DE3348495C2 - Generating index pulses proportional to disk drive motor revolutions - Google Patents

Generating index pulses proportional to disk drive motor revolutions

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Abstract

The pick-up (13), pref. an inductive type having a permanent magnet sensor working in conjunction with a coil, passing one another at each revolution of the disk drive motor, delivers its output signal pulses to the evaluating circuit (21 to 26). This has a differential amplifier (22). The non-inverting input accepts one end of the pick-up coil via a resistance (21). The other end of the coil is connected to the inverting input and earth. The outlet (23) of the amplifier is connected through a resistance (24) with a positive supply potential and through a resistance (25) with the non-inverting input. Together the amplifier and three resistances form a comparator with asymmetrical hysteresis. This is tuned to the pick-up output signal so that the comparator's output jumps from a first to a second potential when the amplitude of the pulse at a predetermined polarity exceeds a predetermined unblocking potential amount. When the signal pulse passes through its zero passage to the opposite polarity, the comparator's output jumps back to the first potential.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für Speichermedien mit einem kollek­ torlosen Gleichstrommotor, der einen Stator und einen Rotor mit einem glockenförmi­ gen Rotorgehäuse aufweist, an dessen Innenseite eine dauermagnetische Antriebsmag­ netanordnung angeordnet ist, sowie mit einer Impulserzeuger-Einrichtung zum Erzeu­ gen von Impulsen mit zur Drehzahl des Motors proportionaler Frequenz, wobei die Impulserzeuger-Einrichtung einen statorseitigen Geber aufweist, der bei umlaufendem Rotor aufgrund einer rotorseitigen magnetischen Diskontinuität einen Impuls pro Rotor­ umdrehung (einen sogenannten Indeximpuls) abgibt. Solche Indeximpulse werden beispielsweise für die Steuerung der Leseköpfe von Plattenspeichern der Datentechnik benötigt, damit die Daten auf den einzelnen Spuren des Plattenspeichers richtig eingege­ ben bzw. aus den Spuren winkelgerecht entnommen werden können. Indeximpulse sind auch bei Antrieben von Videokopftrommeln erforderlich.The invention relates to a drive arrangement for storage media with a collector Toreless DC motor, which has a stator and a rotor with a bell-shaped gene rotor housing, on the inside of a permanent magnetic drive magnet is arranged, as well as with a pulse generator device for generating conditions of pulses with a frequency proportional to the speed of the motor, the Pulse generator device has a stator-side encoder, the rotating Rotor due to a magnetic discontinuity on the rotor side one pulse per rotor revolution (a so-called index pulse). Such index impulses will be for example for the control of the read heads of disk storage in data technology required so that the data on the individual tracks of the disk storage is correctly entered ben or can be removed from the tracks at an angle. Are index impulses also required for drives with video head drums.

Bei einem bekannten Gleichstrommotor der vorstehend genannten Art (DE 31 28 417 A1) ist der statorseitige Geber als magnetfeldabhängig schaltender Drehstellungsdetek­ tor, beispielsweise Hall-IC, ausgebildet, auf den bei laufendem Motor sowohl das Feld des Sensormagneten als auch das im Vergleich dazu wesentlich stärkere Feld der Antriebsmagnetanordnung einwirken. Dabei ist die Auswertung des auf den Sensor­ magneten zurückgehenden Signals relativ schwierig und unzuverlässig. Für die Aus­ wertung bedarf es eines verhältnismäßig hohen Schaltungsaufwandes; gleichwohl kann es unter dem Einfluss des Feldes der Antriebsmagnetanordnung leicht zu Fehlauswer­ tungen kommen. Die Erzeugung von präzisen, störungsfreien Indeximpulsen ist daher problematisch.In a known DC motor of the type mentioned above (DE 31 28 417 A1) is the stator-side encoder as a rotating position detector that switches depending on the magnetic field Tor, for example Hall IC, trained on both the field with the engine running of the sensor magnet as well as the field, which is much stronger in comparison Act the drive magnet assembly. The evaluation is based on the sensor magnet returning signal relatively difficult and unreliable. For the Aus evaluation requires a relatively high circuit effort; nevertheless can it easily misinterpreted under the influence of the field of the drive magnet assembly come. The generation of precise, trouble-free index pulses is therefore problematic.

Es ist ferner ein Dreiphasen-Synchronmotor mit Dauermagneterregung und Scheiben­ läufer bekannt, der eine magnetische Drehsensoranordnung zum Ermitteln des Dreh­ winkels und/oder der Drehzahl des Motors aufweist (US 4 329 636). Bei einer Ausfüh­ rungsform der Drehsensoranordnung ist eine den ringförmigen, dauermagnetischen Feldmagneten tragende weichmagnetische Rotorplatte in einem abgewinkelten Außen­ umfangsbereich gezahnt. Dieser gezahnte Außenumfangsbereich steht drei in Winkelab­ ständen von 120° angeordneten magnetischen Sensorelementen gegenüber, die auf einem eine Scheibenwicklung tragenden, weichmagnetischen Statorgehäuseteil sitzen. Die magnetischen Sensorelemente können dabei jeweils einen kleinen Sensor-Dauer­ magneten aufweisen, auf dessen von dem Statorgehäuseteil wegweisende Seite ein Magnetkern aufgesetzt ist. Um den Magnetkern ist eine Spule gewickelt, die an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist, welche ein Sinussignal mit einer Frequenz von mehreren zig Kilohertz abgibt. Beim Drehen des Rotors wird aufgrund der Zahnung des Rotor-Außenumfangsbereichs die Reluktanz des über die Magnetkerne der Sensor­ elemente führenden magnetischen Pfades periodisch geändert. Anhand der dadurch bewirkten Änderungen der magnetischen Flussdichte können Drehzahl- und Positions­ signale gewonnen werden.It is also a three-phase synchronous motor with permanent magnet excitation and disks  Runner known of a magnetic rotation sensor arrangement for determining the rotation Angle and / or the speed of the engine has (US 4,329,636). When executing The shape of the rotary sensor arrangement is one of the ring-shaped, permanent magnetic Magnetic rotor plate carrying field magnets in an angled exterior serrated circumferential area. This toothed outer peripheral area is three at an angle stood opposite of 120 ° arranged magnetic sensor elements, which on a soft magnetic stator housing part carrying a disk winding. The magnetic sensor elements can each have a short sensor duration have magnets on its side facing away from the stator housing part Magnetic core is attached. A coil is wound around the magnetic core AC voltage source is connected, which is a sine signal with a frequency of several tens of kilohertz. When turning the rotor is due to the toothing of the rotor outer peripheral area, the reluctance of the sensor via the magnetic cores elements leading magnetic path changed periodically. Based on that Changes in the magnetic flux density can cause speed and position signals are obtained.

Bei einer anderen, gleichfalls auf dem Prinzip einer variablen Reluktanz beruhenden bekannten elektromagnetischen Sensoranordnung (US 4 215 286) ist ein Sensor tangen­ tial zum Umfang eines ferromagnetischen Zahnrades ausgerichtet. Der Sensor weist einen langgestreckten Ferritkern auf, an dessen beiden Enden entgegengesetzt gepolte kleine Dauermagnete sitzen. Von dem Ferritkern steht ein Polstück in Form eines Ein­ zelzahnes in Richtung auf das Zahnrad rechtwinklig ab. Der Ferritkern trägt eine Spule, die bei Drehen des Zahnrades ein elektrisches Ausgangssignal abgibt.In another, also based on the principle of variable reluctance Known electromagnetic sensor arrangement (US 4,215,286) is a sensor tang tial aligned to the circumference of a ferromagnetic gear. The sensor points an elongated ferrite core with opposite poles at both ends small permanent magnets sit. There is a pole piece in the form of an on the ferrite core tooth at right angles in the direction of the gear. The ferrite core carries a coil, which emits an electrical output signal when the gearwheel is turned.

Aus DE 26 05 759 A1 ist es bekannt, der Steuerung der Kommutierung eines kollek­ torlosen Gleichstrommotors dienende Sensorspulen auf einer Leiterplatte zu befestigen, die axial zwischen einer Antriebsmagnetanordnung des Motors und dem Motorgehäuse angeordnet ist.From DE 26 05 759 A1 it is known to control the commutation of a collector to mount sensorless coils serving toreless DC motors on a printed circuit board, the axially between a drive magnet assembly of the motor and the motor housing is arranged.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung für Speichermedien mit einem kollektorlosen Gleichstrommotor zu schaffen, die in der Lage ist, auf verläss­ liche und von den Umgebungsbedingungen weitgehend unabhängige Weise hochpräzise Lageerkennungsimpulse (Indeximpulse) zu erzeugen.The invention has for its object a drive arrangement for storage media with a brushless DC motor that is able to rely on highly precise and largely independent of the ambient conditions Generate position detection pulses (index pulses).

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a drive arrangement with the features  of claim 1 solved.

Durch die magnetische Abschirmung aus weichferromagnetischem Material wird eine Beeinflussung des statorseitigen Gebers durch die beispielsweise zwei oder mehr Pol­ paare aufweisende Antriebsmagnetanordnung weitestgehend ausgeschlossen. Zugleich ist für eine einfache und platzsparende Ausbildung der Impulserzeuger-Einrichtung gesorgt. Die Diskontinuität des weichferromagnetischen Bauteils führt zu einer Ände­ rung des magnetischen Leitwertes. In der Sensorspule wird einmal pro Umdrehung ein Signalimpuls der vorstehend genannten Art erzeugt.The magnetic shield made of soft ferromagnetic material is a Influencing the stator-side sensor by, for example, two or more poles Coupling drive magnet arrangement largely excluded. at the same time is for simple and space-saving training of the pulse generator device taken care of. The discontinuity of the soft ferromagnetic component leads to a change the magnetic conductance. One turns in the sensor coil once per revolution Generated signal pulse of the aforementioned type.

Bei einem Einsatz der Antriebsanordnung für der Antrieb von magnetischen Speicher­ medien, beispielsweise Magnetspeicherplatten, ist die magnetische Abschirmung vor­ zugsweise zwischen der Antriebsmagnetanordnung und einem Raum zur Aufnahme des magnetischen Speichermediums angeordnet und bietet dadurch auch Schutz gegen Datenverluste und Störungen bei der Dateneingabe und -ausgabe.When using the drive arrangement for driving magnetic storage media, for example magnetic storage disks, is the magnetic shield preferably between the drive magnet arrangement and a space for receiving the arranged magnetic storage medium and thus also offers protection against Data loss and disruptions in data entry and output.

Als magnetische Abschirmung kann eine mit dem Stator verbundene weichferromagne­ tische Abschirmplatte vorgesehen sein, die dem offenen Ende des glockenförmigen Rotorgehäuses gegenüberliegt.A soft ferromagne connected to the stator can be used as magnetic shielding table shield plate may be provided, the open end of the bell-shaped Opposing rotor housing.

Eine mit einem Sensormagneten zusammenwirkende Sensorspule kann vorteilhaft an einer Leiterplatte gehaltert sein, die auf der von der Antriebsmagnetanordnung abge­ wendeten Seite der Abschirmplatte sitzt. Eine solche Leiterplatte kann zusätzlich zu der Sensorspule weitere Schaltungskomponenten, z. B. einen Drehzahlregler und/oder die Kommutierungselektronik, tragen und für eine einfache, kompakte und kostensparende Verbindung der Sensorspule mit den weiteren Schaltungskomponenten sorgen.A sensor coil interacting with a sensor magnet can advantageously be used be mounted on a printed circuit board, which on the abge from the drive magnet assembly opposite side of the shielding plate. Such a circuit board can be in addition to the Sensor coil further circuit components, e.g. B. a speed controller and / or Commutation electronics, carry and for a simple, compact and cost-saving Ensure connection of the sensor coil to the other circuit components.

Der Sensormagnet kann vorteilhaft auf das dem weichferromagnetischen Bauteil zuge­ kehrte Ende eines Spulenkerns aufgesetzt sein.The sensor magnet can advantageously be supplied to the soft ferromagnetic component the end of a coil core was put on.

Das Rotorgehäuse kann aus weichferromagnetischem Material bestehen und die Dis­ kontinuität bilden, beispielsweise für diesen Zweck an seinem Rand mit einem Schlitz versehen sein.The rotor housing can consist of soft ferromagnetic material and the dis Form continuity, for example for this purpose at its edge with a slot be provided.

Wenn es darauf ankommt, die Sensorvorrichtung auf kleinstem Raum unterzubringen und gleichwohl ein hohes Verhältnis von Nutzspannung zu Störspannung zu erzielen, wird der Geber vorteilhaft mit einer Sensorfahne aus weichmagnetischem Werkstoff versehen, die im Bereich ihres einen Endes den als Miniator-Dauermagneten ausgebil­ deten Sensormagneten und in einem daran axial anschließenden Bereich eine Sensor­ spule trägt. Versuche zeigten, dass sich auf diese Weise Sensoreinheiten aufbauen lassen, die einen axialen Einbauraum von nur etwa 1 mm erfordern. Die so aufgebaute Sensoreinheit hat einen hohen Wirkungsgrad, d. h. sie wird durch Fremdfelder wenig beeinflusst, und sie erzeugt einen einwandfrei erkennbaren Signalimpuls dann und nur dann, wenn die Diskontinuität des weichferromagnetischen Bauteils vorbeiläuft. Im Inte­ resse einer weiteren Miniaturisierung der Sensoreinheit ist dabei zweckmäßig das den Sensormagneten tragende Ende der Sensorfahne abgekröpft. Die Größe der Abkröpfung ist vorzugsweise so bemessen, dass die Mittelebene der aus dem Sensormagneten und dem diesen tragenden Sensorfahnenende bestehenden Anordnung mit der Mittelebene des die Sensorspule tragenden, langgestreckten Teiles der Sensorfahne im wesentlichen fluchtet. Des weiteren ist zweckmäßig in der Ebene, in welcher die Sensorfahne abge­ kröpft ist, die Abmessung der Sensorspule gleich oder kleiner als die Summe der Abmessungen des Sensormagneten und des ihn tragenden Sensorfahnenendes.When it comes down to accommodating the sensor device in the smallest space and still achieve a high ratio of useful voltage to interference voltage, the encoder is advantageous with a sensor flag made of soft magnetic material  provided that trained in the area of one end as a miniator permanent magnet Deteten sensor magnets and a sensor in an axially adjoining area coil carries. Tests have shown that sensor units are built up in this way leave that require an axial installation space of only about 1 mm. The so constructed Sensor unit has a high efficiency, i. H. it becomes little through foreign fields influenced, and then it generates a perfectly recognizable signal pulse and only when the discontinuity of the soft ferromagnetic component passes. Inte due to a further miniaturization of the sensor unit, this is expedient Sensor magnet-bearing end of the sensor flag bent. The size of the bend is preferably dimensioned such that the median plane from the sensor magnet and the existing arrangement of the sensor flag bearing the central plane of the elongated part of the sensor flag carrying the sensor coil essentially flees. Furthermore, it is useful in the plane in which the sensor flag abge is cranked, the dimension of the sensor coil is equal to or less than the sum of the Dimensions of the sensor magnet and the sensor flag end carrying it.

Zur Erhöhung der Ansprechgenauigkeit kann der Sensormagnet an dem von der Sensor­ spule abgewendeten Ende in der zur Abkröpfungsebene senkrechten Ebene zugespitzt sein. Die Sensorfahne ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig an einem nichtferromagnetischen Träger befestigt, z. B. mit einem Träger aus Aluminiumblech verklebt, um Störfeldbeeinflussungen weiter zu verringern.To increase the response accuracy, the sensor magnet can be attached to the sensor end pointed away in the plane perpendicular to the offset plane his. In a further embodiment of the invention, the sensor flag is expedient on one attached nonferromagnetic carrier, e.g. B. with a support made of aluminum sheet bonded to further reduce interference field interference.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:The invention is described in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments explained. In the accompanying drawings:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen kollektorlosen Außenläufer-Gleichstrommotor zum Antrieb eines Plattenspeichers, Fig. 1 shows a section through a commutatorless external rotor direct current motor for driving a disk memory,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Teilschnitt durch den Motor gemäß Fig. 1 Fig. 2 in a larger scale a partial section through the engine according to Fig. 1

Fig. 3 Schaubilder zur Erläuterung der Wirkungsweise der Auswerteschaltungen nach den Fig. 4 und 5, Fig. 3 diagrams for explaining the operation of the evaluation circuits of FIGS. 4 and 5,

Fig. 4 eine erste Ausführungsform einer Auswerteschaltung zum Auswerten der Messspannung, Fig. 4 shows a first embodiment of an evaluation circuit for evaluating the measurement voltage,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform einer Auswerteschaltung mit zusätzlicher Sieb­ kette zum Ausfiltern von Störspannungen, Fig. 5 shows a second embodiment of an evaluation circuit with an additional filter chain for filtering noise voltages

Fig. 6 einen Teilschnitt durch einen Hartplatten-Speicherantrieb mit Miniatursen­ soreinheit gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 6 is a partial section through a hard disk storage drive with miniature sensor unit according to a modified embodiment of the invention and

Fig. 7 eine Draufsicht entlang der Linie VII-VII der Fig. 6. Fig. 7 is a plan view taken along the line VII-VII of Fig. 6.

Fig. 1 zeigt als Antrieb für einen Plattenspeicher einen als Außenläufermotor ausgebil­ deten kollektorlosen Gleichstrommotor 40, bei dem man - ohne Vergrößerung des Motors - störarme Signalimpulse erzeugen kann. Dieser Motor hat ein Lagertragrohr 41 mit einem Tragflansch 42. Im Lagertragrohr 41 sind, durch einen radialen Vorsprung 43 im Abstand voneinander gehalten, zwei Kugellager 44, 45 angeordnet, die eine Antriebswelle 46 lagern. Der Innenring des oberen Kugellagers 44 ist mit der Welle 46 fest verbunden, z. B. durch Kleben. Der Mittenabstand der beiden Lager 44, 45 ent­ spricht etwa dem Durchmesser der Welle 46. Der Innenring des unteren Lagers 45 ist auf der Welle 46 verschiebbar. Fig. 1 shows as a drive for a disk storage a trained as an external rotor motor brushless DC motor 40 , in which - without increasing the motor - low-noise signal pulses can be generated. This motor has a bearing support tube 41 with a support flange 42 . In the bearing support tube 41 , held by a radial projection 43 at a distance from each other, two ball bearings 44 , 45 are arranged which support a drive shaft 46 . The inner ring of the upper ball bearing 44 is fixed to the shaft 46 , for. B. by gluing. The center distance of the two bearings 44 , 45 corresponds approximately to the diameter of the shaft 46 . The inner ring of the lower bearing 45 is displaceable on the shaft 46 .

Am oberen Ende der Welle 46 ist eine Nabe 52 befestigt, welche der Auf- und Mit­ nahme einer nicht dargestellten Speicherplatte dient, deren Mittelbohrung einen Durch­ messer hat, welcher dem Außendurchmesser der Nabe 52 entspricht. Diese Nabe 52 hat einen nach innen ragenden Kragen 53, und dieser bildet den inneren Teil einer Magnet­ flüssigkeitsdichtung, deren Außenteil von einem Magnetring 54 gebildet wird, der in das Lagertragrohr 41 fest eingesetzt ist. Zwischen diesem Magnetring 54 und dem Kragen 53 liegt eine magnetische Dichtflüssigkeit bekannter Art, vergl. Scientific American, Oktober 1982, Seiten 124-133.At the upper end of the shaft 46 , a hub 52 is fastened, which serves to accommodate and with a storage disk, not shown, whose central bore has a diameter which corresponds to the outer diameter of the hub 52 . This hub 52 has an inwardly projecting collar 53 , and this forms the inner part of a magnetic liquid seal, the outer part of which is formed by a magnetic ring 54 which is firmly inserted into the bearing support tube 41 . Between this magnet ring 54 and the collar 53 is a magnetic sealing fluid of a known type, see Scientific American, October 1982, pages 124-133.

Auf dem unteren Ende der Welle 46 ist mit Presssitz ein tiefgezogenes, schalenförmiges Rotorgehäuse 56 aus einem magnetisch leitenden Werkstoff aufgesetzt. Fig. 1 zeigt hierfür zwei Versionen. In den Außenrand 58 des Rotorgehäuses 56 ist ein durchgehen­ der Magnetring 59 eingesetzt, z. B. ein sogenannter "Gummimagnet". Dieser kann je nach Motortyp z. B. vierpolig radial magnetisiert sein, und zwar bevorzugt mit einem etwa trapezförmigen Induktionsverlauf entsprechend der DE-PS 23 46 380. Der Magnetring 59 ist durch einen zylindrischen Luftspalt 62 getrennt von einer Stator­ anordnung 63. Letztere enthält ein Blechpaket 64, z. B. mit 4 T-Ankern, also vier Nuten, und auf dessen Enden sind abgewinkelte Elemente 65, 66 aufgesetzt. Die abgewinkelten Enden dieser Elemente 65, 66 bilden eine Verlängerung des Luftspalts 62, d. h. ihr radi­ aler Abstand von der Innenfläche des Magnetrings 59 ist identisch mit dem radialen Abstand des Statorblechpakets 64 in derselben Schnittebene. Auf den Elementen 65, 66 ist eine Isolierschicht 67 aufgebracht, und auf diese ist die Statorwicklung 68 gewickelt. Je nach Motorbauart kann dies z. B. eine ein-, zwei- oder dreisträngige Wicklung sein.A deep-drawn, shell-shaped rotor housing 56 made of a magnetically conductive material is press-fitted onto the lower end of the shaft 46 . FIG. 1 shows two versions of this. A passage of the magnetic ring 59 is inserted into the outer edge 58 of the rotor housing 56 , e.g. B. a so-called "rubber magnet". Depending on the type of engine, this can e.g. B. four-pole radially magnetized, preferably with an approximately trapezoidal induction curve according to DE-PS 23 46 380. The magnetic ring 59 is separated by a cylindrical air gap 62 from a stator arrangement 63rd The latter contains a laminated core 64 , z. B. with 4 T-anchors, so four grooves, and on the ends of angled elements 65 , 66 are placed. The angled ends of these elements 65 , 66 form an extension of the air gap 62 , ie their radial distance from the inner surface of the magnet ring 59 is identical to the radial distance of the stator core 64 in the same sectional plane. An insulating layer 67 is applied to the elements 65 , 66 , and the stator winding 68 is wound on this. Depending on the engine design, this can e.g. B. be a one, two or three-strand winding.

Zwischen dem Boden des Rotorgehäuses 56 und dem Innenring des Kugellagers 45 ist eine Tellerfeder 77 angeordnet, welche die beiden Lager 44 und 45 gegeneinander ver­ spannt. Ein solcher Motor ist Gegenstand der DE-OS 32 27 948.Between the bottom of the rotor housing 56 and the inner ring of the ball bearing 45 , a plate spring 77 is arranged, which clamps the two bearings 44 and 45 against each other ver. Such an engine is the subject of DE-OS 32 27 948.

Oberhalb des Magnetrings 59 ist zur magnetischen Abschirmung eine etwa ringförmige Platte 72 aus magnetisch leitendem Werkstoff befestigt. Auf der von dem Magnetring 59 abgewendeten Seite der Abschirmplatte 72 ist eine Leiterplatte 73 angebracht. Auf der von dem Magnetring 59 abgewendeten Seite der Leiterplatte 73 sind eine den Diffe­ renzverstärker 22 der Fig. 4 und 5 bildende integrierte Schaltung und ein Widerstand 21 angedeutet. Es versteht sich, dass die Leiterplatte 73 zusätzliche Schaltungskompo­ nenten tragen kann, unter anderem auch einen Drehstellungssensor für die Kommutie­ rung. Letzterer kann von einem Hall-IC gebildet sein, das durch eine entsprechende Ausnehmung der Abschirmplatte 72 nach unten absteht, um von dem Feld des Magnet­ rings 59 beeinflusst zu werden.An approximately annular plate 72 made of magnetically conductive material is attached above the magnetic ring 59 for magnetic shielding. A circuit board 73 is attached to the side of the shielding plate 72 facing away from the magnetic ring 59 . On the side facing away from the magnetic ring 59 of the circuit board 73 , a differential amplifier 22 of FIGS . 4 and 5 forming an integrated circuit and a resistor 21 are indicated. It is understood that the circuit board 73 can carry additional circuit components, including a rotary position sensor for commutation. The latter can be formed by a Hall IC, which projects downward through a corresponding recess in the shielding plate 72 in order to be influenced by the field of the magnet ring 59 .

Wie besonders deutlich in dem vergrößerten Teilschnitt der Fig. 2 zu erkennen ist, sitzt eine als induktiver Geber 84 vorgesehene Sensorspule auf einem Spulenkörper 86, der in Ausnehmungen der Platten 72, 73 eingesetzt ist. Durch den Spulenkörper 86 ragt ein im Querschnitt T-förmiger Spulenkern 87 hindurch. Das in den Fig. 1 und 2 untere Ende des Spulenkerns 87 ist mit dem Außenrand 58 des Rotorgehäuses 56 ausgerichtet. Ein Kobalt-Samarium-Sensormagnet 82 ist an dem dem Außenrand 58 des Rotorgehäu­ ses zugewendeten Ende des Spulenkerns 87 angeordnet. Der Sensormagnet 82 kann z. B. eine Höhe von 1 mm haben, und er ist in Achsrichtung des Motors polarisiert, das heißt, er hat z. B. in den Fig. 1 und 2 auf seiner sichtbaren Unterseite einen Nordpol und auf seiner unsichtbaren Oberseite einen Südpol. Der in radialer Richtung auf den Sensormagneten 82 ausgerichtete Außenrand 58 ist an einer Stelle seines Umfangs mit einer Ausnehmung 19 versehen. Die Sensorspule 84 ist gegenüber dem von dem Mag­ netring 59 ausgehenden Feld durch die Abschirmplatte 72 in gewissem Umfang abge­ schirmt. Der Spulenkern 87 kann gegebenenfalls axial verstellbar ausgebildet sein, um den Luftspalt zwischen dem Sensormagneten 82 und der ihm zugekehrten Stirnfläche des Außenrandes 58 des Rotorgehäuses 56 einstellen zu können.As can be seen particularly clearly in the enlarged partial section of FIG. 2, a sensor coil provided as an inductive transmitter 84 sits on a coil former 86 which is inserted into recesses in the plates 72 , 73 . A coil core 87 with a T-shaped cross section projects through the coil former 86 . The lower end of the coil core 87 in FIGS. 1 and 2 is aligned with the outer edge 58 of the rotor housing 56 . A cobalt samarium sensor magnet 82 is arranged at the end of the coil core 87 facing the outer edge 58 of the rotor housing. The sensor magnet 82 can e.g. B. have a height of 1 mm, and it is polarized in the axial direction of the motor, that is, it has z. B. in Figs. 1 and 2 on its visible underside a north pole and on its invisible top a south pole. The outer edge 58 aligned in the radial direction on the sensor magnet 82 is provided with a recess 19 at one point on its circumference. The sensor coil 84 is shielded from the magnetic ring 59 field by the shielding plate 72 to a certain extent. The coil core 87 can optionally be designed to be axially adjustable in order to be able to adjust the air gap between the sensor magnet 82 and the end face of the outer edge 58 of the rotor housing 56 facing it.

Wenn sich im Betrieb der Rotor dreht, wird unter dem Einfluss der von der Ausneh­ mung 19 bewirkten magnetischen Diskontinuität bei jeder Umdrehung ein alternierender Signalimpuls in der Sensorspule 84 induziert. Dieser Signalimpuls hat die in Fig. 3A dargestellte Form, und er ist weitgehend unabhängig von der Temperatur und anderen Einflüssen. Dieser Messimpuls wird dann mittels einer der Schaltungen nach Fig. 4 oder 5 ausgewertet, um hochpräzise Stellungssignale zu erhalten.When the rotor rotates during operation, an alternating signal pulse is induced in the sensor coil 84 under the influence of the magnetic discontinuity caused by the recess 19 . This signal pulse has the form shown in FIG. 3A and is largely independent of the temperature and other influences. This measuring pulse is then evaluated using one of the circuits according to FIG. 4 or 5 in order to obtain highly precise position signals.

Entsprechend Fig. 4 sind das eine Ende der Sensorspule 84 über den Widerstand 21 mit dem nichtinvertierenden Eingang und das andere Ende der Sensorspule mit dem inver­ tierenden Eingang des Differenzverstärkers 22 verbunden. Der Differenzverstärker 22 und die aus den Widerständen 21, 24, 25 bestehende Beschaltung dieses Verstärkers bilden einen Komparator mit asymmetrischer Hysterese, wie dies anhand der Fig. 3 näher erläutert ist.According to Fig. 4, the one end 84 connected to the sensor coil through the resistor 21 to the noninverting input and the other end of the sensing coil with the inver animal input of the differential amplifier 22. The differential amplifier 22 and the circuitry of this amplifier consisting of the resistors 21 , 24 , 25 form a comparator with asymmetrical hysteresis, as is explained in more detail with reference to FIG. 3.

Fig. 3A zeigt die Spannung u zwischen den beiden Eingängen des Komparators 21 bis 25. Diese Spannung ist so gepolt, dass sie der Schalthysterese des Komparators ent­ spricht, also dessen Speichereigenschaften optimal ausnützt. Hierzu wird der alternie­ rende Signalimpuls u (Fig. 3A) so gepolt, dass zuerst der invertierende Eingang des Ver­ stärkers 22 negativer wird als der nichtinvertierende Eingang. Die Folge ist, dass die untere Schwellenspannung v1 des Komparators unterschritten wird, die zum Beispiel -40 mV betragen kann, so dass der Ausgang 23 des Komparators zum Zeitpunkt t1 auf Massepotential springt, wie dies Fig. 3B zeigt. Dabei ist Voraussetzung, dass die indu­ zierte Spannung u eine Amplitude hat, deren Betrag größer ist als v1. Ist diese Ampli­ tude kleiner, so werden keine Signale erzeugt, d. h. bei zu niedriger Drehzahl erhält man am Ausgang 23 keine Impulse, und das Auftreten dieser Impulse kann somit als Maß für das Überschreiten einer Mindestdrehzahl verwendet und z. B. zum Steuern der Lese­ köpfe eines Magnetplattenspeichers genutzt werden. Wenn der alternierende Signalim­ puls u die Nulllinie v2 am Nulldurchgang 17 wieder von negativen nach positiven Wer­ ten überschreitet, springt zum Zeitpunkt t2 der Ausgang 23 zurück auf ein positives Potential, wie das Fig. 3B zeigt, und dieser Potentialsprung triggert den Multivibrator 26, der gemäß Fig. 3C einen kurzen Signalimpuls 30 der festen Zeitdauer τ abgibt. Fig. 3A shows the voltage U between the two inputs of the comparator 21 to 25. This voltage is polarized in such a way that it corresponds to the switching hysteresis of the comparator, thus making optimal use of its memory properties. For this purpose, the alternating signal pulse u ( Fig. 3A) is polarized so that first the inverting input of the amplifier 22 becomes more negative than the non-inverting input. The result is that the lower threshold voltage v 1 of the comparator is undershot, which can be, for example, -40 mV, so that the output 23 of the comparator jumps to ground potential at time t 1 , as shown in FIG. 3B. The prerequisite is that the induced voltage u has an amplitude whose magnitude is greater than v 1 . If this amplitude is smaller, no signals are generated, ie if the speed is too low, no pulses are obtained at the output 23 , and the occurrence of these pulses can thus be used as a measure for exceeding a minimum speed and, for. B. to control the read heads of a magnetic disk memory. If the alternating signal pulse u exceeds the zero line v 2 at the zero crossing 17 from negative to positive values again, the output 23 jumps back to a positive potential at the time t 2 , as shown in FIG. 3B, and this potential jump triggers the multivibrator 26 3C, which emits a short signal pulse 30 of fixed duration τ according to FIG. 3C.

Die Genauigkeit des Umschaltpunktes t2 hängt nur von der Größe der Offset-Spannung des Komparators ab. The accuracy of the switchover point t 2 depends only on the size of the offset voltage of the comparator.

Der beschriebene Vorgang wiederholt sich dann periodisch mit der Rotationsfrequenz des überwachten Motors. Der Abstand T (Fig. 3C) zwischen zwei Impulsen 30 ist dabei ein hochgenaues Maß für die jeweilige Drehzahl, und die Lage der Indeximpulse 30 ist ein hochgenaues Maß für die augenblickliche Winkelstellung des Rotors.The process described is then repeated periodically with the rotation frequency of the monitored motor. The distance T ( Fig. 3C) between two pulses 30 is a highly accurate measure of the respective speed, and the position of the index pulses 30 is a highly accurate measure of the instantaneous angular position of the rotor.

Positive Störimpulse 31, die von der Kommutierung des Motors herrühren, stören nicht, da ja der Ausgang 23 bereits positiv ist. Negative Impulse 32 stören ebenfalls nicht, sofern sie dem Betrag nach kleiner sind als die untere Schwellenspannung v1, die ent­ sprechend gewählt werden kann. Auf diese Weise wird die Asymmetrie des Schaltver­ haltens des Komparators 21 bis 25 sehr geschickt ausgenutzt.Positive interference pulses 31 resulting from the commutation of the motor do not interfere, since the output 23 is already positive. Negative pulses 32 also do not interfere, provided that they are smaller in magnitude than the lower threshold voltage v 1 , which can be chosen accordingly. In this way, the asymmetry of the switching behavior of the comparator 21 to 25 is used very skillfully.

Muss mit starken Störimpulsen 31, 32 gerechnet werden, kann gemäß Fig. 5 die Ein­ gangsspannung u gefiltert werden. Hierzu dient eine Siebkette, die aus einem Wider­ stand 33, einem Kondensator 34 und dem Widerstand 21 besteht. Man erhält hierdurch jedoch eine Phasenverschiebung der Spannung u in Richtung spät, d. h. der Komparator wird später eingeschaltet, was in der nachfolgenden Elektronik berücksichtigt werden muss. Bei der Auslegung von Fig. 5 geht man vorteilhaft so vor, dass der Wert des Widerstands 33 etwa ein Zehntel des Widerstands 21 beträgt, während der Rückführ­ widerstand 25 etwa das 50-fache des Widerstands 21 betragen sollte. Auch hier ist wichtig, dass der Abschnitt negativer Polarität des Signalimpulses u als erster zum Komparator gelangt und dessen Ausgang sperrt, damit anschließend - beim Nulldurch­ gang 17 zum Abschnitt positiver Polarität - der Ausgang 23 auf einen positiven Wert springen und den Multivibrator 26 triggern kann. Sofern störarme Signalimpulse u ver­ wendet werden, können die Filterelemente 33, 34 klein gehalten werden oder ganz ent­ fallen.Must be expected with strong interference pulses 31 , 32 , the input voltage u can be filtered according to FIG. 5. For this purpose, a sieve chain, which consisted of a counter 33 , a capacitor 34 and the resistor 21 . However, this results in a phase shift of the voltage u in the late direction, ie the comparator is switched on later, which must be taken into account in the electronics below. In the design of Fig. 5 is advantageously carried out so that the value of resistance is about one tenth of the resistor 21 33, while the feedback resistor 25 is about 50 times of the resistance should be 21. It is also important here that the section of negative polarity of the signal pulse u reaches the comparator first and blocks its output, so that subsequently - at zero crossing 17 to the section of positive polarity - output 23 can jump to a positive value and trigger multivibrator 26 . If low-interference signal pulses u are used, the filter elements 33 , 34 can be kept small or be completely eliminated.

Der Magnetplatten-Speicherantrieb gemäß Fig. 6 ist auf einem Flansch 90 montiert. Es ist ein kollektorloser Gleichstrom-Außenläufermotor vorgesehen, dessen Statorblechpa­ ket bei 91 angedeutet ist und eine Statorwicklung 92 trägt. Der Stator ist von einem topfförmigen Außenläuferrotor 93 aus weichmagnetischem Werkstoff übergriffen. In dem Außenläuferrotor 93 ist ein über die Polteilung zweckmäßig trapezförmig oder nahezu trapezförmig magnetisierter Dauermagnetring 94 angebracht. Der Außenläufer­ rotor 93 ist in nicht näher dargestellter Weise um seine Mittelachse drehbar gelagert. Er trägt an der vom Stator abgewendeten Seite seines Bodens 95 ein Kupplungsstück 96, in das ein Haltemagnet 97 eingelassen ist. Der Haltemagnet 97 wirkt mit einem Kupp­ lungsgegenstück 98 zusammen, das die Nabe für eine magnetische Hartspeicherplatte 99 bildet und aus ferromagnetischem Werkstoff, vorzugsweise Weicheisen, gefertigt ist. Die Speicherplatte 99 sitzt in einer Kunststoftkassette 100. Das Kupplungsstück 96 bil­ det zusammen mit dem Gegenstück 98 eine Kupplung, die den wahlweisen Austausch der Speicherplatte 99 samt Kassette 100 gestattet. Zwischen dem Außenläuferrotor 93 und der Speicherplatte 99 besteht infolgedessen keine fest vorgegebene Winkel­ beziehung.The magnetic disk storage drive according to FIG. 6 is mounted on a flange 90 . A brushless DC external rotor motor is provided, the Statorblechpa ket is indicated at 91 and carries a stator winding 92 . The stator is overlapped by a cup-shaped external rotor 93 made of soft magnetic material. A permanent magnet ring 94, which is expediently trapezoidal or almost trapezoidal, is attached in the external rotor rotor 93 via the pole pitch. The external rotor rotor 93 is rotatably supported about its central axis in a manner not shown. On the side of its base 95 facing away from the stator, it carries a coupling piece 96 into which a holding magnet 97 is embedded. The holding magnet 97 cooperates with a hitch be counterpart 98 , which forms the hub for a magnetic hard disk 99 and is made of ferromagnetic material, preferably soft iron. The storage plate 99 sits in a plastic cassette 100 . The coupling piece 96 bil det together with the counterpart 98 a coupling that allows the optional replacement of the storage plate 99 together with the cassette 100 . As a result, there is no fixed predetermined relationship between the outer rotor rotor 93 and the disk 99 .

Die mit der Speicherplatte 99 zusammenwirkende Elektronik benötigt aber einen Index- Impuls entsprechend einer vorgegebenen Winkelposition der Speicherplatte 99. Eine insgesamt mit 102 bezeichnete Sensorvorrichtung dient der Erzeugung eines solchen Index-Impulses. Aufgrund der räumlichen Gegebenheiten ist bei dieser Ausführungsform die Ermittlung der Winkelstellung praktisch nur an einem Flansch 103 des Kupp­ lungsgegenstücks 98 möglich. Dabei muss eine Sensoreinheit 104 der Sensorvorrichtung 102 in den Zwischenraum zwischen den Boden 95 des Außenläuferrotors 93 und den Flansch 103 eingreifen. Dieser Raum hat jedoch in Axialrichtung nur eine Abmessung von etwa 1 mm. Um trotz dieser äußerst beengten Raumverhältnisse eine sichere Nutz­ signalerkennung zu gewährleisten und den Einfluss von Störfeldern zu minimieren, weist die Sensoreinheit 104 eine dünne, schmale Sensorfahne oder Sensorspitze 106 auf, die an ihrem freien Ende 108 einen Sensormagneten 107 in Form eines Miniatur-Dauer­ magneten trägt. Bei dem Sensormagneten 107 handelt es sich im veranschaulichten Ausführungsbeispiel um ein keramisches Magnetplättchen das z. B. 0,8 mm dick, 1 mm lang und 1,5 mm breit ist. Der Sensormagnet 107 ist, wie aus Fig. 7 hervorgeht, zuge­ spitzt. Die Magnetisierungsrichtung verläuft senkrecht zur Längserstreckung der Sensorfahne, d. h. in Fig. 6 liegt der eine Pol, z. B. der Nordpol, oben und der andere Pol, z. B. der Südpol, unten. Auf der Sensorfahne 106 ist in dem an das Ende 108 axial anschließenden geradlinigen, langgestreckten Bereich 109 eine Sensorspule 110 aufge­ wickelt. Das Ende 108 der Sensorfahne ist gegenüber dem langgestreckten Bereich 109 in der mit der Bildebene der Fig. 6 übereinstimmenden Ebene nach unten abgekröpft. Die Größe der Abkröpfung ist so bemessen, dass die Mittelebene 111 der aus Sensor­ magnet 107 und Sensorfahnenende 108 bestehenden Anordnung mit der Mittelebene 112 des die Sensorspule 110 tragenden Teils 109 der Sensorfahne 106 im wesentlichen fluchtet. Die Abmessung der Sensorspule 110 in der Abkröpfungsebene (Zeichenebene der Fig. 6) ist gleich oder kleiner als die Summe der Abmessungen von Sensormagnet 107 und Ende 108 in dieser Ebene. Dadurch benötigt die Sensoreinheit 104 ein Minimum an Einbauraum in der Axialrichtung von Außenläuferrotor 93 und Kupplungs­ gegenstück 98. Auf der vom Ende 108 abliegenden Seite verbreitert sich die Sensor­ fahne 106 im Anschluss an die Sensorspule 110, und sie geht dabei in einen um 90° abgewinkelten Steg 113 über, der die Halterung der Sensorfahne an einem nichtferro­ magetischen, winkelförmigen Träger 114 gestattet. Der Träger 114 kann beispielsweise aus Aluminiumblech bestehen und mit der Sensorfahne verklebt sein. Er ist seinerseits an dem Flansch 90 angebracht.The electronics interacting with the storage plate 99 , however, require an index pulse corresponding to a predetermined angular position of the storage plate 99 . A sensor device, designated overall by 102, is used to generate such an index pulse. Due to the spatial conditions, the determination of the angular position is practically only possible on a flange 103 of the coupling counterpart 98 in this embodiment. In this case, a sensor unit 104 of the sensor device 102 must engage in the intermediate space between the bottom 95 of the external rotor rotor 93 and the flange 103 . However, this space is only about 1 mm in the axial direction. In order to ensure reliable useful signal detection and to minimize the influence of interference fields despite these extremely cramped spatial conditions, the sensor unit 104 has a thin, narrow sensor flag or sensor tip 106 , which has a sensor magnet 107 in the form of a miniature permanent magnet at its free end 108 wearing. When the sensor magnet 107 is in the illustrated embodiment, a ceramic magnetic plate z. B. 0.8 mm thick, 1 mm long and 1.5 mm wide. The sensor magnet 107 is, as can be seen from FIG. 7, pointed. The direction of magnetization is perpendicular to the longitudinal extent of the sensor flag, ie in Fig. 6 is one pole, z. B. the north pole, top and the other pole, e.g. B. the South Pole, below. On the sensor flag 106 is in the axially adjoining the end 108 straight, elongated region 109, a sensor coil 110 is wound up. The end 108 of the sensor flag is bent downward in relation to the elongated region 109 in the plane which corresponds to the image plane of FIG. 6. The size of the offset is dimensioned such that the center plane 111 of the arrangement consisting of sensor magnet 107 and sensor flag end 108 is substantially aligned with the center plane 112 of the part 109 of sensor flag 106 which carries sensor coil 110 . The dimension of the sensor coil 110 in the offset plane (drawing plane of FIG. 6) is equal to or less than the sum of the dimensions of the sensor magnet 107 and the end 108 in this plane. As a result, the sensor unit 104 requires a minimum of installation space in the axial direction of the outer rotor rotor 93 and the clutch counterpart 98 . On the side remote from the end 108 , the sensor flag 106 widens following the sensor coil 110 , and it merges into a web 113 angled by 90 °, which allows the sensor flag to be held on a nonferro-magical, angular support 114 . The carrier 114 can, for example, consist of aluminum sheet and be glued to the sensor flag. It is in turn attached to the flange 90 .

In dem Flansch 103 des Kupplungsgegenstücks 98 ist eine mit dem Sensormagneten 107 radial ausgerichtete, sich zum Außenumfang des Flanschs 103 öffnende Nut 116 vorge­ sehen. Diese Nut 116 stellt eine Diskontinuität dar, die beim Vorbeilauf an der Sensor­ fahne 106 eine Magnetfeldänderung und aufgrund dessen die Induktion eines Spannungsimpulses in der Sensorspule 110 bewirkt, wie dies in Fig. 3 schematisch dar­ gestellt ist. Störfelder, beispielsweise aus dem Spalt zwischen dem Flansch 90 und dem Außenläuferrotor 93 ausdringende Störfelder, haben auf die Sensoreinheit 104 nur einen minimalen Einfluss. Dazu tragen der geschilderte Aufbau der Sensorfahne und die Abstützung derselben auf dem nichtferromagnetischen Träger 114 bei.In the flange 103 of the coupling counterpart 98 is a radially aligned with the sensor magnet 107 , opening to the outer periphery of the flange 103 groove 116 see easily. This groove 116 represents a discontinuity which, when passing the sensor flag 106, causes a change in the magnetic field and, as a result, the induction of a voltage pulse in the sensor coil 110 , as is shown schematically in FIG. 3. Interference fields, for example interference fields escaping from the gap between the flange 90 and the external rotor rotor 93 , have only a minimal influence on the sensor unit 104 . The described structure of the sensor flag and the support of the same on the non-ferromagnetic carrier 114 contribute to this.

Es versteht sich, dass zahlreiche Abwandlungen der erläuterten Ausführungsbeispiele möglich sind. Beispielsweise kann bei der Anordnung nach den Fig. 6 und 7 das weichmagnetische Bauteil 98, 103 statt mit der Nut 116 auch mit einem Höcker oder einer radial vorspringenden, mit dem Sensormagneten 107 radial ausgerichteten Spitze versehen sein. Mehrere Nuten oder Höcker können um den Umfang des weichmagneti­ schen Bauteils 98, 103 verteilt sein, wenn pro Umdrehung mehrere Impulse benötigt werden. Beispielsweise kann das weichmagnetische Bauteil auch eine Außenverzahnung tragen, wodurch in der Sensorspule 110 eine kontinuierliche Folge von Impulsen induziert wird.It goes without saying that numerous modifications of the exemplary embodiments explained are possible. For example, in the arrangement according to FIGS. 6 and 7, the soft magnetic component 98 , 103 can also be provided with a bump or a radially projecting tip radially aligned with the sensor magnet 107 instead of with the groove 116 . A plurality of grooves or bumps can be distributed around the circumference of the soft-magnetic component 98 , 103 if several pulses are required per revolution. For example, the soft magnetic component can also have external teeth, as a result of which a continuous sequence of pulses is induced in the sensor coil 110 .

Claims (14)

1. Antriebsanordnung für Speichermedien mit einem kollektorlosen Gleichstrommotor (40), der einen Stator (63; 91, 92) und einen Rotor (56, 59; 93) mit einem glockenförmigen Rotorgehäuse (56; 93, 95) aufweist, an dessen Innenseite eine dauermagnetische Antriebsmagnetanordnung (59; 94) angeordnet ist, sowie mit einer Impulserzeuger-Einrichtung zum Erzeugen von Impulsen mit zur Drehzahl des Motors proportionaler Frequenz, wobei die Impulserzeuger-Einrichtung rotor­ seitig eine magnetische Diskontinuität (19; 116) in Form einer Ausnehmung oder eines Vorsprungs eines ferromagnetischen Teiles (58; 103), das Bestandteil des Rotorgehäuses ist oder zusammen mit diesem rotiert, und statorseitig einen mit die­ ser Diskontinuität zusammenwirkenden Geber (104) in Form eines induktiven Gebers oder eines Gebers mit galvanomagnetischem Bauteil aufweist, wobei der Geber durch einen mit dem Geber (104) verbundenen Sensormagneten (82; 107) magnetisch vorgespannt wird und bei Vorbeilauf der rotorseitigen magnetischen Diskontinuität (19; 116) einen Impuls pro Rotorumdrehung abgibt, und wobei zwi­ schen dem statorseitigen Geber (104) und der Antriebsmagnetanordnung eine magneti­ sche Abschirmung (72; 95) aus weichferromagnetischem Material angeordnet ist, die eine Beeinflussung des statorseitigen Gebers (104) durch die Antriebsmagnetanord­ nung (59; 94) weitestgehend ausschließt.1. Drive arrangement for storage media with a collectorless DC motor ( 40 ) having a stator ( 63 ; 91 , 92 ) and a rotor ( 56 , 59 ; 93 ) with a bell-shaped rotor housing ( 56 ; 93 , 95 ), on the inside of which Permanent magnetic drive magnet arrangement ( 59 ; 94 ) is arranged, as well as with a pulse generator device for generating pulses with a frequency proportional to the speed of the motor, the pulse generator device on the rotor side having a magnetic discontinuity ( 19 ; 116 ) in the form of a recess or a projection a ferromagnetic part ( 58 ; 103 ), which is part of the rotor housing or rotates together with it, and on the stator side has a sensor ( 104 ) interacting with this discontinuity in the form of an inductive sensor or a sensor with a galvanomagnetic component, the sensor being operated by a with the sensor ( 104 ) connected sensor magnet ( 82 ; 107 ) is magnetically biased and when the magnetic discontinuity ( 19 ; 116 ) emits a pulse per rotor revolution, and a magnetic shield ( 72 ; 95 ) made of soft ferromagnetic material is arranged between the stator-side sensor ( 104 ) and the drive magnet arrangement, which influences the stator-side sensor ( 104 ) by the drive magnet arrangement ( 59 ; 94 ) largely excludes. 2. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Abschirmung (72; 95) zwischen der Antriebsmagnetanordnung (59; 94) und einem Raum zur Aufnahme eines magnetischen Speichermediums angeordnet ist.2. Brushless DC motor according to claim 1, characterized in that the magnetic shield ( 72 ; 95 ) between the drive magnet arrangement ( 59 ; 94 ) and a space for receiving a magnetic storage medium is arranged. 3. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass als magnetische Abschirmung (72) eine mit dem Stator verbundene weich­ ferromagnetische Abschirmplatte (72) vorgesehen ist, die dem offenen Ende des glockenförmigen Rotorgehäuses (56) gegenüberliegt.3. brushless DC motor according to claim 1 or 2, characterized in that a magnetic shield ( 72 ) connected to the stator soft ferromagnetic shielding plate ( 72 ) is provided, which lies opposite the open end of the bell-shaped rotor housing ( 56 ). 4. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Ansprüchen dadurch gekennzeich­ net, dass eine mit dem Sensormagneten (82) zusammenwirkende Sensorspule (84) an einer Leiterplatte (73) gehaltert ist, die auf der von der Antriebsmagnetanord­ nung (59) abgewendeten Seite der Abschirmplatte (72) sitzt. 4. Brushless DC motor as claimed in claims characterized net gekennzeich that is supported cooperating with the sensor magnet (82) sensor coil (84) on a circuit board (73) facing away on the voltage of the Antriebsmagnetanord (59) side of the shielding plate (72) sits , 5. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeich­ net, dass die Abschirmplatte (72) axial zwischen der Sensorspule (84) und der Antriebsmagnetanordnung (59) sitzt.5. Collectorless DC motor according to claims 3 and 4, characterized in that the shielding plate ( 72 ) sits axially between the sensor coil ( 84 ) and the drive magnet arrangement ( 59 ). 6. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensormagnet (82) auf das dem ferromagneti­ schen Teil (58) zugekehrte Ende eines Spulenkerns (87) aufgesetzt ist.6. Collectorless DC motor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor magnet ( 82 ) on the ferromagnetic part's ( 58 ) facing the end of a coil core ( 87 ) is placed. 7. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorgehäuse (56) aus weichferromagnetischem Material besteht und die Diskontinuität (19) bildet.7. Collectorless DC motor according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor housing ( 56 ) consists of soft ferromagnetic material and forms the discontinuity ( 19 ). 8. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (58) des glockenförmigen Rotorgehäuses (56) mit einem die Diskontinu­ ität (19) bildenden Schlitz versehen ist.8. Collectorless DC motor according to claim 7, characterized in that the edge ( 58 ) of the bell-shaped rotor housing ( 56 ) is provided with a discontinuity ( 19 ) forming the slot. 9. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Geber (104) eine Sensorfahne (106) aus weichferromagnetischem Werkstoff aufweist, die im Bereich ihres einen Endes den als Miniatur-Dauermagneten aus­ gebildeten Sensormagneten (107) und in einem daran axial anschließenden Bereich eine Sensorspule (110) trägt.9. A collectorless DC motor according to claim 1, characterized in that the transmitter ( 104 ) has a sensor flag ( 106 ) made of soft ferromagnetic material, the sensor magnet ( 107 ) formed in the region of one end of it as a miniature permanent magnet and in an axially adjoining one Area carries a sensor coil ( 110 ). 10. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das den Sensormagneten (107) tragende Ende (108) der Sensorfahne (106) abge­ kröpft ist.10. Collectorless DC motor according to claim 9, characterized in that the sensor magnet ( 107 ) carrying end ( 108 ) of the sensor flag ( 106 ) is cranked. 11. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Abkröpfung so bemessen ist, dass die Mittelebene (111) der aus dem Sensormagneten (107) und dem diesen tragenden Sensorfahnenende (108) beste­ henden Anordnung mit der Mittelebene (112) eines die Sensorspule (110) tragen­ den, langgestreckten Teiles (109) der Sensorfahne (106) im wesentlichen fluchtet.11. Collectorless DC motor according to claim 10, characterized in that the size of the offset is dimensioned such that the center plane ( 111 ) of the arrangement consisting of the sensor magnet ( 107 ) and the sensor vane end ( 108 ) carrying the latter with the center plane ( 112 ) one of the sensor coils ( 110 ) carry the elongated part ( 109 ) of the sensor flag ( 106 ) essentially in alignment. 12. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in der Ebene, in welcher die Sensorfahne (106) abgekröpft ist, die Abmessung der Sensorspule (110) gleich oder kleiner als die Summe der Abmes­ sungen des Sensormagneten (107) und des ihn tragenden Sensorfahnenendes (108) ist.12. Collectorless DC motor according to claim 10 or 11, characterized in that in the plane in which the sensor flag ( 106 ) is bent, the dimension of the sensor coil ( 110 ) is equal to or smaller than the sum of the dimensions of the sensor magnet ( 107 ). and the sensor flag end ( 108 ) carrying it. 13. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensormagnet (107) an dem von der Sensorspule (110) abgewendeten Ende in der zur Abkröpfungsebene senkrechten Ebene zugespitzt ist.13. Collectorless DC motor according to one of claims 10 to 12, characterized in that the sensor magnet ( 107 ) is pointed at the end facing away from the sensor coil ( 110 ) in the plane perpendicular to the offset plane. 14. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfahne (106) an einem nichtferromagnetischen Trä­ ger (114) befestigt ist.14. Collectorless DC motor according to one of claims 10 to 13, characterized in that the sensor flag ( 106 ) on a non-ferromagnetic carrier ( 114 ) is attached.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10338140A1 (en) * 2003-08-19 2005-03-24 Minebea Co., Ltd. Outer-rotor type motor has two roll bearings which are respectively arranged at support shaft drawing portion positioned between stator and base, and stress transmission structure in base
US7548003B2 (en) 2002-12-16 2009-06-16 Emb-Papst St.Georgen Gmbh & Co. Kg External-rotor motor having a stationary bearing shaft
DE10355076B4 (en) * 2003-11-24 2016-03-24 Minebea Co., Ltd. Electric motor with sensor for detecting the rotor position
CN110047602A (en) * 2019-05-16 2019-07-23 江苏利核仪控技术有限公司 Dedicated speed probe of pressurized-water reactor nuclear power plant reactor main coolant pump and preparation method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2605759A1 (en) * 1975-04-04 1976-10-14 Tasc Engineering Corp Commutatorless DC motor with rotor position detectors - detectors are around rotor circumference and respond to flux from poles (NL061076)
US4215286A (en) * 1978-11-13 1980-07-29 General Motors Corporation Variable reluctance electromagnetic pickup
US4329636A (en) * 1978-07-25 1982-05-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Rotation sensor device
DE3128417A1 (en) * 1980-07-18 1982-05-27 Papst-Motoren GmbH & Co KG, 7742 St Georgen COLLECTORLESS DC OUTLET MOTOR
DE3327123A1 (en) * 1982-07-27 1984-02-02 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Drive arrangement for signal-processing devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2605759A1 (en) * 1975-04-04 1976-10-14 Tasc Engineering Corp Commutatorless DC motor with rotor position detectors - detectors are around rotor circumference and respond to flux from poles (NL061076)
US4329636A (en) * 1978-07-25 1982-05-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Rotation sensor device
US4215286A (en) * 1978-11-13 1980-07-29 General Motors Corporation Variable reluctance electromagnetic pickup
DE3128417A1 (en) * 1980-07-18 1982-05-27 Papst-Motoren GmbH & Co KG, 7742 St Georgen COLLECTORLESS DC OUTLET MOTOR
DE3327123A1 (en) * 1982-07-27 1984-02-02 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Drive arrangement for signal-processing devices

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Scientific American, Oktober 1982, S. 124-133 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7548003B2 (en) 2002-12-16 2009-06-16 Emb-Papst St.Georgen Gmbh & Co. Kg External-rotor motor having a stationary bearing shaft
DE10338140A1 (en) * 2003-08-19 2005-03-24 Minebea Co., Ltd. Outer-rotor type motor has two roll bearings which are respectively arranged at support shaft drawing portion positioned between stator and base, and stress transmission structure in base
DE10355076B4 (en) * 2003-11-24 2016-03-24 Minebea Co., Ltd. Electric motor with sensor for detecting the rotor position
CN110047602A (en) * 2019-05-16 2019-07-23 江苏利核仪控技术有限公司 Dedicated speed probe of pressurized-water reactor nuclear power plant reactor main coolant pump and preparation method thereof
CN110047602B (en) * 2019-05-16 2024-05-07 江苏利核仪控技术有限公司 Special rotating speed sensor for main coolant pump of pressurized water reactor nuclear power station reactor and manufacturing method thereof

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