DK166973B1 - Tachogenerator til anbringelse paa en drivaksel - Google Patents

Description

i DK 166973 B1

Opfindelsen vedrører en tachogenerator i kort byggeform med en hul akseltap, hvis hulhed optager den roterende drivaksel, samt et klemelement til fiksering derpå, hvilken tachogenerators stator til sikring mod 5 drejning er forbundet med en faststående maskindel.

Det er kendt at anbringe drejningsgivere på roterende aksler, så deres rotationsbevægelse frembringer et elektrisk signal, som repræsenterer størrelsen og retningen af omdrejningshastigheden. Som drejningsgiver 10 kan, alt efter behov og anvendelse, benyttes generatorer, som leverer analoge signaler på udgangssiden (jævneller vekselspænding) eller inkrementalgivere, som frembringer digitale informationer.

Drevene, f.eks. motorer, har afhængigt af de mo-15 menter, de skal overføre, forskellige akseldiametre. Ligeledes består der ved de i handelen værende generatorer ingen standardisering med hensyn til drivakslens diameter, hvilket gælder såvel for generatorer med massiv akseltap som ved generatorer med hul akseltap. Af disse 20 grunde er fastgørelsen af tachogeneratorer til drivakslen vanskelig, dels som følge af de forskellige diametre af drivakslen og akseltilslutningen på tachogenerato-rerne, dels som følge af at det er nødvendigt at udligne forskydninger, excentricitet og ubalance mellem aksler-25 ne, f.eks. mellem drivakslen og tachogeneratorens hulaksel-tilslutning.

Af disse grunde anvendes dels stive, dels elastiske mellemkoblinger, som indbygges mellem drivakslen og tachogeneratoren, hvorved der dog fås en uønsket for-30 længelse af drivakslen og dermed af motorens samlede byggelængde. Bortset fra at den hertil krævede plads ofte ikke er til stede, medfører montage og demontage af tachogeneratoren ved begrænset indbygningsdybde problemer, og er således meget besværlig og tidsrøvende. I 35 øvrigt kræver indbygningen af en sådan mellemkobling 2 DK 166973 B1 stor omhyggelighed, da der ellers især ved ikke fagmæssig montage forekommer en høj grad af fejlhyppighed.

Som følge af det store slør ved vending af omdrejningsretningen har en elastisk mellemkobling kun et 5 begrænset anvendelsesområde og er uegnet til brug i drift, hvor der sker en vending af omdrejningsretningen, som f.eks. ved drift af trykkerimaskiner. Især ved digitale givere er ethvert slør, som følge af vending af omdrejningsretningen, uønsket og giver fejl i målingen.

10 Anvendelsen af sådanne mellemkoblinger er over flødig ved tachogeneratorer, der allerede har en hulaksel-tilslutning i form af en på rotoren yderligere fastgjort klemring til direkte fastgørelse af tachogene-ratoren på drivakslen. Det er dog en ulempe herved, at 15 klemringen rager ud over tachogeneratorens hus og dermed forøger dennes byggelængde unødvendigt, og at tachogene-ratoren ved antrækning af den gennem klemringen gående klemskrue fastspændes i hvert fald lidt excentrisk på drivakslen. Denne lille excentriske placering forårsa-20 ger, at den på rotoren fastgjorte kodeskive ikke løber nøjagtigt, den giver såkaldte "højdeslag'', hvilket kan føre til fejlbehæftede målinger ved en fininddelt skala med flere tusinde skalainddelinger. Da skalainddelingerne er udført som cirkelsektorer, ændrer den af læse-25 optikken målte bredde af en skalainddeling sig som følge af "højdeslagene" under den excentriske rotation af kodeskiven, således at der derigennem dels måles for mange, dels for få skridt.

Opfindelsens opgave består derfor i på enkel måde 30 at tilvejebringe en koblingsløs fastgørelse af en tacho-generator på en drivaksel under overholdelse af en lille indbygningslængde, hvilken fastgørelse skal være konstruktiv enkel og tillade en hurtig montage, henholdsvis demontage af tachogeneratoren.

35 Denne opgave løses ifølge opfindelsen med en ta- chogenerator, som er ejendommelig ved, at hulaksel- DK 166973 B1 3 tilslutning er en del af tachogeneratorens rotor og er anbragt drejefast på drivakslen, at statoren via lejer på rotoren, som bærer en kodeskive, er lejret frit drejeligt, og at rotorens bageste endeflade af klemelemen-5 tet holdes plant mod et bryst på den roterende drivaksel.

Ved at placere hulaksel-tilslutningen i tachogeneratorens boring, og ved dennes direkte lejring på drivakslen fås et driftssikkert og vedligeholdelsesfrit ar-10 rangement, i hvilket ethvert spillerum ved vending af omdrejningsretningen er udelukket, og som giver en særdeles kort byggelængde af drevet. Anvendelsen af en hur-tigspændeindretning ifølge opfindelsen medfører ikke blot fremstillingsmæssige, men også tidsmæssige fordele 15 ved montagen i forhold til kendte indretninger, og den centrerede aksiale fastklemning af tachogeneratoren til drivakslen garanterer en fuldstændig koncentricitet, hvorved der sikres en nøjagtig inkrementalmåling.

Yderligere udformninger af tachogeneratoren 20 ifølge opfindelsen fremgår af de i underkravene angivne ejendommelige træk.

Med de i krav 2 og 3 angivne udførelsesformer opnås fordele, som ud over en billig fremstilling især består i, at montagen, henholdsvis demontagen af tachoge-25 neratoren som følge af den enkle konstruktion kan foretages ved hjælp af et enkelt værktøj, f.eks. en indstikningsnøgle eller en nøgle for en indvendig sekskant, hvorved ingen byggedel glemmes eller kan gå tabt.

En yderligere udførelsesform af tachogeneratoren 30 ifølge opfindelsen gør det muligt, at tachogeneratoren på fordelagtig måde, selv efter mange års drift let kan demonteres fra drivakslen på kort tid uden specialværktøj , som f.eks. en aftrækker, da der ikke skal overholdes nogen kompliceret arbejdsgang med hensyn til art og 35 rækkefølge, men hvor der kun forekommer en enkelt ar-bejsgang, nemlig løsning af sikringsskruen.

4 DK 166973 B1

Opfindelsen vil nu blive forklaret nærmere ved hjælp af nogle eksempler på udførelsesformer og med henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et delsnit af en tachogenerator fast- 5 gjort til en drivaksel ved hjælp af en hurtigspænde- indretning, fig. 2 en elastisk drejningssikring for tachoge-neratoren ifølge opfindelsen, fig. 3 arrangement af en tachogenerator ifølge 10 opfindelsen på en gennemgående aksel, og fig. 4 en yderligere elastisk drejningssikring for tachogeneratoren.

En fra en drivmotor 1 udragende drivaksel 2 har en cylindrisk, aftrappet akselende 3, i hvilken der 15 i centrum er et indvendigt gevind 4, der ved akslen l's ende har en stor reces 5. På akselenden 3 er der anbragt en tachogenerator 7 ved hjælp af en hul-aksel-tilslutning 6.

Hulaksel-tilslutningen 6, der fortrinsvis er ud-20 ført med glidepasning, er en del af en aftrappet boring 8, der strækker sig gennem en som drejende del udformet rotor 9. Rotoren 9 er ved hjælp af glidepasningen påsat den aftrappede akselende 6 liggende an med den bageste endeflade 36 mod brystet 10 på akslen. På den 25 mod drivmotoren 2 vendende side har rotoren 9 et sæde 11 med mindre diameter for lejer, på hvilket der er placeret kuglelejer 12. Et af kuglelejerne 12 ligger på den mod motoren vendende side an mod en i sædet 11 for lejerne foran brystet 10 indsat sikringsring 13.

30 På kuglelejerne 12 er placeret en stator 14, der tjener som holder for en fotoelektronisk aftasteen-hed, der består af en sender 15 og en modtager 16, mellem hvilke der løber en på rotoren 9 ved hjælp af en fastgørelsesring 18 fikseret kodeskive 19.

35 Forbindelsen mellem statoren 14 og rotoren 9 sker over en lejefastgørelsesring 20, der på sin mod 5 DK 166973 ΒΊ kodeskiven 19 vendende side er fastgjort til statoren 14 og derved overlapper siden af en af de to kuglelejer 12. I statoren 14 er indsat en arreteringsstift 21, der rager ind i en på drivmotoren 2's hus 22 place-5 ret boring 23, og derved sikrer statoren 14 med den dertil fastgjorte fotoelektriske aftasteindretning mod drejning i omkredsretningen. Der anvendes fortrinsvis en passtift, som arreteringsstift 21, og boringen 23 er til udligning af tolerancer forsynet med en elastisk fo-10 ring, fortrinsvis i form af en gummimuffe 24. Det kan også være formålstjenligt at udføre boringen 23 som et radialt aflangt hul.

På statoren 14 er desuden fastgjort et generatorhus 25, der omgiver alle generatorkomponenter, og 15 som i centrum har en skrueåbning 26. I skrueåbningen 26 kan der indsættes et dæksel 27, fortrinsvis af gummi eller plast med henblik på at forhindre indtrængen af støv og urenheder, hvilket dæksel af en på generatorhuset 25 hængslet elastisk dækselholder 28, der f.eks.

20 har form af en fjedersko, er sikret mod at falde ud.

I tachogeneratoren 7’s centrum er placeret en todelt hurtigspændeindretning 17, der består af en fjederskive 29, hvis fjederkraft er rettet mod drivakslen l's ende, og en gennem denne gående hurtigspændeskrue 25 30. Som hurtigspændeskrue 30 anvendes formålstjenligt en i handelen forekommende skrue, som indføres gennem skrueåbningen 26 i generatorhuset 25 og optages i et indvendigt gevind i drivakslen 1, hvilket gevind som regel altid er til stede og ikke skal fremstilles spe-30 cielt. På spændeskruen 30 er der arrangeret i rækkefølge set fra skruehovedet en fjederskive 29, en afstandsbøsning 30 og en sikringsring 32. Fjederskiven 29 er udformet som en koncentrisk, spredelig fjederskive og er fortrinsvis fastgjort formbundet i en reces i 35 den aftrappede boring 8 i rotoren 9, f.eks. ved punktvis ombertling af boringsrecessen på fjederskiven 6 DK 166973 B1 29, eller ved hjælp af punktsvejsning, nitning eller lignende. Afstandsbøsningen 31 har en længde, der er nøje afpasset til de pågældende forhold, dvs. længden af den aftrappede akselende 3 på drivakslen 1 og tacho-5 generatorens byggebredde og boring 8, og har desuden en boring 33, hvis indvendige diameter er en smule mindre end den udvendige diameter af den efterfølgende sikringsring 32. Som sikringsring 32 kan anvendes en i handelen tilgængelig O-ring eller i stedet for denne 10 fortrinsvis en stålring.

Hurtigspændeindretningen 17 bliver formålstjenligt sammensat hos fabrikanten ifølge oplysninger fra kunden med tachogeneratoren 7 til en byggeenhed, der kun kan løsgøres ved hjælp af værktøj . I dette tilfælde 15 forhindrer sikringsringen 32 i forbindelse med den formbundne fastgørelse af fjederskiven 29 i rotoren 9 en adskillelse af hurtigspændeindretningen 17 fra tachogeneratoren 7. Det er naturligvis lige så vel muligt, at brugeren selv fastgør fjederskiven 29 i ro-20 toren 9, stikker hurtigspændeskruen 30 igennem, og på denne sætter den til skruen nøjagtigt afpasset afstandsbøsning 31 og til sidst indsætter sikringsringen 32 i spændeskruen 30's gevinddel.

Før den egentlige montage af tachogeneratoren 7 25 svinges dækselholderen 28 til side og dækslet 27 fjernes fra skrueåbningen 26. Tachogeneratoren 7 sættes nu på den cylindrisk aftrappede akselende 3 af drivakslen 1, således at arreteringsstiften 21 ligger over for boringen 23 i motorhuset 22. Derefter spæn-30 des hurtigspændeskruen 30 successivt ved hjælp af en sædvanlig skruenøgle, hvorved rotoren 9 glider med sin hulaksel-tilslutning 6 ind på den cylindrisk aftrappede akselende 3, indtil den ligger an med den bageste endeflade 36 mod brystet 10 og arreteringsstiften 35 21 går ind i boringen 23.

Når hurtigspændeskruen er i den tilstand, hvor den er helt trukket an, bringes sikringsringen til at DK 166973 B1 7 ligge i området ved recessen 5 af det indvendige gevind 4 i drivakslen 1, og det sikres derved, at drevet af rotoren 9 ikke blot er friktionsbundet, men også via fastgørelsen af fjederskiven 29 i rotoren 5 formbundet. En overdrejen af fjederskiven 29 som følge af for stort antrækningsmoment af hurtigspændeskruen 30 er praktisk talt umulig, da afstandsbøsningen 31 har en sådan længde, at fjederskiven 29 ikke kan deformeres plastisk, hvorved det til opretholdelsen af det til 10 friktionspændingen nødvendige fjedertryk i retning mod drivakslen til stadighed kan opretholdes, uafhængigt af hurtigspændeskruen 301 s antrækningsmoment.

Demontagen af tachogeneratoren 7 sker ved at udføre den angivne arbejdsgang i modsat rækkefølge ved 15 simpel løsning af hurtigspændeskruen 30. Så snart sikringsringen 32 efter nogle omdrejninger af hurtigspændeskruen 30 støder mod afstandsbøsningen 31, virker den som aftrækker for tachogeneratoren 7 fra drivakslen 1. Ved yderligere udskruning af hurtigspændeskruen 20 30 trykker afstandsbøsningen 31 mod den i rotoren 9 formbundet fastgjorte fjederskive 30 og bevirker derved en løsning og aftrækken af tachogeneratoren 7 fra den cylindriske, aftrappede akselende 3.

Da der såvel ved montagen som ved demontagen kun 25 kræves en enkelt arbejdsgang, der som følge af sin simpelhed udelukker, at der kan optræde fejl, kan disse arbejder udføres, i det mindste under tilsyn, af ufaglært personale. Som følge af den nøjagtigt passende koncentriske placering af tachogeneratoren 7 og dennes nøj-30 agtigt centrerede fastklemning til drivakslen 1 optræder der så godt som ingen fejl som følge af excentricitet. Er der alligevel en lille afvigelse, hvadenten det er i aksial- eller radialretningen, så kan dette optages og kompenseres ved hjælp af gummimuffen 24 i bo-35 ringen 23 i motorhuset 22. Muligheden for at fastklemme tachogeneratoren 7 til drivakslen 1 med et stort antrækningsmoment i forbindelse med udformningen 8 DK 166973 B1 af arreteringsstiften 21 som passtift med tilhørende pasboring 23 i motorhuset 22, holder spillerummet ved vending af omdrejningsretningen inden for så snævre grænser, at det ikke på påviselig måde har indflydelse 5 på den inkrementale vej måling, selv ikke med en fininddelt impulsskive.

Som det fremgår af fig. 2, kan statoren 14's drejningssikring også ske med en anderledes udformet fjedrende forbindelse, hvor de på statoren 14 fast-10 gjorte arreteringsstifter 21 rammer trykfjederelementer 34 fastgjort på motorhuset 22. Trykfjederelementerne 34 har alle samme fjederarbejdslinie. Deres fjederkraft virker i retning af de respektive anliggende arreteringsstifter 21, og det ene trykfjederelement 34 15 ligger an mod sin tilhørende arreteringsstift 21 i drivakslen 2's omdrejningsretning, og det andet trykfjederelement ligger an mod sin tilhørende arreteringsstift 21 i retningen mod drivakslens omdrejningsretning. Det er en fordel, når de to trykfjederelemen-20 ter 34 står under lille forspænding, når akslen står stille.

Fig. 3 viser placeringen af en tachogenerator 7 ifølge opfindelsen på en gennemgående aksel. Drivmotoren 1' s drivaksel 2 er aftrappet i forhold til den 25 gennemgående aksel 35 og danner dermed brystet 10.

Mod dette bryst ligger den bageste endeflade 36 af rotoren 9 an. Rotoren 9's hulaksel-tilslutning 6 er i modsætning til den i fig. 1 viste udførelsesform udført som en gennemgående cylindrisk boring og er skub-30 bet ind over hulakslen 35 med glidepasning. Udformningen af rotoren 9 svarer i hovedsagen til den i det første eksempel beskrevne. På rotoren er kodeskiven 19 anbragt på samme måde med en fastgørelses ring 18. Statoren 14 har praktisk talt samme udformning som i det 35 ovenfor beskrevne udførelseseksempel og er lejret på rotoren 9 via de to kuglelejer 12. Også i dette tilfælde er kuglelejerne 12 sikret i aksial retning ved den DK 166973 B1 9 ene side via en sikringsring 13 og ved den anden side via en på statoren 14 fastgjort lejefastgørelsesring 20. Hele tachogeneratoren 7's indre overdækkes af et med statoren 14 fast forbundet generatorhus 25.

5 Rotoren 9 trykkes ved hjælp af et konus-spæn- deelement 39 i aksial retning mod brystet 10 på drivakslen 2 via en aftrappet spændering 38 og en spredbar fjederskive 29. Konus-spændeelementet 39 og fjederskiven 29 danner hurtigspændeindretningen 17.

10 Por at rotoren 9’s bageste endeflade 36 med sikkerhed ligger plant an mod brystet 10, skubbes konus-spændeelementet 39, før det fastklemmes, så langt i ak-sialretning mod motoren på den gennemgående aksel 35, at den aftrappede spændering 39 kommer til anlæg mod 15 den forreste endeflade 41 af rotoren 9. Så snart dette er sket, fastklemmes konus-spændeelementet 39 urokkeligt på den gennemgående aksel 35 ved drejning af spændemøtrikken 40. Den spredbare fjederskive 29 er nu spændt således, at den i radial og aksial retning 20 udøver en tilstrækkelig stor kraft til at presse rotoren 9's bageste endeflade mod akslen 2's bryst 10. Dermed sikres en placering af rotoren 9 med kodeskiven 19 på drivakslen 2, som er fri for slag- og vridningsfejl.

25 Det som en del af hurtigspændeindretningen 17 anvendte konus-spændeelement 39 er et element, som kan fås i handelen, f.eks. via firmaet Ringspann Tollok.

Med henblik på en drejningssikring af statoren 14 kan der som vist i fig. 4 være en i U-form bukket 30 bladfjeder 37, som over en vinkelformet holdeplade 42 er fastnittet til motorhuset 22. Den på statoren 14 fastgjorte arreteringsstift 21 er ført uden slør ind i denne U-formede bladfjeder 37. Pig. 3 viser kun én drejningssikring. Der kan eksempelvis også være to så-35 danne sikringer.

Opfindelsen er ikke begrænset til de i figurerne viste og i beskrivelsen gengivne udførelsesformer, der blot bør anses som ikke-begrænsende eksempler på opfin-

Claims (13)

1. Tachogenerator i kort byggeform med en hul ak-10 seltap til at optage en roterende drivaksel og et klemelement til fiksering på denne, hvilken tachogenerators stator til sikring mod drejning er forbundet med en faststående maskindel, kendetegnet ved, at den hule akseltap (6) er en del af tachogeneratorens ro-15 tor (9) og er anbragt drejefast på drivakslen (2), at statoren (14) via lejer (12) på rotoren (9), som bærer en kodeskive (19), er lejret frit drejeligt, og at rotorens (9) bageste endeflade (36) af klemelementet holdes plant mod et bryst (10) på den roterende drivaksel (2).

2. Tachogenerator ifølge krav lkendeteg- n e t ved, at den til friktionsbunden og/eller formbunden medbringen af rotoren (9), på drivakslen (2) har en hurtigspændeindretning (17) med en drejningssikret fjederskive (29) med aksialt mod akselbrystet (10) ret-25 tet fjederkraft, samt et i aksialretning skrueligt, koncentrisk placeret spændeelement (30, 39).

3. Tachogenerator ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den til drejningssikring af statoren (14), mellem denne og et fastgående motorhus 30 (22) har mindst to diametralt modsat placerede fjedren de, men dog mod vinkeldrejning tilstrækkeligt stive forbindelser (21, 23, 24).

4. Tachogenerator ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den fjedrende forbindelse består af 35 på statoren (14) fikserede arreteringsstifter (21) og på motorhuset (22) fastgjorte trykfjederelementer (34) med mod arreteringsstifterne (21) rettet fjederkraft og med DK 166973 B1 ens fjederarbejdslinier, hvorhos det ene trykfjederelement (34) ligger an mod sin korresponderende arrete-ringsstift (21) i drivakslens (2) omdrejnings retning og det andet trykfjederelement (34) ligger an mod sin kor-5 responderende arreteringsstift (21) mod drivakslens (2) omdrejningsretning, samt at de to trykfjederelementer (34) ved stilstand af drivakslen fortrinsvis står under en lille forspænding.

5. Tachogenerator ifølge ethvert af de foregåen-10 de krav, kendetegnet ved, at den har et afstandselement (31, 38), der ved antrækning af spænde-elementet (30, 40) begrænser fjederskivens (29) fjedervej og samtidig forhindrer, at skiven deformeres plastisk.

6. Tachogenerator ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at der i centrum af et generatorhus (25) er en skrueåbning (26), i hvilken et dæksel (27) er indsætteligt, så det er sikret mod at gå tabt.

7. Tachogenerator ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at spændeelementet er udformet som en i drivakslens (3) centrum indskruelige spændeskrue (30).

8. Tachogenerator ifølge ethvert af de foregåen-25 de krav, kendetegnet ved, at spændeelementet er udformet som et aksialt forskydeligt, på drivakslen gennem drejning af en spændemøtrik (40) fastgørligt konus-spændeelement (39).

9. Tachogenerator ifølge ethvert af de foregåen-30 de krav, kendetegnet ved en sådan udformning af rotoren (9), at bearbej dningen af hulaksel-tilslut-ningen (6), sædet (11) for lejerne og cylinderfladen til optagelse af kodeskiven (19) er mulig fra én side for at undgå excentricitet af fladerne.

10. Tachogenerator ifølge ethvert af de foregåen de krav, kendetegnet ved, at hurtigspænde- DK 166973 B1 skruen (30) ved hjælp af en sikringsring (32) i forbindelse med fjederskiven (29) er sikret imod at gå tabt.

11. Tachogenerator ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at der til sik- 5 ring af statoren (14) mod drejning er fastgjort i U-form • bukkede bladfjedre (37) til motorhuset (22), i hvilke bladfjedre de på statoren placerede arreteringsstifter (21) rager slørfrit ind.

12. Tachogenerator ifølge krav 1, kende-10 tegnet ved, at klemelementet er udformet som en hurtigspændeindretning (17), der på rotoren (9) udøver såvel en radial som en i retning mod anslaget (10) virkende spændekraft.

13. Tachogenerator ifølge ethvert af de foregåen-15 de krav, kendetegnet ved, at der på en gennemgående drivaksel (2) er stukket en not, i hvilken der er indsat en pasring, der danner et til brystet (10) svarende anslag.