DE29619575U1 - Drehgeber

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Description

Claims

DE29619575U1

Publication number: DE29619575U1
Application number: DE29619575U
Authority: DE
Original assignee: Fritz Kuebler Zaehl und S GmbH
Current assignee: Fritz Kuebler Zaehl und S GmbH
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1996-11-12
Publication date: 1997-02-27
Anticipated expiration: 2006-11-13

G 4325.4 - 3 - 12.11.1996

Patentanwälte A. K. Jackbch-Kohl u, K. H. Kohl

Stuttgarter Str. 115 - 70469 Stuttgart

Fritz Kubier GmbH G 4325.4-kr

Zäh!- und Sensortechnik
Schubertstr. 47

78047 Villingen-Schwenningen

Drehgeber

Die Erfindung betrifft einen Drehgeber nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Solche Drehgeber haben als Welle eine das Gehäuse durchsetzende Hohlwelle oder eine Einsteckwelle. Diese Drehgeber können alierdings nicht in expiosionsgefährdeien Bereichen eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Drehgeber so auszubilden, daß er auch in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Drehgeber erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Drehgeber ist das Gehäuse eine druckfeste Kapselung, in der die Abtastsensorik mit dem Meßelement untergebracht ist. Der Spalt ist so lang, daß beispielsweise bei einer Explosion oder einer Funkenbildung im Gehäuse diese nicht nach außen in den explosionsgefährdeten Bereich gelangen können. Darum kann der erfindungsgemäße Drehgeber bei konstruktiv

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einfacher Ausbildung problemlos in explosionsgefährdeten Bereichen als elektrisches Betriebsmittel eingesetzt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Die Zeichnung zeigt im Axialschnitt einen erfindungsgemäßen Drehgeber.

Der Drehgeber ist ein eiektromechanischer Wandler, der mechanische Weliendrehungen in elektrische Signale, zum Beispiel Impulse, Spannungen, Datenworte und dergleichen, wandelt. Diese Signale werden als Winkel- oder Weginformationen über eine Kabelzuführung 2 nach außen geführt und weiter bearbeitet. Der Drehgeber hat ein Gehäuse 12, das aus einer Haube 3 und einem Flansch 6 besteht und aus metallischem Material oder aus Kunststoff hergestellt ist. Vorzugsweise hat das Gehäuse 12 kreisförmigen Querschnitt. Die Haube 3 ist napfförmig ausgebildet und hat einen Boden 13 sowie eine Ringwand 14. Sie hat im Ausführungsbeispiel wesentlich kleinere Dicke als der Boden 13. Der Flansch 6 hat am Umfang eine umlaufende Vertiefung 15, in die die Ringwand 14 der Haube 3 eingreift. Die Vertiefung 15 erstreckt sich von der dem Boden 13 der Haube 3 zugewandten Stirnseite 16 aus vorzugsweise über mehr als die halbe axiale Länge des Flansches 6. Die radiale Tiefe der Vertiefung 15 entspricht der Dicke der Ringwand 14, die mit ihrer Innenwandung an der Mantelfläche der Vertiefung 15 und mit ihrer Stirnseite 17 an einer radialen Schulter 18 anliegt, welche die Vertiefung 15 begrenzt.

Die Stirnseite 16 des Flansches 6 liegt mit Abstand der Stirnseite 19 des Bodens 13 der Haube 3 gegenüber. Die beiden Stirnseiten 16, 19 begrenzen in Axialrichtung einen Aufnahmeraum 20, der radial nach außen durch einen Teil der Ringwand 14 der Haube 3 be-

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grenzt ist. Im Aufnahmeraum 20 sind eine Maßverkörperung 10 sowie eine Abtastsensorik 11 untergebracht. Die Maßverkörperung 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine codierte Scheibe, die drehfest auf einer Hohlwelle 1 sitzt. Die Abtastsensorik 11, die mit axialem Abstand der Maßverkörperung 10 gegenüberliegt, ist gehäusefest angeordnet und wandelt die durch die Maßverkörperung 10 und damit durch die Drehbewegung der Hohlwelle 1 erzeugten Signale in elektrische Signaie um. In der Zeichnung ist als eine der möglichen Ausbildungen der Abtastsensorik 11 eine optische Abtastung dargestellt. Der Flansch 6 weist an seiner Stirnseite 16 eine Vertiefung 21 auf, in der eine Lichtquelle 7 untergebracht ist. Sie ist beispielsweise eine LED, deren ausgesandtes Licht die codierte Scheibe 10 durchleuchtet und optoelektronische Sensoren auf der Abtastsensorik 11 in bekannter Weise anspricht. Die Abtastsensorik 11 hat eine Leiterplatte, auf welcher die entsprechenden elektronischen Bauteile, insbesondere die optoelektronischen Sensoren, angebracht sind. Die elektrischen Signale werden über die Kabelzuführung 2 an eine Auswerteelektronik weitergeleitet.

Die Abtastsensorik kann selbstverständlich auch magnetisch, induktiv oder kapazitiv arbeiten.

Die Hohlwelle 1 durchsetzt die Haube 3 und den Flansch 6 axial. Innerhalb des Gehäuses 12 ist die Hohlwelle 1 durch drei Lager 8, 9 drehbar gelagert. Sie liegen mit axialem Abstand voneinander. Zwei Lager 9 sind im Flansch 6 untergebracht. Sie liegen in Vertiefungen 22, 23, die in den Stirnseiten 16 und 24 des Flansches 6 vorgesehen sind. Dadurch lassen sich die Lager 9 einfach in den Flansch 6 einbauen. Das Lager 8 ist in der Haube 3 vorgesehen, die an ihrer vom Flansch 6 abgewandten Stirnseite 25 eine Vertiefung 26 zur Aufnahme des Lagers 8 aufweist. Insbesondere das Lager 8 fängt eventuelle Taumelbewegungen der Hohlwelle 1 ein-

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wandfrei ab, so daß sich sehr hohe Meßgenauigkeiten mit dem Drehgeber erzieien lassen.

Das Gehäuse 12 ist druckfest ausgebildet. Es hat nur eine verhältnismäßig geringe axiale Länge L, die im Ausführungsbeispiel nur etwa 80 mm beträgt. Im Vergleich zu herkömmlichen Drehgebern, die eine axiale Länge von üblicherweise 180 mm aufweisen, zeichnet sich der Drehgeber durch eine mehr als die Hälfte kleinere axiale Länge aus. Dadurch hat auch die Hohlwelle 1, welche den Drehgeber auf voller Bauhöhe durchdringt, nur eine entsprechend kleine Länge. In Verbindung mit dem dritten Lager 8 können somit eventuelle Taumeibewegungen der Hohlwelle 1 auf ein Minimum verringert werden.

Im Gehäuse 12 sind zünddurchschlagsichere Spalte S1 bis S3 gebildet (EN 50 018), die in Achsrichtung so lang sind, daß der Drehgeber in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden kann. Der Spalt S1 wird zwischen der Hohlwelle 1 und dem Flansch 6 im Bereich zwischen den beiden Lagern 9 gebildet. Der Spalt S2 wird zwischen der Haube 3 und der Hohlwelle 3 im Bereich zwischen dem Boden der Vertiefung 26 und der Stirnseite 19 der Haube 3 gebildet. Der Spalt S3 schließlich wird zwischen dem Flansch 6 und der Ringwand 14 der Haube 3 im Bereich zwischen der Stirnseite 16 des Flansches 6 und der radialen Schulterfiäche 18 gebildet. Da diese Spalte S1 bis S3 ausreichend lang sind und das Gehäuse 12 druckfest ausgebildet ist, kann der Drehgeber als elektrisches Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche mit der Schutzart druckfeste Kapselung d eingesetzt werden. Da die Länge L des Gehäuses 12 nur etwa 80 mm beträgt, lassen sich die Spalte S1 bis S3 für die Ex-Zulassung auf eine beherrschbare Länge bringen.

Die Hohlwelle 1 des Drehgebers wird in bekannter Weise mit einer Antriebswelle drehfest verbunden. Je nach Länge des Gehäuses

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kann die Hohlwelle 1 auch nur mit zwei Lagern im Gehäuse 12 drehbar abgestützt werden.

Anstelle einer Hohlwelle 1 kann der Drehgeber auch mit einer Einsteckwelle versehen sein, die an sich bekannt ist.

Die Hohlwelle 1 und die Antriebswelle sind in bekannter Weise verdrehsteif verbunden, um eine hohe Meßgenauigkeit zu erzielen.

Da der Drehgeber nur eine geringe Bauhöhe L hat, ist er vorteilhaft für solche Anwendungen einsetzbar, bei denen mehrere Sensoren, zum Beispiel der Drehgeber und ein Tacho, auf derselben Welle aufgenommen werden müssen. Der Einbauraum für den Drehgeber ist aufgrund der geringen Bauhöhe L sehr klein. Die Maßverkörperung 10 und die Abtastsensorik 11 sind vorteilhaft entsprechend der deutschen Patentanmeldung 195 40 314.2 ausgebildet.

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Patentanwälte A. X JackJsch-Kohl u, K. H::KÖW: Stuttgarter Str. 115 - 70469 StiÄtgerti Fritz Kubier GmbH G 4325.4-kr Zähl- und Sensortechnik Schubertstr. 47 78054 Villingen-Schwenningen 12. November 1996 Ansprüche

1. Drehgeber mit einem Gehäuse, in dem eine Weile drehbar gelagert ist, die wenigstens ein Meßelement einer Abtastsensorik trägt, die im Gehäuse untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) als druckfeste Kapselung ausgebildet ist und wenigstens einen zünddurchschlagsicheren Spalt (S1 bis S3) aufweist, der eine solche Länge hat, daß eine Explosion im Gehäuse (12) nicht nach außen tritt.

2. Drehgeber nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) aus mindestens zwei Gehäuseteilen (3, 6) besteht, die einen Aufnahmeraum (20) für die Abtastsensorik (10, 11) aufweisen.

3. Drehgeber nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) eine das Gehäuse (12) durchsetzende Hohlwelle ist.

4. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Weile (1) im Gehäuse (12) durch wenigstens zwei, vorzugsweise drei Lager (8, 9) drehbar gelagert ist.

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5. Drehgeber nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lager (9) mit axialem Abstand voneinander im einen Gehäuseteil (6) angeordnet sind.

6. Drehgeber nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Lager (8) im anderen Gehäuseteil (3) vorgesehen ist.

7. Drehgeber nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) eine Einsteckwelle ist.

8. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) eine Baulänge (L) von etwa 60 mm bis etwa 100 mm, vorzugsweise von etwa 80 mm, hat.