DD240959A1

DD240959A1 - Vorrichtung zur drehrichtungserkennung an rotierenden wellen

Info

Publication number: DD240959A1
Application number: DD28065685A
Authority: DD
Inventors: Ulf Schneider; Wolfgang Brandt; Armin Freitag; Wolfgang Haentze; Volker Roloff; Bernd Starke; Jutta Brandt; Andrea Gierich; Richard Moebius
Original assignee: Hartha Elektromotoren
Priority date: 1985-09-17
Filing date: 1985-09-17
Publication date: 1986-11-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehrichtungserkennung an rotierenden Wellen bei elektrischen Maschinen sowie in der Messtechnik. Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine konstruktiv einfache Anordnung zur Drehrichtungserkennung zu schaffen, die ohne zusaetzliche Auswerteelektronik und damit ohne Stromversorgung auch bei sehr kleinen Drehzahlen und Drehwinkeln ein definiertes Drehrichtungssignal abgibt. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass aus der Drehbewegung einer Welle ein statisches Signal, welches die Drehrichtung eindeutig definiert, abgeleitet wird. Die Ableitung dieses Signales erfolgt auf mechanischem Wege durch die Gleitreibung eines Lagers, dass sich auf der Welle befindet. Auf der Aussenseite dieses Lagers ist ein mechanischer Anschlag, der die Drehbewegung des Aussenteiles des Lagers beschraenkt, sowie ein Dauermagnet angebracht. Die Position des Dauermagneten wird durch einen oder mehrere magnetische Sensoren, beispielsweise ein Hallschaltkreis oder ein Schutzrohrkontakt bzw. ein Reed-Kontakt ermittelt.

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Erkennung der Drehrichtung sind Vorrichtungen mit Einsatz von optoelektronischen Bauelementen bekannt, bei denen die Lichtimpulse entweder nach dem Unterbrechungsprinzip, hier wird der Lichtstrahl zwischen Sender und Empfänger durch eine Raster- oder Kodescheibe unterbrochen, oder nach dem Reflexionsprinzip durch unterbrochene Reflexion des Lichtstrahles vom Sender zum Empfänger gewonnen werden. Diese Vorrichtungen weisen jedoch eine Anfälligkeit gegenüber Verschmutzung und Fremdlichteinwirkung auf.

Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, die generatorisch erzeugte Signale zur Drehrichtungserkennung auswerten.

Der Nachteil besteht darin, daß mindestens zwei Wicklungen oder Leiterabschnitte erforderlich sind, um aus der Phasenverschiebung die Drehrichtung zu erkennen. Gleichspannungstachogeneratoren haben dabei gegenüber den Wechselspannungstachogeneratoren den Nachteil des großen Volumens und der geringen Zuverlässigkeit durch das verschleißbehaftete Bürste η system.

Auch werden Vorrichtungen angewendet, die zur Drehrichtungserkennung den magnetischen Wechselfluß mittels magnetischer Sensoren, beispielsweise Hallgeneratoren, auswerten.

Ebenfalls finden Abrissoszillatoren, zu denen auch Näherungsinitiatoren gehören, Verwendung. Diese Initiatoren arbeiten mit einer Oszillatorschaltung, deren innere Kopplung oder Bedämpfung so beeinflußt wird, daß die Schwingung abreißt.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß für die Erzeugung eines definierten Drehrichtungssignales bei den genannten konstruktiven Lösungen noch Verstärker, Trigger und jeweils eine Signal-Auswerteeinrichtung, die wiederum eine Stromversorgung benötigt, erforderlich sind.

Bedingt durch die Auswertung der Wechselgrößen, die mit der Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung verknüpft sind, ist mit Ausnahme der Vorrichtung mit Einsatz von optoelektronischen Bauelementen sowie Hallgeneratoren die Drehrichtungserkennung bei sehr kleinen Drehzahlen oder kleinen Drehwinkeln nicht möglich.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist eine konstruktiv einfache Anordnung zur Drehrichtungserkenhung, welche ohne Auswerteelektronik und im Spezialfall auch ohne Stromversorgung ein definiertes Drehrichtungssignal abgibt, und deren Funktion auch bei sehr kleinen Drehzahlen und kleinen Drehwinkeln garantiert wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß aus der Drehbewegung einer Welle im Gegensatz zu bisherigen Verfahren keine periodischen Wechselsignale, sondern ein statisches Signal, welches die Drehrichtung eindeutig definiert, abgeleitet wird. Die Ableitung dieses Signales erfolgt auf mechanischem Wege durch die Gleitreibung eines Lagers, welches sich auf der zu untersuchenden Welle befindet.

Auf der Außenseite dieses Lagers ist ein mechanischer Anschlag, welcher die Drehbewegung des Außenteiles des Lagers beschränkt, sowie ein Dauermagnet angebracht. Je nach Drehrichtung ändert der Dauermagnet seine Position in den Grenzen des mechanischen Anschlages, da durch die Gleitreibung des Lagers das Außenteil immer an die in Drehrichtung liegende Seite des Anschlages bewegt wird. Die Position des Dauermagneten wird durch einen oder mehrere magnetische Sensoren, beispielsweise ein Hallschaltkreis oder ein Schutzrohrkontakt bzw. ein Reed-Kontakt ermittelt.

Durch die symmetrische Anordnung von 4 Schutzrohrkontakten wird ein Polwendeschalter erstellt.

Diese magnetischen Sensoren liefern direkt ein definiertes logisches Signal für die Drehrichtung. Eine Auswerteelektronik ist nicht erforderlich. Im Spezialfall, bei Verwendung von Schutzrohrkontakten bzw. Reed-Kontakten besteht der Vorteil, daß die Anordnung ohne Stromversorgung auskommt.

Der Schalterzustand des oder der Schutzrohrkontakte charakterisiert eindeutig die Drehrichtung. Bei Einsatz nichtmagnetischer Werkstoffe kann die Funktion des Anschlages auch vom Magneten übernommen werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigt: Fig. 1: eine Anordnung zur Drehrichtungserkennung

Nach Fig. 1 befindet sich das Kugellager 2 auf der zu untersuchenden Welle 1. Auf dem Außenring des Kugellagers 2 ist der mechanische Anschlag 5 sowie der Dauermagnet 4 befestigt. Durch die Gleitreibung des Lagers wird bewirkt, daß der Dauermagnet eine drehrichtungsabhängige Position zu dem magnetischen Sensor 3 einnimmt. Der magnetische Sensor 3 liefert das Signal für die Drehrichtung.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Vorrichtung zur Drehrichtungserkennung an rotierenden Wellen, unter Ausnutzung der Gleitreibung eines auf einer Welle befestigten Kugellagers, dadurch gekennzeichnet, daß die Position eines Dauermagneten (4) zu einem oder mehreren magnetischen Sensoren (3) in Grenzen eines Anschlages (5) drehrichtungsabhängig geändert wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehrichtungserkennung an rotierenden Wellen für rotierende elektrische Maschinen sowie in der Meßtechnik.