DE4239157A1 - Vorrichtung zur Erzeugung einer drehzahlproportionalen Impulsfolge an einem rotierenden Zahnrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dreh­ zahlproportionalen Impulsefolge an einem rotierenden Zahnrad gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei einer Vielzahl von Maschinen und Anlagen, insbesondere Rotati­ onsdruckmaschinen, ist es nötig, daß verschiedene Schaltvorgänge in Abhängigkeit der Drehzahl und/oder der Maschinenstellung (Dreh­ winkel) geschaltet werden. Als Beispiele aus dem Bereich der Rotationsdruckmaschinen sei hier das folgerichtige An- und Ab­ schalten der Druckwerkswalzen, das Freigeben bzw. Sperren des Bogenlaufes sowie das Überwachen des Bogenlaufes mittels Sensoren genannt. Derartige Maschinen sind demzufolge mit Drehzahl- bzw. Drehwinkelgebern ausgestattet. Diese Drehwinkel- bzw. Drehzahlgeber sind meist stirnseitig an einer sogenannten Eintourenwelle der Druckmaschine angeordnet und mit deren Steuerung verbunden.

Die am weitest verbreiteten Drehwinkelgeber weisen eine sogenannte Codierscheibe auf, welche durch ein oder mehrere elektrooptische Sensoren abgetastet wird und demzufolge in einer oder mehreren Spuren lichtdurchlässige/lichtundurchlässige bzw. reflektierende/nicht reflektierende Bereiche aufweist. Die Häufigkeit des Auftretens bestimmter Impulse ist somit ein direktes Maß für die Drehzahl. Die logische Verknüpfung der Abtastsignale von mehreren Spuren ergibt eine Möglichkeit die Winkelstellung der Codierscheibe und somit der Maschine in digitaler Form bereitzustellen. In einfachster Weise ist eine Drehwinkelinformation dadurch herleitbar, daß drehzahlproportionale Impulse in einem Inkrementalzähler gezählt werden, an dessen Ausgang sodann die Drehwinkelstellung entnehmbar ist.

Nachteilig bei den gemäß oben kurz umrissenen Wirkprinzip arbei­ tenden Drehzahl- bzw. Drehwinkelgebern ist, daß diese in der Regel stirnseitig an einer eintourig laufenden Welle der Maschine anzu­ bringen sind und bei einer erforderlichen hohen Auflösung sehr teuer sind. Häufig wird lediglich bei Service und Diagnosearbeiten von Maschinen, insbesondere Druckmaschinen, ein hoch aufgelöstes Signal eines Drehzahl- bzw. Drehwinkelgebers benötigt, um bei­ spielsweise Zahnradfehler oder ähnliche Störungsmöglichkeiten feststellen zu können. Bei derartigen Maschinen, welche von sich aus keinen Drehwinkelgeber aufweisen, muß demzufolge die Möglich­ keit gegeben sein, einen solchen nachträglich für eben solche Arbeiten anbringen zu können. Dies ist aber oftmals nicht der Fall.

Aus der EP 0 363 512 B1 ist es bekannt, die Drehzahl eines rotie­ renden Zahnrades mittels zweier gleichartiger, fest angebrachter und magnetisch vorgespannter Hallsensoren zu erfassen. Das Grund­ prinzip dieser bekannten Anordnung ist dabei, daß die magnetischen Feldlinien aufgrund der Rotation des Zahnrades zwischen dem Zahn­ radkörper und den Polflächen der Sensoren periodisch sich ändernde Luftspaltwege zu überwinden haben. Es ergibt sich somit eine periodische Änderung des magnetischen Widerstandes, der durch die Hallsensoren erfaßt wird. Wird einem derartigen Drehzahlgeber ein Inkrementalzähler nachgeordnet, so ergibt sich ein Drehwinkelgeber, der in einfacher Weise an einem an einer Maschine befindlichen Zahnrad aufgebaut werden kann.

Diese vorbekannte Anordnung sieht zwar mehr als eine dem Zahnrad gegenüber fest angeordnete und von den magnetischen Kraftlinien zu durchdringende Polfläche vor, deren Mittenabstand etwa der Hälfte der Zahnteilung entspricht, jedoch dient diese Maßnahme nebst der entsprechend vorgesehenen Beschaltung lediglich dazu, ein höheres Nutz-Stör-Signalverhältnis sowohl hinsichtlich innerer als auch äußerer Störungen zu erzielen. Der Nachteil dieser Anordnung ist somit, daß die Zahl der Drehzahlimpulse pro Umdrehung durch die Zahl der Zähne des Zahnrades begrenzt ist. Bei der Anwendung dieser Anordnung als ein Drehwinkelgeber nebst Inkrementalzähler ergibt sich somit ebenfalls eine Begrenzung der Drehwinkelauflösung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig zu erweitern, so daß an einem in einer Maschine vorhandenen Zahnrad ein Drehzahl- bzw. Drehwinkelgeber aufgebaut werden kann, welcher eine Drehzahlauf­ lösung aufweist, die größer ist als durch die Zahl der Zähne des Zahnrades bedingt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit einfachen Mitteln an einem an einer Maschine vorhandenen Zahnrad ein Drehzahl- bzw. Drehwinkelgeber appliziert werden kann, der bei einer hohen Meßge­ nauigkeit eine höhere Auflösung aufweist, als durch die Zahl der Zähne des Zahnrades gegeben ist.

Durch die vorgesehene Maßnahme, mehrere Polflächen zur Durch­ dringung der magnetischen Kraftlinie dem Zahnrad gegenüberzu­ stellen, wobei diese Flächen eine bestimmte, sich aus der Teilung des Zahnrades ergebende Winkelbeabstandung zueinander aufweisen, ergibt sich nicht nur eine höhere Auflösung bezüglich der Zähne­ zahl, sondern insbesondere erhält man wegen der Meßwertgewinnung an mehreren Stellen auch eine größere Unempfindlichkeit der Sensorik gegenüber Störgrößen. Eine spezielle, noch weiter unten genauer erläuterte Art der Auswertung der Einzelsignale trägt hierzu durch die Bildung eines "gleitenden Mittelwertes" ebenfalls bei. Wegen des vorgesehenen erfindungsgemäßen Wirkprinzips der Sensorik kann im Bereich der Zähne des Zahnrades befindlicher Schmierstoff auch bei ungleichmäßiger Verteilung die Messung nicht beeinflussen.

Gleiches gilt für Geometriefehler der Einzelzähne sowie die Ab­ stände der Polflächen gegenüber den Zahnkörpern.

Gemäß der Erfindung sind zwei grundsätzliche Ausführungsvarianten möglich, wobei gemeinsam ist, daß den Zähnen des Zahnrades eine bestimmte Zahl von Polflächen zur Durchdringung der magnetischen Feldlinien zugeordnet ist. Über den magnetischen Widerstand wird die Luftspaltmodulation (Zahnkörper/Zahnlücke) bei sich drehendem Zahnrad erfaßt.

Die Polflächen können den Zahnköpfen des Zahnrades entweder radial zugeordnet, d. h. mit einem Luftspalt gegenüber dem Kopfkreis des Zahnrades angeordnet sein. Ebenfalls können die Polflächen an einer Seitenflanke des Zahnrades selbst und dort im Bereich der Zahnkör­ per/Zahnlücken mit einem Luftspalt gegenüber den seitlichen Flanken der Zähne angeordnet sein (axiale Anordnung).

In einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, am Umfang des Zahnrades radial oder axial eine Anzahl einzelner Sensoren anzuordnen, die jeweils zum Kopfkreis des Zahnrades bzw. zu den stirnseitigen Seitenflanken der Zähne des Zahnrades einen Luftspalt kleinen Ausmaßes bilden und in einer vom Teilungswinkel des Zahnrades unterschiedlichen Winkelbeabstandung zueinander angeordnet sind. Bei den Sensoren kann es sich um gleichartige, magnetisch vorgespannte (Permanentmagnet) Hall-Sensoren handeln oder um sogenannte Magnetfeldplatten-Sensoren. Die Anforderung an die Sensorik ist hierbei jeweils, daß der Luftspalthub zwischen Kopf- und Fußkreis des Zahnrades (radiale Anordnung der Polflächen) eine derartig große Veränderung im Ausgangssignal des Sensors verursacht, daß eine unter dem Sensor vorbeilaufende Zahnflanke sicher erkennbar ist.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß lediglich ein Magnet-Sensor, insbesondere ein durch einen Permanentmagneten vorgespannter Hall-Sensor die magnetische Widerstandsänderung von mehreren, am Umfang des Zahnrades zugeordneten und von den magnetischen Kraftlinien durchfluteten Polflächen erfaßt. Erfin­ dungsgemäß ist hier vorgesehen, daß ein kammartiges, einzelne Zinken bzw. Stege aufweisendes und aus ferromagnetischem Werkstoff gefertigtes Joch vorgesehen ist, wobei die einzelnen Polflächen zur Durchflutung der magnetischen Feldlinien an den Enden der Zinken bzw. Stege angeformt sind. Für diese Polflächen gilt die gleiche Winkelbeabstandung wie bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit mehreren Einzelsensoren. Auch hier können die Polflächen den Köpfen der Zähne (radiale Anordnung) oder den Seitenflanken der Zähne des Zahnrades (axiale Anordnung) angeordnet sein.

Bei der Ausführungsvariante mit mehreren Einzelsensoren (Hall-Sen­ soren bzw. Feldplatten) ist es insbesondere und vorteilhafterweise möglich, die Sensorik auf einem Substrat beispielsweise in Dick­ schichttechnik aufzubringen und auf diesem Substrat zusätzlich noch Verstärkungs- und Aufbereitungselektronik vorzusehen.

Des weiteren erfolgt die Erläuterung von zwei grundsätzlichen Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 die Meßanordnung mit mehreren Sensoren an einem Zahnrad,

Fig. 2 und 3 den Winkelversatz der einzelnen Sensoren in Abhängigkeit der Teilung des Zahnrades,

Fig. 4a-4c Blockschaltbilder zur Auswertung der Signale der Sensoren gemäß Fig. 1,

Fig. 5 die Signalverknüpfung der Sensorsignale gemäß den Fig. 4a-4c in Form einer Tabelle,

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung der zweiten Ausführungsvariante der Erfindung und

Fig. 7 ein Blockschaltbild zur Auswertung des Sensorsignals gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6.

Fig. 1 zeigt einen Teil des Außenumfanges eines Zahnrades ZR mit den Zähnen Z sowie den dazwischen befindlichen Zahnlücken ZL. Entsprechend der Gesamtzahl der um den Außenumfang des Zahnrades ZR angeordneten Zähne Z sind diese somit um den Teilungswinkel TZ voneinander beabstandet. Gleiches gilt dementsprechend für die Zahnlücken ZL. Für den Teilungswinkel TZ gilt somit:

TZ = 360°/Gesamtzahl der Zähne
TZ = 2π/Gesamtzahl der Zähne.

Um den Außenumfang des Zahnrades Z (hier des Kopfkreises) sind in diesem Ausführungsbeispiel insgesamt 10 Sensoren S1 bis S10 derar­ tig angeordnet, daß diese jeweils zu den Köpfen der Zähne Z einen Luftspalt der Größe L einnehmen. Diese Sensoren von S1 bis S10 sind in einem Winkelversatz TS zueinander angeordnet, der sich bei einer allgemeinen Zahl von N Sensoren S1 bis SN wie folgt ergibt:

TS = (N-1) N · TZ.

Bei insgesamt 10 vorgesehenen Sensoren S1 bis S10 gemäß dem Aus­ führungsbeispiel von Fig. 1 sind die Sensoren S1 bis S10 somit jeweils um einen Winkelversatz TS = (9/10) · TZ voneinander beab­ standet. In Fig. 2 ist die Beabstandung der Sensoren S1 bis S10 noch einmal in vereinfachter linearer Darstellung wiedergegeben.

In Fig. 3 ist wiedergegeben, daß die gesamte Ausdehnung der Sen­ soren S1 bis S10 in ihrer Beabstandung noch kompakter zusammenge­ faßt werden kann. In dieser Figur ist dargestellt, daß der Abstand zwischen dem Sensor S1 und dem Sensor S6 nicht das 5-fache des gemäß obiger Formel vorgesehenen Winkelversatzes TS betragen muß, sondern dieser Winkelversatz TS kann auch um ein ganzzahliges Vielfaches des Teilungswinkels TZ verringert werden (modulo TZ). Dadurch ergibt sich eine kompakte Anordnung dahingehend, so daß der Sensor S6 zwischen den Sensoren S1 und S2, der Sensor S7 zwischen den Sensoren S2 und S3 usw. angeordnet werden kann. Die gesamte Meßanordnung umfaßt somit nur etwas mehr als die Hälfte der Aus­ dehnung wie in Fig. 2 dargestellt. Bei einer derartig kompakten Zusammenfassung der Sensoren S1, S2, . . . ist insbesondere eine Anordnung mit einem Substrat möglich.

Bei den Sensoren S1 bis S10 in diesem Ausführungsbeispiel (Fig. 1) handelt es sich beispielsweise um mittels eines Permanentmagneten fest vorgespannte Hall-Sensoren bzw. um sogenannte Magnetfeld­ platten-Sensoren. Die erfindungsgemäß vorgesehenen mehreren Pol­ flächen entsprechen somit beispielsweise in ihrer Größe den von den magnetischen Feldlinien durchflossenen Feldplatten in den Sensoren S1 bis S10 bzw. den Ein-/Austrittsflächen der Feldlinien an den Sensoren.

Ein in dieser Ausgestaltung der Erfindung zur Verwendung kommender Hall-Sensor umfaßt beispielsweise nicht nur einen Permanentmagneten zur Erzeugung eines Magnetfeldes, dessen Feldlinien teilweise das Zahnrad durchdringen, sondern ist auch ferner mit einer hier nicht näher dargestellten Versorgungs- und Auswertelektronik verbunden, welche insbesondere dazu dient, die an dem Hall-Plättchen abgreif­ bare Hall-Spannung zu verstärken und aufzubereiten (vorgegebener Spannungshub).

Entsprechend ihrem Aufbau bzw. dem Wirkprinzip der Sensoren S1 bis S10 liefert jeder dieser Sensoren bei der Drehung des Zahnrades ZR (Fig. 1) ein durch die Form der Zähne Z sowie die Zahnlücken ZL einerseits und durch die entsprechende Sensor-Kennlinie anderer­ seits bestimmtes Ausgangssignal. Der in Fig. 1 dargestellte Luft­ spalt L ändert sich somit für jeden der Sensoren S1 bis S10 zwi­ schen einem minimalen und einem maximalen Wert, wenn das Zahnrad ZR in der Drehrichtung des Pfeiles bewegt wird.

Zur Erläuterung des Wirkprinzips in dieser Ausführungsvariante der Erfindung kann angenommen werden, daß die Sensoren S1 bis S10 infolge der Drehung des Zahnrades ZR sinus- oder trapezförmige Ausgangssignale liefern. Wegen des erfindungsgemäß vorgesehenen Winkelversatzes der einzelnen Sensoren S1 bis S10 zueinander erfaßt jeder dieser Sensoren die Zähne Z an einer anderen Stelle. Ist das Zahnrad ZR, beispielsweise wie in Fig. 2 widergegeben, derartig positioniert, daß das Zentrum von S1 genau an einer Zahnflanke liegt, so liegt das Zentrum von Sensor S6 ebenfalls an einer Zahnflanke, die Zentren der Sensoren S2 bis S5 jeweils an ver­ schiedenen Stellen des Kopfes eines Zahnes Z und die Sensoren S7 bis S10 tasten jeweils eine Zahnlücke ZL an verschiedenen Stellen. Das in Drehung befindliche Zahnrad ZR liefert somit insgesamt 10 zueinander phasenversetzte Einzelsignale der Sensoren S1 bis S10, wobei sich der Phasenversatz dieser Ausgangssignale aus der oben genannten Formel für den Winkelversatz TS ergibt.

Die Fig. 4a), b), c) zeigen schematisch drei Möglichkeiten zur Signalauswertung der Sensoren S1 bis S10 gemäß Fig. 1. Mit A1 bis A10 sind die Ausgangssignale der Sensoren S1 bis S10 gekennzeich­ net, die einer Signalverknüpfung SV eingangsseitig zugeleitet werden. Die Signalverknüpfung SV führt im wesentlichen eine lo­ gische Verknüpfung der steigenden bzw. fallenden Flanken der Ausgangssignale A1 bis A10 durch. In Fig. 5 ist in Form einer Tabelle diese Verknüpfung der Ausgangssignale A1 bis A10 wiederge­ geben. Diese Tabelle zeigt, wie aus den Ausgangssignalen A1-A10 die Signale E1-E10 für die Weiterverarbeitung gemäß den Varianten in den Fig. 4a) b), c) gebildet werden. Die Lesart dieser "Formeln" soll dabei nicht streng mathematisch sondern symbolisch sein. Demgemäß soll das Signal E1 an dem Ausgang eines (nicht darge­ stellten) Komparators zu entnehmen sein, wobei eingangsseitig an diesem Komparator zum einen die Summe der Signale A9, A10, A1, A2 und A3 anliegt und am anderen Eingang die Summe der Signale A2, A7, A6, A5, A4 angelegt wird. Entsprechend dieser Lesart werden die Signale E2-E10 gebildet. Die Signalverknüpfung SV besteht demzu­ folge aus einer Anzahl von Addierern und Komparatoren.

Ein wesentlicher Vorteil der hier beschriebenen Art der Auswertung der analogen Ausgangssignale A1, . . ., A10 ist, daß durch die Bildung eines "gleitenden Mittelwertes" kleinere Geometriefehler der Einzelzähne ausgeglichen sowie eine Unempfindlichkeit der Sensorik bezüglich kleinen Abstandsschwankungen gegenüber dem Zahnrad ZR erzielt wird.

An den 10 Ausgangspins der Signalverknüpfung SV, welche die Opera­ tionen gemäß der Tabelle in Fig. 5 durchführt, stehen somit die in Fig. 4a), b), c) wiedergegebenen Signalverläufe E1,. . .,E10 zur Verfügung. Aus diesen 10 Signalverläufen E1,. . .,E10 kann nun gemäß den Fig. 4a), b), c) auf beispielsweise drei verschiedene Arten ein Ausgangssignal entnommen werden, welches pro Teilungswinkel TZ des Zahnrades ZR 10 Rechteckimpulse liefert, deren Tastverhältnis 1/1 ist.

Gemäß der Variante von Fig. 4a) werden die Signale E1-E10 der Signalverknüpfung SV wie ein 10-Bit-Wort einem elektronischen Baustein PP zur Paritätsprüfung zugeleitet, der je nach der Anzahl von High-Potentialen (gerade/ungerade) seinen Ausgang von Low auf High und umgekehrt setzt. An der mit x gekennzeichneten Stelle stehen somit die Rechteckimpulse mit 10-facher Frequenz bezogen auf die Zahnteilungsfrequenz zur Verfügung. Aus diesen Rechteckimpulsen können mittels zweier parallel geschalteter Monoflops MF (eines durch die steigende, das andere durch die fallende Fläche ge­ triggert) sowie eines Oder-Gliedes OG insgesamt 20 Einzelimpulse pro Teilung erzeugt werden.

Die zweite Ausgestaltungsmöglichkeit zur Erzeugung der Rechteck­ impulse zeigt die Fig. 4b). Hier werden die Signale E1, E6, E2 und E7, E3 und E8, E4 und E9 sowie E5 und E10 eingangsseitig jeweils an ein EXOR-Glied EOG gelegt und diese insgesamt 5 Zwischenausgangs­ signale wiederum an ein Oder-Glied OG.

Die aus diskreten Lokigbausteinen aufgebaute Schaltung gemäß Fig. 4b) kann auch durch einen entsprechend ausgebildeten (program­ mierten) PAL (progammable array logic) bzw. einen Speicherbaustein mit 10 Adreßeingängen und einem Datenausgang ersetzt werden (Fig. 4c).

Anstelle der Auswertung der Ausgangssignale A1-A10 der Sensoren S1-S10 mittels der Signalverknüpfung SV (Fig. 5) sowie einer dieser nachgeordneten Schaltungen gemäß den Fig. 4a), b), c) ist es auch möglich, die Signale der Sensoren S1-S10 mittels Schwellwert­ schaltern in digitale Signale umzuwandeln (bei Magnetfeldplatten- Sensoren ist dies mit entsprechend vorgebbarer Schaltschwelle in der Regel bereits der Fall) und aus diesen Signalen (A1-A10) direkt über eine logische Schaltung (z. B. ebenfalls ein PAL) die Rechteckimpulse wie an den Ausgängen in den Schaltungen der Fig. 4a), b), c) zu erhalten.

Die Rechteckimpulsfolge gemäß den Fig. 4a), b), c) kann nun einem Inkrementalzähler zugeführt und in Verbindung mit einem weiteren (0)-Signal (zusätzlicher Geber) zu einem digitalen Winkelwert verarbeitet werden. Die Auflösung eines derartig nach der Erfindung aufgebauten Drehwinkelgebers ist somit ebenfalls um ein 10- bzw. 20-faches höher als durch die Zahl der Zähne bedingt.

Fig. 6 zeigt die zweite grundsätzliche Ausgestaltungsvariante gemäß der Erfindung. Mittels eines Permanentmagneten PM wird durch dessen Feldlinien ein Teil des Außenumfangs des Zahnrades ZR magnetisch erregt. Der Permanentmagnet PM ist über eine Hall-Sonde HS bzw. Feldplatte mit einem kammartigen, einzelne Zinken bzw. Stege auf­ welsenden Joch JS verbunden, wobei die Zinken bzw. Stege an ihren Enden angeformte Polflächen PF aufweisen. In diesem Ausführungs­ beispiel sind insgesamt 5 Polflächen PF vorgesehen, die an insgesamt 5 Stegen des Joches RS angebracht sind. Die von einem Pol (der zum Zahnrad ZR axial oder radial hingewandt ist) des Permanentma­ gneten PM ausgehenden magnetischen Feldlinien durchdringen nun den Körper des Zahnrades ZR in mehr oder weniger großer Länge. Je nach Austrittsort der magnetischen Feldlinien legen diese in Luft eine mehr oder weniger große Strecke zurück, um dann von den Polflächen PF wieder in das Joch RS aus ferromagnetischem Werkstoff einzu­ dringen und zum Permanentmagneten PM zugeleitet zu werden. Sämt­ liche die Polflächen PF durchdringenden magnetischen Feldlinien durchdringen somit auch die Hall-Sonde HS bzw. die Feldplatte. Da auch hier die einzelnen Polflächen PF in der Winkelbeabstandung TS gemäß der weiter oben angegebenen Formel zueinander angeordnet sind, ergibt sich in Abhängigkeit der verschiedenen Längen der einzelnen magnetischen Feldlinien im Körper des Zahnrades ZR sowie im Körper des Joches RS ein welliges Ausgangssignal der Hall-Sonde HS. Es sei hier nur kurz angemerkt, daß die einzelnen Luftspalte L zwischen den Polflächen PF des Joches RS und den Zähnen Z zum Ausgleich unterschiedlich langer magnetischer Wege verschieden gestaltet sein können. Auch können die Polflächen PF selbst ver­ schieden geformt sein (Polschuhe).

Das Ausgangssignal der Hall-Sonde HS kann nun in einer Schaltung, wie in Fig. 7 wiedergegeben, ausgewertet werden. Zunächst wird das aufgrund der Zahnraddrehung wellige Ausgangssignal der Hall-Sonde HS durch eine AC-Kopplung AC-K und einen gegebenenfalls vorgese­ henen Verstärker (evtl. Hochpaßeigenschaften) von einem Gleich­ spannungsanteil befreit. Dieses gleichspannungsfreie Wechselsignal wird nun einmal indirekt über eine Invertierung I und andererseits direkt einem Komperator K eingangsseitig zur Nulldurchgangserken­ nung zugeführt. Am Ausgang dieses Komperators K steht somit ein Rechtecksignal mit einer höheren Zahl von Nulldurchgängen zur Verfügung als durch die Zahl der Zähne des Zahnrades ZR pro Um­ drehung bedingt. Auch dieses Signal kann wiederum einem Inkremen­ talzähler zur Bildung eines Drehwinkelgebers zugeführt werden.

Bezugszeichenliste

ZR Zahnrad
Z Zahn
ZL Zahnlücke
TZ Teilungswinkel
S1, . . ., SN Sensor
L Luftspalt
TS Winkelversatz der Sensoren
SV Signalverknüpfung
A1, . . ., AN Ausgangssignal der Sensoren S1, . . ., SN
E1, . . ., EN Ausgangssignale der Signalverknüpfung SV
PP Paritätsprüfer
OG Oder-Glied
EOG EXOR-Glied
PAL programmable array logic
MF Monoflop
PM Permanentmagnet
PF Polfläche
HS Hall-Sonde
RS Joch
AC-K Wechselspannungskopplung
I Invertierung
K Komparator

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer drehzahlproportionalen Im­ pulsfolge an einem rotierenden Zahnrad, mit wenigstens einer ein Magnetfeld erzeugenden Einrichtung, deren Feldlinien das Zahnrad teilweise durchdringen, mehr als einer im Bereich des Umfangs des Zahnrades fest angeordneter und jeweils einen Luftspalt zu den Zähnen des Zahnrades bildenden Polflächen, die von den Feldlinien durchflossen werden und wenigstens einer den magnetischen Fluß durch diese Polflächen messenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß bei insgesamt N vorgesehenen Polflächen (PF) und einem auf die Achse des Zahnrades (ZR) bezogenen Teilungswinkel (TZ) der Zähne (Z) die Polflächen (PF) einen um den Umfang des Zahnra­ des (ZR) verteilten Winkelversatz (TS) aufweisen, wobei
TS = N-1) N · TZ ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt N Sensoren (S1 bis SN) am Umfang des Zahnrades (ZR) verteilt angeordnet sind, deren dem Zahnrad (ZR) zuge­ wandte Enden jeweils die Polflächen (PF) bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Sensoren (S1 bis SN) eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die analogen Ausgangssignale (A1 bis AN) der Sensoren (S1 bis SN) einer Signalverknüpfung (SV) zugeführt werden, welche eine Anzahl von Addierern und Komparatoren zur gruppenweisen Verknüpfung der Ausgangssignale (A1 bis AN) aufweist und an den Ausgängen der Signalverknüpfung (SV) eine der Zahl N der Sensoren (S1 bis SN) entsprechende Zahl von Signalen (E1 bis EN) in digitaler Form abgreifbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus den digitalisierten Signalen (A1 bis AN) bzw. den Ausgangssignalen (E1 bis EN) der Signalverknüpfung (SV) mittels einer logischen Verknüpfungsschaltung (PP; OG: EOG: PAL; MF) eine drehzahlproportionale Signalfolge erzeugbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgesehenen N Polflächen (PF) an den Enden von Zinken bzw. stegförmigen Ansätzen eines insgesamt kammförmigen, aus ferromagnetischem Werkstoff gefertigten Joches (RS) angebracht sind und daß zwischen der Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes (PM) und dem Joch (RS) zur Erfassung des mag­ netischen Flusses eine Hall-Sonde (HS) oder eine Feldplatte vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen (PF) am Außenumfang (Kopfkreis) des Zahn­ rades (ZR) radial den Zähnen (Z) gegenüberliegend angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen (PF) an einer Seitenflanke des Zahnrades (ZR) im Bereich der Zähne (Z) angeordnet sind.