CH685825A5

CH685825A5 - Single motor drive spindle in spinning machinery.

Info

Publication number: CH685825A5
Application number: CH3257/92A
Authority: CH
Inventors: Anton Dr-Ing Paweletz
Original assignee: Skf Textilmasch Komponenten
Priority date: 1991-12-21
Filing date: 1992-10-20
Publication date: 1995-10-13
Also published as: ITMI922413A0; DE4142707C1; ITMI922413A1; JPH076095B2; FR2685355B1; JPH05247738A; IT1255560B; FR2685355A1

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft einen einzelmotorischen Antrieb einer Spindel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a single-motor drive of a spindle according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, an Spindeln mit Einzelantrieb in Spinnereimaschinen zusätzlich Detektoren für die Überwachung der Drehzahl und/oder der Drehstellung der Spindeln zwecks Steuerung aller Spindeln anzubringen. Die Druckschrift EP 436 934 A1 beschreibt bei einem einzelmotorischen Spindelantrieb, dessen Rotor fest mit der Spindelwelle gekoppelt ist, einen magnetischen Drehzahl-Detektor an der Spindel. Der Drehzahl-Detektor besteht aus einem mit der Spindelwelle rotierenden Permanentmagneten, der ein rotierendes magnetisches Hilfsfeld erzeugt und aus einem zusammenwirkenden stationären Hallsensor. Durch die Rotation des Permanentmagneten gegenüber dem Hallsensor werden in diesem drehzahlsynchrone Signale erzeugt. Jedoch benötigen diese Drehzahl-Detektoren zusätzlichen Platz an der Spindel und behindern so auch deren Montage. Auch sind diese Detektoren infolge ihrer gesonderten Anordnung störanfällig. It is known to additionally mount detectors on spindles with individual drives in spinning machines for monitoring the speed and / or the rotational position of the spindles for the purpose of controlling all spindles. EP 436 934 A1 describes a magnetic speed detector on the spindle in the case of a single-motor spindle drive, the rotor of which is firmly coupled to the spindle shaft. The speed detector consists of a permanent magnet rotating with the spindle shaft, which generates a rotating magnetic auxiliary field, and a cooperating stationary Hall sensor. The rotation of the permanent magnet in relation to the Hall sensor generates signals which are synchronous in terms of speed. However, these speed detectors require additional space on the spindle and thus also hinder their assembly. These detectors are also prone to failure due to their separate arrangement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu beseitigen. Die Messung der Spindeldrehungen soll vereinfacht werden; mögliche zusätzliche Unwuchten durch die Drehzahl-Detektoren sollen vermieden werden. The invention has for its object to eliminate the disadvantages mentioned. The measurement of the spindle rotations should be simplified; possible additional imbalances by the speed detectors should be avoided.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemässen einzelmotorischen Spindelantrieb durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Messung der Spindeldrehung erfolgt sehr sicher. Der die Spindeldrehungen ermittelnde Detektor mit seinem Hallsensor und seinen ein Hilfsfeld erzeugenden Permanentmagneten ist kompakt im freien Raum des Elektromotors geschützt angeordnet. Seine Integrierung in den Elektromotor ist möglich durch eine Abschirmung des Hilfsfeldes im Detektor von äusseren Störfeldern der aktiven Motorteile Rotor und Stator; dazu ist erfindungsgemäss um den Hallsensor ein Abschirmelement so angeordnet, dass es sich dem Verlauf der Feldlinien der Störfelder anpasst und die Feldlinien in sich konzentriert. Das vorzugsweise ferromagnetische Abschirmelement schützt den Hallsensor, so dass störungsfreie Drehsignale durch die Permanentmagnete im Hallsensor erzeugt werden. Unverfälschte Dreh- oder Lagesignale werden von dem Hallsensor über Signalleitungen zur Drehzahlüberwachung und/oder Steuerung des Motorfeldes weitergeleitet. Der Drehstellungs-Detektor ist integrierbar in verschiedene Elektromotoren. Die Form und Anordnung seines Abschirmelementes ist modifizierbar nach den jeweilig verwendeten Elektromotoren. This object is achieved in a generic single-motor spindle drive by the characterizing features of claim 1. The spindle rotation is measured very reliably. The detector, which detects the spindle rotations, with its Hall sensor and its permanent magnets which generate an auxiliary field, is arranged in a compact, protected manner in the free space of the electric motor. It can be integrated into the electric motor by shielding the auxiliary field in the detector from external interference fields of the active motor parts rotor and stator; for this purpose, according to the invention, a shielding element is arranged around the Hall sensor in such a way that it adapts to the course of the field lines of the interference fields and concentrates the field lines in itself. The preferably ferromagnetic shielding element protects the Hall sensor, so that interference-free rotation signals are generated by the permanent magnets in the Hall sensor. Undistorted rotation or position signals are forwarded by the Hall sensor via signal lines for speed monitoring and / or control of the motor field. The rotary position detector can be integrated in various electric motors. The shape and arrangement of its shielding element can be modified according to the electric motors used.

Gemäss Anspruch 2 ist das Abschirmelement entweder an die mit dem Rotor fest verbundene Spindelwelle gekoppelt oder gemäss Anspruch 3 stationär, vorzugsweise am Statorflansch, befestigt. Die Wahl der Ausbildung des Abschirmelementes ist von Konstruktionsmöglichkeiten und der Art der Statoreinspeisung abhängig. Am sinnvollsten ist die Befestigung des Abschirmelementes und der Permanentmagneten an der Spindelwelle, da bei dieser Anordnung eine gewünschte zusätzliche Verstärkungswirkung des Abschirmelementes auf das Hilfsfeld ohne Ummagnetisierungsverluste infolge konstanter Lage des ferromagnetischen Abschirmelementes im rotierenden Hilfsfeld erreichbar ist. Diese bevorzugte Ausbildung des Abschirmelementes ist gemäss Anspruch 4 so vorgesehen, dass das Abschirmelement die Streufelder im Umgebungsbereich der Hallsensoren konzentriert und gleichzeitig das magnetische Hilfsfeid im Bereich der Hallsensoren durch Verringern der magnetischen Reluktanz verstärkt. According to claim 2, the shielding element is either coupled to the spindle shaft fixedly connected to the rotor or, according to claim 3, is fixed, preferably on the stator flange. The choice of the design of the shielding element depends on the design options and the type of stator feed. It makes most sense to attach the shielding element and the permanent magnets to the spindle shaft, since in this arrangement a desired additional reinforcing effect of the shielding element on the auxiliary field can be achieved without loss of magnetic reversal due to the constant position of the ferromagnetic shielding element in the rotating auxiliary field. This preferred embodiment of the shielding element is provided in such a way that the shielding element concentrates the stray fields in the area surrounding the Hall sensors and at the same time reinforces the magnetic auxiliary field in the area of the Hall sensors by reducing the magnetic reluctance.

Vorteilhafterweise ist das Abschirmelement so angeordnet, dass es entstehende Wärme aus der Nähe des Abschirmelementes gleich abführt. The shielding element is advantageously arranged in such a way that it immediately dissipates any heat generated from the vicinity of the shielding element.

Die Form des Abschirmelementes als Rotationsfläche richtet sich nach den verwendeten Elektromotoren und den Befestigungsmöglichkeiten an der Spindelwelle (Anspruch 5). The shape of the shielding element as a surface of revolution depends on the electric motors used and the attachment options on the spindle shaft (claim 5).

Die Anordnung der Drehstellungs-Detektoren ist nach Anspruch 6 so vorgesehen, dass die Permanentmagnete fest mit der Spindelwelle gekoppelt sind; Permanentmagnete und Abschirmelement sind nach Anspruch 7 gemeinsam an der Spindelwelle befestigt. Bei einer anderen Ausbildung nach Anspruch 8 mit symmetrisch an der Spindelwelle befestigten ferromagnetischen Segmenten mit wechselnder Reluktanz ändert sich drehzahlsynchron die Reluktanz für das Hilfsfeld des dann stationären Permanentmagneten. Die Hallsensoren befinden sich ständig im vormagnetisierten Hilfsfeld des stationären Permanentmagneten, wobei sich durch die rotierenden ferromagnetischen Segmente diese Vormagnetisierung drehzahlsynchron impulsförmig ändert. Gemäss Anspruch 9 können die ferromagnetischen Segmente und das Abschirmelement mittels eines gemeinsamen Elementes an der Spindelwelle befestigt sein. The arrangement of the rotational position detectors is provided according to claim 6 so that the permanent magnets are firmly coupled to the spindle shaft; Permanent magnets and shielding element are jointly attached to the spindle shaft according to claim 7. In another embodiment according to claim 8 with ferromagnetic segments symmetrically attached to the spindle shaft with changing reluctance, the reluctance for the auxiliary field of the then stationary permanent magnet changes synchronously with the speed. The Hall sensors are constantly in the premagnetized auxiliary field of the stationary permanent magnet, whereby this premagnetization changes in a pulse-synchronous manner due to the rotating ferromagnetic segments. According to claim 9, the ferromagnetic segments and the shielding element can be fastened to the spindle shaft by means of a common element.

Gemäss Anspruch 10 ist bei Verwendung von elektronisch kommutierten Elektromotoren der Dreh-stellungs-Detektor zur Erkennung der Rotorlage mit mindestens zwei stationären Hallsensoren, mit denen das rotierende Hilfsfeld der Permanentmagnete zusammenwirkt, ausgerüstet. Aus diesen Drehstel-lungs-Signalen ist auch die Drehzahl der Spindel ableitbar. According to claim 10, when using electronically commutated electric motors, the rotary position detector for detecting the rotor position is equipped with at least two stationary Hall sensors with which the rotating auxiliary field of the permanent magnets interacts. The rotational speed of the spindle can also be derived from these rotary position signals.

Gemäss Anspruch 11 richtet sich die Anordnung des Drehstellungs-Detektors ober- oder unterhalb des Rotors im Elektromotor nach dem Aufbau und der Montagefolge des Elektromotors, wobei ein einfaches Einsetzen der Spindel in deren Lagerungseinheit, beispielsweise in ein Spindelgehäuse, erhalten bleibt. According to claim 11, the arrangement of the rotational position detector above or below the rotor in the electric motor depends on the construction and the assembly sequence of the electric motor, with simple insertion of the spindle in its bearing unit, for example in a spindle housing, being retained.

Bei der Anwendung des einzelmotorischen Antriebes für eine Spindel mit Lagerung der Spindelwelle in einem Fusslager und einem Halslager des Spindelgehäuses ist der Drehstellungs-Detektor oberhalb des auf der Spindelwelle befestigten Rotors vorgesehen. Bei anderen Spindeln, deren Spindelwelle beidseits in zwei Kugellagern lagert, kann der Drehstellungs-Detektor, wie im Ausführungsbeispiel, unterhalb des Rotors angeordnet sein. Die Befestigung des Rotors auf der Spindelwelle erfolgt in bekannter Weise. When using the single-motor drive for a spindle with a bearing of the spindle shaft in a foot bearing and a neck bearing of the spindle housing, the rotational position detector is provided above the rotor attached to the spindle shaft. In other spindles, the spindle shaft of which is supported on both sides in two ball bearings, the rotational position detector can, as in the exemplary embodiment, be arranged below the rotor. The rotor is attached to the spindle shaft in a known manner.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen vor allem darin, dass der Drehstellungs-Detek- The advantages that can be achieved with the invention consist primarily in the fact that the rotational position detection

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tor nicht gesondert an die Spindel zu montieren ist und dass dessen Hallsensoren mechanisch und elektrisch geschützt angeordnet sind. Der Drehstellungs-Detektor behindert nicht die Montage der Spindel. Störmöglichkeiten der Hallsensoren sind minimiert. Besonders in einzelmotorischen Antrieben, die von Frequenzumsetzern oder von elektronisch getakteten Invertern gespeist werden, hat die Erfindung Vorteile, weil eine Einstreuung der Motorfelder mit der Taktfrequenz auf den Hallsensor beseitigt wird; eine unverfälschte Ermittlung der Spindeldrehung wird dadurch erreicht. Do not mount the gate separately on the spindle and that its Hall sensors are mechanically and electrically protected. The rotary position detector does not hinder the assembly of the spindle. Potential interference from the Hall sensors is minimized. The invention has advantages, particularly in single-motor drives that are fed by frequency converters or by electronically clocked inverters, because interference with the motor fields at the clock frequency on the Hall sensor is eliminated; This achieves an unadulterated determination of the spindle rotation.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; die Zeichnung zeigt: The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments; the drawing shows:

Fig. 1 Grundaufbau des einzelmotorichen Antriebes mit einem unterhalb vom Rotor angeordneten Drehstellungs-Detektor als Längsschnitt; 1 basic structure of the single-motor drive with a rotary position detector arranged below the rotor as a longitudinal section;

Fig. 2 Ausschnitt mit dem Drehstellungs-Detektor und dem an der Spindelwelle befestigten Abschirmelement; Fig. 2 detail with the rotary position detector and the shielding element attached to the spindle shaft;

Fig. 3 Querschnitt durch den Drehstellungs-Detektor und das Abschirmelement in schematischer Darstellung; 3 shows a cross section through the rotary position detector and the shielding element in a schematic representation;

Fig. 4 Winkeldiagramm der Änderung des Hilfsfeldes während der Spindeldrehung; Fig. 4 angle diagram of the change in the auxiliary field during the spindle rotation;

Fig. 5 Querschnitt durch den Drehstellungs-De-tektor und das Abschirmelement einer Ausführungsform mit stationären Permanentmagneten und rotierenden ferromagnetischen Segmenten; 5 shows a cross section through the rotational position detector and the shielding element of an embodiment with stationary permanent magnets and rotating ferromagnetic segments;

Fig. 6 Diagramm der winkelabhängigen Änderung der Reluktanz und des sich synchron dazu ändernden Hilfsfeldes während der Spindeldrehung bei der Ausführungsform nach Fig. 5. 6 shows a diagram of the angle-dependent change in reluctance and the auxiliary field which changes synchronously with it during the spindle rotation in the embodiment according to FIG. 5.

Fig. 1 zeigt als Spindelantrieb einen Elektromotor 1, in dem die integrierte Spindelwelle 2 drehfest in dem Rotor 3 befestigt ist. Der Stator 4 dieses als ein Asynchronmotor ausgebildeten Elektromotors 1 trägt eine Statorwicklung 5. Der Rotor 3 hat beidseits Kurzschlussringe 6. Der Elektromotor 1 wird von einem nicht dargestellten Frequenzumrichter mit einer Taktfrequenz gespeist, die über die Rotor-und Statorfelder Streufelder verursacht. Zur Vermeidung verfälschter Drehzahlsignale des Drehstel-lungs-Detektors, der im freien Raum des Elektromotors 1 neben dem Rotor 3 angeordnet ist und dessen Hallsensor 7 stationär und dessen ein Hilfsfeld erzeugende Permanentmagnete 8 drehend angeordnet sind, ist das rotierende Hilfsfeld B von stö renden Rotor- und Statorfeldern Bs entkoppelt (Fig. 2). Ein hülsenförmiges Abschirmelement 9 ist um den Hallsensor 7 angeordnet und mittels eines Adapters 10 an der Spindelwelle 2 gehalten. Gleichfalls an der Spindelwelle 2 sind die Permanentmagnete 8 mittels Halter 11 befestigt, deren zugeordnete Hallsensoren 7 stationär an einem Träger 12 des Statorflansches 13 angeordnet sind. In einem abgeschirmten Raum ist zwischen den mit der Spindelwelle 2 rotierenden Permanentmagneten 8 und dem Abschirmelement 9 der stationäre Hallsensor 7 so angeordnet, dass das rotierende Hilfsfeld B der Permanentmagnete 8 möglichst verlustarm auf den aktiven Bereich des Hallsensors 7 1 shows an electric motor 1 as a spindle drive, in which the integrated spindle shaft 2 is fixed in the rotor 3 in a rotationally fixed manner. The stator 4 of this electric motor 1, which is designed as an asynchronous motor, carries a stator winding 5. The rotor 3 has short-circuit rings 6 on both sides. The electric motor 1 is fed by a frequency converter (not shown) with a clock frequency which causes stray fields via the rotor and stator fields. To avoid falsified speed signals from the rotary position detector, which is arranged in the free space of the electric motor 1 next to the rotor 3 and whose Hall sensor 7 is stationary and its permanent magnets 8 generating an auxiliary field are arranged in a rotating manner, the rotating auxiliary field B is of disturbing rotor and stator fields Bs decoupled (FIG. 2). A sleeve-shaped shielding element 9 is arranged around the Hall sensor 7 and held on the spindle shaft 2 by means of an adapter 10. The permanent magnets 8 are also fastened to the spindle shaft 2 by means of holders 11, the associated Hall sensors 7 of which are arranged stationary on a carrier 12 of the stator flange 13. The stationary Hall sensor 7 is arranged in a shielded space between the permanent magnets 8 rotating with the spindle shaft 2 and the shielding element 9 in such a way that the rotating auxiliary field B of the permanent magnets 8 has as little loss as possible on the active area of the Hall sensor 7

wirkt. Diese kompakte Anordnung von Hallsensor 7 und Permanentmagneten 8 im freien Raum des Elektromotors 1 erreicht mechanischen und elektrischen Schutz für den Drehstellungs-Detektor 7, 8. Das Abschirmelement 9 ist einfach um den Drehstellungs-Detektor 7, 8 montierbar, es ist in einen an der Spindelwelle 2 befestigten Adapter 10 eingelegt oder auf diesen gesteckt. works. This compact arrangement of Hall sensor 7 and permanent magnet 8 in the free space of the electric motor 1 achieves mechanical and electrical protection for the rotational position detector 7, 8. The shielding element 9 can be easily mounted around the rotational position detector 7, 8, it is in one of the Spindle shaft 2 attached adapter 10 inserted or plugged onto this.

Einen vergrösserten Ausschnitt aus der Fig. 1 zeigt die Fig. 2. Schematisch sind sowohl die Feldlinien der Störfelder Bs im Elektromotor 1 als auch die des magnetischen Hilfsfeldes B der Permanentmagnete 8 dargestellt. 1 shows an enlarged section from FIG. 2. The field lines of the interference fields Bs in the electric motor 1 as well as those of the auxiliary magnetic field B of the permanent magnets 8 are shown schematically.

Das ferromagnetische Abschirmelement 9 verstärkt durch seine Form und seine Anordnung um die Hallsensoren 7 das magnetische Hilfsfeld B der Permanentmagnete 8 zusätzlich zur Abschirmung der Hallsensoren 7 von Streufeldern Bs. Durch diese Konzentration der Feldlinien im Abschirmelement 9 wird der Signalabstand des Hilfsfeldes B der Permanentmagneten 8 zum Störfeld Bs der aktiven Motorteile 3, 4 im aktiven Bereich des Hallsensors 7 zusätzlich vergrössert. Die mit dem Abschirmelement 9 erreichte Entkoppelung des Hilfsfeldes B von den Störfeldern Bs ist gleichwertig oder besser als bei bekannten Anordnungen von Sensoren mit grossem Abstand zu den Störfeldern Bs. Due to its shape and its arrangement around the Hall sensors 7, the ferromagnetic shielding element 9 reinforces the auxiliary magnetic field B of the permanent magnets 8 in addition to shielding the Hall sensors 7 from stray fields Bs. This concentration of the field lines in the shielding element 9 makes the signal distance of the auxiliary field B of the permanent magnets 8 Interference field Bs of the active motor parts 3, 4 in the active area of the Hall sensor 7 is additionally enlarged. The decoupling of the auxiliary field B from the interference fields Bs achieved with the shielding element 9 is equivalent or better than in the case of known arrangements of sensors with a large distance from the interference fields Bs.

Die schematische Darstellung im Querschnitt nach Fig. 3 zeigt mit der Spindelwelle 2 rotierende Permanentmagnete 8, deren Abstände zu den radial gegenüberliegenden stationären Hallsensoren 7 während der Spindeldrehung gering sind. Das hül-senförmige Abschirmelement 9 ist neben den Permanentmagneten 8 so mittels Adapter 10 an die Spindelwelle 2 gekoppelt, dass es in der dem Rotor 3 abgewandten axialen Richtung offen ist. Symbolisch ist im Abschirmelement 9 der Verlauf des Störfeldes Bs dargestellt. Die Signalleitungen 14 des Hallsensors 7 sind neben dem Abschirmelement 9 nach aussen geführt. The schematic representation in cross section according to FIG. 3 shows permanent magnets 8 rotating with the spindle shaft 2, the distances to the radially opposite stationary Hall sensors 7 being small during the spindle rotation. In addition to the permanent magnets 8, the sleeve-shaped shielding element 9 is coupled to the spindle shaft 2 by means of an adapter 10 such that it is open in the axial direction facing away from the rotor 3. The course of the interference field Bs is shown symbolically in the shielding element 9. The signal lines 14 of the Hall sensor 7 are routed to the outside in addition to the shielding element 9.

Fig. 4 zeigt den winkelabhängigen Verlauf des Hilfsfeldes B im Hallsensor 7 während einer Spin-deldrehung. Das sich mit der Drehung der Spindel impulsartig im Hallsensor 7 auf- und abbauende Hilfsfeld B ist überlagert von ständig vorhandenen Streufeldern Bs. Der digitale Hallsensor 7 schaltet richtig, wenn das sich impulsartig im Hallsensor 7 ändernden Hilfsfeldes B entsprechend grösser als das Störfeld Bs ist. Wären Störfelder Bs fast dem Hilfsfeld B im Hallsensor 7 gleich, so würden mehr oder weniger digitale Signale des Hallsensors 7 erzeugt als sie realen Drehzahlsignalen entsprechen müssten. Punktiert ist der Schaltbereich des Hallsensors 7 eingezeichnet. FIG. 4 shows the angle-dependent course of the auxiliary field B in the Hall sensor 7 during a spin rotation. The auxiliary field B, which builds up and breaks down in a pulsing manner in the Hall sensor 7 with the rotation of the spindle, is superimposed by stray fields Bs which are always present. If interference fields Bs were almost the same as the auxiliary field B in the Hall sensor 7, more or fewer digital signals from the Hall sensor 7 would be generated than they would have to correspond to real speed signals. The switching range of the Hall sensor 7 is shown in dotted lines.

Das Abschirmelement 9 um den Hallsensor 7 verhindert ein mögliches Verrutschen des Umschal-tens der digitalen Hallsensoren 7, so dass damit Sensorsignale U von dem Hallsensor 7 exakt entsprechend dem rotierenden Hilfsfeld B erzeugt werden. Die Grösse der Störfelder Bs bewegt sich unterhalb des eingezeichneten Hilfsfeldes B und ist am grössten bei nichtstationären Maschinenzustän-den, wie Anlauf, Bremsen und bei starker Belastung der Spindel. Genau für diese Zustände ist die Anordnung des Abschirmelementes 9 von grosser The shielding element 9 around the Hall sensor 7 prevents the switching of the digital Hall sensors 7 from slipping, so that sensor signals U are generated by the Hall sensor 7 exactly in accordance with the rotating auxiliary field B. The size of the interference fields Bs moves below the auxiliary field B shown and is greatest in the case of non-stationary machine conditions, such as start-up, braking and when the spindle is heavily loaded. The arrangement of the shielding element 9 is particularly large for these conditions

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Bedeutung, wobei dies vor allem für das grosse Rotor-Störfeld Bs gilt. Significance, this applies above all to the large rotor interference field Bs.

Fig. 5 zeigt den Querschnitt durch einen Drehstel-lungs-Detektor, der in Abweichung von der vorherigen Ausgestaltung einen stationären Permanentmagneten 8 je Hallsensor 7 und zusätzlich drei mit der Spindelwelle 2 gekoppelte ferromagnetische Segmente 15 aufweist. Ein Vorteil des stationären Permanentmagneten 8 besteht darin, dass bei hohen Spindeldrehzahlen nicht die hohen Zentrifugalkräfte auf die Permanentmagnete 8 wirken. Die rotierenden Segmente 15 bestehen aus ferromagnetischem Eisen, das höhere Zentrifugalkräfte verträgt ais die Befestigung der Permanentmagnete 8 und deren hartmagnetisches Material. Während der Spindeldrehung ist der Abstand der Segmente 15 zu dem Hallsensor 7 mit Permanentmagnet 8 nicht grösser als der Abstand bei der ersten Ausgestaltung zwischen rotierenden Permanentmagneten 8 und dem Hallsensor 7. Die für den Hallsensor 7 wirksame Reluktanz Rm ändert sich drehzahlsynchron, wie im Zeitdiagramm Fig. 6 dargestellt, infolge der wechselnden Reluktanz Rm der Segmente 15 und der Segmentlücken 16. Damit ändert sich auch synchron das vom stationären Permanentmagneten 8 erzeugte Hilfsfeld B im Hallsensor 7, so dass im Ergebnis auch diese Befestigungsart des Permanentmagneten 8 die genannten digitalen Signale U synchron zur Spindeldrehung ermöglicht. Das Winkeldiagramm der Induktion des Hilfsfeldes B im Hallsensor 7 ist äquivalent zu dem in Fig. 4, weil die ferromagnetischen Segmente 15 gegenüber einem oder mehreren Hallsensoren 7 mit Vormagnetisie-rungs-Permanentmagneten 8 rotieren, vergleichbar mit den in Fig. 3 dargestellten Permanentmagneten 8 an der Spindelwelle 2. Auch bei der zweiten Ausgestaltung sind dem impulsartig sich ändernden Hilfsfeld B des Permanentmagneten Störfelder Bs wie bei der ersten Ausgestaltung des Drehstellungs-De-tektor 7, 8 überlagert, jedoch können diese, geschwächt durch das Abschirmelement 9, nicht die digitalen Hallsensoren 7 falsch umschalten. Sowohl in Fig. 4 als auch in Fig. 6 entspricht der Winkel <p einem Drehwinkel des Rotors 3, so dass mit dem Drehstellungs-Detektor 7, 8, 15 die Drehzahl n und die Rotorlage unverfälscht ermittelbar sind. 5 shows the cross section through a rotary position detector which, in deviation from the previous embodiment, has a stationary permanent magnet 8 per Hall sensor 7 and additionally three ferromagnetic segments 15 coupled to the spindle shaft 2. An advantage of the stationary permanent magnet 8 is that the high centrifugal forces do not act on the permanent magnets 8 at high spindle speeds. The rotating segments 15 consist of ferromagnetic iron, the higher centrifugal forces tolerates as the attachment of the permanent magnets 8 and their hard magnetic material. During the spindle rotation, the distance between the segments 15 and the Hall sensor 7 with the permanent magnet 8 is not greater than the distance in the first embodiment between the rotating permanent magnet 8 and the Hall sensor 7. The reluctance Rm effective for the Hall sensor 7 changes synchronously with the speed, as shown in the time diagram in FIG 6, as a result of the changing reluctance Rm of the segments 15 and the segment gaps 16. The auxiliary field B generated by the stationary permanent magnet 8 in the Hall sensor 7 also changes synchronously, so that, as a result, this type of fastening of the permanent magnet 8 also results in the aforementioned digital signals U synchronously allows for spindle rotation. The angle diagram of the induction of the auxiliary field B in the Hall sensor 7 is equivalent to that in FIG. 4, because the ferromagnetic segments 15 rotate relative to one or more Hall sensors 7 with magnetic permanent magnets 8, comparable to the permanent magnets 8 shown in FIG. 3 of the spindle shaft 2. Also in the second embodiment, the auxiliary field B of the permanent magnet, which changes in a pulse-like manner, is superimposed on interference fields Bs as in the first embodiment of the rotary position detector 7, 8, but these, weakened by the shielding element 9, cannot do the digital Hall sensors 7 switch incorrectly. Both in FIG. 4 and in FIG. 6, the angle <p corresponds to an angle of rotation of the rotor 3, so that the rotational speed n and the rotor position can be determined in an unadulterated manner using the rotational position detector 7, 8, 15.

Claims

1. Single-motor drive of a spindle in spinning machines, the spindle shaft of which is firmly connected to the rotor of the electric motor, with a rotational position detector, consisting of at least one Hall sensor and a permanent magnet, the rotating auxiliary magnetic field of which generates pulses in the Hall sensor, characterized in that at least one stationary Hall sensor (7) next to the rotor (3) is fixed in the magnetic auxiliary field of the permanent magnets (8) that changes synchronously with the spindle rotation, that around the Hall sensor (7) a ferro- or paramagnetic shielding element (9) with a width greater than that of the Hall sensor (7) between this and the active motor parts rotor (3) and stator (4) is attached in such a way that signal lines are guided from the Hall sensor (7) to a spindle speed monitor and / or to a control arrangement of the motor field.

2. Single-motor drive of a spindle in spinning machines according to claim 1, characterized in that the shielding element (9) is coupled to the spindle shaft (2).

3. Single-motor drive of a spindle in spinning machines according to claim 1, characterized in that the shielding element (9) is fixed, preferably on the stator flange (13) or motor housing.

4. Single-motor drive of a spindle in spinning machines according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shielding element (9) is arranged and designed such that it follows the field line course of the interference field in the vicinity of the Hall sensor (7) and at the same time the Field lines of the auxiliary field in the area of the Hall sensor (7) reinforced.

5. Single-motor drive of a spindle in spinning machines according to claim 4, characterized in that the shielding element (9) designed as a rotational surface to the axis of the spindle shaft (2) can be plugged onto an adapter (10) attached to the rotor (3) or the stator (4) is.

6. Single-motor drive of a spindle in spinning machines according to one of claims 1 to 5, characterized in that the permanent magnets (8) are attached symmetrically to the spindle shaft (2) and interact with the stationary Hall sensor (7).

7. Single-motor drive of a spindle in spinning machines according to claim 6, characterized in that the permanent magnets (8) and the shielding element (9) are fastened to the spindle shaft (2) by means of a common element.

8. Single-motor drive of a spindle in spinning machines according to one of claims 1 to 5, characterized in that symmetrical ferromagnetic segments (15) alternating reluctance are attached to the spindle shaft (2) against the stationary Hall sensor (7) and stationary permanent magnets (8 ) rotate.

9. Single-motor drive of a spindle in spinning machines according to claim 8, characterized in that the ferromagnetic segments (15) and the shielding element (9) are fastened to the spindle shaft (2) by means of a common element.

10. Single-motor drive of a spindle in spinning machines according to one of claims 1 to 9, characterized in that for determining the rotor position of the rotary position detector (7, 8) has at least two Hall sensors (7) with which the permanent magnets (8) interact .

11. Single-motor drive of a spindle in spinning machines according to one of claims 1 to 10, characterized in that the arrangement of the rotary position detector (7, 8) above or below the rotor (3) in the electric motor (1) depending on the construction of the electric motor used (1) can be selected.

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