DE2305384C2

DE2305384C2 - Anordnung zur Bestimmung der Windelstellung und Drehzahl

Info

Publication number: DE2305384C2
Application number: DE2305384A
Authority: DE
Inventors: Hans-Wilhelm 6000 Frankfurt Blechmann; Said Westlake Village Calif. Sapir
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1972-02-07
Filing date: 1973-02-03
Publication date: 1982-11-11
Also published as: GB1411483A; CA986196A; JPS5246702B2; FR2171777A5; DE2305384A1; SE384275B; US3750128A; JPS4892077A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung der Winkelstellung und Drehzahl eines sich vor einem elektromagnetischen Aufnehmer drehenden Zahnrades, wobei im Aufnehmer durch eine an einer Primärwicklung liegende Erregerspannung ein Wechselfluß erzeugt wird, der nach Maßgabe der Winkelstellung des Zahnrades in mindestens zwei magnetische Teilflüsse aufgeteilt wird, die in ihnen zugeordneten Wicklungen Wechselspannungen induzieren, wobei diese Wechselspannungen gegenphasig addiert werden und eine Summenspannung bilden.

Die vorliegende Erfindung kann in der Technik vielfältig Eingang findea Es zeigt sich jedoch, daß die Erfindung ganz besodners zweckmäßig ist, um die Radgeschwindigkeit eines Fahrzeuges zu ermitteln. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können Ausgangsimpulse erzeugt werden, deren Folgefrequenz direkt proportional zur Radgeschwindigkeit ist Diese Ausgangsimpulse können dann zum Beispiel in jeder geeigneten herkömmlichen Astiblockiereinrichtung für Fahrzeugbremsen weiterverarbeitet werdea

Eine Vorrichtung mit den vorstehenden Merkmalen ist aus der DE-OS 15 23 191 bekannt Die bekannte Vorrichtung umfaßt eine drehbare Zahnscheibe aus zwei Scheibenhälften, die ihrerseits an den Kanten mit einer Anzahl gleichmäßig verteilter Aussparungen versehen sind. Die Scheibenhälften sind derart zusammengefügt, daß sie um eine halbe Stegteilung gegeneinander versetzt sind, so daß einer Aussparung der einen Scheibenhälfte ein von zwei Aussparungen begrenzter Steg der anderen Scheibenhälfte gegenüberliegt

Gegenüber der Zahnscheibe ist ein dreischenkliger Körper mit einer Primärwicklung auf dem Mittelschenkel und zwei Sekundärwicklungen auf den Außenschenkeln angeordnet Die Primärwicklung ist an eine Wechselspannung angeschlossen, die im Eisenkern einen magnetischen FIuQ erzeugt, der in Abhängigkeit der magnetischen Widerstünde auf die Außenschenkel verteilt wird und in den Sekundärwicklungen elektrische Spannungen induziert Die Sekundärwicklungen sind so miteinander verschaltet, daß sich die induzierten Spannungen voneinander subtrahieren. Auf diese Weise entsteht eine Summenspannung mit einer drehzahlproportionalen Frequenz.

Bei dieser bekannten Vorrichtung ist es als nachteilig anzusehen, daß die Frequenz der Summenspannung gegen Störsignale sehr anfällig ist, da jedes Störsignal weitere Nulldurchgänge erzeugt und so einen direkten Fehlereinfluß auf das Ausgangssignal hat In erster Linie induzieren die Fahrzeugzündanlagen und/oder elektro= magnetische Bauteile, beispielsweise Motoren, Generatoren und Relais in den magnetischen Aufnehmern Störspannungen. Andere Störungen werden durch Vibrationen erzeugt.

Aus der DE-OS 14 64 665 ist eine Vorrichtung zum Zählen oder zur Feststeilung magnetischer Körper bekannt, die im wesentlichen aus einer Zahnscheibe und

einem der Zahnscheibe gegenüberliegenden Magnetsystem aufgebaut ist Das Magnetsystem ist durch einen Nebenschluß abgeglichen, wobei eine Störung des Gleichgewichtszustandes durch eine Beeinflussung der Streufelder bei rotierender Zahnscheibe erfolgt An einer Induktionswicldung des Magnetsystems sind Spannungsimpulse abgreifbar, die mit Hufe einer elektronischen Schaltung so umgeformt werden, daß beim Vorbeilaufen eines Zahnes der Zahnscheibe am Magnetsystem ein Impuls geliefert wird. Die Frequenz der Ausgangsimpulse ist der Drehzahl der Zahnscheibe proportional.

Auch bei dieser Vorrichtung haben Störsignale unmittelbar einen Einfluß auf das Meßergebnis.

In der AT-PS 1 72 283 ist eine Kontrolleinrichtung zur Anzeige von Drehbewegungen beschrieben, bei der zur Gleichlaufkontrolle verschiedener rotierender Teile an jedem dieser Teile eine Zahnscheibe vorgesehen ist Die Drehzahl jedes Teiles wird durch Induktionsspulen erfaßt, wobei die in den Spulen induzierten Spannungen gegeneinander geschaltet sind. Solange die gewonnene Differenzspannung annähernd null ist kann vcn einem Gleichlauf der zu überwachenden Teile ausgegangen werden.

Schließlich ist durch die DE-OS 20 19 801 eine Einrichtung zum Umwandeln einer Drehgeschwindigkeit in eine elektrische Kenngröße bekannt geworden, die mit einem Permanentmagneten arbeitet Die magnetischen Flüsse in den zwei Pohlschuhen eines Drehgeschwindigkeitsaufnehmers werden hinsichtlich der in ihnen vorherrschenden Flüssen bei Rotation einer Zahnscheibe beeinflußt, so daß eine Spannung entsteht, deren Frequenz und Größe von der Drehgeschwindigkeit der Zahnscheibe abhängig ist

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, eine einfache Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die auch bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten sicher arbeitet und gegen Störgrößen aus anderen Teilen des Kraftfahrzeuges weitestgehend unempfindlich ist

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß elektronische Bauelemente die Phasenlage der Erregerspannung und elektronische Verknüpfungsglieder (z. B. UND-Gatter) die Phasenlage der Summenspannung relativ zur Erregerspannung feststellen und die Änderungshf.ufigkeit zwischen zwei im 180° voneinander verschiedenen Werten zur Bildung eines der Winkelstellung und Drehzahl des Rades proportionalen Ausgangssignales in einer elektronischen Schaltung ausgewertet wird.

Bei dieser Ausgestaltung ist es als besonders vorteilhaft anzusehen, daß nicht die Frequenz der Summenspannung ausgewertet wird, sondern der Wechsel der Phasenlage der Summenspannung um 180° gegenüber der Phasenlage der den Wechselfluß erzeugenden Erregerspannung. Dadurch wird die Anordnung besonders unempfindlich gegen Störfrequenzen, da der Fehlercinfluß durch von Störfrequenzen hervorgerufene Nulldurchgänge auf das Ausgangssignal ausgeschaltet ist

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert Es zeigen

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine Darstellung des Spannungsverlaufs an der Sekundärwicklung entsprechend Fig. I,

F i g. 3 und F i g. 4 den Snannungsverlauf nach F i g. 2 in stark vergrößertem Maßstab.

Fig,5 eine Darstellung der Kurvenform, die charakteristisch für die Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 1 ist

F i g. 6 eine detaillierte Darstellung der Kurvenform nach F i g, 5,

Fig.7 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Schaltung nach F i g. 1,

F i g. 8 eine schematische Darstellung,

F i g. 9 die Ansicht auf ein Rad gemäß F i g. 8 entsprechend der Linie 4-4,

F i g. 10 einen Teil des Rades nach F i g. 9 im vergrößerten Maßstab,

F i g. 11 einen Schnitt durch den Teil des Rades nach F i g. 10 entlang der Linie 4-4,

F i g. 12 eine Vorderansicht des Kerns eines Transformators mit veränderbarem Kraftlinienverlauf,

Fig. 13 eine Draufsicht auf den Kern nach Fig. 12 mit Wicklungen,

F i g. 14 eine vergrößerte Darstellung des Transformators nach Fig. 12, mit der die Anordnung von Zähnen und Zwischenräumen des in den t i g. 9 bis 11 gezeigten Rades dargestellt ist

Fig. 15 eine perspektivische Darstellung des Kerns und eines Teils des Rades,

F i g. 16 eine schematische Darstellung des Kerns und des Rades zur Verdeutlichung bestimmter magnetischer Flußlinien,

Fig. 17 eine Darstellung entsprechend Fig. 16 mit weiteren magnetischen Flußlinien und

Fig. 18 ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektromagnetischen Aufnehmers nach der Erfindung.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in F i g. 1 dargestellt Ein Transformator 46, der einen magnetischen Aufnehmer mit steuerbarem Kraftlinienverlauf hat, ist mittels eines einer Primärwicklung 27 parallelgeschalteten Kondensators 52 als Resonanztransformator ausgebildet Das ist vorteilhaft bezüglich Wirkungsgrad und Sicherheit gegenüber Fremdstörungen. Über einen Entkopplungswiderstand 51 wird der aus Kondensator 52 und Primärwicklung 27 bestehende Resonanzkreis von einem Rechteckgenerator 36 gespeist Prinzipiell kann innerhalb der elektrischen Schaltung 36 bei geeigneter Auslegung jeder übliche Wechselspannungsgenerator benutzt werdea Die zusätzlich am Rechteckgenerator 36 und an der Sekundärwicklung 28 angeschlossene Schaltung, bestehend aus den Verstärkern 43, 45, 53, dem Differenzierglied 38, den Dioden 42, 44 den UND-Gattern 40, 41 und dem Flipflop 39 wird im weiteren Verlauf der Beschreibung als ein Beispiel von vielen möglichen Schaltungen zur Erläuterung des Erfindungsgedankens benutzt

Bedingt durch das Resonanzverhalten des Transformators 46 erzeugt der Rechteckgenerator 36 mittels der Primärwicklung 27 einen sinusförmigen WechselfluB im mittleren Schenkel 2J des Transformatorkerns 20.

In Fig.2 ist der prinzipielle Verlauf der Spannung 153 an der Sekundärwicklung 28 dargestellt Bei den Punkten 155, 156, 1S7, 158 und 159, in denen sich die beiden Einhüllenden 154 schneiden, ist die Spannung 0, da hier die beiden gegenphasig addierten Teilspannungen gleich groß sind, also die äußeren Schenkel 12. und 24 des Kerns 20 (Fig. 12—17) im gleichen Maße von einem Zahn überdeckt werden. Zwischen zwei Schnittpunkten der Einhüllenden 154 überwiegt immer eine der gegenphasigen Teilspannungen, so daß die Summenspannung 153 abwechselnd immer nur eine von zwei um 180° voneinander verschiedene Pliasenlaeen annehmen

kann, wobei der Phasenwechsel bei den Schnittpunkten der Einhüllenden 154 eintritt. Da der zeitliche Abstand der Punkte 155,156, 157,158 und 159 dem periodischen Wechsel der Zahnüberdeckungen zwischen dem einen und dem anderen äußeren Schenkel 22,24 des Kerns 20 entspricht, ist die Häufigkeit der Phasensprünge an den Schnittpunkten der Einhüllenden 154 proportional zur Raddrehzahl. Zwischen der Frequenz der Einhüllenden 154, die der Raddrehzahl proportional ist, und der Frequenz der Spannung 153 an der Sekundärwicklung 28, die von dem Rechteckgenerator 36 bestimmt wird, besteht also kein ursächlicher Zusammenhang. Deshalb kann der Phasensprung um 180° zu jeder Zeit unabhängig vom Momentwert der Spannung 153 eintreten.

Zwei der endlos vielen möglichen Phasensprünge sind in den Fig. 3 und 4 an den Null-Punkten 160, 161 vergrößert dargestellt

Aufgabe der elektronischen Schaltung in F i g. 1 ist es nun, die Phasensprünge der Spannung 153 festzustellen und jede der beiden möglichen Phasenlagen einem de^finierten Schaltzustand eines bistabilen Elements zuzuordnen. Am Eingang des Verstärkers 53 liegt die Spannung 153 der Sekundärwicklung 28 an. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 53 wird je einem Eingang der beiden UND-Gatter 40, 41 zugeführt, nachdem sie durch den Verstärker 53 auf einen geeigneten Pegel begrenzt wurde. Sie nimmt deshalb von einem bestimmten Schwellwert an den in Fig. 5 dargestellten trapezähnlichen Verlauf 167 an. Dieser Spannungsverlauf ist in F i g. 6 noch einmal vergrößert dargestellt, wobei die durchgezogene Linie 167 der einen Phasenlage und die strichpunktierten Linien 168 bzw. 169 der um 180° versetzten Phasenlage entsprechen.

Wie weiterhin aus F i g. 1 ersichtlich, ist der Ausgang des Rechteckgenerators 36 einem Differenzierglied 38 zugeführt, mit dem Impulse 54 und 55 erzeugt werden, die durch zwei Impulsweichen, bestehend aus der Diode 42 und dem nichtinvertierenden Verstärker 43 einerseits und der Diode "4 und dem invertierenden Verstärker 45 andererseits nach ihrer Polarität getrennt zwei weiteren Eingängen der beiden UND-Gatter 40 und 41 zugeführt werden. Am Ausgang des invertierenden Verstärkers 43 und am zugeordneten Eingang des UND-Gatters 40 erscheint deshalb bei jeder positiven Flanke des Rechtecksignals 37 ein kurzer positiver Impuls, während am Ausgang des invertierenden Verstärkers 45 und am zugehörigen Eingang des Gatters 41 bei jeder negativen Flanke des Rechtecksignals 37 ein positiver Impuls vorhanden ist Jenachdem, welcher dieser positiven Impulse mit dem Ausgangssignal des Verstärkers 53 koinzident ist, erscheint entweder am Ausgang des Gatters 40 das Signal »Setzen auf 1« oder am Ausgang des Gatters 41 das Signal »Setzen auf 0«, wodurch die beiden Schaitzustände »1« oder »0« am Ausgang des Flipflops 39 den beiden möglichen Phasenlagen der Spannung 153 an der Sekundärwicklung 28 zugeordnet werden.

In F i g. 7 ist die Funktion der Schaltung nach F i g. 1 anhand von lmpulsdiagrammen dargestellt Die Kurve 174 stellt die Ausgangsspannung 37 des Rechteckgenerators 36 dar. Der sinusförmige Verlauf 175 ist die Ausgangsspannung 153 an der Sekundärwicklung 28, wobei der Punkt 146 einen Phasensprung kennzeichnet Aus der Spannung 175 wird durch Verstärkung und Begrenzung im Verstärker 53 die Kurve 177 gewonnen. Die Impulse 178 entsprechen den Differenzimpulsen 54 und 55 am Ausgang des Differenziergiiedes 38 in Fig. i. Aus F i g. 7 ist ersichtlich, daß zwischen den Kurven 174 und 177 eine Phasenverschiebung von etwa 45" besteht Diese Phasenverschiebung, die im Idealfall 9(T betragen sollte, ist erforderlich, um eine eindeutige logische Verknüpfung zwischen den Signalen 177 und den aus den Differenzierimpulsen 178 abegleiteten Impulsen 179 und 180, die an den Ausgängen des Verstärkers 43 bzw. 45 vorhanden sind, zu ermöglichen.

Bei der Darstellung nach Fig. 7 ist angenommen worden, daß diese Phasenverschiebung allein durch Verstimmen des aus der Primärwicklung 27 und dem Parallelkondensator 52 bestehenden Resonanzkreises gegenüber der Frequenz des Rechteckgenerators 36 erreicht wurde. Selbstverständlich kann eint· solche Phasenverschiebung z. B. auch durch ein zusätzliches Phasendrehglied innerhalb des Verstärkers 53 erreicht werden. Wie aus Fig. 7 weiterhin ersichtlich ist, treten bei Koinzidenz der Impulse 179 mit dem oberen Pegel der Spannung 177 die Impulse 182 entsprechend dem Signal »Setzen auf I« auf, während bei Koinzidenz der Impulse 180 mit dem oberen Pegel der Spannung 177 das Signal 181 »Setzen auf Ü« erscheint, wobei die Kurve 183 den Ausgang des Flipflcps 39 mit seinen beiden möglichen Zuständen »0« oder »1« darstellt.

Die Fig. 8 zeigt eine herkömmliche Einrichtung 10 mit einer Antriebswelle 11, welche ihrerseits ein Rad 12 in Drehung versetzt. Das Rad 12 besteht aus einer auf der Antriebswelle 11 befestigten Scheibe 13 und einem Ring 14. der auf der Scheibe 13 gehalten ist. Ein magne_: tischer Aufnehmer 15 ist in Bezug auf die Einrichtung 10 ortsfest angeordnet. Der Ring 14 und der Aufnehmer 15 bilden zusammen einen Transformator mit veränderbarem Kraftlinienverlauf. Mit dem Aufnehmer 15 ist eine elektrische Schaltung 16 verbunden. Wie die Fig.8 zeigt, hat die Scheibe 13 überall gleiche Wandstärke.

Nachfolgend werden einige Abmessungen angegeben. Es sei jedoch angemerkt, daß keine der gegebenen Abmessungen zwingend erforderlich ist

Wie die F i g. 10 und 11 zeigen, können die Grundflächen der Zahnzwischenräume flach und in derselben Ebene angeordnet sein. Das gleich gilt für die Kopffläche der Zähne 17. Der Abstand zwischen der Grundfläche der Zahnzwischenräume 18 und der Kopffläche der Zähne 17, also die Höhe der Zähne 17, kann beispielsweise 3 mm (1/8 Zoll) betragen. Die Zähne 17 sind also zwischen zwei konzentrischen Flächen ausgebildet, welche die innere und äußere zylindrische Oberfläche des Ringes 14 bilden. Alle Zähne 17 sind einander gleich, jedoch ist dies für die vorliegende Erfindung nicht Voraussetzung.

Jeder Zahn 17 ist weiterhin zwischen zwei sich im Drehpunkt des Rades 12 schneidenden Ebenen geNIdet. Auf diesen Ebenen liegen die Flanken 19 der Zähne 17. Die sich schneidenden Ebenen bilden zusammen einen Winkel von 1,8°. Der Ring 14 hat somit 100 Zähne.

Die Zahnteilung ist für alle Zähne 17 gleich. Weiterhin ist die Breite der Zähne 17 gleich der Breite der Zahnzwischenräume 18. Dadurch bilden zwei unmittelbar benachbarte Ebenen zweier unmittelbar benachbarter Zähne einen Winkel von 1,8°. Die Zahnteilung beträgt damit 3,6°. Der Ring 14 nach Fig. Π soll in radialer Richtung eine Stärke von 20 mm (3/4 Zoll) haben. Es ist ebenso wie ein Kern 20 des in Fig. 12 dargestellten Aufnehmers aus einem nichtmagnetischen Material gefertigt Der Kern 20 hat einen rechteckigen Grundkörper 21 und Schenkel 22,23 und 24, welche entweder mit dein Grandkörper 21 eine Einheit bilden oder aber auf ihm befestigt sind.

Wie die F i g. 15 zeigt, hat der Schenkel 22 einen Sok-

kel 25, der breiter als ein sich anschließender oberer Abschnitt 26 ist. Der obere Abschnitt 26 ist symmetrisch auf dem Sockel 25 ausgebildet. Es wurde gefunden, daß der Streufluß geringer wird, wenn der obere Abschnitt einige Prozent schmaler ist als der Sockel 25.

Der Schenkel kann wie der Schenkel 22 ausgebildet sein. Jedoch sind einige geringfügige Unterschiede zu beachten. Beispielsweise sind die Schenkel 22 und 24 gegeniib-.· dem Schenkel 23 verschwenkt, wie das in Fig. 12 zu erkennen ist. Sie stehen jeweils in gleichem Winkel zum Schenkel 23; jedoch ist der Winkel in einem Fall positiv und in anderen negativ. Der Sockel 25 kann gleiche oder doppelte Breite haben wie die Zähne 17.

Die Fig. 14 kann als maßstäbliche Zeichnung angese hen werden. Es ist zu beachten, daß die Schenkel 22 und 24 keilförmig verlaufen (1,8°). Die Schenkel brauchen aber nicht notwendigerweise zylindrische Endflächen zu haben, wie das bei den Zähnen 17 der Fall ist. Das gleiche gilt für den Schenkel 23, abgesehen davon, daß seine »Breite« 3,6" beträgt.

Fi g. 13 ist zu entnehmen, daß der Aufnehmer 15 eine um den Schenkel 23 gewickelte Primärwicklung 27 hat. Der Aufnehmer 15 hat auch eine Sekundärwicklung 28 mit einer Teilwicklung 29, die um den Schenkel 24 gewickelt ist. Die Teilwicklungen 29 und 30 können gleich sein, sind aber gegensinnig hintereinander geschaltet.

Die Fig. 14 zeigt ebenfalls den Kern 20. Abgesehen von der vergrößerten Darstellung und den schraffierten Flächen, die drei Stellungen der Kopffläche der Zähne 17 zu den Schenkeln 22, 23 und 24 zeigen, stimmt Fig. 14 mit Fig. 12 überein. Wenn eine Kopffläche 31 eines Zannes 17 den Schenkel 22 abdeckt, befindet sich eine Kopffläche 32 eines anderen Zahnes zwischen den Schenkeln 22 und 23. Eine Kopffläche 33 deckt den Schenkel 23 ab, eine weitere Kopffläche 34 befindet sich unmittelbar neben dem Schenkel 23, und eine Kopffläche 35 ist unmittelbar neben dem Schenkel 24. Der Schenkel 24 selbst wird von keiner Kopffläche abgedeckt

In den Fig. 16 und 17 sind der Kern 20 und das Zahnrad 12 in zwei verschiedenen Stellungen zueinander nchematirch dargestellt, wobei der Einfachheit halber die Wicklungen nicht eingezeichnet wurden. Die strichpunktierten Linien 149, 150, 151 und 152 stellen den Flußverlauf dar, wobei zu erkennen ist, daß der Fluß vom mittleren Schenkel 23 auf die beiden äußeren Schenkel 22, 24 aufgeteilt wird. In Fig. 16 wird der Schenkel 22 völlig von einem Zahn 145 überdeckt, während der Schenkel 24 einer Zahnlücke 148 gegenüberliegt Der magnetische Widerstand entlang der Flußlinie 149 ist demzufolge niedriger als der entlang der Linie 150. Da der Gesamtfluß im mittleren Schenkel 23 umgekehrt proportional zu den magnetischen Widerständen aufgeteilt wird, ist demnach der Fluß 149 größer als der Fluß 150. In der F i g. 17 ist eine Zahnradstellung dargestellt, bei der die beiden Magnetflüsse 151 und 152 wegen gleicher Zahnüberdeckung der äußeren Schenkel 22, 24 gkich sind. Es ist nun leicht einzusehen, daß beim Drehen des Zahnrades 12 entweder einer der beiden äußeren Schenkel 22, 24 den größeren Teilfluß führt, wobei sich eine bestimmte Flußverteilung bei jeder einem Zahnabstand entsprechenden Winkeländerung wiederholt. Wie schon beschrieben, ist auf jedem der beiden äußeren Schenkel 22 und 24 eine Teilwicklung 29 und 30 angebracht, welche in den Fig. 16 und 17 nicht dargestellt sind. In diesen Teilwicklungen 29 und 30 werden Wechselspannungen induziert, die bezüglich Amplitude und dem Fluß in den zugeordneten Schenkeln, also durch die Zahnradstellung, moduliert werden. Durch gegensinnige Hintereinanderschaltung beider Teilwicklungen 29, 30 zu einer Sekundärwicklung 28 werden die induzierten Teilspannungen gegenphasig addiert, so daß an der Sekundärwicklung 28 eine Summenspannung entsteht, deren augenblickliche Phasenlage relativ zur Spannung an der Primärwicklung 28 bestimmt wird von der Phasenlage der größeren der bei-

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In Fig. 18 ist schematisch eine andere Ausführung des Transformatorkerns 20 gezeichnet, wobei ein offener Magnetkreis vorhanden ist. Der Kern 200 hat nur noch zwei Schenkel 220, 240, deren Breite gleicn der Zahnbreite ist und deren Mittenabstand ein ungradzahn ges Vielfaches der Zahnbreite beträgt. Auf den beiden Schenkeln 220, 240 befinden sich zwei Teilwicklungen 290, 300, die gegensinnig zueinander geschaltet die Sekundärwicklung 280 bilden. Die Primärwicklung 270 ist außen über den Kern 200 gewickelt. Wie bei der Ausführung mit drei Schenkeln, wird auch der durch die Primärwicklung 270 erzeugte Fluß 300 nach Maßgabe der Zahnüberdeckung der beiden Schenkel 240, 220 in zwei Teilflüsse 310, 320 aufgeteilt, die in den Teilwicklungen 220, 240 der Sekundärwicklung 280 entsprechende Wechselspannungen induzieren. Der Unterschied zum dreischenkeligen Kern besteht lediglich darin, daß der magnetische Kreis zum größten Teil aus einem äußeren Streufeld besteht, wobei die Kraftlinien aus dem Kern 200 an seinem dem Schenkelende abgewandten Ende in den freien Raum austreten und über einen relativ großen Umfangsbereich des Zahnrades 140 verteilt wieder in den Magnetkreis eintreten.
Was die Ausführung des Zahnrades anbelangt, beschränkt sich die Erfindung keineswegs auf den in den F i g. 8 und 9 angegebenen Ring 14. Ähnliche Formen, z. B. Stirnrad, ein Kegelrad, der Rotor oder Stator eines Synchronmotors mit herausragenden Zähnen, die entweder axial oder radial nach innen oder nach außen gerichtet angeordnet sind, sind ebenfalls möglich.

Ebenso ist es bei der Ausbildung des Kerns möglich, mehr als zwei oder drei Schenkel zu verwenden, wobei eine solche Anordnung im Prinzip der Hintereinanderschallung mehrerer der beschriebenen Systeme ent-

spricht Im Grenzfall könnte ein konzentrisch um das Zahnrad angeordneter ringförmiger Aufnehmer verwendet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Bestimmung der Winkelstellung und Drehzahl eines sich vor einem elektromagnetischen Aufnehmer drehenden Zahnrades, wobei im Aufnehmer durch eine an einer Primärwicklung liegende Erregerspannung ein Wechselfluß erzeugt wird, der nach Maßgabe der Winkelstellung des Zahnrades in mindestens zwei magnetische Teilflüsse aufgeteilt wird, die in ihnen zugeordneten Wicklungen Wechselspannungen induzieren, wobei diese Wechselspannungen gegenphasig addiert werden und eine Summenspannung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß elektronische Bauelemente (38,42,43,44,45) die Phasenlage der Erregerspannung (174) und elektronische Verknüpfungsglieder (z. B. UND-Gatter 40, 41) die Phasenlage der Summenspannung (176) relativ zur Erregerspannung (174) feststellen und die Änderungshäufigkeit zwischen zwei um 180° voneinander verschiedenen Werten zur Bildung eines der Winkelstellung und Drehzahl des Rades proportionalen Ausgangssignales in einer elektronischen Schaltung (39) ausgewertet wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspznnungsgenerator (36) als Rechteckgenerator ausgebildet ist und der Aufnehmer (15) durch Hinzuschalten eines Widerstandes (51) zwischen dem Generatorausgang und der Primärspule (27) und durch kapazitive Parallelschaltung (5,') der Primärwicklung (27) und/oder Sekundärwicklung (28> einen Resonanztransformator bildet und die Ausgänge der Sekundärspule (28) und des Rechteckgenerators (jWj) über Verstärker (53, 43, 45) und logische Verknüpfungsglieder (40, 41) einem bistabilen Schaltelement (39) zugeführt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (15) einen Kern (20) mit drei den Zähnen (17) zugewandten Schenkeln (22, 23, 24) hat, wobei die beiden äußeren Schenkel (22, 24) die gleiche Breite wie die Zähne (17), de/ mittlere Schenkel (23) die doppelte Breite der Zähne (17) hat, die Zähne (17) gleiche Breiten wie ihre Zahnzwischenräume (18) haben und der Mittenabstand zwischen den beiden äußeren Schenkeln (22, 24) ein ungeradzahliges Vielfaches, mindestens aber das Dreifache der Zahnbreite beträgt und daß ein Wechselspannungsgenerator (36) vorgesehen ist. der auf eine um den mittleren Schenkel (23) gewik kelten Primärwicklung (27) geschaltet ist, und daß die beiden äußeren Schenkel (22, 24) zwei Wicklungsteile (29, 30) haben, die gegensinnig hintereinander geschaltet eine Sekundärwicklung (28) bilden und daß der Ausgang der Sekundärwicklung (28) über eine logische Verknüpfungsschaltung (16) auf ein bistabiles Schaltelement (39) geschaltet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer einen Kern (200) mit zwei den Zähnen zugewandten Schenkeln (220,240) hat, wobei die beiden Schenkel (220,240) die gleiche Breite wie die Zähne und die Zähne gleiche Breite wie ihre Zahnzwischenräume haben und der Mittenabstand zwischen den beiden Schenkeln (220, 240) ein ungeradzahliges Vielfaches der Zahnbreite beträgt und daß ein Wechselspannungsgenerator (36) vorgesehen ist, der auf eine um den Kern gewickelte Primärwicklung (27) geschaltet ist, und daß die beiden Schenkel (220, 240) zwei Wicklungsteile (290, 300) haben, die gegensinnig hintereinander geschaltet eine Sekundärwicklung (280) bilden, und daß der Ausgang der Sekundärwicklung (280) über eine logische Verknüpfungsschaltung (16) auf ein bistabiles Schaltelement (39) geschaltet ist