DE3939868A1 - Drehzahlaufnehmer fuer buerstenlose motoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehzahlaufnehmer für bürsten­ lose Motoren.

Es ist bekannt bei bürstenlosen Motoren mit blockförmiger Kommutierung Tachogeneratoren zu verwenden die mehrphasige Trapezspannungen erzeugen, die nach phasenrichtiger elektro­ nischer Gleichrichtung zu einer der Drehzahl proportionalen Gleichspannung zusammengesetzt werden. Der Motor oder der Trapezspannungs-Tachogenerator trägt dazu einen sogenannten Rotorlagegeber, der nicht nur Signale für die elektronische Gleichrichtung der Trapezspannungen, sondern auch für die elektronische Kommutierung des bürstenlosen Motors liefert. Trapezspannungs-Tachogeneratoren erzeugen jedoch Tachospan­ nungen mit einem Oberwellenanteil, der sich nachteilig auf die Güte der zu regelnden Motordrehzahl auswirkt. Trapez­ spannungs-Tachogeneratoren sind darüber hinaus kostenauf­ wendig in der Herstellung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Drehzahlaufnehmer für bürstenlose Motoren anzugeben, der auf kostengünstige Weise eine einwandfreie Regelung und Kommutierung des bürsten­ losen Motors ermöglicht.

Die Aufgabe wird bei einem Drehzahlaufnehmer für bürstenlose Motoren dadurch gelöst, daß ein konventioneller, d. h. mecha­ nisch kommutierter Gleichspannungs-Tachogenerator und ein Rotorlagegeber als an den Motor anflanschbare Baueinheit ausgebildet sind und eine gemeinsame Welle haben, die an die Welle des Motors ankuppelbar ist wobei der Stator und/oder der Rotor des Rotorlagegebers in seiner Winkellage relativ zum Stator und/oder Rotor des Motors einstellbar sind/ist und die Signale des Rotorlagegebers nur dem Motor für eine elektronische Kommutierung zugeführt sind.

Durch die Verbindung des konventionellen Gleichspannungs- Tachogenerators mit dem Rotorlagegeber wird eine im Baukasten­ system verbundene Baueinheit geschaffen, die sowohl ein dreh­ zahlabhängiges Gleichspannungssignal mit geringem Oberwellen­ anteil als auch die für die elektronische Kommutierung des bürstenlosen Motors notwendigen Signale bereitstellt.

Durch die anflanschbare Befestigung der Baueinheit an dem Motor läßt sich die Regelanordnung für Montage und Wartungs­ zwecke schnell montieren und demontieren. Die Baueinheit ist durch einen Servoflansch mit dem Motor verbunden, wodurch die Sensoren des Rotorlagegebers relativ zu den Statorwicklungen des Motors verdreht werden können, damit die vom Rotorlage­ geber erzeugten Rotorlagesignale im richtigen Zeitpunkt ab­ gegeben werden. Die Funktion des Gleichspannungs-Tachogene­ rators wird hierbei nicht beeinflußt, da dieser ja mechanisch kommutiert ist.

Die Baueinheit aus Rotorlagegeber und Gleichspannungs-Tacho­ generator bildet eine kostengünstige konstruktive Einheit, die überdies den Aufwand für eine elektronische Kommutierung der Trapezspannungen von bürstenlosen Tachogeneratoren ent­ behrlich macht.

Vorzugsweise ist der Rotorlagegeber an der dem Motor zuge­ wandten Seite der Baueinheit angeordnet, wodurch auch die Anschlüsse, auf denen die Rotorlagesignale liegen, näher am Motor angeordnet sind und mit den Anschlüssen des Motors zu­ sammengefaßt werden können.

Der Gleichspannungs-Tachogenerator und der Rotorlagegeber können jeweils in einem zylinderförmigen Gehäuse angeord­ net sein, wobei die Gehäuse durch Flansche zueinander zentriert und miteinander verbindbar sind. Hierdurch kann auch die Baueinheit aus Rotorlagegeber und Gleichspannungs- Tachogenerator zerlegt werden, wenn eine Wartung von ledig­ lich einem der beiden Teile erforderlich ist. Weiterhin kann bei Ausfall eines Teils allein dieses ersetzt werden.

Die zylinderförmige Baueinheit ist vorzugsweise von einem topfförmigen Deckel abgeschlossen, der die Form eines ein­ seitig offenen Zylinders hat und der an seinem Außenumfang die Anschlüsse des Gleichspannungs-Tachogenerators durch­ läßt. Für den Gleichspannungs-Tachogenerator sind nur zwei Anschlüsse erforderlich, wodurch sich der Verkabelungsauf­ wand zwischen Motor und Regelelektronik erheblich verringert.

Die Rotoren des Rotorlagegebers und des Gleichspannungs- Tachogenerators sind vorzugsweise auf einer als Hohlwelle ausgebildeten gemeinsamen Welle drehfest gehalten.

Zum Beispiel können die Rotoren des Rotorlagegebers und Tachogenerators auf die Hohlwelle aufgepreßt sein.

Die Hohlwelle mit den Rotoren des Rotorlagegebers und des Gleichspannungs-Tachogenerators wird auf der Welle des Motors in vorteilhafter Weise über ein konisches Endstück gehalten, das auf das freie Ende der Motorwelle aufschraubbar ist.

Der Flansch zur Befestigung der Baueinheit an dem Motor ist vorzugsweise als zentrierender Servo-Flansch ausgebil­ det, der eine Befestigung der Baueinheit an dem Motor in beliebigen Winkellagen zuläßt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung hat das Gehäuse der Baueinheit in Umfangsrichtung verlaufende Lang­ löcher an denen der Stator des Rotorlagegebers mittels Schrauben festlegbar ist. In diesem Falle ist es nicht notwendig, daß die Baueinheit verdrehbar an den Motor an­ geflanscht wird. Der Stator des Rotorlagegebers kann hier relativ zum Stator des Motors verstellt werden, wenn man die Schrauben löst und den Stator verdreht wobei die Schrau­ ben in den Langlöchern geführt sind. Der Stator wird in der richtigen Position anschließend durch Festziehen der Schrau­ ben wieder festgelegt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise in der schema­ tischen Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht des Drehzahl­ aufnehmers und

Fig. 2 eine Aufsicht II aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Drehzahlaufnehmer 10, der einen Gleich­ spannungs-Tachogenerator 12 und einen Rotorlagegeber 14 auf­ weist. Die vollständige Einheit 10 ist über einen Flansch 18 an einen Motor anflanschbar. Das vom Motor abgewandte Ende der Einheit 10 ist durch einen topfförmigen Deckel 20 ver­ schlossen. Am Außenumfang des Deckels 20 sind die Anschlüsse 22, 24 des Gleichspannungs-Tachogenerators angeordnet. In der Baueinheit aus Gleichspannungs-Tachogenerator 12 und Rotor­ lagegeber 14 ist der Rotorlagegeber 14 an der dem Motor zuge­ wandten Seite angeordnet. Am Außenumfang des Rotorlagegebers 14 befindet sich der Anschlußstecker 26 für die Spannungs­ zuführung und die Signalausgänge des Rotorlagegebers. Die Statoren des Gleichspannungs-Tachogenerators 12 und des Rotor­ lagegebers 14 können über eine Zentrierung miteinander ver­ bunden oder auch in einem gemeinsamen Gehäuse 16 untergebracht sein.

Aus dem nicht dargestellten Motor ragt eine Welle 28 heraus, auf die die Baueinheit aufgeschoben wird. Die Welle 28 ist mit der Hohlwelle der Baueinheit durch ein konisches Endstück 34 drehfest verbunden. Das Endstück 34 des vom Motor abstehen­ den freien Endes der Welle 28 ist mittels einer Schraube 36 festgelegt.

Die Hohlwelle mit den Rotoren wird durch das konische End­ stück 34 mit axialem Schlitz dadurch befestigt, daß dieses Endstück 34 durch axialen Druck durch die Schraube 36 inner­ halb des Konus verschoben und dadurch in seinem Durchmesser eingeengt wird. Dadurch kommt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Welle 28 des Motors und der Hohlwelle zustande. Die in Fig. 2 gezeigte zusätzliche drehfeste Fixierung der Hohlwelle auf der Welle 28 des Motors durch eine Nut/Feder­ verbindung 32 ist möglich, jedoch nicht notwendig.

Das vom Motor abstehende axiale Ende der Welle 28 mit dem Endstück 34 wird durch den Deckel 20 abgedeckt, womit eine Verletzungsgefahr aufgrund frei zugänglicher rotierender Teile ausgeschlossen ist.

Der Flansch 18 erlaubt eine Anflanschung der Baueinheit 10 an den Motor in einer beliebigen Winkelstellung, so daß der richtige Zeitpunkt für die Abgabe der Rotorlagesignale durch den Rotorlagegeber 14 durch eine entsprechende Drehung des Gehäuses und anschließende Festlegung eingestellt werden kann.

Claims (10)

1. Drehzahlaufnehmer für bürstenlose Motoren, bei dem ein Gleichspannungs-Tachogenerator (12) und ein Rotorlagegeber (14) zu einer an den Motor anflanschbaren Baueinheit (10) mit gemeinsamer Welle (30) zusammenge­ faßt sind, die an eine Welle (28) des Motors ankuppelbar ist, wobei die Baueinheit (10) und/oder der Rotor des Rotorlagegebers (14) in seiner Winkellage relativ zum Stator des Motors einstellbar ist und die Signale des Rotorlagegebers (14) für die elektronische Kommutierung und die Spannung des Gleichspannungs-Tachogenerators für die Drehzahlregelung des Motors verwendet werden.

2. Drehzahlaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungs-Tachogenerator (12) und der Rotorlagegeber (14) in einem einzigen Gehäuse (16) angeordnet sind.

3. Drehzahlaufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorlagegeber (14) an der dem Motor zugewand­ ten Seite der Baueinheit (10) angeordnet ist.

4. Drehzahlaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungs-Tachogenerator und der Rotor­ lagegeber jeweils in einem zylinderförmigen Gehäuse an­ geordnet sind, und daß die Gehäuse durch Flansche mit­ einander verbindbar sind.

5. Drehzahlaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf das vom Motor wegweisende Ende des Gleichspannungs- Tachogenerators (12) ein Deckel (20) in Form eines ein­ seitig offenen Zylinders aufsetzbar ist, der an seinem Außenumfang die Anschlüsse (22, 24) des Gleichspannungs- Tachogenerators (12) trägt bzw. durchläßt.

6. Drehzahlaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Welle als Hohlwelle (30) ausgebildet ist, die die Rotoren des Rotorlagegebers (14) und des Gleichspannungs-Tachogenerators (12) trägt, und daß die Hohlwelle mit der Welle (28) des Motors über eine Nut/ Federverbindung (32) drehfest gekoppelt ist.

7. Drehzahlaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (30) auf der Welle (28) des Motors durch ein konisches Endstück (34) gehalten wird, das auf das freie Ende der Welle (28) aufschraubbar ist.

8. Drehzahlaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (18) zur Befestigung der Baueinheit (10) an dem Motor als Servo-Flansch ausgebildet ist.

9. Drehzahlaufnehmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch in Umfangsrichtung verlaufende Langlöcher aufweist, mit denen die Einheit mittels Schrauben am Motor anschraubbar ist.

10. Drehzahlaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator des Rotorlagegebers in seinem Gehäuse in einstellbarer Winkellage gehalten ist.