DE2431962C2 - Rotor für einen induktiven Meßfühler und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen induktiven Meßfühler, der aus einem mit einem drehbaren Teil verbundenen, in Längsrichtung perio- *o disch gewellten Streifen aus ferromagnetischem Material besteht, welcher nahe am Meßfühler entsprechend einer Bewegung des drehbaren Teils vorbeiführbar ist, bei dem der Streifen zu einem geschlossenen Ring an seinen beiden Enden verbunden ist, am gesamten Umfang einschließlich einer Verbindungssteile homogen gewellt ist und unter Vorspannung infolge elastischer Dehnung in Längsrichtung des Streifens auf einer Außenumfangsfläche des drehbaren Teils angeordnet ist.

Aus der DE-AS 15 88 376 ist ein Rotor für einen induktiven Meßfühler bekannt, der Bestandteil einer Anordnung zum Überwachen der Drehzahl eines Elektromotors ist. Der mit der Motorwelle verbundene Rotor besteht aus einer Scheibe aus nicht magnetisier- ss barem Werkstoff, die auf ihren Umfang einen gewellten Eisenblechring trägt. Der Eisenblechring ist beispielsweise bedingt durch seine Eigenspannung unverschieb· lieh auf der paramagnetischen Scheibe gelagert. Die DE-AS 15 88 376 enthält jedoch keinen Hinweis darauf, so wie die Verbindung der Enden des Eisenblechrings miteinander vorzunehmen ist.

Ferner beschreibt die DE-AS 24 03 854 einen Rotor für einen induktiven Meßfühler, bei dem ein mit regelmäßigen Erhebungen versehener Streifen unter &⁵ Vorspannung auf dem Umfang eines drehbaren Teiles sitzt, wobei die Vorspannung durch ein Verbindungselement erzeugt wird, das die sich gegenüberstehenden Enden des Streifens übergreift und beiderseits der Nahtstelle in den Streifen eingreift

Bei dieser Anordnung ist es als nachteilig anzusehen, daß der Streifen längenmäßig sehr genau vorgefertigt werden muß, da andernfalls ein inhomogener Obergang entsteht, der das zu erzeugende Wechselsignal beeinflußt Auch kann das zu erzeugende Wechselsignal durch das Verbindungselement selbst beeinflußt werden. Da das Verbindungselement an den Erhebungen des Streifens angreift, kann eine Kompensation eines Spaltes zwischen den sich gegenüberstehenden Enden des Streifens nicht immer durch eine elastische Längenänderung des Streifens vorgenommen werden, da dies nicht stufenlos durchführbar ist

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ro.tor für einen induktiven Meßfühler der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die Verbindungsstelle zwischen den beiden Streifenenden vollkommen homogen und in gewissen Grenzen elastisch ist

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst daß der Streifen an seinen beiden Enden in Längsrichtung jeweils halbseitige, gleich lange, zueinander seitenvertauschte Fortsätze aufweist, die ebenfalls periodisch gewellt sind, wobei die beiden Enden des Streifens derart miteinander verbunden sind, daß die beiden Fortsätze parallel nebeneinander und ihre Wellungen in einer Flucht sind und daß die beiden Fortsätze miteinander elektrisch verschweißt sind. Da bei einer derartigen Ausgestaltung der Streifen über seine gesamte Länge einschließlich der Verbindungsstelle gleichmäßig gewellt ist kann während des Betriebes kein Störsignal auftreten. Vorteilhaft ist es ferner, daß der infolge der Weilungen in Längsrichtung elastische Streifen an seinem Umfang einschließlich der Verbindungsstelle gleichmäßig dehnbar ist und sicii damit Durchmessertoleranzen des drehbaren Teils ohne weiteres anpassen kann. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß bei größerem Durchmesser des drehbaren Teils der Streifen stärker gedehnt wird, so daß die Wellungen flacher werden und somit die äußere Rotationskontur des Rotors nicht in dem Maße größe ist als der Durchmesser des drehbaren Teils gegenübe einer unteren Toleranzgrenze. Es werden dahe Durchmesserschwankungen des drehbaren Teils infolg Herstellungsungenauigkeiten zumindest teilweise elimi niert

Vorteilhafterweise entsteht bei der Herstellung de: Streifens an dessen Enden kein Materialabfall, da das a den Fortsätzen der Enden nicht benötigte Material di Fortsätze des davor- oder darunterliegenden Streifen; bildet Durch die halbseitigen Fortsätze entsteht an dei Verbindungsstelle eine lange, stufenförmige Verbin dungsnaht, die eine gute Festigkeit der Verbindun; sicherstellt.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstel lung des Rotors ist es vorteilhaft, den Streifen zu Verschweißen in einer zweiteiligen Vorrichtung derar zu halten, daß die Enden mit den Fortsätzen in ihre endgültigen Position zueinander gehalten werde wobei der Schweißstrom mittels zweier Elektroden, di axial zum Rotor angeordnet sind, nur den Fortsätze! seitlich zugeführt wird. Durch eine derartige Vorge hensweise wird erreicht, daß der Schweißstrom dei Schweißstoß gleichmäßig durchfließt, so daß ein· saubere Verschweißung über die gesamte Dicke de Streifens erzielt wird. Der Streifen ist dabei formschlü sig gehalten, so daß während des Schweißvorgangel

keine Positionsveränderungen eintreten können. Insbesondere wird dabei gewährleistet, daß die Wellungen an den Fortsätzen genau fluchten und daß der Streifen sich nicht unter der Einwirkung des Schweißstromes verformt

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von F i g. 1 bis 6 der Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der Verbindungsstelle des Streifens für den erfindungsgemäßen Rotor,

Fig.2 eine Draufsicht auf den zugeschnittenen ebenen Streif en für den Rotor,

Fig.3 einen Schnitt senkrecht zur Achse eines Rotors im Bereich der Verbindungsstelle und die Klemmbacken einer Schweißvorrichtung,

F i g. 4 einen Schnitt senkrecht zur Achse des Rotors gemäß der bevorzugten Ausführungsform im Bereich der Verbindungsstelle und die Klemmbacken einer Schweißvorrichtung,

Fig.5 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig.4, μ

Fig.6 eine Abwandlung der bevorzugten Ausführungsform gemäß F i g. 1.

In F i g. 1 ist ein Teil eines Rotors, der aus einem Streifen 1 besteht, dargestellt Der Strei^n 1 ist in Längsrichtung derart gewellt, daß der fertige Rotor am Außenumfang die Form eines Zahnrades aufweist Der Streifen 1 weist Enden 2 und 3 auf, die jeweils einen halbseitigen Fortsatz 4 und 5 haben. Die Fortsätze 4 und 5 sind dabei gleich lang, wobei die Länge ein ganzzahlig Vielfaches einer Wellung ist Beim zusammengefügten Streifen 1 sind dann die Fortsätze 4 und 5 parallel nebeneinander angeordnet, so daß der gesamte Streifen am ganzen Umfang homogen gewellt ist und eine gleichmäßige Breite hat An einer stufenförmigen Verbindungsstelle 6, 7,8 sind die Fortsätze 4 und 5 der beiden Enden 2 und 3 des Streifens 1 miteinander verschweißt.

In F i g. 2 ist der Streifen 1 in noch ebenem Zustand dargestellt Es ist dabei deutlich zu erkennen, daß der Streifen aus einem endlosen Band auf einfachste Weise hergestellt werden kann. Ein solches Band wird zunächst mr. den Wellungen versehen und dann auf die erforderliche Länge stufenförmig zugeschnitten, so daß direkt an den Enden 2,3 die Fortsätze 4,5 entstehen. Zu beachten ist, daß dabei kein Materialverlust entsteht, da z. B. beim Abschneiden eines Endes 3 mit dem Fortsatz 4 am weiteren Band direkt ein Ende 2' mit einem Fortsatz 5' für einets nächsten Streifen 1' gebildet wird.

Der Streifen 1 kann ohne weiteres Befestigungsmittel auf ein drehbares Teil aufgeschoben werden und so den Rotor bilden. Der Streifen 1 wird sich ohne weiteres aufgrund seiner federnden Eigenschaften relativ großen Durchniessertoleranzen des drehbaren Teils anpassen und unter Vorspannung fest an diesem anliegen. Dabei tritt noch der ganz gesondere Effekt ein, daß bei steigendem Durchmesser des drehbaren Teils der Rotor gelängt und damit die Wellungen wieder flacher werden. Der äußere Durchmesser der Rotationskontur des Rotors wird daher nicht um das Maß der Durchmesserzunahme des drehbaren Teils größer &o werden. Mit anderen Worten gesagt, der Rotor gleicht Durchmessertoleranzen des drehbaren Teils in einem gewissen Maße wieder aus, so daß die möglichen Durchmesserunterschiede der äußeren Rotationskontur des Rotors kleiner als die des drehbaren Teils sind.

In F i g. 3 ist ein zur Achse des Rotors senkrechter Schnitt durch einen Rotor im Bereich der Verbindungsstelle 6 während des Schweißvorganges dargestellt, welcher aus einem Streifen 1 mit glatt abgeschnittenen Enden besteht Dabei ist ein Teil einer für die Ausführung des Schweißvorganges vorgesehenen Vorrichtung ebenfalls schematisch gezeigt An der Verbindungsstelle 6 stehen das Ende 2 und das Ende 3 sich stumpf gegenüber.

Die Enden 2 und 3 liegen auf zwei unteren Klemmbacken 9 und 10 auf. Der untere Klemmbacken 9 besteht aus elektrisch nicht leitendem Material, während der zweite untere Klemmbacken 10 aus elektrisch leitendem Material besteht Ober diesen wird vom Ende 3 der Schweißstrom zum Minuspol abgeführt Zu beachten ist daß dieser leitende untere KJemrnbakken 10 nur bis kurz vor die Verbindungssteile 6 reicht und daß sich der nicht leitende Klemmbacken 9 unmittelbar anschließt Die dem Rotor zugewandte Oberfläche der Klemmbacken 9 und 10 entspricht dabei weitgehend einem Abdruck der Innenseite des Streifens 1, auf welcher dieser formschlüssig aufliegt Lediglich an der Verbindungsstelle 6a ist ein geringer Freiraum 11 ausgespart, welcher beim Schweißen zur Aufnahme überschüssigen Materials dient Dirrer an der Unterseite des Streifens entstehende Sc!ra:ei8grai beeinflußt jedoch die spätere Meßanordnung nicht

Ober den Enden 2 und 3 sind obere Klemmbacken 12 und 13 angeordnet die während des Schweißvorganges auf die Enden 2 und 3 bzw. die unteren Klemmbacken 9 und 16 vorgespannt sind. Dabei besteht der Klemmbakken 12 aus elektrisch nicht leitendem Material und der Klemmbacken 13 aus elektrisch leitendem Material. Ober den Klemmbacken 13 wird dem Ende 2 der Schweißstrom vom Pluspol zugeführt Die dem Rotor zugewandte Oberfläche der Klemmbacken 12 und 13 entspricht dabei einem Abdruck der Oberseite des Rotors und liegt auf diesem formschlüssig auf. Auch hier reicht der elektrisch leitende Klemmbacken 13 nicht bis ganz an die Verbindungsstelle 6 heran. Durch einen geschwungenen Pfeil 14 ist der Stromfluß während des Schweißvorganges angedeutet Durch die diagonal versetzte Stromzuführung während des Sclm-eißvorganges wird eine besonders saubere homogene Schweißnaht erreicht Auch bereitet dabei das Trennen der beiden Pole voneinander keine Schwierigkeit, wobei der Streifen 1 während des Schweißvorganges im gesamten Bereich der Verbindungsstelle formschlüssig gehalten ist Es ist in diesem Zusammenhang wichtig, daß der Streifen 1 auch in axialer Richtung an seiner seitlichen Begrenzung formschlüssig eingespannt ist.

Anhand der F i g. 4 und 5 sei nunmehr die Herstellung eines Rotors gemäß der oben beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform erläutert. Die Streifenenden 2 und 3 mit ihren Fortsätzen 4 und 5 sind wieder zwischen einem radial inneren und äußeren Klemmbacken 15 und 16 eingespannt Der radial äußere Klemmbacken 16 weis/ dabei im Bereich der Verbindungsstelle 6, 7, 8 einen Vorsprung 17 auf, durch den die Wellungen in den Fortsätzen 4 und 5 in fluchtender Stefl'jng fixiert werden. Der Schweißstrom wird, wie in Fig.5 dargestellt, mittels zweier Elektroden 18,19 in bezug auf den Rotor axial den Fortsätzen 4 und 5 seitlich zugeführt. Durch einen Pfeil 20 ist der Stromdurchgang durch die VsrbindungssteMe 6 angedeutet.

Damit entsteht eine Schweißstelle 21, die sich nur in Umfangsrichtung des Streifens 1 erstreckt. Im Bereich der Verbindungsstelle 7 und 8 findet keine Verschweißung statt Dies ist jedoch auch nicht erforderlich, da die Schweißstelle 21 ausreichend lang bemessen werden kann, so daß keine Schwierigkeiten bezüglich der

Festigkeit der Verbindung auftreten können.

Es ist damit überraschenderweise gelungen, die vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung mit einer billigeren Vorrichtung und einfacher herzustellen als eine Ausführungsform gemäß dem Grundprinzip der Erfindung.

In Fig.5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei weist das Streifenende 3 zwei Fortsätze 4 auf, die sich gabelförmig erstrecken. Betrachtet man dabei jedoch nur den auf einer Seite einer Symmetrielinie 22 dargestellten Teil des Streifens 1, so handelt es sich dabei wieder jeweils um halbseitige Fortsätze mit gleichem Abstand zu Symmetrielinie 22, wodurch sich am Gesamtstreifen die gabelförmige Anordnung ergibt. Ebenso ist am Streifenende 2 ein Fortsatz 5 vorgesehen, für den prinzipiell gleiches wie für die Fortsätze 4 gilt.

Der Fortsatz 5 wird bei der Verschweißung des Streifens 1 zwischen den Fortsätzen 4 mittels einer gleichen Vorrichtung, wie in F i g. 4 dargestellt, gehalten. Der Schweißstrom wird in gleicher Weise, wie in F i g. 5 dargestellt, mittels Elektroden 18, 19 dem Streifen zugeführt. Dabei ergibt sich jedoch aufgrund der besonderen Ausbildung der Streifenenden 3 und 4, daß der Strom nur den Fortsätzen 4 am Streifenende 3 zugeführt wird. Überraschenderweise ist es dabei jedoch trotzdem möglich, daß zwischen den Fortsätzen 4 und dem Fortsatz 5 eine Verschweißung stattfindet und der Schweißstrom nicht ungenutzt über das Streifenende 3 sich kurzschließt. Es ergeben sich bei der Verschweißung die beiden mit 21 bezeichneten Schweißstellen, wodurch eine noch größere Festigkeit als beim Ausführungsbeispiel der F i g. 4 und 5 erreicht wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rotor für einen induktiven Meßfühler, der aus einem mit einem drehbaren Teil verbundenen, in Längsrichtung periodisch gewellten Streifen aus ferromagnetischem Material besteht, welcher nahe dem Meßfühler entsprechend einer Bewegung des drehbaren Teils vorbeiführbar ist, bei dem der Streifen zu einem geschlossenen Ring an seinen beiden Enden verbunden ist, am gesamten Umfang einschließlich einer Verbindungsstelle homogen gewellt ist und unter Vorspannung infolge elastischer Dehnung in Längsrichtung des Streifens auf einer Außenumfangsfläche des drehbaren Teils angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (1) an seinen beiden Enden (2,3) in Längsrichtung jeweils halbseitige, gleich lange, zueinander seitenvertauschte Fortsätze (4, 5) aufweist, die ebenfalls periodisch gewellt sind, wobei die beiden Enden (2, 3) des Streifens (1) derart miteinander verbunden sind, daß die beiden Fortsätze (4, 5) parallel nebeneinander und ihre Weliungen in einer Flucht sind und daß die beiden Fortsätze miteinander elektrisch verschweißt sind.

2. Verfahren zur Herstellung des Rotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (1) zum Verschweißen in einer zweiteiligen Vorrichtung (15, 16) derart gehalten ist, daß die Enden (2, 3) mit den Fortsätzen (4, 5) in ihrer endgültigen Position zueinander gehalten werden und daß der Schweißstrom mittels zweier Elektroden (18,19), die axial zum Rotor angeordnet sind, nur den Fortsätzen (4,5) seitlich zugeführt wird.