DE3321290A1 - Elektromagnetische drehmessvorrichtung - Google Patents

Description

Elektromagnetische DrehmeGvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen elektromagnetischer DrehmeGvorrichtungen; insbesondere richtet sich die Erfindung auf die Verkleinerung einer Drehmeßvorrichtung mit magnetischer Erfassung, bei der für jede Umdrehung in der Vorrichtung mindestens ein Impuls in jeder von zwei od-er mehr verschiedenen Signalfolgen erzeugt wird, d.h., ein erstes Signal mittels eines elektromagnetischen Spulen-Abnehmers erzeugt wird und ein zweites Signal mittels eines Magnetwiderstandseffekt-Element9 oder eines Ha11-Generators erzeugt wird.

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Die Figur 1 der Zeichnung zeigt ein Beispiel für eine derartige Drehmeßvorrichtung zum Erzeugen von zwei oder mehr Signalfolgen, bei der elektromagnetische Spulen-Abnehmer 4 und 14 jeweils Signalläufern 3 bzw. 13 gegenübergesetzt sind, welche unter einem Zwischenabstand S an einer Drehwelle 1 angebracht sind. Bei diesem bekannten Aufbau ist es erforderlich, den Zu/ischenabstand S in geeigneter Weise so zu wählen, daß beispielsweise ein bei 19 in der Figur 1 gezeigter, von dem Permanentmagneten eines der elektromagnetischen Spulen-Abnehmers erzeugter Streufluß nicht einfach von dem anderen elektromagnetischen Spulen-Abnehmer erfaßt wird; dies macht es schwierig, die Vorrichtung zu verkleinern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische brehmeßvorrichtung mit verringerten Ausmaßen zu schaffen.

Mit der Erfindung wird daher eine elektromagnetische Drehmeßvorrichtung geschaffen, die einen ersten elektromagnetischen Abnehmer, der einem an einer Drehwelle fest angebrachten Signalläufer diametral gegenübergesetzt angeordnet ist und ein erstes Drehungssignal erzeugt, und einen zweiten elektromagnetischen Abnehmer aufweist, der der Ebene des Signalläufers senkrecht gegenübersteht und ein zweites Drehungssignal erzeugt, wobei das erste Drehungssignal in der Diametralrichtung der Ebene des einzigen Signalläufers erfaßt und erzeugt wird, während das zweite Drehungssignal in der Vertikalrichtung zu der Ebene erfaßt und erzeugt wird, wodurch die Abmessungen der Vorrichtung verringert werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nicht erforderlich, zwei Signalläufer zu verwenden, so daß der Abstand für das gegenseitige Absondern der Läufer entfällt, wodurch die Abmessungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung

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verringert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei ,spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert

Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Drehmeßvorrichtung nach dem Stand der Technik.

Figur 2 ist eine Querschnittsaneicht der elektromagnetischen Drehmeßvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Signalläufers in der Vorrichtung nach Figur 2.

Figur 4 ist eine Teilaussicht auf die Vorrichtung nach Figur 2.

Figur 5 zeigt den Aufbau einer Drehstellungs-Ermittiungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine als weiteres Beispiel der Vorrichtung nach Figur 2.

Figur 6 zeigt den Aufbau des Zündverteilers einer

Brennkraftmaschine, der ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach Figur 2 enthält.

Figur 7 zeigt ein Abnehmer-Gehäuse zur Verwendung bei dem Aufbau nach Figur 6.

Bei der Drehmpflvorr i chturig u/erden bei narhfo 1 cjend bnnrhrio benen Ausfuhrungsbeispielen der Vorrichtung zwei Arten elektromagnetischer Abnehmer, nämlich ein Spulen-Abnehmer und ein zweiter Abnehmer verwendet, der ein magnetisch

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empfindliches Element (magnetogalvanisches Wandlerelement) wie ein Magnetwiderstandseffekt-Element oder einen Hall-Generator aufweist; diese beiden Arten der Abnehmer werden in der Beschreibung als Gattungsbegriff vereinfacht als "elektromagnetische Abnehmer" bezeichnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Drehmeßvorrichtung wird gemäß der nachfolgenden Beschreibung bei jeder Unidrehung in der Vorrichtung mindestens ein Impuls in jeder von zwei oder mehr Signalfolgen erzeugt. D.h., es wird in der Drehmeßvorrichtung mit magnetischer Erfassung ein elektromagnetischer Spulen-Abnehmer diametral einem einzigen Signalläufer gegenübergesetzt, wobei der Abnehmer ein erstes Drehungssignal erzeugt und der Signalläufer einen Zahnungsabschnitt mit ausreichender Dicke und einen Permanentmagneten aufweist, der in ei-

ner mittig ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen ist; über

der oberen Fläche des Signalläufers ist ein Meßgebergehäuse zur Aufnahme eines Magnetwiderstandseffekt-Elements oder eines Hall-Generators zum Erzeugen eines zweiten und weiterer Signale angebracht.
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Die Figur 2 ist eine Querschnittsansicht der elektromagnetischen Drehmeßvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, während die Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines Signalläufers 23 ist.

Nach Figur 2 und 3 ist eine Welle 1 drehbar in ein Lager 2 eingesetzt, während an der Welle 1 der Signalläufer 23 durch Preßsitz, Anlöten oder dergleichen fest angebracht

__ ist. Ein elektromagnetischer Abnehmer 24 hat eine Ausfüh-30

rung, bei der mittels einer Wicklung bzw. Spule das Ausmaß der Änderung eines Magnetflusses erfaßt wird, wobei der Abnehmer jedoch auch eine Ausführung haben kann, bei der ein magnetisch empfindliches Element wie ein HaIl-,jp. Generator verwendet wird, das im nachfolgenden beschrieben

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wird. Der elektromagnetische Abnehmer 24 ist mittel» Schrnuben so festgelegt, daß er unter Einhaltung eines bentimmten Luftspalts Zähnen des Signalläufers 23 gegenübersteht. Mit 5 ist ein Permanentmagnet für den elektromagnetischen Spulen-Abnehmer 24 bezeichnet. In einer Ausnehmung 6, die gemäß der Darstellung in der Figur 3 mittig in dem Signalläufer 23 ausgebildet ist, ist durch Verkitten oder mittels einer Platte 8 ein Permanentmagnet-Material 7 mit einem sektorförmig vorstehenden Polabschnitt 71 festgelegt. Ein Hall-Generator oder ein Magnetwiderstandseffekt-Element 9 ist in einem Meßgebergehäuse 10 untergebracht und an einer Stelle angeordnet, die dem vorstehenden Polabschnitt 71 gegenübersteht und von dem elektromagnetischen Spulen-Abnehmer 24 abgelegen ist. Das Meßgebergehäuse 10 ist gegen-15

über der oberen Fläche des Signalläufers 23 feststehend i angebracht. Wenn der Signalläufer 23 umläuft, erfaßt der Hall-Generator bz\i/. das Element 9 eine Änderung der auf dem Permanentmagnet-Material 7 beruhenden Flußdichte und

_on erzeugt ein Drehungssignal. Die Figur 4 ist eine Draufsicht auf di.e Vorrichtung. Gemäß der Darstellung in der Figur 4 weist das Meßgebergehäuse 10 Befestigungsteile 210 auf, die :mit dem Innenumfang eines Gehäuses 230 in Berührung kommen und die mittels Platten 220 angepreßt und

„ρ- in ihrer Lage mittels Schrauben 240 festgelegt werden. Auf diese Weise kann in diesem Bereich eine Phaseneinstellung zwischen dem Ausgangssignal aus dem Meßgebergehäuse 10 bzw. dem Generator oder Element 9 und dem Ausgangssignal des elektromagnetischen Spulen-Abnehmers 24 vorgenommen wer-

QQ den. Während gemäß Figur 4 das magnetisch empfindliche Element 9 und der Abnehmer 24 nebeneinander längs einer Horizontalachse X-X angeordnet sind, können nötigenfalls die Sehrauben 240 gelockert werden, so daß die mit dem Meßgebergehäuse 10 eine Einheit bildenden Be f es t i gungstei .1 e 2 J Il um einen erforderlichen Winkel aus einer Achse Y-Y' heraus

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längs der Innenwandung des Gehäuses 230 verdreht werden

und mittels der Schrauben 240 und der Platten 220 wieder in ihre Lage festgelegt werden können, wodurch die Phaseneinstellung herbeigeführt wird. Durch den Umlauf des Signal-5

läufers 23 gemäß der Darstellung in Figur 2 ist es möglich, aus dem elektromagnetischen Spulen-Abnehmer 24 eine Vielzahl von Impulssignalen abzugeben. Da die Dicke des Zahnungsbereichs des Signalläufers 23 ausreichend groß zum Gewährleisten großer Schwankungen hinsichtlich des Magnetflusses gestaltet wird, ist es möglich, selbst bei geringen Drehzahlen große Ausgangssignale zu erzeugen. Ferner wird eine weitere Folge von Au'>gangssignalen, die von denjenigen des elektromagnetischen Spulen-Abnehmers 24 verschieden p. sind, durch das magnetisch empfindliche Element 9 erzeugt, das auf Flußdichte-Ä'nderungen 18 anspricht, Jie auf dem in der Ausnehmung 6 des Signalläufers 23 aufgenommenen vorstehenden Polabschnitt 71 beruhen. Gemäß der Darstellung in der Figur 3 wird das Permanentmagnetmaterial 7 so magneti-

OQ siert, daß an der Oberfläche des vorstehenden Polabschnitts 71 benachbart ein Nordpol und ein Südpol gebildet wird, während der restliche Abschnitt nicht magnetisiert ist.Aufgrund des Umstands, daß mit dem elektronagmetischen Spulen-Abnehmer 24 für die Erfassung von Flußänderungen in Rich-

OU tungen 17 und mit dem Magnetwiderstandseffekt-Element bzw. dem Hall-Generator 9 für die Erfassung der Flußdichteänderungen in den Richtungen 18 von Natur aus unterschiedliche Meßgeber enthalten sind und der in Figur 2 gezeigte Aufbau verwendet wird, verläuft gemäß Figur 2 ein Strpufluß 16 des elektromagnetischen Spulen-Abnehmers 24 in der axialen Richtung der Welle 1. Da etwas von dem Streufluß gemäß" der Darstellung durch Pfeile 16a verläuft, wird die Permeabilität des Permanentmagnetmaterials 7 so niedrig wie diejenige von luft qnwählt, so daß daher ein 7ustand besteht, als ob ein Lonrraum in dem Bereich des PermanenLmagnetenmaterials 7 vorliegen würde; dadurch wird die Einwirkung auf das mag-

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netisch empfindliche Element 9 verringert. Der Magnetfluß aus dem Polabschnitt 71 verläuft aufgrund der an seiner Oberfläche durch die Magnetisierungigemäß der Darstellung in Figur 3 gebildeten Pole N und S in einer Richtung 20 nach Figur 2, so daß daher der elektromagnetische Spulen-Abnehmer 24 selbst dann kaum beeinflußt wird, wenn durch die Drehung der Welle 1 der Polabschnitt 71 dem elektromagnetischen Spulen-Abnehmer 24 nahegebracht wird. Durch die Nutzung der Vorteile dieser Merkmale ist es möglich, eine Erscheinung magnetischer Überlagerung zu verringern, die der bekannten Gestaltung nach Figur 1 mit den beiden elektromagnetischen Abnehmern anhaftet, nämlich die Erscheinung, bei der der Streuflüß 19 aus dem elektromagnetischen Abnehner 4 durch die Welle 1 hindurch verläuft und von dem anderen elektromagnetischen Abnehmer 14 erfaßt wird, so daß dadurch eine Störung des Ausgangssignals hervorgerufen wird; durch die Nutzung der Merkmale entfällt die Erfordernis, einen Abstand zum Verhindern der magnetischen Überlagerung (wie den Zwischenabstand S) zu bilden, so daß sich daraus eine Verkleinerung der Drehmeßvorrichtung ergibt. Ferner ist es möglich, durch Einbauen einer Impulsformerschaltung für das Signal aus dem magnetisch empfindlichen Element bzw. Abnehm-er 9 in das Meßgebergehäuse 10 eine kleine Drehmeßvorrichtung zu schaffen, die Rechteck-Kurvenformen abgibt. Weiterhin kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Anzahl der in dem Permanentmagnetmaterial 7 gebildeten Pole verändert werden, um damit die Anzahl der je Umdrehung erzeugten Signale zu verändern. Ferner kann die Anzahl der magnetisch empfindlichen Elemente gesteigert werden, um damit mehr Folgen von Umdrehungssignalen zu erzeugen.

Die Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Drehmeßvorrichtung, bei dem der vorstehend beschriebene Aufbau in einen Drehstellungsmolder einer Brennkraftma-

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schine eingebaut ist. An einer Welle 35 ist durch Verstemmen eines Stifts 36 ein Zahnrad 30 festgelegt. An einem Gehäuse 31 ist mittels Schrauben 34 ein Deckel 33 befestigt, während mit 32 ein Flansch zum Befestigen des Drehmelders an der Maschine bezeichnet ist.

Die Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Drehmeßvorrichtung, bei dem der Aufbau nach Figur 2 in den Zündverteiler einer Brennkraftmaschine eingebaut ist. An einem Gehäuse 31 ist mittels Schrauben 42 ein Deckel 40 befestigt. Mit 41 ist ein Verteilerläufer bezeichnet. Die Figur 7 zeigt das Meßgebe'gehäuse 10, welches für den Einbau in den Verteiler ohne irgendeine gegenseitige Behinderung mit der Welle !'ringförmig oder U-förmig gestaltet ist, wobei die Befestigung die gleiche wie bei dem Fall nach Figur 4 ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist es ersichtlich, daß damit eine Drehmeßvorrichtung angegeben wird, die klein be-

messen ist und die die Erzeugung mehrerer Signalfolgen ermöglicht, so daß es damit möglich ist, eine Einrichtung zu verkleinern, bei der die Vorrichtung verwendet wird, wie beispielsweise einen Drehmelder oder einen Zündverteiler.

Auf diese Weise ergibt für eine solche Einrichtung die 25

Drehmeßvorrichtung große bauliche und wirtschaftliche Vorteile.

Fine Drehmeßvorrichtung für eine Brennkraftmpsrhine weist einen ersten elektromagnetischen Abnehmer der Ausführung mit einer elektromagnetischen Spule, der einem einzigan Sicjnalläu fer in dessen Di ametra J richtung gegenübergesetzt fingno rcJne t ist und ein erstes Drehungssignal erzeugt, einen Pn rnifiiiPM I magne ten, dnr in einer in einer Hauptebene des ίϊ ι gun I 1 au f ors ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen ist,

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und einen zweiten elektromagnetischen Abnehmer mit π j nein Magnetwiderstandse f fek t-Elemen t auf, der gesondert oliorhalb der oberen Fläche des Permanentmagneten angeordnet ist und betrieblich mit dem Magneten zum Erzeugen eines zweiten Drehungsignals gekoppelt ist.

Leerseite

Claims (1)

1. Patentansprüche

   [1./Elektromagnetische Drehmeßvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Signalläufer (23), der fest an einer Drehu/elle (1) angebracht ist, eine dem Signalläufer (23) in dessen Diametralrichtung gegenübergesetzt angeordnete erste elektromagnetische Abnehmervorrichtung (24) zum magnetischen Erfassen und Erzeugen eines ersten Drehungssignals und eine einer Hauptebene des Signalläufers (23) in deren Vertikalrichtung gegenübergesetzt angeordnete zweite elektromagnetische Abnehmervorrichtung (9) zum magnetischen Erfassen und Erzeugen eines zweiten Drehungssignals.

   2. Drehmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Signalläufer (23) in dem der ersten elektromagnetischen Abnehmervorrichtung (24) gegenüberstehenden Umfangsbereich desselben Zähne ausgebildet sind und an der der zweiten elektromagnetischen Abnehmervorrichtung (9) gegenüberstehenden Hauptebene eine Magnet vorrichtung (71) ausgebildet ist.

   Elektromagnetische Drehmeßvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (31; 230), eine drehbar in dem Gehäuse aufgenommene und von der

   Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844

   Bayer Verelnabank (München) Kto. 508 941

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   Maschine angetriebene Drehwelle (1; 35), einen fest an der Drehwelle (1; 35) angebrachten Signalläufer (23), der eine Magnetpolvorrichtung (71) zum Erzeugen eines Magnetflusses in der zu der Hauptebene des Läufers senkrechten Richtung aufweist, eine dem Signalläufer (23) in dessen Diametralrichtung gegenübergesetit angeordnete erste elektromagnetische Abnehmervorrichtung (24) zum magnetischen Erfassen und Erzeugen eines ersten Drehungssignals, eine betrieblich der Magnetpolvorrichtung (71) des Signalläufers (23) zugeordnete zweite elektromagnetische Abnehmervorrichtung (9) zum magnetischen Erfassen und Erzeugen eines zweiten Drehungssignals, eine Gehäusevorrichtung (10), die die zweite elektromagnetische Abnehmervorrichtung (9) aufnimmt und sie der Magnetpolvorrichtung (71) gegenübergesetzt hält, wobei die Gehäusevorrichtung (10) parallel zu der Hauptebene des Signalläufers (23) angeordnet ist, und eine Befestigungsvorrichtung (210) zum Befestigen der Gehäusevorrichtung (10) in der Weise, daß die Winkelstellung der Befestigungsvorrichtung bezüglich des Gehäuses (31; 230) einstell-

   . . .
   bar ist.

   4. Drehmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elektromagnetische Abnehmervorrichtung (9) einen Hall-Generator oder ein

   Magnetwiderstandseffekt-Element aufweist.