpunkt tl beschreiben, kann festgestellt werden, ob in der Zeitspanne zwischen t0 und t1 eine Änderung der Stellung der Magnete 6, 7 stattfand. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass keine
permanente Messung durchgeführt werden muss.
Das Abspeichern der die Stellung der Magnete 6, 7 beschreibenden Messwerte zu dem Zeitpunkt t0O0 als die letzten Messwerte vor der erwähnten Zeitspanne, in welcher Zeitspanne die Messung nicht
durchgeführt wird, kann so erfolgen, dass die Messwerte bis
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einschließlich zu dem Zeitpunkt t0 überschrieben werden. Es kann auch eine zeitliche Reihe der Messwerte abgespeichert werden; zu jedem Messwert wird ein Zeitwert abgespeichert, sodass aus einer Vielzahl von Messwerten die Messwerte zu dem Zeitpunkt t0O0 und zu
dem Zeitpunkt t1l1 auswählbar sind.
Es kann das oben beschriebene Verfahren an der im Folgenden beschriebenen Vorrichtung ausgeführt werden. Die Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens ist nicht auf die Verwendung der
im Folgenden beschriebenen Vorrichtung beschränkt.
Es wird eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen einer Umdrehung einer Welle 1 unter
Bezugnahme auf die Figur 1 diskutiert.
Die Vorrichtung umfasst eine Welle 1, ein erstes Zahnrad 2, welches erste Zahnrad 2 mit der Welle 1 gekoppelt ist. Das erste Zahnrad 2 ist an einem Ende der Welle 1 zentrisch angeordnet und mit der Welle verbunden. Die Wellenachse 13 und die erste Zahnradachse 4 sind in allen Ansichten der Vorrichtung
deckungsgleich.
Die Vorrichtung umfasst ein zweites Zahnrad 3, welches zweite Zahnrad 3 mit dem ersten Zahnrad 2 gekoppelt ist. Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung stehen das erste Zahnrad 2 und das zweite Zahnrad 3 im Eingriff zueinander;
auch andere Kopplungsformen sind denkbar.
Die Vorrichtung umfasst einen um eine erste Zahnradachse 4 drehbaren ersten Magneten 6, welcher erster Magnet 6 mit dem ersten Zahnrad 2 gekoppelt ist. Diese Koppelung ist derart, dass eine Rotation des ersten Zahnrades 2 um die erste Zahnradachse 4
eine Veränderung der Stellung des ersten Magneten 6 bewirkt.
Die Vorrichtung umfasst einen zweiten Magneten 7, welcher zweite Magnet 7 mit dem zweiten Zahnrad 3 gekoppelt ist. Eine Rotation des zweiten Zahnrades 3 um die erste Zahnradachse 4 bewirkt eine
Veränderung der Stellung des zweiten Magneten 7.
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Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform ist die Veränderung der Stellung der Magnete 6, 7 stets eine Rotation des Magneten
6, 7 um die jeweilige Zahnradachse 4, 5.
Es ist die Stellung des ersten Magneten 6, insbesondere der ersten Polachse 14 des ersten Magneten 6 durch den ersten Sensor 8 ermittelbar. Es werden hierbei Messdaten ermittelt, welche Messdaten die Stellung der ersten Polachse 14 relativ zu dem ortsfest angeordneten ersten Sensor 8 beschreiben. In hierzu analoger Weise ist die Stellung der zweiten Polachse 15 durch
den zweiten Sensor 9 ermittelbar.
Diese Messungen basieren auf der Ermittlung einer Veränderung des durch den jeweiligen Magneten 6, 7 definierten Magnetfeldes. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst Bauteile - oder auch als Elemente bezeichnet - aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff, um eine Störung des durch den jeweiligen Magneten 6, 7 definierten Magnetfeldes und somit eine Verfälschung der mit
den Sensoren 8, 9 zu unterbinden.
Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform weist das erste Zahnrad 2 eine den ersten Magneten 6 in einem Teilbereich (unten, seitlich) umschließende Form auf, um eine Störung des durch den ersten Magneten 6 definierten Magnetfeldes zu unterbinden. Es ist der erste Magnet 6 in eine an der freien Stirnseite des ersten Zahnrades 2 angeordnete Ausnehmung eingebracht. Diese Anordnung des ersten Magneten 6 in der Ausnehmung schafft gemeinsam mit der Ausbildung des ersten Zahnrades 2 aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff eine Bündelung des Magnetfeldes des ersten Magneten 6 in Richtung des über der Ausnehmung angeordneten Sensors 8. Es kann somit ein Magnet mit einer kleineren Feldstärke eingesetzt werden, welche Feldstärke hinreichend stark ist, um mit dem ersten Sensor 8 gemessen zu werden. Ähnliches ist auf den zweiten Magneten 7 und
das zweite Zahnrad 3 gegebenenfalls anzuwenden.
Es sind auch andere, den jeweiligen Magneten 6, 7 in zumindest
Teilbereichen umschließende Formen der Zahnräder 2, 3 denkbar.
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Diese die Teilbereiche der Magneten 6, 7 umschließenden Formen können durch eine Ausbildung der freien stirnseitigen Oberfläche
der Zahnräder erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann Zahnräder 2, 3 aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff als zu den Magneten 6, 7 angrenzende oder benachbart angeordnete Bauteile umfassen. Es können auch die ersten Zahnradwelle 10 und/oder die zweite Zahnradwelle 11 aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann auch weitere Elemente umfassen, welche aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff
hergestellt sind.
Die Vorrichtung kann unabhängig von der Ausbildung von Elementen aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff einen Datenspeicher umfassen, in welchem Datenspeicher die die Stellungen der Magnete 6, 7 beschreibenden Messwerte hinterlegt werden können. Der Datenspeicher ist vorzugsweise auf einer Platine 12 angeordnet, welche Platine 12 aus einem nicht magnetisierbaren
Werkstoff hergestellt ist.
Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass jeweils ein Zahnrad 2, 3 ein an das Zahnrad 2, 3 angrenzender Teil der Zahnradwelle 10, 11 und die Platine 12 eine sich um den jeweiligen Magneten 6, 7 und den dazugehörenden Sensor 8, 9 in zumindest Teilbereichen erstreckende Einhausung ausbilden, welche Einhausung eine Störung des Magnetfeldes des jeweiligen Magneten 6, 7 unterbindet. Bei der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung weist diese Einhausung Ausnehmungen auf; es ist auch denkbar, dass diese Einhausung eine geschlossene
Form aufweist.
Die Ausbildung einer solchen Einhausung ist fakultativ. Die Ausbildung der Einhausung ist nicht auf die oben genannten Elemente beschränkt; die Einhausung kann durch eine Auswahl der aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff hergestellten
Elemente hergestellt werden.
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Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform umfasst zumindest einen diametral zu der jeweiligen Zahnradachse 4, 5 magnetisierten Magneten 6, 7. Die Polachse 14, 15 des Jeweiligen Magneten 6, 7 ist rechtwinkelig zu der jeweiligen Zahnradachse 4, 5
angeordnet.
Es sind auch andere Anordnungen oder Ausbildungen der Magnete 6, 7 denkbar. Die Vorrichtung kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass ein Magnet 6, 7 zumindest zwei, zu der Jeweiligen Zahnradachse 4, 5 exzentrisch angeordnete, parallel zu der Zahnradachse 4, 5 magnetisierte Teilmagnete umfasst. Die Teilmagnete weisen an ihrem dem jeweiligen Sensor 8, 9
zugewandten Polende unterschiedliche Pole auf.
Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung umfasst ein erstes Zahnrad 2 und ein zweites Zahnrad 3, wobei ein erster Magnet 6 mit dem ersten Zahnrad 2 und ein zweiter Magnet 7 mit dem zweiten Zahnrad 3 gekoppelt ist. Die Vorrichtung kann auch weitere Zahnräder umfassen, welche weiteren Zahnräder mit dem ersten Zahnrad 2 oder dem zweiten Zahnrad 3 in Eingriff stehen. Es ist die Bewegung der weiteren Zahnräder mit der Bewegung von weiteren Magneten gekoppelt. Mittels weiterer Sensoren kann die
Stellung der weiteren Magnete ermittelt werden.
ES kann das erste Zahnrad 2 eine erste Anzahl N1 von Zähnen aufweisen und das zweite Zahnrad 3 eine zweite Anzahl N2 von
Zähnen aufweisen, wobei gilt k*N1=k*N2+/-1 (mit k=1, 2, 3,..).
Die Figur 4 veranschaulicht eine weitere Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung einer Veränderung einer geometrischen Umdrehungsform eines ersten Zahnrades 2 um eine Welle 1 oder eines zweiten Zahnrades 3. Es
kann hierzu die oben beschriebene Vorrichtung verwendet werden.
Im Folgenden wird diese Ausführungsform des Verfahrens anhand der Drehung des ersten Zahnrades 2 erläutert. Es ist diese Ausführungsform des Verfahrens auch auf das zweite Zahnrad 3
anwendbar.
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Es wird mittels des ersten Sensors 8 ein erstes Messignal ermittelt. Die Figur 4 zeigt den Verlauf des ersten Messsignals in Abhängigkeit der Drehstellung des ersten Magneten 6. Es ist in dem in Figur 4 gezeigten Diagramm die Messignalstärke des ersten Messsignals auf der Ordinate und die sich verändernde Drehstellung auf der Abszisse aufgetragen. Wie aus der gängigen Lehre bekannt, weist die mit der Drehstellung veränderliche Messsignalstärke eine Wellenform auf. Diese in Figur 4 dargestellte Wellenform ist ein übliches Muster einer Darstellung eines Messignales eines rotierenden Magneten, wobei dieses Messsignal mittels ortsfest angeordneten Sensors ermittelt wird. Es sind grundsätzlich auch andere Muster
denkbar.
Das Diagramm umfasst einen das Messsignal beschreibenden Graphen 19 bei einer Drehung des ersten Magneten 6. Das Diagramm umfasst weiters einen das Messignal beschreibenden Graphen 20 bei einer weiteren Drehung des ersten Magneten 6. Die im Graphen 20 dargestellten Messsignale können beispielsweise und somit nicht einschränkend nach den Messsignalen des Graphen 19 ermittelt werden. Die weitere Drehung des ersten Magneten 6 sei zeitlich
nachfolgend zu der Drehung des ersten Magneten 6.
Es können die Messsignale der Drehung und die Messsignale der weiteren Drehung in einem Datenspeicher hinterlegt werden. Dies kann erlauben, dass die geometrische Bewegungsform von Elementen einer Vorrichtung mit einer weiteren geometrischen Bewegungsform
von Elementen einer weiteren Vorrichtung verglichen werden.
Es können die Messignale bei zumindest einer ersten Drehstellung 21 des ersten Magneten verglichen werden. Eine Differenz des Messsignals des Graphen 19 und des Graphen 20 kann als ein Hinweis auf eine Veränderung der geometrischen Bewegungsform des ersten Magneten 6 angesehen werden. Eine solche Änderung der geometrischen Bewegungsform des ersten Magneten 6 kann durch das Entstehen eines mechanischen Spiels oder durch eine Abnützung
von mechanischen Elementen der Vorrichtung hervorgerufen werden.
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Wie oben ausgeführt ist diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auch auf den zweiten Magneten 7 angewandt werden. Es ist auch denkbar, dass ein Messignal beschreibend eine Drehung des ersten Magneten 6 und ein Messsignal beschreibend eine weitere Drehung des zweiten
Magneten 7 verglichen wird.
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Claims (11)
1. Verfahren zum Messen einer Umdrehung eines ersten Zahnrades (2) um eine Welle (1) mittels einer Vorrichtung umfassend - die Welle (1), —- ein erstes Zahnrad (2), welches erstes Zahnrad (2) mit der Welle (1) gekoppelt ist, —- ein zweites Zahnrad (3), welches zweites Zahnrad (3) mit dem ersten Zahnrad (2) gekoppelt ist, - einen um eine erste Zahnradachse (4) drehbaren ersten Magneten (6), welcher erster Magnet (6) mit dem ersten Zahnrad (2) gekoppelt ist, - einen um eine zweite Zahnradachse (5) drehbaren zweiten Magneten (7), welcher zweiter Magnet (7) mit dem zweiten Zahnrad (3) gekoppelt ist, wobei eine erste Drehstellung des ersten Magneten (6) mit einem ersten Sensor (8) und eine zweite Drehstellung des zweiten Magneten (7) mit einem zweiten Sensor (9) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Referenzsignal des ersten Sensors (8) in einer Nullstellung des ersten Magneten (6) und/oder ein zweites Referenzsignal des zweiten Sensors (9) in einer Nullstellung des zweiten Magneten (7) in einer Datenbank abgespeichert
wird.
2. Verfahren zum Messen einer Umdrehung eines ersten Zahnrades (2) um eine Welle (1) mittels einer Vorrichtung umfassend - die Welle (1), —- ein erstes Zahnrad (2), welches erstes Zahnrad (2) mit der Welle (1) gekoppelt ist, - ein zweites Zahnrad (3), welches zweites Zahnrad (3) mit dem ersten Zahnrad (2) gekoppelt ist, - einen um eine erste Zahnradachse (4) drehbaren ersten Magneten (6), welcher erste Magnet (6) mit dem ersten Zahnrad (2) gekoppelt ist,
—- einen um eine zweite Zahnradachse (5) drehbaren zweiten
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Magneten (7), welcher zweite Magnet (7) mit dem zweiten Zahnrad (3) gekoppelt ist,
wobei eine erste Drehstellung des ersten Magneten (6) mit einen ersten Sensor (8) und
eine zweite Drehstellung des zweiten Magneten (7) mit einem zweiten Sensor (9) ermittelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein erstes Referenzsignal des ersten Sensors (8) in einer weiteren Stellung des ersten Magneten (6) und/oder ein zweites Referenzsignal des zweiten Sensors (9) in einer weiteren Stellung des zweiten Magneten (7) in einer Datenbank
abgespeichert wird.
3. Verfahren zur Ermittlung einer Veränderung einer Umdrehungsform eines ersten Zahnrades (2) um eine Welle (1) oder eines zweiten Zahnrades (3) mittels einer Vorrichtung umfassend —- die Welle (1),
—- das erste Zahnrad (2), welches erstes Zahnrad (2) mit der Welle (1) gekoppelt ist,
—- das zweite Zahnrad (3), welches zweites Zahnrad (3) mit dem ersten Zahnrad (2) gekoppelt ist,
- einen um eine erste Zahnradachse (4) drehbaren ersten Magneten (6), welcher erste Magnet (6) mit dem ersten Zahnrad (2) gekoppelt ist,
- einen um eine zweite Zahnradachse (5) drehbaren zweiten Magneten (7), welcher zweite Magnet (7) mit dem zweiten Zahnrad (3) gekoppelt ist,
wobei eine erste Drehstellung des ersten Magneten (6) mit einen ersten Sensor (8) unter Ausgabe eines ersten Messsignales in Abhängigkeit der ersten Drehstellung und
eine zweite Drehstellung des zweiten Magneten (7) mit einem zweiten Sensor (9) unter Ausgabe eines zweiten Messsignals ermittelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Muster des ersten Messignales und/oder des zweiten
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Messignales in einer ersten Zeitspanne und in einer zweiten Zeitspanne ermittelt wird,
Messignalstärken des ersten Messignales bei einer definierten Drehstellung des ersten Magneten bei einer Drehung des ersten Magneten und
Messignalstärken des ersten Messignales bei einer definierten Drehstellung des ersten Magneten bei einer weiteren Drehung des ersten Magneten verglichen werden
und/oder
Messignalstärken des zweiten Messignales bei einer definierten Drehstellung des zweiten Magneten bei einer Drehung des zweiten Magneten und
Messignalstärken des zweiten Messignales bei einer definierten Drehstellung des zweiten Magneten bei einer
weiteren Drehung des zweiten Magneten verglichen werden.
4. Vorrichtung zum Messen einer Umdrehung einer Welle (1) umfassend —- die Welle (1), —- ein erstes Zahnrad (2), welches erstes Zahnrad (2) mit der Welle (1) gekoppelt ist, - ein zweites Zahnrad (3), welches zweites Zahnrad (3) mit dem ersten Zahnrad (2) gekoppelt ist, - einen um eine erste Zahnradachse (4) drehbaren ersten Magneten (6), welcher erste Magnet (6) mit dem ersten Zahnrad (2) gekoppelt ist, - einen um eine zweite Zahnradachse (5) drehbaren zweiten Magneten (6), welcher zweite Magnet (6) mit dem zweiten Zahnrad (3) gekoppelt ist, wobei eine erste Drehstellung des ersten Magneten (6) mit einen ersten Sensor (8) und eine zweite Drehstellung des zweiten Magneten (7) mit einem zweiten Sensor (9) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (2, 3) aus einem nicht magnetisierbaren
Werkstoff hergestellt sind.
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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung einen Datenspeicher umfasst.
6 Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher auf einer Platine (12) angeordnet ist, welche Platine (12) aus einem nicht magnetisierbaren
Werkstoff hergestellt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Gehäuse umfasst, welches Gehäuse den Magneten (6, 7) zumindest in Teilbereichen umgibt, welches Gehäuse aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff
hergestellt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Jeweils ein Zahnrad (2, 3), gegebenenfalls ein an das Zahnrad (2, 3) angrenzender Teil der Zahnradwelle (10, 11), gegebenenfalls das Gehäuse und gegebenenfalls die Platine (12) eine sich um den Magneten (6, 7) und den dazugehörenden Sensor (8, 9) in zumindest Teilbereichen erstreckende
Einhausung ausbilden.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnet (6, 7) zumindest einen diametral zu der jeweiligen
Zahnradachse (4, 5) magnetisierten Magneten umfasst.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnet (6, 7) zumindest zwei, zu der Jeweiligen Zahnradachse (4, 5) exzentrisch angeordnete, parallel zu der
Zahnradachse (4, 5) magnetisierte Teilmagnete umfasst.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (2) eine erste Anzahl N1 von Zähnen
aufweist und
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das zweite Zahnrad (3) eine zweite Anzahl N2 von Zähnen aufweist,
wobei gilt k*N1=k*N2+/-1 (mit k=1, 2, 3,..).
Seite 29
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| ATA50264/2021A AT524982A1 (de) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | MT-Sensor |
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Citations (7)
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