DE3735677A1

DE3735677A1 - Drehsignalgeber

Info

Publication number: DE3735677A1
Application number: DE19873735677
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Weber
Original assignee: Hohner Elektrotechnik KG
Current assignee: Hohner Elektrotechnik KG
Priority date: 1987-10-22
Filing date: 1987-10-22
Publication date: 1989-05-03
Also published as: DE3735677C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehsignalgeber zum Erzeugen von Drehzahlen und/oder Drehwinkeln eines drehbaren Teiles entspre chenden Signalen, mit einem stationär anbringbaren Trägerteil, in welchem eine mit dem drehbaren Teil verbindbare Impulsschei be gelagert ist, die mit Markierungen versehen ist und mittels einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger optisch erfaßbare und weiterverarbeitbare Signale erzeugt.

Auf dem Markt befindliche bekannte Drehsignalgeber dieser Art werden beispielsweise zur Drehzahlmessung von Motoren einge setzt. Hierzu wird eine drehbar im Drehsignalgeber gelagerte Welle, die als als Voll- oder Hohlwelle ausgebildet sein kann, an die Motorwelle angekuppelt. Auf der Welle ist eine Impuls scheibe in einer radialen Ebene befestigt. Die Impulsscheibe ist zwischen einer LED-Diode und einem Fotodetektor angeordnet. Auf der Impulsscheibe sind lichtdurchlässige bzw. lichtundurch lässige Stellen vorgesehen, die nach einer bestimmten Maßtei lung angebracht sind. Durch die Drehbewegung der Impulsscheibe wird das durch die LED-Diode ausgesendete Licht unterbrochen und von dem Fotodetektor empfangen. Eine nachgeschaltete Elek tronik formt und verstärkt die so erzeugten Signale. Die im Innern des Drehsignalgebers angeordneten elektronischen Bautei le sind sehr empfindlich, so daß es durch elektrische Felder unterschiedlicher Art zu Störungen kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehsignalgeber der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Störungsan fälligkeit reduziert wird.

Diese Aufgabe wird mit dem Drehsignalgeber des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehsignalgeber sind die Lichtquelle und der Lichtempfänger außerhalb des Drehsignalgebers in einem separaten Gehäuse angeordnet, wobei Lichtwellenleiter für die Lichtzuleitung bzw. Signalübertragung zwischen dem Drehsignal geber und dem separaten Gehäuse vorgesehen sind. Somit sind im Bereich des Drehsignalgebers keine störungsempfindlichen elek tronischen Bauteile angeordnet. Auf induktionsempfindliche stromführende Kabel kann verzichtet werden. Durch diese Anord nung ist bei dem erfindungsgemäßen Drehsignalgeber die Stö rungsanfälligkeit, insbesondere gegenüber elektrischen Feldern, reduziert. Weiterhin ermöglicht der Verzicht auf stromführende Teile im Bereich des Drehsignalgebers die Anwendung im Ex-Be reich (explosionsgefährdeter Bereich).

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Gemäß Anspruch 2 sind für die Lichtzulei tung bzw. Signalübertragung Lichtwellenleiter-Kabel zwischen der Lichtquelle bzw. dem Lichtempfänger und dem Drehsignalgeber vorgesehen. Lichtwellenleiter-Kabel zeichnen sich durch eine einfache Handhabung aus. Gemäß den Ansprüchen 3 und 4 ist in dem Drehsignalgeber ein stationär angeordneter Halter vorgese hen. Der Halter besitzt eine Aussparung, in die die Impuls scheibe hineinragt. Weiterhin sind in dem Halter Bohrungen vor gesehen, deren Austrittsöffnungen im Bereich der Aussparung in einer Achse liegen. Diese Bohrungen nehmen die Lichtwellenlei ter-Kabel auf. Durch diese Anordnung der Lichtwellenleiter-Ka bel wird eine sichere Befestigung und gleichzeitig eine genaue Zentrierung gegenüber der Impulsscheibe gewährleistet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in dem separaten Gehäuse eine LED-Diode, ein Fotodetektor und eine elektronische Auswerteeinheit angeordnet. Die mit der LED-Diode und dem Fotodetektor verbundenen Lichtwellenleiter-Kabel führen in eine Kupplung, die an dem Gehäuse angeordnet ist. Durch eine Verbindungsleitung beliebiger Länge kann eine Kupplung am Dreh signalgeber mit der Kupplung am Gehäuse verbunden werden. Hier durch ist die Positionierung des separaten Gehäuses nach freier Wahl in einem geschützten Bereich möglich. Probleme im Zusam menhang mit dem elektrischen Widerstand stromführender Kabel treten hier nicht auf, da die Verbindungsleitung ebenfalls als Lichtwellenleiter-Kabel ausgeführt ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Dreh signalgeber nach einer Ausführungsform und

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch ein separates Gehäuse für den Drehsignalgeber nach Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Drehsignalgeber besitzt ein Träger teil (5), in dem die Vollwelle (2) in den Kugellagern (3, 4) gelagert ist. Die Vollwelle (2) kann mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kupplung an ein sich drehendes Teil ange kuppelt werden, dessen Drehzahl und/oder Drehwinkel bestimmt werden soll. An dem im Innern des Drehsignalgebers (1) gelege nen Ende der Welle (2) ist eine Nabe vorgesehen, die als sepa rates Bauteil oder als Teil der Welle (2) ausgeführt sein kann. Auf der Nabe (6) wird die Impulsscheibe (7) befestigt, die ra dial zur Welle (2) angeordnet ist. Hierzu ist eine Bearbeitung der Oberfläche der Nabe (6) notwendig. Die Impulsscheibe (7) wird aus hochwertigem Kunststoff mit hoher Beständigkeit herge stellt. Mit einem bekannten fototechnischen Verfahren wird im Randbereich der Impulsscheibe (7) eine Maßteilung aufgebracht, die aus lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Stellen be steht. Die Impulsscheibe (7) ragt in eine Aussparung (18) hin ein, die in dem Halter (9) vorgesehen ist. Der Halter (9) be sitzt einen U-förmigen Querschnitt und ist auf dem Trägerteil (5) befestigt.

An dem im Bereich des Trägerteils (5) gelegenen Schenkel des Halters (9) ist eine Bohrung (19) vorgesehen, deren Öffnung (21) im Bereich der Aussparung (18) liegt. In der gleichen Achse wie die Bohrung (19) ist am anderen Schenkel des Halters (9) die Bohrung (20) angeordnet, deren Öffnung (22) wiederum in die Aussparung (18) führt.

In die Bohrungen (19, 20) werden Lichtwellenleiter-Kabel (10, 11) von der Außenseite des Halters (9) bis zu den Öffnungen (21, 22) geführt. Die Lichtwellenleiter-Kabel (10, 11) besitzen an ihrer Außenseite eine lichtundurchlässige Isolierung. Eine Kupplung (12), die an dem lichtundurchlässigen Gehäusedeckel (8) befestigt ist, nimmt die Lichtwellenleiter- Kabel (10, 11) auf.

Der in Fig. 1 dargestellte Drehsignalgeber (1) ist über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Verbindungsleitung, die eben falls als Lichtwellenleiter-Kabel ausgeführt ist, mit dem in Fig. 2 dargestellten Gehäuse (16) verbunden. In dem Gehäuse (16) ist eine LED-Diode (13), ein Fotodetektor (14) und eine elektronische Auswerteeinheit (15) untergebracht. An dem Gehäu se (16), das aus lichtundurchlässigem Material hergestellt ist, ist eine Kupplung (17) befestigt, in die die Lichtwellenleiter- Kabel (10, 11) von der LED-Diode (13) bzw. dem Fotodetektor (14) geführt sind. Das von der LED-Diode (13) ausgesendete in frarote Licht wird über das Lichtwellenleiter-Kabel (10) zu dem Drehsignalgeber (1) geführt. Die Drehbewegung der Impulsscheibe (7) unterbricht den an der Öffnung (21) ausgesendeten Licht strahl. Die hierdurch erzeugten Signale werden von dem Licht wellenleiter-Kabel (11) vom Drehsignalgeber (1) bis zum Fotode tektor (14) im Gehäuse (16) übertragen. Der Fotodetektor (14) wandelt die optischen Signale in elektrische Signale um. Eine nachgeschaltete elektrische Auswerteeinheit (15) formt und verstärkt die elektrischen Signale. Mittels einer Zählvorrich tung kann somit beispielsweise die Drehzahl ermittelt werden.

Die separate Anordnung der LED-Diode (13) bzw. des Fotodetek tors (14) und die Verwendung von Lichtwellenleiter-Kabeln redu ziert die Störanfälligkeit des Drehsignalgebers (1) gegenüber elektrischen Feldern. Im Bereich des Drehsignalgebers (1) sind keine stromführenden Kabel und keine elektronischen Bauelemente angeordnet. Insbesondere durch Induktion eingetragene Störung können somit nicht auftreten. Das Gehäuse (16) kann an einem Ort positioniert werden, wo solche Störungen nicht auftreten. Da die Verbindungsleitung zwischen dem Drehsignalgeber (1) und dem Gehäuse (16) ebenfalls als Lichtwellenleiter-Kabel aus geführt ist, treten auch hier keine Störungen durch elektrische Felder auf. Auch Verfälschungen des Meßergebnisses infolge des elektrischen Widerstandes stromführender Kabel sind ausge schlossen.

Weiterhin ermöglicht die stromlose Lichtzuleitung bzw. Signal übertragung mittels Lichtwellenleiter-Kabel (10, 11) des Ein satz des Drehsignalgebers (1) im EX-Bereich. Da im Bereich des Drehsignalgebers (1) keine stromführenden Teile sind, kann auf aufwendige Schutzmaßnahmen verzichtet werden. Hierdurch er schließt sich dem erfindungsgemäßen Drehsignalgeber (1) ein breites Einsatzfeld insbesondere in der chemischen Industrie und im Bergbau.

Claims

1. Drehsignalgeber zum Erzeugen von Drehzahlen und/oder Drehwinkeln eines drehbaren Teiles entsprechenden Signalen, mit einem stationär anbringbaren Trägerteil, in welchem eine mit dem drehbaren Teil verbindbare Impulsscheibe gelagert ist, die mit Markierungen versehen ist und mittels einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger optisch erfaßbare und weiterverarbeitbare Signale erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (13) und der Lichtempfänger (14) räumlich von der Impulsscheibe (7) getrennt und über Lichtwellenleiter mit der Impulsscheibe (7) verbunden sind.

2. Drehsignalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß Lichtwellenleiter-Kabel (10, 11) für die Signalzulei tung bzw. Signalübertragung zwischen dem Drehsignalgeber (1) und der Lichtquelle (13) bzw. dem Lichtempfänger (14) vorgese hen sind.

3. Drehsignalgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß ein Halter (9) zur Befestigung der Lichtwellenleiter- Kabel (10, 11) vorgesehen ist, der auf dem Trägerteil (5) be festigt ist und der eine Aussparung (18) besitzt, in die die Impulsscheibe (7) hineinragt.

4. Drehsignalgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß in dem Halter (9) Bohrungen (19, 20) vorgesehen sind, durch die die Lichtwellenleiter-Kabel (10, 11) bis in den Be reich der Aussparung (18) geführt werden.

5. Drehsignalgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß im Bereich der Aussparung (18) vorgesehene Austritts öffnungen (21, 22) der Bohrungen (19, 20) in einer Achse lie gen.

6. Drehsignalgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Lichtwellenleiter-Kabel (10, 11) in eine Kupplung (12) führen, die an einem Gehäusedeckel (8) befestigt ist.

7. Drehsignalgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß der Gehäusedeckel (8) aus lichtundurchlässigem Material hergestellt ist.

8. Drehsignalgeber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß in dem separaten Gehäuse (16), das aus lichtundurch lässigem Material hergestellt ist, eine LED-Diode (13), ein Fotodetektor (14) und eine elektronische Auswerteeinheit (15) angeordnet sind.

9. Drehsignalgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß an dem separaten Gehäuse (16) eine Kupplung (17) be festigt ist, in die die Lichtwellenleiter-Kabel (10, 11) aus dem Innern des Gehäuses (16) eingeführt sind.

10. Drehsignalgeber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß eine Verbindungsleitung die Kupplung (12) am Drehsig nalgeber (1) und die Kupplung (17) am Gehäuse (16) verbindet.