DE29516373U1

DE29516373U1 - Geber der Bewegung einer ferromagnetischen Marke, insbesondere für Drehzahlmessung

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Publication number: DE29516373U1
Application number: DE29516373U
Authority: DE
Original assignee: Brisk Tabor as
Current assignee: Brisk Tabor as
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 1995-12-07
Anticipated expiration: 2005-10-17
Also published as: CZ255894A3

Description

31.155 BRISK TABOR a.s. 16.10.1995

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Geber der Bewegung einer f erroma*gne*tisci11en**Marlie ,»fhsbesondere für die Drehzahlmessung

Die Erfindung betrifft einen Geber der Bewegung einer ferromagnetischen Marke, insbesondere für die Drehzahlmessung der rotierenden Maschinenteile, welcher· auf eine Änderung der Intensität des durch die aktive Zone der Hallsonde durchgehenden magnetischen Flußes reagiert, wobei diese Änderung durch eine Annäherung und Hinausschiebung der ferromagnetischen Marke zur bzw. von der Hallsande hervorgebracht ist.

Bei Maschinenteilen werden für die Drehzahlmessung die aus einem magnetisch nicht leitenden Gehäuse bestehenden Geber verwendet, worin ein Permanentmagnet z.B. in einer Form der senkrechten Walze angeordnet ist, deren Basis die magnetischen Pole bilden- Das herum des Magnets entstandene Magnetfeld ist durch eine Dichte der im wesentlichen aus einem Pol herausgehenden und im wesentlichen über den zweiten Pol sich schlmessenden magnetischen Feldlinien gekennzeichnet. Eine Hallsonde ist auf die äußere Stirn des Permanentmagnets senkrecht zu seiner Achse angebracht, welche durch die, zwischen dem äußeren Mantel des Permanentmagnets und dem magnetisch nicht leitenden Gehäuse führenden elektrischen Leiter mit den flusgangskontakten durchschaltet ist.

Falls in der Nähe der Hallsonde keine ferromagnetische Marke ist, strömt durch ihre aktive Zone ein bestimmter minimaler magnetischer Fluß eines ungestörten Magnetfeldes. Venn sich der Hallsonde eine ferromagnetische Marke nähert, z.B. ein Zahn des Zahnrads, ändert sich die Form und die Intensität des ursprünglichen zu der ferromagnetischen Marke zugekehrten Magnetfeldes so, daß die magnetischen Feldlinien verdichtet werden und sie vom zugekehrten Magnetpol zu der ferromagnetischen Marke durch die aktive Zone der Hallsonde im wesentlichen konzentrisch durchgehen, wobei die Hallsande die Änderung der Intensität des Magnetfeldes aufnimmt.

Die Empfindlichkeit des Gebers ist, auger den anderen veränderlichen Größen, wie z.B. Temperatur, durch den Vert der Änderung bzw. des Unterschiedes des Magnetflußes in der aktiven Zone der Hallsonde und durch die Entfernung der Hallsonde sowohl von der Magmetstirn, als auch von der ferromagnetischen Marke, beeinflußt. Eine minimale Entfernung des Gebers von der ferromagnetischen Marke ist dabei durch die Herstellungstoleranzen und durch den Umfangsschlag der ferromagnetischen Marke begränzt.

Nachteilig bei diesen Gebern ist, daß, als Folge des Zuklebens der Hallsonde an eine Stirn des Magnets, ihre aktive Zone von der Stirn des Magnets um eine Dicke der Klebeschicht plus eine Dicke der Einkapselung der aktiven Zone der Hallsonde entfernt ist, was ihre Empfindlichkeit herabsetzt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch die aktive Zone der Hallsonde auch bei einer Äbsenz der ferromagnetischen Marke in ihrer Nähe ein bestimmter magnetischer Fluß strömt. Deswegen ist es nötig teuerere Permanentmagnete mit einem höheren Vert. der magnetischen Induktion zu verwenden, damit bei einer Änderung des Verlaufs der magnetischen Feldlinien und ihrer Konzentrierung in die ferromagnetische Marke, die Hallsonde eine nötige Änderung des magnetischen Flußes aufnimmt, auf welche sie reagiert.

Es ist auch ein Geber der Bewegung einer ferromagnetischen Marke, bekannt wo die aktive Zone in der Ebene oder in der Nähe der Ebene der Stirn eines ringförmigen Permanentmagnets angeordnet ist, dessen zwei Pole durch eine Höhle verbunden sind. Bei diesem Geber ist die Hallsonde auf die Stirn des Ansatzes der Schaltplatte angebracht, welche die elektrischen Bestandteile des Geber trägt, wobei auf den genannten Ansatz nach einer gegenseitigen Einstellung der Hallsonde zu dem ringförmigen Permanentmagnet der ringförmige Permanentmagnet durch seine Höhle befestigt wird- Diese Bau-

gruppe, aus welcher die Schaltplatte herausragt, wird dann durch Vergießung der Schaltplatte mit einer Vergußmasse in die innere Höhle des Gebergehäuses mit dem Gebergehäuse fest verbunden. Das Gebergehäuse ist mit einer Verschraubung versehen, womit der Geber in eine Mähe der aufgenommenen ferromagnetischen Marke befestigt wird. Nachteilig bei diesem Geber ist sowohl seine relative Größe, als Folge der relativen Größe der Schaltplatte, die als ein die Hallsonde, den ringförmigen Magnet und das Gehäuse des Gebers tragendes Skelett dient, als auch hohe Ansprüche an die Technologie und Herste1 lung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Geber der Bewegung einer ferromagnetischen Marke, insbesondere für die Drehzahlmessung der rotierenden Maschinenteile, zu schaffen, welcher die obengenannten Nachteile vermeidet und welcher auf eine Änderung des durch Sensor der Hallsonde durchgehenden magnetischen Flußes reagiert, die mindestens teilweise in einer Höhle des ringförmigen Permanentmagnets angeordnet ist, wobei die Sensorebene zu der geometischen Achse des ringförmigen Permanentmagnets senkrecht ist, und ein elektrisches Durchshalten der Hallsonde mit den Ausgangskontakten des Gebers durch eine Höhle des ringförmigen Permanentmagnets geführt ist.

Diese Äufgage wird durch die im Anspruch 1 angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Merkmale sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angeführt.

Gegenstand der Erfindung besteht darin, daß auf den Boden einer magnetisch nicht leitenden zylindrischen Hülse sowohl eine Stirn der Hallsonde, als auch eine Distanzunterlage gestützt ist, an die von der anderen Seite eine Stirn des in die zylindrische Hülse eingelegten ringförmigen Permanentmagnets anliegt, wobei die zylindrische Hülse an der anderen Seite mit einem mit den Äusgangskontak-

-A-

ten ausgerüsteten Deckel des Gebers geschlossen ist, welche federnd und elektrisch mit den elektrischen Kontakten der Hallsonde über einen Hybridschaltkreis durchschaltet sind, welcher mindestens teilweise in der Höhle des ringförmigen Permanentmagnets angeordnet ist.

Ein anderes vorteilhaftes ÄusfUhrungsbeispiel besteht darin, daß die Hallsonde radial in einer Öffnung der Distanzunterlage eingestellt ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein innerer Hohlraum der zylindrischen Hülse und die Höhle des ringförmigen Permanentmagnets mit einer Vergußmasse ausgefüllt ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß auf der zylindrischen Hülse und auf dem Deckel ein Gebergehäuse in einer Spritzgußmaschine eingespritzt ist.

Nach einem weiteren Äusführungsbeispiel verläuft die Achse der Hallsonde mit zwei Sensoren exzentrisch und parallel mit der geometrischen Achse des ringförmigen Permanentmagnets.

Der erfindungsgemäße Geber ist wesentlich kleiner und technologisch einfacher als die bisher bekannten Geber. Die vorteilhaften Äusführungsbeispiele ermöglichen eine technologisch einfache Einstellung der Hallsonde in der radialen Richtung, eine Schwingungsfestigkeit und auch eine Feuchtigkeitsbeständigkeit innerhalb des Gebers, eine Befestigung in der Nähe von der ferromagnetischen Marke und eine technologisch vorteilhafte Anordnung der Hallsonde mit zwei Sensoren mit Rücksicht auf den magnetischen Abgleich zu erzielen.

Weitere Vorteile der technischen Lösung sind der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Äusführungsbeispiele entnehmbar- Es zeigen=

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Fig.l das Magnetfeld des Permanentmagnets ohne die ferromagnetischen Marke,

Fig.2 das Magnetfeld des Permanentmagnets mit der ferromagnet ischen Marke,

Fig.3 den Geber in einem Teilschnitt und Fig.4 die zylindrische Hülse mit dem Deckel im Schnitt.

Wie aus der Fig.l hervorgeht, erregt der mit einer zentralen Höhle 2 vorgesehene ringförmige Permanentmagnet 1 ein durch die magnetischen Feldlinien 3 gegebenes Magnetfeld. Dank der zentralen Höhle 2 hat der magnetische Flug, welcher durch die Dichte der im wesentlichen aus den kreisringförmigen magnetischen Polen herausgehenden magnetischen Feldlinien 3 definiert ist, an der Stelle der Durchdringung der Magnetachse mit der der Stirnebene -4 des Permanentmagnets 1 im wesentlichen einen Nullwert. In diese Stelle ist die aktive Zone der Hallsonde 5 angeordnet.

Wie aus der Fig.2 hervorgeht, bei einer Präsenz der ferromagnetischen Marke 6 in der Nähe der Hallsonde 5, ändert sich der Verlauf und die Dichte der magnetischen Feldlinien 3 in diesem Bereich, so daß durch die aktive Zone der Hallsonde 5 ein höherer magnetischer Fluß strömt, welcher durch die höhere Dichte der von der ferromagnetischen Marke 6 konzentrirten magnetischen Feldlinien 3 bestimmt ist. Da die Hallsonde 5 eine Differenz des magnetischen Flußes um Wert annähernd 5 mT registriert, ist es möglich, dank des im wesentlichen Ausgangsnullwertes des magnetischen Fluf3es durch die aktive Zone der Hallsonde 5 bei einer Äbsenz der ferromagnetischen Marke, einen wesentlich schwächeren Permanentmagnet 1 anzuwenden.

Wie aus der Fig.3 und 4 ersichtlich ist, besteht der Geber aus einer magnetisch nicht leitenden zylindrischen Hülse 7, welche an einer Seite mit einem Boden 8 und an der

anderen Seite mit einem Deckel 12 versehen ist. An den Boden 8 liegt eine Stirn der Hallsonde 5 an, welche mit ihren elektrischen Kontakten 9 zu dem Hybridschaltkreis 10 federnd elektrisch zugeschaltet ist, in welchem die elektrischen Bestandteile des Gebers angeordnet sind und welcher ferner elektrisch mit den im Deckel 12 vergossenen Ausgangskontakten 11 des Gebers durchschaltet ist. Auf den Boden 8 ist mit einer Stirn auch eine D!stanzunterlage 13 gestützt, an deren andere Stirn die Stirn des ringförmigen Permanentmagnets 1 anliegt, dessen äußere Durchmesser mit dem inneren Durchmesser der zylindrischen Hülse 7 fluchtet. Mit dem inneren Durchmesser der zylindrischen Hülse 7 fluchtet auch der äußere Durchmesser der Distanzunterlage 13, deren innere Öffnung stellt die Hallsonde 5 radial zur Achse 15 des ringförmigen Permanentmagnets 1 ein. Falls die Hallsonde 5 nur einen Sensor enthält (eine aktive Zone), ist es vorteilhaft, daß seine Achse mit der Achse 15 des ringförmigen Permanentmagnets 1 identisch ist. Falls die Hallsonde 5 zwei Sensore enthält (zwei aktive Zonen), ist es dann vorteilhaft, daß eine gemeinsame Achse der beiden Sensore mit der Achse 15 des ringförmigen Permanentmagnets 1 parallel und nicht identisch ist. Diese Exentrizität in der Richtung senkrecht zur Verbindungslinie der beiden Sensore hat als Folge einen im wesentlichen gleichen magnetischen Fluß durch die beiden Sensore bei einem offenen Magnetfeld auch bei den höheren Herste1 lungs- und Montagetoleranzen.

Der innere Hohlraum der Höhle 2 des ringförmigen Permanentmagnets 1 und der magnetisch nicht leitenden zylindrischen Hülse 7 ist mit einer Vergußmasse 16 ausgefüllt, damit hier einerseits zu einer Dampfkondensation nicht kommt und andererseits zu einer festen Einstellen der Ha11sonde 5 und des ringförmigen Permanentmagnets 1 zur zylindrischen Hülse 7 kommt. Die Vergießung mit der

— 7 —

Vergußmasse 16 wird durch ein Loch 14 im Deckel 12 nach seiner Einschiebung in die sylindrische Hülse 7 durchgeführt. Zu dieser Montagegruppe vird nachfolgend das Gebergehäuse 17, am besten in einer Spritzgußiuaschine angegossen -

Claims

SCHUTZANSPRUCHE

1. Geber der Bewegung einer ferromagnetisctien Marke, insbesondere für die Drehzahlmessung der rotierenden Maschinenteile, welcher auf eine änderung des durch Sensor der Hallsonde durchgehenden magnetischen Fluges reagiert, welche mindestens teilweise in einer Hohle des ringförmigen Permanentmagnets angeordnet ist, wobei die Sensorebene zu der geometrischen Achse des ringförmigen Permanentmagnets senkrecht ist, und ein elektrisches Durchshalten der Hallsonde mit den Äusgangskontakten des Gebers durch die Höhle des ringförmigen Permanentmagnets geführt ist, dadurch
gekennze i chnet, daß auf den Boden einer magnetich
nicht !eiternden zylindrischen Hülse C7) sowohl eine
Stirn der Hallsonde (5), als auch eine Distanzunterlage C13) gestützt ist, an die von der anderen Seite eine Stirn des in die zylindrische Hülse C7) eingelegten ringförmigen Permanentmagnets Cl) anliegt, wobei die zylindrische Hülse C7) an der anderen Seite mit einem mit den Äusgangskontakten CIl) ausgerüsteten Deckel C12) geschlossen ist, welche federnd und elektrisch mit den elektrischen Kontakten C9) der Hallsonde über einen Hybridschaltkreis ClO) durchschaltet sind, welcher mindestens teilweise in der Höhle C2) des ringförmigen Permanentmagnets Cl) angeordnet ist.

2. Geber nach Anspruch 1, dadurch

gekennze ichnet, daß die Hallsonde C5) radial in einer Öffnung der Distanzunterlage C13) eingestellt ist.

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3. Geber nach Anspruch 1, dadurch

gekenn ze i c hne t, daß ein innerer Hohlraum der
zylindrischen Hülse C7) und die Höhle C2) des ringförmigen Permanentmagnets Cl) mit einer Vergußmasse C16) ausgefüllt sind.

4. Geber nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß auf der zylindrischen Hülse C7) und auf dem Deckel C12) ein Gebergehäuse C17) des in einer Spritzgußmaschine angegossen ist.

5- Geber nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Achse der Hallsonde C5) mit zwei Sensoren exzentrisch und parallel mit der geometrischen Achse des ringförmigen Permanentmagnets Cl) verläuft.