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Drehzahlgeber
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehzahlgeber mit einer drehzahlabhängig
umlaufenden Glocke aus ferromagnetischem Material in deren Mantelfläche zumindest
eine Aussparung vorgesehen ist und der an einer Seite der Mantelfläche einen Permanentmagneten
und gegenüberliegend auf der anderen Seite der Mantelfläche einen magnetischen Sensor
hat, wobei zur Verbesserung des Magnetflusses dem Permanentmagneten und dem magnetischen
Sensor jeweils Flußleitmittel zugeordnet sind. Solche Drehzahlgeber werden z.ß.
für elektronische Tachometer in Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind allgemein bekannt.
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Bei dem magnetischen Sensor solcher Drehzahl geber handelt es sich
üblicherweise um einen Hallsensor, der abhängig von der magnetischen Induktion schaltet.
Um möglichst eindeutige Verhältnisse zu erhalten, soll diese Induktion abwechselnd
so gering wie möglich oder für ein Schalten möglichst hoch sein. Der Wechsel zwischen
diesen beiden Zuständen muß möglichst plötzlich erfolgen. Das gilt nicht nur für
Hallsensoren, sondern auch für andere magnetische Sensoren.
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Bei den bekannten Drehzahlgebern kommt es zu einer unerwünschten Restinduktion
des magnetischen Sensors, auch wenn dieser durch die Mantelfläche der Glocke vom
Permanentmagneten abgeschirmt ist, da das glockenaußenseitige Flußstuck einen Teil
des magnetischen Flusses von der Mantelfläche der Glocke zum Sensor und von dort
zurück zur Mantelfläche leitet. Die Induktionszustände ändern sich dadurch nicht
hinreichend plötzlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehzahlgeber der
eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die den magnetischen Sensor beeinflussende
Induktion sich bei Drehung des Drehzahlgebers möglichst plötzlich ändert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen
Maßnahmen gelöst. Dabei können sich die innere und äußere Mantelfläche sowohl über
Winkelbereiche gleicher als auch unterschiedlicher Größe erstrecken.
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Die Vorteile der Erfindung liegen in erster Linie darin, daß die magnetische
Induktion des magnetischen Sensors bei von der inneren Mantelfläche der Glocke abgeschirmtem
Sensor sehr gering ist und sich sehr stark, also mit steiler Flanke ändert, sobald
die Abschirmung aufhört. Bei dem erfindungsgemäßen Drehzahlgeber wirkt die äußere
Mantelfläche als Flußleitmittel, wenn diese sich hinter dem magnetischen Sensor
befindet. Der magnetische Fluß verläuft dann vom Permanentmagneten durch den magnetischen
Sensor, der äußeren Mantelfläche der Glocke und einem Teil der Stirniand der Glocke
sowie einer weiteren Flußleitbahn zurück zum Permanentmagneten.
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Die hohe Änderungsgeschwindigkeit des magnetischen Flusses erlaubt
es, einen Hallswitch mit erweitertem Empfindlichkeitsbs ereich zu verwenden und
führt zu einer sehr geringen Toleranz des Tastwerhältnisses des Drehzahlgebers.
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Weiterhin baut der erfindungsgemäße Drehzahlgeber sehr klein,insbesondere
im Durchmesser und erlaubt eine hohe Impulszahl, also viele Aussparungen in der
Mantelfläche der Glocke, ohne daß eine klare Auflösung der Impulsfolge verloren
geht.
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Man könnte auch bei dem erfindungsgemäßen Drehzahigeber dem Permanentmagneten
ein feststehendes Flußleitstück zuordnen, so daß der Magnetfluß entweder über ein
solches Flußleitstück und der inneren Mantelfläche der Glocke oder über das Flußleitstück,
einem Teil der Stirnwand der Glocke und der äußeren Mantelfläche erfolgen könnte.
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Wirkungsvoller und in der Herstellung billiger wird der Drehzahlgeber
jedoch, wenn er wie im Anspruch 2 angegeben ausgebildet ist. Der nach innen ragende
Stempel der Glocke leitet dann den magnetischen Fluß über einen Teil der Stirnwand
der Glocke entweder zur inneren oder äußeren Mantelfläche der Glocke.
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Eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung der Erfindung ist
im Anspruch 3 angegeben. Ein Drehzahl geber mit diesen Merkmalen baut vor allem
im Durchmesser besonders klein.
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Fertigungstechnisch günstig ist es, wenn wie im Anspruch 4 angegeben,
die Glocke aus zwei koaxial aufeinandergesetzten Einzelglocken gebildet ist.
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Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu.
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Zur Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon schematisch
in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen: Figur
.1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehzahlgebers,
Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II
in Figur 1, Figur
3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 1 bei um 450 gedrehter Glocke,
Figur 4 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehzahlgebers,
Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie V - V in Figur 4, Figur 6 einen Schnitt
entlang der Linie VI-VI in Figur 4 bei um 450 gedrehter Glocke.
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Die Figur 1 zeigt eine Glocke 1 aus ferromagnetischem Material, welche
koaxial zu einer äußeren Mantelfläche 2 eine innere Mantelfläche 3 hat. Die innere
Mantelfläche 3 hat insgesamt vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Aussparungen
4. Ebenso hat die äußere Mantelfläche 2 vier Aussparungen 5. Diese Aussparungen
5 befinden sich genau dort, wo die innere Mantelfläche 3 durchgehend verläuft. Die
Glocke 1 weist weiterhin einen koaxialen, in die Glocke gerichteten Stempel 6 auf.
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Zwischen dem Stempel 6 und der inneren Mantelfläche 3 ist ein axial
magnetisierter Permanentmagnet 7 und zwischen der inneren Mantelfläche 3 und der
äußeren Mantelfläche 2 ein magnetischer Sensor 8 angeordnet.
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Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Winkellage der Glocke
1 zum Permanentmagneten 7 und Sensor 8 erfolgt der magnetische Fluß vom Permanentmagneten
7 über die innere Mantelfläche 3 und einem Teil der Stirnfläche der Glocke 1 und
über den Stempel 6 zurück zum Permanentmagneten 7. Der magnetische Sensor 8 wird
nicht durch magnetische Induktion beeinflußt. Wenn die Glocke 1 sich
soweit
verdreht hat, daß die innere Mantelfläche 3 den magnetischen Sensor 8 nicht mehr
abschirmen kann, dann gelangt, was in Figur 3 dargestellt ist, die äußere Mantelfläche
2 hinter den magnetischen Sensor 8. Vom Permanentmagneten 7 erfolgt dann der Magnetfluß
über den magnetischen Sensor 8,der äußeren Mantelfläche 2, einem Teil der Stirnwand
der Glocke 1 und den Stempel 6, so daß der magnetische Sensor 8 einem starken Magnetfluß
unterworfen ist.
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Die Ausführungsform gemäß den Figuren 4 - 6 unterscheidet sich von
der zuvor beschriebenen dadurch, daß die Glocke 1 keinen Stempel 6 hat und der Permanentmagnet
ein längerer Stabmagnet 9 ist, der radial innerhalb der Glocke 1 verläuft und dessen
Pole jeweils nahe der inneren Mantelfläche 3 der Glocke 1 liegen. Dadurch ist in
der in Figur 5 dargestellten Stellung der Glocke 1 der Magnetfluß über die innere
Mantelfläche 3 und einem Teil der Stirnfläche der Glocke 1 geschlossen, so daß der
magnetische Sensor 8 keiner magnetischen Induktion unterliegt.
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In der in Figur 6 dargestellten Stellung der Glocke 1 wird der magnetische
Fluß über die äußere Stirnwand 2 und der Glocke 1 geschlossen, so daß der magnetische
Fluß durch den Sensor 8 verläuft.
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Nicht dargestellt ist, daß die Glocke 1 aus zwei separaten Bauteilen
erzeugt sein kann. Ein Bauteil weist dann die äußere Mantelfläche 2 und das andere
Bauteil die innere Mantelfläche 3 auf. Beide Bauteile können beispielsweise koaxial
aufeinander genietet sein.
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Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1-3 ist es auch möglich,
den Stempel 6 als durchgehende Welle auszubilden, deren axial nach der einen Seite
gerichtete Teil als Antriebswelle
dient, während der axial nach
der anderen Seite gerichtete Teil zu einer weiteren Einrichtung führen kann, die
die Drehbewegung der Welle erhalten soll.