DE3213854C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehzahlgeber gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Solche Drehzahlgeber werden z. B. für elektronische Tachometer in Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind allgemein bekannt.

Bei dem magnetischen Sensor solcher Drehzahlgeber 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.

Bei den bekannten Drehzahlgebern kommt es zu einer uner­ wünschten Restinduktion des magnetischen Sensors, auch wenn dieser durch die Mantelfläche der Glocke vom Permanentmagne­ ten abgeschirmt ist, da das glockenaußenseitige Flußstück 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.

Es ist bereis ein Drehzahlgeber bekannt (DE-OS 26 47 818), der einen magnetischen Hauptkreis mit einem Hallsensor und einen Permanentmagnet sowie einen Luftspalt umfaßt, durch den ein Leitstück hindurchgeführt werden kann. Befindet sich das Leitstück im Luftspalt, wird der Hauptkreis unterbrochen und gleichzeitig ein magnetischer Hilfskreis wirksam, der einen zweiten Magneten und den Hallsensor umfaßt. Der zweite Magnet bewirkt einen magnetischen Fluß mit einer zu der magnetischen Flußrichtung des magnetischen Hauptkreises entgegengesetzten Flußrichtung über den Hallsensor. Durch die Richtungsumkehr wird die Amplitude des Ausgangs­ signals des Hallsensors erhöht und außerdem die Flanken­ steilheit verbessert. Ein solcher Drehzahlgeber hat den Nachteil, daß er konstruktiv aufwendig ist und ein ver­ hältnismäßig großes Bauvolumen aufweist.

Bei einem anderen bekannten Drehzahlgeber (DE-OS 28 17 010) mit einem Wiegand-Draht sind diesem zwei unterschiedlich starke Permanentmagnete mit unterschiedlicher magnetischer Polarität zugeordnet. Zwischen mindestens einem der Magnete und dem Wiegand-Draht wird eine Blende hindurch bewegt.

Diese Nachteile sollen durch die Erfindung überwunden werden. Aufgabe der Erfindung ist es auch, einen Drehzahl­ geber der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend zu ver­ bessern, daß die den magnetischen Sensor beeinflussende Induktion sich bei Drehung des Drehzahlgebers möglichst plötzlich ändert.

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.

Die Vorteile der Erfindung liegen in erster Linie darin, daß die magnetische Induktion des magnetischen Sensors bei von der inneren Mantelfläche der Glocke abgeschirmten Sen­ sor sehr gering ist und sich sehr stark, also mit steiler Flanke ändert, sobald die Abschirmung aufhört. Bei dem er­ findungsgemäßen Drehzahlgeber wirkt die äußere Mantelfläche als Flußleitmittel, wenn diese sich hinter dem magneti­ schen Sensor befindet. Der magnetische Fluß verläuft dann vom Permanentmagneten durch den magnetischen Sensor, der äußeren Mantelfläche der Glocke und einem Teil der Stirn­ wand der Glocke sowie einer weiteren Flußleitbahn zurück zum Permanentmagneten.

Die hohe Änderungsgeschwindigkeit des magnetischen Flusses erlaubt es, einen Hallswitch mit erweitertem Empfindlich­ keitsbereich zu verwenden und führt zu einer sehr geringen Toleranz des Tastverhältnisses des Drehzahlgebers.

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.

Man könnte auch bei dem erfindungsgemäßen Drehzahlgeber 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. 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.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 3 angegeben. Ein Drehzahlgeber mit diesen Merkmalen baut vor allem im Durchmesser be­ sonders klein.

Fertigungstechnisch günstig ist es, wenn wie im Anspruch 4 angegeben, die Glocke aus zwei koaxial aufeinanderge­ setzten Einzelglocken gebildet ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Zur Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nach­ folgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Drehzahlgebers,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 bei um 45° gedrehter Glocke,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Drehzahlgebers,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 4 bei um 45° gedrehter Glocke.

Die Fig. 1 zeigt eine Glocke 1 aus ferromagnetischem Material, welche koaxial zu einer äußeren Mantelfläche 2 eine innere Mantelfläche 3 hat. Die innere Mantel­ fläche 3 hat insgesamt vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Aussparungen 4. Ebenso hat die äußere Mantel­ fläche 2 vier Aussparungen 5. Diese Aussparungen 5 be­ finden sich genau dort, wo die innere Mantelfläche 3 durchgehend verläuft. Die Glocke 1 weist weiterhin einen koaxialen, in die Glocke gerichteten Stempel 6 auf. 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.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Winkellage der Glocke 1 zum Permanentmagneten 7 und Sensor 8 er­ folgt 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 Permanent­ magneten 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 Fig. 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 Magnet­ fluß unterworfen ist.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 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 ver­ läuft und dessen Pole jeweils nahe der inneren Mantel­ fläche 3 der Glocke 1 liegen. Dadurch ist in der in Fig. 5 dargestellten Stellung der Glocke 1 der Magnetfluß über die innere Mantelfläche 3 und einem Teil der Stirn­ fläche der Glocke 1 geschlossen, so daß der magnetische Sensor 8 keiner magnetischen Induktion unterliegt.

In der in Fig. 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.

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 Bauteile die innere Mantelfläche 3 auf. Beide Bauteile können beispielsweise koaxial aufeinander genietet sein.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1-3 ist es auch möglich, den Stempel 6 als durchgehende Welle auszubilden, deren axial nach der einen Seite gerichtete Teil als An­ triebswelle dient, während der axial nach der anderen Seite gerichtete Teil zu einer weiteren Einrichtung führen kann, die die Drehbewegung der Welle erhalten soll.

Claims (4)

1. Drehzahlgeber mit einer drehzahlabhängig umlaufenden Glocke aus ferromagnetischem Material, in deren Mantelfläche zumindest eine Aussparung vorgesehen ist und die auf der einen Seite der Mantelfläche einen Permanentmagneten und gegenüberliegend auf der anderen Seite der Mantelfläche einen magnetischen Sensor hat, wobei zur Verbesserung des Magnetflusses dem Permanent­ magneten und dem magnetischen Sensor jeweils ein Fluß­ leitmittel zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Glocke (1) koaxial zueinander eine innere Mantel­ fläche (3) und eine äußere Mantelfläche (2) mit jeweils mindestens einer Aussparung hat, daß der Permanentmagnet (7, 9) radial innerhalb der inneren Mantelfläche (3) und der magnetische Sensor (8) zwischen der inneren Mantelfläche (3) und der äußeren Mantel­ fläche (2) angeordnet ist und daß die innere Mantelfläche (3) dort ausgespart ist, wo die äußere Mantelfläche (2) durchgehend verläuft, und die äußere Mantelfläche (2) dort ausgespart ist, wo die innere Mantelfläche (3) durchgehend verläuft.

2. Drehzahlgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (7) ein axial magnetisierter Stabmagnet ist und zwischen der inneren Mantelfläche (3) und einem koaxial in die Glocke (1) gerichteten Stempel (6) der Glocke (1) radial angeordnet ist.

3. Drehzahlgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Permanentmagnet ein axial magnetisierter Stabmagnet (9) ist, der radial innerhalb der inneren Mantelfläche (3) verläuft und mit seinen beiden Polen jeweils nahe der inneren Mantelfläche (3) endet.

4. Drehzahlgeber nach Anspruch 1 oder einem der folgen­ den, dadurch gekennzeichnet, daß die Glocke (1) aus zwei koaxial aufeinander gesetzten Einzelglocken ge­ bildet ist.