DE10317591A1 - Optischer Geber für drehzahlregelbare Motoren - Google Patents

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Abstract

Um eine wirkungsvolle Abdichtung für optische Geber bei drehzahlregelbaren elektrischen Motoren zu schaffen wird vorgeschlagen, eine Ferrofluiddichtung einzusetzen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen optischen Geber für elektrische Maschinen mit Mitteln zur Abdichtung zwischen der Lagerung des Gebers und seiner Codierscheibe.
  • Optische Geber werden hauptsächlich bei drehzahlregelbaren Motoren insbesondere bei Werkzeugmaschinen für den Betrieb und auch für die Lageregelung eingesetzt (Kief; NC/CNC Handbuch 95/96; Carl Hanser Verlag München Wien). Sie erreichen eine hohe Winkelgenauigkeit (± 40 Winkelsekunden). Im Betrieb werden diese Geber vergleichsweise hohen Temperaturen, Drehzahlen und gegebenenfalls mechanischen Schwingungen ausgesetzt. Aufgrund dieser Einflussparameter gelangt im Betrieb der elektrischen Maschinen teilweise Schmierstoff, z.B. Öl aus der Lagerung dieser Geber in das Geberinnere. Lagert sich dieser Schmierstoff im Bereich der optischen Abtastung auf der Codierscheibe ab, so führt dies nach einer gewissen Zeit zum Ausfall des Gebers.
  • Die bisher bekannten standardmäßigen Abdichtungsmaßnahmen wie z.B. gedichtete Lagerschleuderscheibe mit Auffangnut, können jedoch nicht sicher den Schmierstoffaustritt und damit die Ablagerung des Schmierstoffs auf der optischen Abtasteinheit verhindern.
    •
  • Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung für optische Geber zu schaffen, die die oben genannten Nachteile vermeidet.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt dadurch, dass die Abdichtung als Ferrofluid-Dichtung ausgeführt ist.
  • Damit wird eine Verschmutzung des optischen Gebers durch Schmierstoff, z.B. Öl aus der Lagerung des Gebers sicher ver hindert. Durch Ausbildung eines Magnetfeldes wird sichergestellt, dass das Ferrofluid als Dichtflüssigkeit sich immer im Dichtspalt befindet. Damit wird vermieden, dass sich der Schmierstoff der Lagerung insbesondere im Betrieb durch den Dichtspalt bewegt und sich auf der optischen Abtasteinheit niederschlägt und damit zum Geberausfall führt. Durch einen Permanentmagneten ist die Dichtfunktion auch während Stillstandzeiten des elektrischen Motors gewährleistet.
  • In vorteilhafter Weise weisen die Geber eine spielfreie Lagerung auf, die die hohe Winkelgenauigkeit zusätzlich vergrößert.
    •
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert.
  • 1 zeigt in prinzipieller Darstellung einen optischen Geber 1 an dessen Geberwelle 2 sich eine Codierscheibe 5 als Teil einer nicht näher dargestellten optischen Abtasteinheit zur Messaufnahme befindet. Auf der Geberwelle 2 ist über eine Geberlagerung 3 der Geberflansch 4 angeordnet. Die Geberlagerung 3 ist in vorteilhafter Weise, um die Messgenauigkeit zu erhöhen, spiegelfrei ausgeführt. Am Geberflansch 4 befindet sich zwischen Geberlagerung 3 und Codierscheibe 5 eine Ferrofluid-Dichtung 10. Die Ferrofluid-Dichtung 10 wird im wesentlichen durch einen bzgl. der Geberwelle 2 axial aufmagnetisierten Magneten 6, den daran anliegenden Flussleitelemente 7 und 9 und einer Ferrofluidflüssigkeit 8 gebildet.
  • Die vorteilhafte Dichtungsfunktion wird durch erreicht, dass sich die Ferrofluidflüssigkeit 8 zwischen den Flussleitelementen 7 und 9 und der Geberwelle 2 ausrichtet. Diese Ausrichtung wird durch das Magnetfeld des Magneten 6 verursacht.
  • Somit ist eine wirksame Dichtung geschaffen, die verhindert dass Schmierstoff, insbesondere Öl aus der Geberlagerung 3 auf die Codierscheibe 5 tritt und dort zum Geberausfall führt.
  • Die Anwendung derartiger Ferrofluiddichtungen ist selbstverständlich nicht nur auf Geberanordnungen elektrischer Maschinen beschränkt. Sie sind vielmehr auch direkt bei Motoren, insbesondere bei Motorspindeln einsetzbar, wobei es gilt das Motorinnere beispielsweise vor Flüssigkeiten, Schmierstoffen, Schmutz oder Kombinationen dieser Kontamination des Motorinneren zuschützen um den Betrieb des Motors aufrecht zu erhalten. Dabei gilt beispielsweise den Antriebsmotor von Werkzeugspindeln, insbesondere vor der Kühlflüssigkeit abzudichten.
  • Ebenso sind derartige Ferrofluiddichtungen bei Bahnantrieben zwischen Motor und ölgeschmierten Getrieben einsetzbar.
  • Dabei ist lediglich die Geberwelle 2 durch eine Antriebswelle und der Geberflansch 4 durch einen geeigneten Lager- oder Gehäuseflansch zu ersetzen.
  • Dabei wird eine Ferrofluiddichtung 10 hergestellt indem die Flussleitelemente 7, 9 und der bzw. die Magnete 6 an einem Flansch befestigt, vorteilhafterweise geklebt werden und danach die Ferrofluidflüssigkeit 8 in den Dichtspalt eingebracht wird.

Claims (3)

  1. Optischer Geber (1) für elektrische Maschinen mit Mitteln zur Abdichtung zwischen der Lagerung (3) des Gebers (1) und seiner Codierscheibe (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung als Ferrofluid-Dichtung ausgeführt ist.
  2. Optischer Geber (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Geber (1) spielfrei gelagert ist.
  3. Optischer Geber (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ferrofluid-Dichtung einen axial aufmagnetisierten Magneten (6) aufweist, der jeweils an seinen Stirnseiten, Flussleitelemente (7, 9) aufweist, und somit durch ein geeignete Ferrofluidflüssigkeit (8) zwischen dem Geberflansch (4) und einer Geberwelle (2) eine Abdichtung herstellt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104165601A (zh) * 2013-05-16 2014-11-26 约翰内斯﹒海德汉博士有限公司 角度测量装置

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005019112A1 (de) * 2005-04-25 2006-10-26 Siemens Ag Kombinationsantrieb mit Hybridreluktanzmotor
DE102010001997B4 (de) 2010-02-16 2016-07-28 Siemens Aktiengesellschaft Linearmotor mit verminderter Kraftwelligkeit
DE102010028872A1 (de) 2010-05-11 2011-11-17 Siemens Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung für Dreh- und Linearbewegungen mit entkoppelten Trägheiten
EP2508769B1 (de) 2011-04-06 2013-06-19 Siemens Aktiengesellschaft Magnetische Axiallagervorrichtung mit erhöhter Eisenfüllung
EP2523319B1 (de) 2011-05-13 2013-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Zylindrischer Linearmotor mit geringen Rastkräften
EP2604876B1 (de) 2011-12-12 2019-09-25 Siemens Aktiengesellschaft Magnetisches Radiallager mit Einzelblechen in tangentialer Richtung
EP2639935B1 (de) 2012-03-16 2014-11-26 Siemens Aktiengesellschaft Rotor mit Permanenterregung, elektrische Maschine mit einem solchen Rotor und Herstellungsverfahren für den Rotor
EP2639936B1 (de) 2012-03-16 2015-04-29 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit permanent erregtem Läufer und zugehöriger permanent erregter Läufer
EP2639934B1 (de) 2012-03-16 2015-04-29 Siemens Aktiengesellschaft Rotor mit Permanenterregung, elektrische Maschine mit einem solchen Rotor und Herstellungsverfahren für den Rotor
EP2709238B1 (de) 2012-09-13 2018-01-17 Siemens Aktiengesellschaft Permanenterregte Synchronmaschine mit Ferritmagneten
EP2793363A1 (de) 2013-04-16 2014-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Einzelsegmentläufer mit Halteringen
CN105122598B (zh) 2013-04-17 2017-09-01 西门子公司 具有轴向和切向通量集中的电机
EP2838180B1 (de) 2013-08-16 2020-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Läufer einer dynamoelektrischen rotatorischen Maschine
EP2928052A1 (de) 2014-04-01 2015-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit permanenterregtem Innenstator und Aussenstator mit Wicklungen
EP2996222A1 (de) 2014-09-10 2016-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Rotor für eine elektrische Maschine
EP2999090B1 (de) 2014-09-19 2017-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Permanenterregter Läufer mit geführtem Magnetfeld
EP2999089B1 (de) 2014-09-19 2017-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Reluktanzläufer
EP3035496B1 (de) 2014-12-16 2017-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Rotor für eine permanentmagneterregte elektrische Maschine
EP3373421B1 (de) 2017-03-09 2019-11-20 Siemens Aktiengesellschaft Gehäuseeinheit für eine elektrische maschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2087988A (en) * 1980-11-19 1982-06-03 Ferrofluidics Corp Ferrofluid seals
DE3542542A1 (de) * 1984-06-01 1987-06-04 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Plattenspeicherantrieb
US5393201A (en) * 1992-01-31 1995-02-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Synchronous rotating apparatus for rotating a plurality of shafts

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2505802A1 (de) * 1975-02-12 1976-08-26 Polymotor Italiana Spa Drehzahlgeber
US4293137A (en) * 1978-12-11 1981-10-06 Ezekiel Frederick D Magnetic liquid shaft sealing
US4779165A (en) * 1981-09-07 1988-10-18 Papst-Motoren Gmbh & Co. Kg Disk storage drive
US4531846A (en) * 1983-12-27 1985-07-30 Ferrofluidics Corporation Compact ferrofluid seal and bearing assembly
US4531646A (en) * 1984-10-05 1985-07-30 Consolidated Foods Corporation Product display rack
US4817964A (en) * 1985-09-25 1989-04-04 Ferrofluidics Corporation Ferrofluid exclusion seal and method of assembly
US5340122A (en) * 1992-06-22 1994-08-23 Ferrofluidics Corporation Differentially-pumped ferrofluidic seal
US5660397A (en) * 1994-09-23 1997-08-26 Holtkamp; William H. Devices employing a liquid-free medium
IT1284323B1 (it) * 1996-01-18 1998-05-18 Skf Ind Spa Dispositivo ottico per il rilevamento di dati di posizione e/o velocita' di rotazione relativa degli anelli di un cuscinetto
US5954342A (en) * 1997-04-25 1999-09-21 Mfs Technology Ltd Magnetic fluid seal apparatus for a rotary shaft
US6642508B2 (en) * 2001-08-31 2003-11-04 Renco Encoders, Inc. System and method in an angle measuring system with an encoder attachment system for attaching an encoder to a motor shaft through the use of a spring generating a radial pressure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2087988A (en) * 1980-11-19 1982-06-03 Ferrofluidics Corp Ferrofluid seals
DE3542542A1 (de) * 1984-06-01 1987-06-04 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Plattenspeicherantrieb
US5393201A (en) * 1992-01-31 1995-02-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Synchronous rotating apparatus for rotating a plurality of shafts

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104165601A (zh) * 2013-05-16 2014-11-26 约翰内斯﹒海德汉博士有限公司 角度测量装置
EP2803946A3 (de) * 2013-05-16 2017-04-05 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Winkelmesseinrichtung
CN104165601B (zh) * 2013-05-16 2018-02-09 约翰内斯﹒海德汉博士有限公司 角度测量装置

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US20060219880A1 (en) 2006-10-05
WO2004092681A2 (de) 2004-10-28
WO2004092681A3 (de) 2004-12-16

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