DE3730218A1 - Vorrichtung, insbesondere tachometerrad, fuer beruehrungslose drehzahlabnahme oder kontaktgabe an maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1 und bezieht sich insbesondere auf Tachometerräder, wie sie für Drehzahl- oder Geschwindig­ keitsmessungen bei Maschinen und insbesondere bei Kraft­ fahrzeugen verwendet werden.

Bei der Abtastung von Tachometerrädern mit Reed-Kontakten wird der Polwechsel zwischen aufeinanderfolgenden N- und S-Magnetpolen am Umfang der Tachometerräder genutzt.

Derartige Reed-Kontakte sind jedoch den bei Drehzahl- und Geschwindigkeitsmessungen auftretenden hohen Schaltfolgen und insbesondere den notwendigen hohen Schaltzahlen nicht mit der erforderlichen Sicherheit gewachsen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie den auch bei sehr hohen Schaltfolgen und langer Einsatzdauer auftretenden hohen Belastungen mit der erforderlichen Sicherheit stand­ hält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Kennzeich­ nungsteil des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprü­ chen 2 bis 7 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung insbesondere in Form eines Tachometerrades geschaffen, die aber auch bei entsprechender Ausbildung für lineare Einstellvorgänge ge­ eignet ist, die bei gleicher Impulszahl pro Einstellvor­ gang oder Umdrehung statt mit Reed-Kontakten durch Hall- Sensoren bzw. andere magnetfeldempfindliche Halbleiter- Sensoren abgetastet werden kann. Da die meisten genutzten bekannten Hall-Sensoren nur auf einen bestimmten Magnet­ pol, und zwar bevorzugt zum Beispiel auf den Südpol an­ sprechen, ist eine gänzlich andere Magnetfeldausführung als bei einer Abtastung mit Reed-Kontakten vorhanden. Hall-Sonden bzw. andere magnetfeldempfindliche Halbleiter- Sensoren liefern eine dem äußeren Magnetfeld der für die Abtastung genutzten Magnetpole proportionale Spannung, die einem elektronischen Schalter, wie einem Schmitt-Trigger, zugeführt wird, der auf eine bestimmte magnetische Feld­ stärke reagiert, also nicht auf den Wechsel von N- und S- Polen, sondern auf die Feldstärke der aufeinanderfolgenden gleichnamigen Magnetpole innerhalb bestimmter vorgegebener Ansprechwerte.

Um bei der Verwendung von Hall-Sensoren die gleiche Im­ pulszahl je Umdrehung des Tachometerrades wie mit Reed- Kontakten zu erreichen, muß man genauso viele - z. B. Süd­ pole - haben, wie Schaltungen gewünscht werden. Im allge­ meinen muß daher gegenüber der Abtastung mit Reed-Kontak­ ten mit doppelter Polzahl gearbeitet werden, was aber durch die höhere erreichbare Schaltzahl bei weitem aufge­ wogen wird.

Universelle Anwendungsmöglichkeiten solcher Vorrichtungen ergeben sich insbesondere durch die in den Ansprüchen 2 bis 7 aufgeführten Merkmale.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnitten dargestellte An­ sicht eines Tachometerrades mit einer Anzahl von an seinem Umfang angeordneten Dauermagneten und mit einem Rückschlußring aus ferromagnetischem Material,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Tachometerrades von Fig. 1 in ebenfalls teilweise geschnittener Darstel­ lung und

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht einer einem derartigen Tachometerrad zugeordneten Abtastein­ richtung mit einem Hall-Sensor.

Das in der Zeichnung gezeigte Tachometerrad 1 ist mit meh­ reren Dauermagneten 2 für eine Abtastung durch Hall-Senso­ ren oder andere magnetfeldempfindliche Halbleiter-Sensoren derart ausgebildet, daß die Stärke der Magnetfelder 3 der für die Abtastung genutzten Magnetpole 2 a (N oder S) die Stärke der Magnetfelder der nicht genutzten Magnetpole 2 b (S oder N) überwiegt.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind daher in einer bevorzugten Ausführungsform mehrere Dauermagnete 2 in gleicher Pollage (S oder N) und einer gewünschten Polzahl von zum Beispiel acht Magnetpolen 2 a in einem ringförmigen Trägerkörper 4 montiert.

Statt einer solchen Ausbildung mit am Umfang eines Träger­ körpers 4 montierten Dauermagneten 2 kann das Tachometer­ rad 1 jedoch auch aus einem homogenen Dauermagnetwerkstoff in an sich bekannter Weise einteilig derart ausgebildet sein, daß die angelegte Magnetisierung in der üblichen mehrpoligen Anordnung, jedoch mit der doppelten Polzahl gegenüber der Nutzung mit Reed-Kontakten ausgebildet ist.

In einer demgegenüber abgewandelten Ausführungsform ist es aber auch möglich, daß der genutzte Magnetpol 2 a (N oder S) gegenüber dem ungenutzten Magnetpol 2 b (S oder N) für die Abtastung durch Hall-Sensoren unter einem Luftspalt durch eine entsprechende Magnetisierung verstärkt ausge­ bildet ist.

Der gewünschte Feldverlauf kann dabei auch noch durch anisotrope Werkstoffeigenschaften des verwendeten Magnet­ materials in einer gewünschten Weise beeinflußt werden.

Außerdem können zur verbesserten Polausführung und zur Verkleinerung unerwünschter Streufelder im Trägerkörper 4 Einlagen von ferromagnetischem Material als Rückschluß 5 beispielsweise in der Form vorgesehen sein, daß der Rück­ schluß 5 bei einer Ausbildung des Trägerkörpers 4 als Ta­ chometerrad 1 in Ringform einteilig oder mehrteilig aus aufeinanderfolgenden Ringabschnitten 5 a, 5 b, 5 c, 5 d,... ausgebildet ist. Der Rückschluß 5 kann dabei auch gleich­ zeitig als Trägerkörper dienen.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung einer Abtastein­ richtung mit Tachometerrad 1 und einer Hall-Sonde 6 lie­ fert die Hall-Sonde 6 eine dem äußeren Magnetfeld der für die Abtastung genutzten Magnetpole proportionale Spannung, die einem elektronischen Schalter 7, wie einem Schmitt- Trigger, zugeführt wird, der innerhalb bestimmter vorgege­ bener Ansprechwerte auf die Feldstärke der an dem Tachome­ terrad 1 aufeinanderfolgenden gleichnamigen Magnetpole 2 a reagiert.

Claims (7)

1. Vorrichtung, insbesondere Tachometerrad, mit mehrpo­ liger Magnetisierung beispielsweise in Form mehrerer in jeweils gleichen gegenseitigen Abständen angeord­ neten Dauermagneten für berührungslose Drehzahlabnah­ me oder Kontaktgabe an Maschinen, insbesondere in Ge­ trieben, Generatoren, Motoren oder dergleichen, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für eine Abtastung durch Hall-Sensoren oder andere magnetfeldempfindliche Halbleiter-Senso­ ren (6) derart ausgebildet ist, daß die Stärke der Magnetfelder (3) der für die Abtastung genutzten Ma­ gnetpole (2 a) (N oder S) die Stärke der Magnetfelder der nicht genutzten Magnetpole (2 b) (S oder N) über­ wiegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Dauermagnete (2) in gleicher Pollage (S oder N) und gewünschter Pol­ zahl in einem geradlinigen oder gekrümmten bzw. ring­ förmigen Trägerkörper (4) montiert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die angelegte Magneti­ sierung in der üblichen mehrpoligen Anordnung, jedoch mit der doppelten Polzahl gegenüber der Nutzung mit Reed-Kontakten ausgebildet ist, wobei der benutzte Magnetpol (2 a) (N oder S) gegenüber dem ungenutzten Magnetpol (2 b) (S oder N) für die Abtastung unter ei­ nem Luftspalt durch eine entsprechende Magnetisierung verstärkt ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der gewünschte Feldver­ lauf durch anisotrope Werkstoffeigenschaften des ver­ wendeten Magnetmaterials erreicht ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur verbesserten Polausführung und zur Verkleine­ rung unerwünschter Streufelder Einlagen von ferroma­ gnetischem Material als Rückschluß (5) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung in der Form eines Tachometerrades nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Rückschluß (5) im Trägerkörper (4) in Ringform einteilig, aus Bandmaterial gewickelt oder mehrteilig aus aufeinanderfolgenden Ringabschnitten ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rückschluß (5) als Trägerkörper dient.