DE2443862A1

DE2443862A1 - Elektrischer drehgeschwindigkeitsgeber

Info

Publication number: DE2443862A1
Application number: DE19742443862
Authority: DE
Inventors: Dieter-Helmut Ing Grad Thom
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1974-09-13
Filing date: 1974-09-13
Publication date: 1976-04-01
Also published as: JPS5153872A; FR2284883B2; US3979617A; IT1039567B; GB1526955A; SE398007B; FR2284883A2; SE7508982L

Description

Elektrischer Drehgeschwindigkeitsgeber

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Drehgeschwindigkeitsgeber zur"Erzeugung eines elektrischen Signals, das
die Winkelgeschwindigkeit zwischen zwei gegeneinander
drehbaren Bauteilen angibt nach Patent

(Patentanmeldung P 21 11 499·8), mit einem am sich drehenden Bauteil angeordneten, mit Ausnehmungen oder Zähnen
gleichen Abstands versehenen Rotor und einem mittels elastischer Klemmkörper am feststehenden Bauteil verschiebbar gehalterten Stator, der sich nur über einem kleinen Winkelbereich des Rotors erstreckt und mit seiner Polfläche den
Rotorausnehmungen gegenübersteht, wobei Rotor und Stator mit Gleitflächen versehen sind, die eine schadlose Berührung
zwischen Rotor und Stator gestatten, so daß nach Einstellung des Stators auf minimalen Luftspalt bei der Montage, bei
radialen Relativbewegungen der Bauteile gegeneinander eine Verschiebung des Stators im Sinne einer Luftspaltvergrößerung unter Überwindung einer Reibungshaftung erfolgt.

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Der Erfindung des Hauptpatents liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Luftspalt eines solchen Gebers, wenn er lediglich, durch die Relativbevvegungen der Bauteile zueinander bestimmt ist, noch ausreichend klein ist, daß jedoch nicht noch eine Vergrößerung des Luftspalts durch Toleranzen zulässig ist.

Hierzu wird der Stator so ausgebildet, daß sich bei der Montage hinsichtlich der Gleitflächen automatisch der Luftspalt Null ergibt, also Stator und Rotor gegenseitig zur Anlage kommen. Andererseits ist der Stator jedoch so nachgiebig angeordnet, daß ein Klemmen vermieden wird. Diese Nachgiebigkeit ist jedoch nicht eine elastische, sondern eine Nachgiebigkeit im Sinne einer Reibungshaftung, so daß sich der Rotor gera.de so viel Platz schafft, wie er zum Durchdrehen braucht und der Stator in der Stellung, in die er verschoben wurde, zurückbleibt.

Es ist also bezeichnend für den Drehgeschwindigkeitsgeber des Hauptpatents, daß mit den Radlagerspielbewegungen bleibende Änderungen des magnetischen Luftspaltes einhergehen. Im späteren Betrieb sitz neben dem fest mit dem drehbaren Bauteil verbundenen Rotor auch der Stator unbeweglich am nichtdrehbaren Bauteil, so daß federnde oder lose Koppelglieder entbehrlich sind.

Wird das Gehäuse des Stators eines solchen Gebers aus Kunststoffs und des Materials des feststehenden Bauteils vorkommen, daß der Stator in seiner Bohrung festsitzt und es deshalb bei Relativbewegungen der Bauteile zueinander zu einer Zerstörung des Gebers kommt, da der Stator nicht mehr ausweichen kann. Andererseits ist es nicht möglich, zwischen Stator und der Wandung der Bohrung ein großes Spiel zuzulassen, da der Stator durch die Bohrung exakt geführt sein muß·,, um Störsignale zu vermeiden.

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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Stator des Gebers so auszubilden, daß einerseits der Stator exakt geführt ist, andererseits jedoch ein Festsitzen des Stators aufgrund von Temperatureinflüssen nicht stattfinden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei Verwendung eines nichtmetallischen Werkstoffs als Statorgehäuse der Durchmesser des Stators gegenüber der ihn aufnehmenden Öffnung im feststehenden Bauteil etwas kleiner ist, daß an dem Stator am Umfang verteilt wenigstens zwei, vorzugsweise drei Lagerkörper großer Festigkeit, insbesondere aus Metall für die Lagerung des Stators in der Öffnung vorgesehen sind und daß wenigstens einer dieser Lagerkörper in radialer Richtung elastisch nachgiebig ausgebildet ist.

Die Lagerung des Stators in der Öffnung wird also erfindungsgemäß nicht mehr vom Statorgehäuse übernommen, sondern von · drei Lagerkörpern, von denen wenigstens einer in radialer Richtung elastisch ist, so daß ein Festsitzen des Stators nicht mehr möglich ist.

Prinzipiell wäre zur Erzielung der Führung lediglich ein besonderer Lagerkörper, der elastisch ist, notwendig, jedoch ist bei Nutzung der Kunststoffoberfläche als Gegenauflage mit einem Wegfließen des Kunststoffs zu rechnen.

Es wird deshalb notwendig, in das Kunststoffgehäuse Lagerkörper mit ausreichender Festigkeit, insbesondere aus Metall, einzulassen, die sich am eigentlichen Statorkörper abstützen.

Der oder die nicht nachgiebigen Lagerkörper können dabei als Metallstift ausgebildet sein, die in das Gehäuse eingelassen sind. Sie können z.B. mit eingespritzt sein und so bemessen werden, daß der Stift bündig mit der Oberfläche des Gehäuses

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abschließt. Anstelle des Stifts kann ein Körper benutzt werden, der aus zwei Verdickungen an den Enden und einem Verbindungsstift oder Steg besteht, wobei die beiden Verdickungen zwei in axialer Richtung versetzte Lagerstellen bilden; hinsichtlich der am Umfang anzubringenden drei Lagerstellen stellen sie jedoch eine Lagerstelle dar. Auch zwei die Verdickungen ersetzende Kugeln können verwendet werden.

Der elastische Lagerkörper oder die elastischen Körper können als Metallrohre ausgebildet sein, die in einer Aussparung des Statorgehäuses untergebracht sind, wobei zur Erzielung der gewünschten Führung der Durchmesser des LIetallrohrs etwas größer als die Tiefe der Aussparung im Gehäuse ist, so daß das Rohr beim Einführen in die'Bohrung etwas elastisch verformt werden muß. Durch diese Verformung wird gleichzeitig die Klemmwirkung erzielt, durch die die gewünschte Reibungshaftung zustandekommt.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsfom werden zwei Lagerkörper elastisch ausgebildet, v/obei jedoch diese elastischen Lager durch ein Bauteil gebildet werden. Hierzu 'wird ein Metall bändchen an zwei gegenüberliegenden Enden aufgerollt und die als Federn wirkenden aufgerollten Enden werden in Aussparungen in der Gehäusewand eingebracht, wobei über die Gehäuseoberfläche hinausragende Teile der aufgerollten Enden die Lagerstellen bilden. Der Mittelteil der Platte zwischen den aufgerollten Enden liegt dabei tiefer als die aufgerollten Enden, insbesondere liegt dieser Verbindungssteg in einer Aussparung des Gehäuses.

Geber- gemäß der obigen Beschreibung sollen insbesondere zur Messung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugrads dienen.

Anhand der Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert v/erden. Es zeigen

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Fig. 1a - die Seitenansicht einer ersten Ausführungs-

forra eines erfindungsgemäß aufgebauten Stators Fig. 1b - den zugehörigen Querschnitt Fig. 2a - eine zweite Ausführungsform · Fig. 2b - den zugehörigen Querschnitt.

In der Fig. 1a ist ein Stator 1 eines erfihdungsgemäß gestalteten Gebers in Seitenansicht dargestellt, der aus dem in die Bohrung am feststehenden Bauteil einzusteckenden, am unteren Ende einen nicht sichtbaren Polstift aufweisenden und einen Magneten sowie eine Wicklung beinhaltenden Körper einem Kopf, einem daran befestigten Stift 3 sowie einem nicht sichtbaren Anschlußkabel besteht. Der Stift wird in eine weitere Bohrung des feststehenden Bauteils eingesteckt und dient als Drehsicherung für den Stator. Sr kann auch fest im Bauteil befestigt sein; dann weist der Kopf 2 lediglich eine entsprechende Bohrung auf.

Im mittleren Teil ist der zylindrische Körper 1 ohne das Kunststoffgehäuse 9 dargestellt. Es wird hier somit der innere Kern 4, z.B. der Magnet sichtbar sowie zwei an diesen Magneten sich abstützende, als Lagerkörper dienende Körper und 6 bis 8. Der dritte als Lagerkörper dienende Körper 6¹ bis 8' ist nicht sichtbar.

Die Fig. 1b zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A. Man erkennt hier die Lage der drei Lagerkörper. Die Körper 6 bis 8 und 6' bis 8* sind in das Kunststoffgehäuse 9 des Stators so eingebettet, daß ihre Oberfläche gerade mit der Gehäuseoberfläche abschließt. Die einzelne Lagerstelle wird hier durch die beiden axial versetzten Verdickungen 7 und 8 bzw. 7¹ und 8¹ gebildet, während der Verbindungssteg 6 bzw. 6', insbesondere der einwandfreien Befestigung des Körpers im Kunststoff dient. Diese Lagerstellen sind uneliistisch ausgebildet. Dagegen ist der Körper 5 als Rohr ausgebildet, das

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sich, ebenfalls am Kern 4 abstützt und in seinem Durchmesser so bemessen ist, daß es normalerweise über die Kunststoffgehäuse· hinausragt. Es ist wie Fig. 1b zeigt, in einer Aussparung der Gehäusewand 9 so untergebracht, daß es eine gewisse Bewegungsfreiheit hat und somit elastisch verformt werden kann. Das Gehäuse 9 weist jedoch angedrückte Nasen 10 auf, die ein Herausfallen des Rotors 5 aus der Aussparung verhindern. Beim Einführen des Stators in die Öffnung im feststehenden Bauteil wird das Rohr 5 elastisch verformt. Dabei legt sich das Rohr an die Wandung der Bohrung an und bewirkt so zusammen mit den anderen Lagerstellen eine Festlegung des Stators in der Öffnung in axialer und radialer Richtung. Eine Verschiebung in axialer Richtung ist aufgrund der Federwirkung des Rohrs 5 nur unter Überwindung einer beträchtlichen Reibungshaftung möglich. Sollte hierbei aus Toleranzgründen auch eine plastische Verformung Zustandekommen, so ist dies unschädlich.

Die Fig. 2a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie aus Fig. 2b, die einen Schnitt entlang der Linie B-B zeigt, hervorgeht, ist hier eine unelastische Lagerstelle 11, die entsprechend den Lagerstellen 6 bis 3 der Fig. Ta ausgebildet sein kann, vorgesehen und zwei elastische Lagerstellen 12 und 13· Diese werden durch eine LIetallplatte 14, die an gegenüberliegenden Enden spiralförmig aufgerollt ist, gebildet, wobei sich diese Spiralen auf dem Kern 4 abstützen und in so geformte Aussparungen 15 des Gehäuses 9 eingebracht sind, daß sie bei dem Einführen ein Klinken und dann unverlierbar mit dem Stator verbunden sind. Die Durchmesser der Spiralen sind so bemessen, daß die Lagerstellen 12 und 13 ohne Krafteinwirkung das Gehäuse 9 überragen; das die Spiralen verbindende Plattenmittelteil liegt in einer weiteren flachen Aussparung des Gehäuses 9 und trägt nichts zur Lagerung bei. Hier dienen die als Federn wirkenden Spiralen als elastische Lagerkörper, die die Reibungshaftung erzeugen.

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- Patentansprüche -

Claims

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Patentansprüche

Elektrischer Drehgeschwindigkeitsgeber zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das die Y/inkelgeschwindigkeit zwischen zwei gegeneinander drehbaren Bauteilen

angibt nach Patent (Patentanmeldung

P 21 11 499-8) mit einem am sich drehenden Bauteil angeordneten, mit Ausnehmungen oder Zähnen gleichen Abstände versehenen Eotor und einem mittels elastischer Klemmkörper am feststehenden Bauteil verschiebbar gehalterten Stator, der sich nur über einem kleinen JYinkelbereich des Rotors erstreckt und mit seiner Polfläche den Rotorausnehmungen gegenübersteht, wobei Rotor und Stator mit Gleitflächen versehen sind,'die eine schadlose Berührung zwischen Rotor und Stator gestatten, so daß nach Einstellung des Stators auf minimalen Luftspalt bei der Montage, bei radialen Relativbewegungen der Bauteile gegeneinander eine Verschiebung des Stators im Sinne einer Luftspaltvergrößerung unter Überwindung einer Reibungshaftung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines nichtmetallischen Werkstoffs als Ilaterial für das Statorgehäuse (9) der Durchmesser des Stators (1 bis 3) gegenüber der ihn aufnehmenden Öffnung im feststehenden Bauteil etwas kleiner ist, daß an dem Stator am Umfang verteilt wenigstens zv/ei,vorzugsweise drei Lagerkörper (5, 7 und 7¹) großer Festigkeit aus LIeta.ll für die Lagerung des Stators (1 bis 3) in der öffnung vorgesehen • sind und daß wenigstens eina~ dieser Lagerkörper (5) in radialer Richtung elastisch nachgiebig ausgebildet ist.
2. Drehgeschwindigkeitsgeber, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht nachgiebigen Lagerkörper jeweils als Stift hoher Festigkeit, insbesondere Metallstift, ausgebildet sind.

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3· Drehgeschwindigkeitsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder nichtelastische Lagerkörper ( bis 8) in das Statorgehäuse (9) eingelassen ist.
4. Drehgeschwindigkeitsgeber nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (6 bis 8) bündig mit der Oberfläche des Gehäuses (9) abschließt.
5. Drehgeschwindigkeitsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerkörper (6 bis 8) aus zwei axial versetzten Verdickungen (7, 8), die gemeinsam eine Lagerstelle bilden und einem dünneren Verbindungssteg (6) besteht.
6. Drehgeschwindigkeitsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Lagerkörper als Metallrohr (5) ausgebildet ist, der in einer Aussparung des Statorgehäuses (9) untergebracht ist und daß der Durchmesser des Lletallrohrs (5) etwas größer als die Tiefe der Aussparung ist.
7. Drehgeschwindigkeitsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung zweier elastisch nachgiebiger Lagerkörper eine an zwei gegenüberliegenden Enden aufgerollte Metallplatte (14) vorge-

■ sehen ist und daß diese als Federn wirkenden aufgerollten Enden in Einlassungen (15) in der Gehäusewand (9) eingeführt sind und aufgrund von überstehenden Teilen

• .die Lagerstellen bilden.
8. Drehgeschwindigkeitsgeber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsplattc zwischen den aufgerollten Enden in einer Aussparung des Gehäuses (9) liegt.

6. September 1974

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