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Drehzah Ig eber
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehzahlgeber mit einer entsprechend
der zuerfassenden Drehzahl drehbar antreibbaren, mehrpoligen Magnetscheibe, deren
axial gerichtete Pole einen konzentrischen Kreis bildend auf der Magnetscheibe gleichmäßig
zerteilt angeordnet sind, und mit einem axial vor der Magnetscheibe fest angeordneten
Hall-Element, von dem entsprechend der Drehbewegung der Magnetscheibe eine sinusförmige
Spannung erzeugbar ist.
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Derartige Drehzahlgeber sind z.B. als in der Getriebekonstruktion
integrierte Seber zur Ansteuerung von elektronischen Tachometern in Kraftfahrzeugen
bekannt.
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Um eine relativ hohe Anzahl an Spannungsimpulsen pro Umdrehung zu
erzeugen, muß eine entsprechend hohe Anzahl an Polen auf der Magnetscheibe angeordnet
sein. Dies bedeutet aber, daß sich mit Erhöhung der Anzahl der Pole auch der Durchmesser
der Magnetscheibe und damit die gesamte Baugrße des Drehzahlgebers vergrbßert da
eine Erhöhung der Anzahl der Pole bei gleichem
Durchmesser der Magnetscheibe
zu einer solchen Verringerung der Feldstärke führt, daß eine einwandfreie Erfassung
durch das Hall-Element nicht mehr gewährleistet ist.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen Drehzahlgeber nach dem Oberbegriff
zu schaffen, der bei einwandfreier Funktion eine geringe Baugröße ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine der Magnetscheibe
entsprechende zweite Magnetscheibe derart angeordnet ist, daß das Hall-Element etwa
mittig zwischen den Magnetscheiben angeordnet ist, daß die Magnetscheiben gemeinsam
drehbar antreibbar sind,und daß jeweils einem Pol der einen Magnetscheibe ein entgegengesetzter
Pol der anderen MagnessrheibE gegenüberliegt. Damit wird eine Konzentration der
Feldlinien und damit eine UergrBßerung der Induktion im Berelh des Hall-Elements
erreicht. Streuverluste am radial äußeren Bereich der Magnetscheibelwie sie bei
den seither bekannten Drehzahlgebern vorhanden waren, werden erheblich verri:\:rt.
Die auf die erfindungsgemäße Weise erreichte Vergrößerung der Induktion ermöglicht
es, den Durchmesser der Magnetscheiben relativ gering zu halten.
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Sind die Magnetscheiben auf ihrer dem Hall-Element abgewandten Seite
mit einer Rückschlußscheihe versehen, so wird eine Erhöhung der-magnetischen Induktion
erreicht.
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In einer einfachen Ausbildung können die Magnetscheiben auf einer
gemeinsamen Welle angeordnet sein. Leicht und rationell montierbar wird es dabei,
wenn die Magnetscheiben eine zentrische Bohrung besitzen, mit der sie auf die Welle
aufgeschoben sind.
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Zur Sicherstellung des exakten Abstands dar beiden Mlagnetscheiben
voneinander, kann zwischen den Magnetscheiben ein Distanzstück aus nichtmagnetischem
material angeordnet sein. Dazu ist vorzugsweise das Distanzstück eine auf die Welle
aufgeschobene Hülse, die aus Kunststoff bestehen kann.
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Vorzugsweise bestehen die Magnetscheiben aus einem Hartferritmaterial,
wobei die Magnete durch axiales Aufmagnetisieren hergestellt sind.
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Ist das Hall-Element innerhalb eines Bauteils mit einem integrierten
Schaltkreis angeordnet, durch den als Ausgangssignal ein Impuls mit einer der sinusförmiyen
Spannung entsprechenden Frequenz erzeugbar ist, so kann eine weitere VerkleinErung
des Drehzahlgebers erreicht werden, da die Aufbereitung von verwertbaren Frequenzimpulsen
innerhalb des mit dem Hall-Element versehenen Bauteils erfolgt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darges@ellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäße.n
Drehzahlgebers Figur 2 eine Magnetscheihe nach Figur 1 in der Draufsicht Figur 3
einen Schaltplan eines erfindungsgemäBen Drehzahlgebers Der dargestellte Drehzahlgreber
besitzt zwei identische Magnetscheiben 1 und 2, die mit ihrer zentrischen Ausnehmung
3 auf den Endzapfen 4 reduzierten Durct-lmessers einer drehbar antreibbarren Welle
5 aufgeschoben sind.
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Zwischen den beiden Magnetscheiben 1 und 2 ist eine Hülse 6 aus Kunststoff
ebenfalls auf den Endzapfen 4 aufgeschoben, so daß die Magnetscheiben 1 und 2 auf
einem definierten Abstand zueinander gehalten werden.
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Jeweils auf der tier anderen Magnetscheibe 1 bzw. 2 atJgewandten Seite
liegt an jeder Magnetscheibe 1 und 2 eine Rückschlußscheibe 7 und 8 an, die auf
die gleiche Weise wie die Magnetscheiben 1 und 2 mit einer Ausnehmung 9 versehen
und auf den Endzapfen 4 aufgeschoben sind.
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Da die Ausnehmungen 3 und 9 als Bohrungen mit einer Tangentialfläche
10 und der Endzapfen 4 entsprechend zylindrisch mit einer Tangentialfläche 11 ausgebildet
sind, sind die Magnetscheiben 1 und 2 sowie die Rückschlußscheiben 7 und 8 gegen
relative Verdrehung zueinander sichert.
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Die t-,agnetscheiben 1 und 2 sind mit zweiunddrei8ig axial ausgerichteten
aufmagnetisierten Polen 12 ausgebildet, die sektorartig nebeneinander liegen, wobei
jeweils neben einem Nordpol ein Südpol liegt.
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Weiterhin sind die sich gegenüberlieuenden Pole 12 der Magnetscheiben
1 und 2 einander entgegen gesetzt, so daß einem Südpol immer ein nordpol gegenüber
liegt.
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Die Montage der Pagnetsotleiben 1 und 2,dr Pückschlußscheiben 7 und
8 sowie der Hülse 6 kann auf einfache Weise auf einem Automaten erfolgen, indem
zuerst die Rückschlußscheibe 7,dann die Magnetscheibe 1, die Hülse 6, die Magnetscheibe
2 und die Ruckschlußscheibe 8 auf den Endzapfen 4 aufgeschoben werden.
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Anschließend wird das freie Ende des Endzapfens 4 vernietet, so daß
die gesamte Anordnung in richtiger Einbaulage gesichert ist.
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In radialer Richtung gesehen an der Stelle, an der die größte Feldstärke
ist, ist zwischen den Magnetscheiben 1 und 2 ein Bauteil 13 mit einem integrierten
Schaltkreis 15 entsprechend Figur 3 angeordnet, der ein Hall-Element 14 enthält.
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Dieses Rauteil 13 ist ortsfest und über nicht dargestellte Leitungen
mit z.B. einem elektronisctien Tachometer verbunden.
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Der Schaltkreis 15 besteht aus dem Hall-Element 14, das min einem
Stromkreis 16 angeordnet ist, der auch ein Stabilisierungselement 21 aufweist. An
dem Hall-Element 14 wird durch die sich vorbei bewegenden Nord- und Südpole der
Magentscheiben 1 und 2 eine sinusförmige Spannung erzeugt, die am Hall-Element 14
abgegriffen und einem Komparator 17 zugeleitet wird. Der Ausgang des Komparators
17 ist über einen Schmitt-Trigger 18 und essen Ausgang mit der Basis eines NPN-Transistors
19 verbundden.
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Vom Kollektor 20 des Transistors 19 ist dann das Ausgangssignal für
das elektronische Tachometer abgreifbar.
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Erreicht die im Hall-Element 14 erzeugte sinusförmige Spannung einen
bestimmten Schwellwert, schaltet der Komparator 17 durch, während er bei Unterschreiten
dieser Schwelle abschaltet.
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Da nur Spannungen mit glcicem Vorzeichen ausgewertet werden, findet
bei Unrzeichenl,lechrìel eine Zluanycabschaltung statt. Somit ergibt sich als Ausgangssignal
des Schaltkreises 15 ein Rechteckimpuls mit einer von der Drehzahl der Welle 5 abhängigen
Frequenz.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform der Magnetscheiben kann
ohne Nachteil für die magnetische Induktion auf die RückschluBscheibEn verzichtet
werden. Dies ist der Fall, wenn die
Magnetscheiben aus einem rnehrpoliy
lateral aufmagnetisierten isotopen Magnetmaterial bestehen.