WO2003033999A2 - Umdrehungszähler - Google Patents

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WO2003033999A2
WO2003033999A2 PCT/DE2002/003861 DE0203861W WO03033999A2 WO 2003033999 A2 WO2003033999 A2 WO 2003033999A2 DE 0203861 W DE0203861 W DE 0203861W WO 03033999 A2 WO03033999 A2 WO 03033999A2
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Lothar Wilhelmy
Christian Steuer
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Hübner Elektromaschinen AG
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • G01D5/2033—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils controlling the saturation of a magnetic circuit by means of a movable element, e.g. a magnet
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets

Definitions

  • the invention relates to a revolution counter with a magnet arranged at the end of an arm pivotably mounted on the end face of its shaft by limited amounts, and with a plurality of stationary coils arranged at a distance from the shaft around it.
  • a revolution counter of the aforementioned type is known from DE 199 60 891 A1.
  • the arm mounted in the center of the end face of the shaft carries at its free end a permanent magnet, the magnetization of which is oriented parallel to the longitudinal axis of the shaft and which, during the rotation of the shaft, has a plurality of magnets which are arranged on the periphery of the shaft and which are also magnetized parallel to the longitudinal axis , stationary permanent magnets of changing polarity happens, between which coils are arranged.
  • the arm is carried along by the shaft via one of two stop edges that enclose an angle between them, which allow an angularly limited pivoting movement of the arm relative to the shaft.
  • an arm is also rotatably driven by a drive shaft, a permanent magnet being arranged on the arm in a rotationally fixed manner.
  • This rotatably driven permanent magnet is opposed by at least two permanent magnets, which are in turn rotatable on shafts, past which the first-mentioned permanent magnet on the arm moves past.
  • an energy store which essentially consists of rotatably mounted permanent magnets, these rotatably mounted permanent magnets inducing an induction voltage in the radially outward lying, respectively assigned induction coil, depending on their rotational position and acceleration.
  • the known arrangements are not fully satisfactory insofar as the alternating contact between the arm and the stop edges leads to undesired noise at medium speeds, which can only be dampened by using suitable materials.
  • the number of magnets required is comparatively large and, in the case of revolution counters with a hollow shaft, the arm must be replaced by a separately mounted ring.
  • US Pat. No. 3,118,075 describes an angular momentum generator in which a slow rotary movement is transmitted via a gear pair to an element that stores the kinetic energy in a spring. This results in an abrupt rotation that is used to generate energy.
  • the invention has for its object to provide a revolution counter that works practically noiselessly, that works with a magnet and the construction of which is suitable for both solid and hollow shaft constructions.
  • This object is achieved according to the invention in a revolution counter of the type described in the introduction in that magnetically conductive webs, at least some of which form the cores of the windings of the coils, have a magnetically conductive ring which surrounds the shaft and is arranged concentrically to the latter and is separated from one another by gaps. also connect magnetically conductive ring segments so that the magnet is radially magnetized and that voltage pulses can be induced in the windings of the coils when it passes through the gaps.
  • the revolution counter according to the invention operates practically noiselessly. Depending on requirements, it can have a full body and a hollow body. A single magnet is sufficient to generate its voltage pulses. More than three coils are not required. Further features and details of the invention emerge from the subclaims and the following description of two embodiments, the basic structure of which is illustrated in the accompanying drawings.
  • FIG. 1 is a front view of the essential parts of a revolution counter according to the invention
  • Fig. 3 is a simplified circuit diagram of the revolution counter according to Figures 1 and 2 and
  • Fig. 4 is a front view of the essential parts of a modified revolution counter.
  • FIGS. 1 and 2 1 is a shaft designed as a hollow shaft, which is connected to the shaft, the movement of which is to be recorded, in a known manner, not shown here.
  • the shaft 1 has on its end face a hole 2 offset from the center of the shaft 1 for a pin 3 which forms a pivot axis for an arm 4.
  • the arm 4 consists of magnetically conductive material and carries at its outer end a magnet 5 with a permanent radial magnetization indicated by a double arrow 6. On the arm 4 diametrically opposite side of the shaft 1, this is equipped with a counterweight 7.
  • Ring segments 10 to 15 are connected to a ring 8 enclosing the hollow shaft 1 via magnetically conductive webs 9 having an essentially rectangular cross section, of which the ring segments 10, 12 and 14 extend over a larger angular range than the ring segments 11, 13 and 14, whose webs 9 form cores for windings 16 to 18 of three coils distributed uniformly over the circumference of the hollow shaft 1.
  • the distance A between the respective coil and the ends of the ring segment assigned to it should be as small as possible, i. H. not be greater than the maximum width B of their windings, as is shown in FIG. 1 using the ring segment 11.
  • the cores 9 fastened to the undersides of the ring 8 and the ring segments 11, 13 and 15 are supported, as shown in FIG. 2 with the aid of the core 9 connected to the ring segment 13, via magnetically non-conductive spacers 19, 20 and fastening means, not shown, such as screws or rivets on an annular circuit board 21 arranged concentrically below the windings 16, 17, 18.
  • voltage pulses of the individual windings be transmitted to the printed circuit board 21, but it can also be equipped with evaluation electronics of the type described in FIG. 3.
  • the ring segments 10 to 15 have a height H which is at least equal to the sum of the heights h 1 and h 2 of the ring 8 and the magnet 5.
  • the respective successive ring segments 10 to 15, of which segments 11, 13 and 15 could be referred to as active segments and segments 10, 12 and 14 as auxiliary segments, are separated from one another by a gap 22, the width of which is substantially equal to the width of the Magnet 5 is and which is of crucial importance for the proper functioning of the revolution counter at low speeds, as is evident from the description below of the mode of operation of the revolution counter.
  • the radially oriented magnet 5 In its position shown in solid lines in FIG. 1, the radially oriented magnet 5 is attracted by the ring segment 10. If the hollow shaft 1 rotates clockwise, the arm 4 maintains this position until it comes close to the gap 22 between the ring segments 10 and 11. Here, the magnet 5 tends to stick to the ring segment 10, ie it performs a pivoting movement counterclockwise when the hollow shaft 1 continues to rotate until it has reached the position indicated by the arrow 23 in FIG. At the end of the pivoting movement, the magnet 5 detaches from the ring segment 10 in order to suddenly change into the position indicated by the arrow 24. The rapid pivoting movement generates a strong voltage pulse in the winding 16, which is sufficient to obtain a signal sufficient for electronic evaluation even at low speeds.
  • the voltages induced one after the other in the windings 16, 17, 18 reach an electronic evaluation unit 28 via diodes 25, 26, 27.
  • the voltage pulses via the diodes 29, 30, 31 are applied to a microprocessor of the evaluation electronic unit 28, not shown .
  • the microprocessor queries the non-volatile stored, ie the counter reading also in the de-energized state, about the number of already accumulated pulses and adds one count pulse per voltage pulse when the hollow shaft 1 rotates clockwise and the arm 4 moves clockwise.
  • the counter reading is reduced by one step, corresponding to a third turn, if the previous voltage pulse is followed by a voltage pulse generated by the arm 4 or magnet 5 rotating in a winding in a counterclockwise direction.
  • Negative impulses that occur when the arm 4 with its magnet 5 leaves one of the ring segments equipped with a winding are suppressed by the diodes 25 to 31, i. that is, only positive voltage pulses in the evaluation electronics 28 are evaluated.
  • the 32 is a Zener diode, which limits the voltage pulses to a value suitable for the evaluation electronics, as soon as the speeds to be recorded rise to values, the pivoting movements of the arm 4 in the area of the column 22 not only make it superfluous, but also impossible, because the arm 4 maintains its extended position shown in full lines in FIG. 1 as a result of the centrifugal force acting on it. While the voltages induced in the windings 16, 17, 18 increase with increasing speed, the time during which they occur decreases, the voltage-time area remaining approximately constant.
  • the current flowing through the Z-diode which limits the size of the induced voltages, degrades the magnetic energy stored in the respective winding when the voltage pulse decays.
  • the voltage pulses are not only limited in their height, but also extended in their width, so that they are available long enough at high speeds to supply the evaluation electronics 28 with energy until their microprocessor processes the new counter value and stored in its non-volatile memory.
  • FIGS. 1 and 2 show a solution in which the shaft 1 is designed as a hollow shaft with a comparatively large outside diameter
  • FIG. 4 shows an embodiment with a shaft 33 designed as a solid shaft, the diameter of which is significantly smaller and consequently a more compact one Construction of the revolution counter and a waiver of winding-free ring segments 10, 12, 14 allows. Care must be taken, however, that the angular distance between the columns 22 separating the ring segments 34, 35 and 36 from one another and the cores of the windings 34, 38 and 39 also formed here by webs 9 does not become too large. Also in this embodiment, when the position of the arm 5 carrying the magnet 5 changes abruptly z. B. generates a strong voltage pulse in the winding 38.
  • a no less powerful voltage pulse is also induced in the winding 39. If the voltage pulses are rectified with the help of bridge rectifiers with a low lock voltage and then switched in parallel, the energy for the voltage supply to the circuit can be doubled. To count the voltage pulses, their positive edge is evaluated so that the order of the positive voltages occurring in the windings 37, 38, 39 can be used to infer the respective direction of rotation of the shaft 33. Of course, it would also be possible to assign two coils to each of the ring segments 34, 35 and 36.

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Abstract

Bei einem Umdrehungszähler mit einem am Ende eines schwenkbar gelagerten Armes (4) angeordneten Magneten (5) und mehreren im Abstand von seiner Welle (1) auf einem Umkreis angeordneten ortsfesten Spulen verbinden Stege (9), von denen mindestens einige die Kerne der Spulen bilden, einen die Welle (1) umgebenden magnetisch leitenden Ring (8) mit konzentrisch zu letzterem angeordneten , durch Spalte (22) voneinander getrennten, ebenfalls magnetisch leitenden Ringsegmenten (10 - 15). Der am Ende des Armes (4) angeordnete Magnet (5) passiert während der Drehung der Welle (1) die Spulen. Bei niedrigen Drehzahlen der Welle (1) des Umdrehungszählers wird der Arm (4) im Bereich der Spalte (22) zwischen den Ringsegmenten (10 - 15) stark beschleunigt, so dass es in den Wicklungen (16 - 18; 37 - 39) der Spulen zur Bildung eines starken Spannungsimpulses infolge von Induktion kommt.

Description

Umdrehunαszähler
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Umdrehungszähler mit einem am Ende eines an der Stirnseite seiner Welle um begrenzte Beträge schwenkbar gelagerten Armes an- geordneten Magneten und mit mehreren im Abstand von der Welle um diese herum angeordneten ortsfesten Spulen.
Stand der Technik
Ein Umdrehungszähler der vorgenannten Art ist aus der DE 199 60 891 A1 bekannt. Bei dem bekannten Gerät trägt der im Zentrum der Stirnseite der Welle gelagerte Arm an seinem freien Ende einen Permanentmagneten, dessen Magnetisierung parallel zur Längsachse der Welle ausgerichtet ist und der während der Drehung der Welle mehrere auf einem Umkreis zur Welle angeordnete, ebenfalls parallel zur Wellenlängsachse magnetisierte, ortsfeste Permanentmagnete wechselnder Polarität passiert, zwischen denen Spulen angeordnet sind. Die Mitnahme des Armes durch die Welle erfolgt über jeweils eine von zwei, einen Winkel zwischen sich einschließenden Anschlagkanten, die eine winkelmäßig begrenzte Schwenkbewegung des Armes gegenüber der Welle zulassen. Nähert sich der Magnet des Armes dabei einem gegensinnig gepolten ortsfesten Magneten, so kommt es zu einem Anziehungseffekt, der den Arm von der ihn mitnehmenden Anschlagkante in Richtung der gegenüberliegenden Anschlagkante in eine Position bewegt, in der die gegensinnigen Pole (z. B. Nord- und Südpol) solange miteinander fluchten, bis die "nacheilende" Anschlagkante wieder gegen den Arm anschlägt und den armseitigen Magneten aus dem Anziehungsbereich des gegensinnigen Magneten über eine Spule zu einem gleichsin- nigen ortsfesten Magneten bewegt. Sobald der armseitige Magnet den ortsfesten, gleichsinnigen Magneten passiert hat, wird er von diesem abgestoßen und schlagartig an einerweiteren Spule vorbei in den Bereich eines wiederum gegensinnig gepolten ortsfesten Magneten bewegt. Die schlagartige Bewegung erzeugt in der zweiten Spule eine beträchtliche Induktionsspannung, die eine Gewähr da- für bietet, dass auch bei langsamer Drehgeschwindigkeit der Welle eine zur Erzielung einwandfreier Messergebnisse ausreichende Mindestspannung induziert wird. Bei dem Drehgeber der DE 4342 069 wird ebenfalls ein Arm von einer Antriebswelle drehend angetrieben, wobei auf dem Arm drehfest ein Permanentmagnet angeordnet ist. Diesem drehbar angetriebenen Permanentmagneten liegen mindestens zwei, wiederum auf Wellen drehbar ausgebildete Permanentmagnete gegenüber, an denen sich der erstgenannte, auf dem Arm befindliche Permanentmagnet vorbei bewegt.
Läuft nun der innere, drehend angetriebene Permanentmagnet an einem außen liegenden, drehbar gelagerten Permanentmagneten, dann kommt es entweder zu einer Anziehung oder Abstoßung des jeweils betroffenen drehbar gelagerten Permanentmagneten.
Kommt es zu einer Anziehung der sich gegenüberstehenden Permanentmagneten, d. h. liegt beispielsweise ein Nordpol auf dem drehbar angetriebenen Permanentmagneten einem gegenüber liegenden Südpol gegenüber, wird in der dahinter liegenden Spule keine der Induktionsspannungen induziert. Kommt es hingegen zu einer Gegenüberstellung von einem Nordpol des drehbaren Permanentmagneten zu einem Nord- pol des drehbar gelagerten, radial auswärts angeordneten Permanentmagneten, dann dreht sich dieser Permanentmagnet aufgrund der herrschenden Abstoßungskraft schlagartig um und induziert so eine Induktionsspannung in der dahinter liegenden Induktionsspule.
Auf diese Weise wird also ein Energiespeicher realisiert, der im Wesentlichen aus drehbar gelagerten Permanentmagneten besteht, wobei diese drehbar gelagerten Permanentmagnete je nach ihrer Drehlage und Beschleunigung in der radial auswärts liegenden, jeweils zugeordneten Induktionsspule eine Induktionsspannung induziert. Die bekannten Anordnungen vermögen insofern nicht voll zu befriedigen als der wechselnde Kontakt zwischen dem Arm und den Anschlagkanten bei mittleren Drehzahlen zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung führt, die sich durch Verwendung geeigneter Materialien lediglich dämpfen lässt. Hinzu kommt, dass die Zahl der benötigten Magnete vergleichsweise groß ist und bei Umdrehungszählern mit einer hohlen Welle der Arm durch einen gesondert gelagerten Ring ersetzt werden muss.
In der US 3,118,075 ist ein Drehimpulsgenerator beschrieben, bei dem eine langsame Drehbewegung über ein Zahnradpaar auf ein Element übertragen wird, dass die Bewegungsenergie in einer Feder speichert. Auf diese Weise ergibt sich eine schlag- artige Drehung, die zur Energieerzeugung herangezogen wird.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Umdrehungszähler zu schaffen, der praktisch geräuschlos arbeitet, der mit einem Magneten auskommt und dessen Aufbau sowohl für Voll- als auch Hohlwellenkonstruktionen geeignet ist. Diese Aufgabe wird bei einem Umdrehungszähler der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass magnetisch leitende Stege, von denen mindestens einige die Kerne der Wicklungen der Spulen bilden, einen magnetisch leitenden, die Welle umgebenden Ring mit konzentrisch zu letzterem angeordneten, durch Spalte voneinander getrennten, ebenfalls magnetisch leitenden Ringsegmenten verbinden, dass der Ma- gnet radial magnetisiert ist und dass durch ihn beim Passieren der Spalte Spannungsimpulse in den Wicklungen der Spulen induzierbar sind.
Der erfindungsgemäß Umdrehungszähler arbeitet praktisch geräuschlos. Er kann je nach Bedarf eine Voll- und eine Hohlwesse aufweisen. Zur Erzeugung seiner Spannungsimpulse genügt ein einzelner Magnet. Mehr als drei Spulen werden nicht benötigt. Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung zweier Ausführungsformen, deren grundsätzlicher Aufbau in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Es zeigen:
Fig. 1 eine Frontansicht der wesentlichen Teile eines erfindungsgemäßen Umdrehungszählers,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II - II in Figur 1 ,
Fig. 3 ein vereinfachtes Schaltbild des Umdrehungszählers gemäß Figur 1 und 2 und
Fig. 4 die Frontansicht der wesentlichen Teile eines modifizierte Umdrehungszählers.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In den Figuren 1 und 2 ist 1 eine als Hohlwelle ausgebildete Welle, die mit der Welle, deren Bewegung erfasst werden soll, in bekannter, hier nicht dargestellter Weise verbunden ist.
Die Welle 1 weist an ihrer Stirnseite eine gegenüber dem Zentrum der Welle 1 versetzte Bohrung 2 für einen Stift 3 auf, der eine Schwenkachse für einen Arm 4 bildet. Der Arm 4 besteht aus magnetisch leitfähigem Material und trägt an sei- nem äußeren Ende einen Magneten 5 mit einer durch einen Doppelpfeil 6 angedeuteten permanenten radialen Magnetisierung. An der dem Arm 4 diametral gegenüberliegenden Seite der Welle 1 ist diese mit einem Ausgleichsgewicht 7 ausgestattet. Mit einem die Hohlwelle 1 umschließenden Ring 8 sind über magnetisch leitende, einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisende Ste- ge 9 Ringsegmente 10 bis 15 verbunden, von denen sich die Ringsegmente 10, 12 und 14 über einen größeren Winkelbereich erstrecken als die Ringsegmente 11 , 13 und 14, deren Stege 9 Kerne für Wicklungen 16 bis 18 dreier gleichmäßig über den Umfang der Hohlwelle 1 verteilter Spulen bilden.
Der Abstand A zwischen der jeweiligen Spule und den Enden des ihr jeweils zugeordneten Ringsegmentes sollte möglichst klein, d. h. nicht größer als die maxi- male Breite B ihrer Wicklungen sein, wie dies in Figur 1 anhand des Ringsegmentes 11 dargestellt ist. Die an den Unterseiten des Ringes 8 und der Ringsegmente 11 , 13 und 15 befestigten Kerne 9 stützen sich, wie in Figur 2 anhand des mit dem Ringsegment 13 verbundenen Kernes 9 gezeigt, über magnetisch nicht leitende Abstandshalter 19, 20 und nicht dargestellte Befestigungsmittel wie Schrauben oder Nieten an einer konzentrisch unterhalb der Wicklungen 16, 17, 18 angeordneten ringförmigen Leiterplatte 21 ab. Auf die Leiterplatte 21 können nicht nur Spannungsimpulse der einzelnen Wicklungen übertragen werden, sondern sie kann auch mit einer Auswerteelektronik der in Figur 3 beschriebenen Art ausgestattet sein.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, haben die Ringsegmente 10 bis 15 eine Höhe H, die mindestens gleich der Summe aus den Höhen h1 und h2 des Ringes 8 und des Magneten 5 ist.
Die jeweils aufeinanderfolgenden Ringsegmente 10 bis 15, von denen man die Segmente 11 , 13 und 15 als Wirksegmente und die Segmente 10, 12 und 14 als Hilfssegmente bezeichnen könnte, sind durch jeweils einen Spalt 22 voneinander getrennt, dessen Breite im Wesentlichen gleich der Breite des Magneten 5 ist und der für das einwandfreie Funktionieren des Umdrehungszählers bei niedrigen Drehzahlen von ausschlaggebender Bedeutung ist, wie sich dies aus der nachstehenden Beschreibung der Wirkungsweise des Umdrehungszählers ergibt.
In seiner in Figur 1 in Vollinien dargestellten Position wird der radial orientierte Magnet 5 vom Ringsegment 10 angezogen. Dreht sich die Hohlwelle 1 im Uhrzeigersinn, so behält der Arm 4 diese Position bei, bis er in die Nähe des Spaltes 22 zwischen den Ringsegmenten 10 und 11 kommt. Hier hat der Magnet 5 das Bestreben, am Ringsegment 10 haften zu bleiben, d. h., er führt bei sich weiter drehender Hohlwelle 1 eine Schwenkbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn aus, bis er die in Figur 1 durch den Pfeil 23 angezeigte Position erreicht hat. Am Ende der Schwenkbewegung löst sich der Magnet 5 vom Ringsegment 10, um schlagartig in die, durch den Pfeil 24 gekennzeichnete Position überzugehen. Durch die schnelle Schwenkbewegung wird in der Wicklung 16 ein kräftiger Spannungsimpuls erzeugt, der ausreicht, um auch bei niedrigen Drehzahlen ein für die elektronische Auswertung ausreichendes Signal zu erhalten. Im Zuge der Auswertung gelangen die in den Wicklungen 16, 17, 18 nacheinander induzierten Spannungen über Dioden 25, 26, 27 zu einer Auswerteelektronik 28. Zusätzlich wird mit den Spannungsimpulsen über die Dioden 29, 30, 31 ein nicht gezeichneter Mikroprozessor der Auswerteelektronik 28 beaufschlagt. Der Mikroprozessor fragt den nichtflüchtig abgespeicherten, d. h. den auch in spannungslosem Zustand festgehaltenen Zählerstand über die Anzahl der bereits aufgelaufenen Impulse ab und addiert bei Rechtsdrehung der Hohlwelle 1 und sich im Uhrzeigersinn bewegendem Arm 4 jeweils einen Zählimpuls pro Spannungsimpuls hinzu. Umgekehrt wird der Zählerstand um jeweils ei- nen, einer Drittelumdrehung entsprechenden Schritt herabgesetzt, wenn auf den vorhergehenden Spannungsimpuls ein vom entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufenden Arm 4 bzw. Magneten 5 in einer Wicklung erzeugter Spannungsimpuls folgt.
Negative Impulse, die auftreten, wenn der Arm 4 mit seinem Magneten 5 jeweils eines der mit einer Wicklung ausgestatteten Ringsegmente verlässt, werden von den Dioden 25 bis 31 unterdrückt, d. h., es werden nur positive Spannungsimpulse in der Auswerteelektronik 28 ausgewertet.
32 ist eine Z-Diode, die die Spannungsimpulse auf einen für die Auswerteelektronik geeigneten Wert begrenzt, sobald die zu erfassenden Drehzahlen auf Werte ansteigen, die Schwenkbewegungen des Armes 4 im Bereich der Spalte 22 nicht nur überflüssig, sondern auch unmöglich machen, weil der Arm 4 infolge der auf ihn einwirkenden Fliehkraft seine in Figur 1 in Vollinien dargestellte, gestreckte Position beibehält. Während mit steigender Drehzahl die in den Wicklungen 16, 17, 18 induzierten Spannungen zunehmen, nimmt die Zeit, während der sie an- fallen, ab, wobei die Spannungs-Zeit-Fläche annähernd konstant bleibt.
Der durch die die Größe der induzierten Spannungen begrenzenden Z-Diode fließende Strom baut bei abklingendem Spannungsimpuls die in der jeweiligen Wicklung gespeicherte magnetische Energie ab. Die Spannungsimpulse werden also nicht nur in ihrer Höhe begrenzt, sondern auch in ihrer Breite verlängert, so dass sie auch bei hohen Drehzahlen genügend lange zur Verfügung stehen, um die Auswerteelektronik 28 so lange mit Energie zu versorgen, bis ihr Mikroprozessor den neuen Zählerwert verarbeitet und in seinem nichtflüchtigen Speicher abgelegt hat.
Während die Figuren 1 und 2 eine Lösung zeigen, bei der die Welle 1 als Hohl- welle mit einem vergleichsweise großen Außendurchmesser ausgebildet ist, zeigt die Figur 4 eine Ausführungsform mit einer als Vollwelle ausgebildeten Welle 33, deren Durchmesser deutlich kleiner ist und folglich eine kompaktere Bauweise des Umdrehungszählers und einen Verzicht auf wicklungsfreie Ringsegmente 10, 12, 14 ermöglicht. Dabei ist allerdings darauf zu achten, dass der Winkelabstand zwischen den die Ringsegmente 34, 35 und 36 voneinander trennenden Spalten 22 und den auch hier von Stegen 9 gebildeten Kernen der Wicklungen 34, 38 und 39 nicht zu groß wird. Auch bei dieser Ausführungsform wird beim schlagartigen Positionswechsel des den Magneten 5 tragenden Armes 4 z. B. in der Wicklung 38 ein kräftiger Spannungsimpuls erzeugt. Anders als bei der zuvor be- schriebenen Ausführungsform wird aber auch in der Wicklung 39 ein nicht minder kräftiger Spannungsimpuls, jedoch umgekehrter Polarität induziert. Richtet man die Spannungsimpulse mit Hilfe von Brückengleichrichtern mit niedriger Schleusenspannung gleich und schaltet man sie anschließend parallel, so lässt sich die Energie für die Spannungsversorgung der Schaltung verdoppeln. Zum Zählen der Spannungsimpulse wird jeweils deren positive Flanke ausgewertet, so dass aus der Reihenfolge der in den Wicklungen 37, 38, 39 auftretenden positiven Spannungen auf die jeweilige Drehrichtung der Welle 33 geschlossen werden kann. Selbstverständlich wäre es auch möglich, jedem der Ringsegmente 34, 35 und 36 jeweils zwei Spulen zuzuordnen.

Claims

Ansprüche:
1. Umdrehungszähler mit einem am Ende eines an der Stirnseite seiner Welle um begrenzte Beträge schwenkbar gelagerten Armes angeordneten Magneten und mit mehreren im Abstand von der Welle um diese herum angeordneten orts- festen Spulen, dadurch gekennzeichnet, dass magnetisch leitende Stege (9), von denen mindestens einige die Kerne der Wicklungen (16, 17, 18; 37, 38, 39) der Spulen bilden, einen magnetisch leitenden, die Welle (1 ; 33) umgebenden Ring (8) mit konzentrisch zu letzterem angeordneten, durch Spalte (22) voneinander getrennten, ebenfalls magnetisch leitenden Ringsegmenten (10 - 15; 34 - 36) verbinden, dass der Magnet (5) radial magnetisiert ist und dass durch ihn beim Passieren der Spalte (22) Spannungsimpulse in den Wicklungen (16, 17, 18; 37, 38, 39) der Spulen induzierbar sind.
2. Umdrehungszähler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ringsegment (34, 35, 36) über einen den Kern einer Wicklung (37, 38, 39) bil- denden Steg (9) mit dem Ring (8) verbunden ist.
3. Umdrehungszähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von jeweils aufeinanderfolgenden Ringsegmenten (34, 35, 36) zugeordneten Spulen erzeugten Spannungsimpulse gleichgerichtet und parallel geschaltet werden.
4. Umdrehungszähler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jedes zweite Ringsegment (11 , 13, 15) über einen den Kern einer Wicklung (16, 17, 18) bildenden Steg (9) mit dem Ring (8) verbunden ist.
5. Umdrehungszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang der Welle (1 ; 33) drei Spulen gleichmäßig verteilt sind.
6. Umdrehungszähler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Ringsegmente (11 , 13, 15), die über Wicklungen (16, 17, 18) tragende Stege (9) mit dem Ring (8) verbunden sind, kleiner ist als die Länge der Ringssegmente (10, 12, 14), die über wicklungsfreie Stege (9) mit dem Ring (8) verbunden sind.
7. Umdrehungszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) der Spulen von den Enden der ihnen zugeordneten Ringsegmente (11 , 13, 15) kleiner als die größte Breite (B) ihrer Wicklungen ist.
8. Umdrehungszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (H) der Ringsegmente (10 - 15) mindestens gleich der Summe aus der Höhe (h des Ringes (8) und der Höhe (h2) des am freien Ende des magnetisch leitenden Armes (4) angeordneten Magneten (5) ist.
9. Umdrehungszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass an einer dem Arm (4) diametral gegenüberliegenden Stelle der Welle (1 ) ein Ausgleichsgewicht (7) angeordnet ist.
10. Umdrehungszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass seine Welle (1 ) als Hohlwelle ausgebildet ist.
11. Umdrehungszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass der den Magneten (5) tragende Arm (4) außerhalb des Zentrums der Welle (1 ; 33) mit der Welle (1 ; 33) verbunden ist.
12. Umdrehungszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Spalte (22) im Wesentlichen gleich der Breite des Magneten (5) ist.
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