DE1913468C3 - Drehzahlgebergenerator - Google Patents

Description

^b%^Sp_r'_ehzahlgcbergeneratoren bekann ,bei de-J^Ä^Ieich zwischen einem Stator und angeordnet sinii. Mit Hilfe e»nes

über den Rotor und den

. Währena α ^^ _{sich gegeni}^_ber

von SWtor un ^ ^^^ _{h f}

TLuftspalt erzeugt in einer am Stator l eine Spannung. Fur deiartige « ^es femer bekannt zwei _Schenkel am Stator ^j _wickiung anzuordnen. ^Äet Unfalls ringiörmig ausgebil-

schenkel besitzt eine Zahnreihe, die den SchenKei ^^ _F„_{r khen}

KJSr ist es schließlich bekannt, |_{otors schr}äg auszubilden, bei derartigen Drehzahlgebergenerato_ie auftretenden Flußänderungen in dem SSlfijg gering sind, «o daß das von _abg|_n ^& _onimene Spannungssignal ältnismäßig klein ist.

Drehzahlgebergenerator bekannt, ^_{ücke beids} ⁶ _eitj_{g eine}r Wicklung an- ^ durch einen Wicklungskern magnetisch verbunden sind. Die Polstucke ₁Si Rotor gegenüber und haben J^AgS^Tuftspaltbereichen ebenfaUs eine m den'!«*«»«£ ^_ß J_{n Seite eines} Polstücks liegt

atajjAj ^_e ^r _rS_entmagneten an. Von diesem ein Pol J^s grman ^^^ ^_{61 ma}gneti-

Χ7^^Χ. Von dem anderen Pol des sehe' ™°^e ™^m _{verläuft ein} Rückflußpfad über das fS zum Rotor. Die Zahnungen der beiden PoI-2ÄÄ gegeneinander versetzt, daß bei einem Äm des ersten magnetischen Pfades JgfgXKSntanm im „λ, ?fad vorliegt und em!Rewm™ _w ^ -_{st e8 m8gUch> m} ^₁ «^gekehrt, am^i ^. _{der magne}tischen Ι^Ιβη. Nachteilig bei dem bekannhingegen, daß der Rückflußpfad ^oSto· gSet wird, das den Stator und Rotor ' mündest teilweise umgibt. Hierzu ist es ^ _d^ ^ Gehäuse zumindest in einem StgeSTspTzielle Forra hat um einen ver» SSaäSäg, kleinen Luftspalt zu bilden, damit der aSsche Widerstand de? Rückflußpfades nichtzu Jg¹^d _Für das Gehäuse müssen magnetisch lei-

issr&SÄe

förmiger Schenkel ausgebildet ist

r Erfinduns. einen Dreh-

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plitude zu schaffen, der sich durch eine magnetisch !generator 10 in Verbindung mit einen, feststehenden und konstruktiv günstige Rückführung des magneti- „ ^Bauteil 12 und einen) drehbaren Bauteil 14 gezeigt ., ,sehen Flusises auszeichnet, \ 'undenthält eine Statoranordnung 20 mit einem ring-

^. -.-, Ή Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus förmig verlaufenden Stator 22 von U-förmigem Querf%g,,^:r" pn einem ürehzahlgebergenerator mit einem an 1ä schnitt, in dem eine ringförmig verlaufende Meßspule I pü, <iÜ^{nem ei}f ^en' Bauteil angeordneten Stator, einem an \"24 angeordnet ist, die eine von einem Plästik-Spulen-I*. |j ■■"■ einem relativ zum ersten Bauteil drehbaren zweiten .. Γ körper 28 getragene Wicklung 26 aufweist. Ein ring-1 I Bauteil angeordneten Rotor, zwei am Stator angeord- ^vfärmig verlaufender Dauermagnet 30 ist neben einem I Ii 'toeten Polstücken, die beidseitig einer Wicklung an- ·" innen gelegenen, als Schenkel ausgebildeten PoI-J? geordnet und über ein Joch magnetisch verbunden ko^: stück 32 des Stators 22 angeordnet. Oet Stator 22 hat ', f sind, zwei zwischen den beiden Polstücken und dem i ein zweites, außen gelegenes, als Schenkel ausgabilde-I |. Rotor vorgesehenen Luftspalten, in deren Bereich - ~"fes Polstück 34. Neben dem Magneten 30 Hegt ein ; ρ eine Zahnung am Rotor und den Polstücken vorgese- scheibenförmiges Rückschlußpolstück 36. Ein ring-I - hen ist, wobei die Zähnung des einen Luftspaitbe- förmiges Gehäuse 37 aus nichtmagnetischem Mate- I I reichs gegenüber der des anderen Lüftspaltbereichs '»5 ^rrial umschließt die Statoranordnung 20 einschließlich

I versetzt ist, und einem auf einer Seite eines Polstücks des Stators 22, der Meßspule 24, des Magneten 30

, I angeordneten Magneten, der zusammen mit den Pol- und des Rückschlußpolstücks 36 und ist an dem fest-

*-. J stücken, dem Rotor und einem magnetischen Rück- stehenden Bauteil 12 angebracht,

I. t- flußpfad :twei magnetische Kreise Bildet, derart, daß Die radial inneren Enden der Schenkel 32 und 34

|. _s. — auf Grund der gegeneinander versetzten Zahnun- !to sind mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung verp '■■ fi^tn 7~ ^bei einem Reluktanzmaximum des ersten ma- teilten, axial verlaufenden Zähnen 38 bzw. 40 verse-

I : gnetischen Kreises ein Reluktanzminimum im zwei- hen. D.vs radial i/uere Ende 42 des Rückschlußpol-

ψ tei. Kreis vorliegt und umgekehrt. Dabei wird die ge- Stücks 36 ist im wesentlichen glattflächig ausgebildet.

S nannte Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der anderen Ein Rotor 44 ist koaxial zur Statoranordniwg 20

f Seile des Magneten ein RUckschlußpolstück angeord- »s und drehfe-t auf dem drehbaren Bauteil 14 an&uord-

I net ist, das mit dem Rotor einen dritten Luftspalt bil- net. Der Rotor 44 ist ringförmig ausgebildet und mit

I der, über den beide magnetischen Kreise geschlossen einer Vielzahl von in Umfangsrichtung verteilten,

I werden. _axj_al verlaufenden Zähnen 46 versehen, deren axiale

I · Das Rückschlußpolstück, über das beide magneti- Erstreckung ausreichend groß ist, daß sie den Zähnen

i '*..- sehe Kreise geschlossen werden, macht ein Gehäuse 30 38 und 40 der Schenkel 32 bzw. 34 zugekehrt sind. I;, i zur Rückführung des magnetischen Flusses überflüs- Der Rotor 44 ist weiterhin mit einem glattflächigen I ' sig. Für den Fall, daß der Drehzahlgebergenerator Abschnitt 48 versenen, der zu der glatten Fläche 42

ψ '.. dennoch mit einem Gehäuse umgeben werden soll, des Rückschlußpolstücks 36 axial ausgerichtet und I ί kann dafür ein beliebiger geeigneter Werkstoff ver- dieser in Radialrichtung zugekehrt ist. Die Zähne 46 f I v/endet werden. Der Luftspalt zwischen dem Rück- 35 sind zur Axialrichtung schräg angestellt (s. Fig. 3), ·, ' schlußpolstück und dem Rotor kann äußerst gering während die Zähne 38 und 4© in Axialrichtung ver- I- gehalten werden, so daß auch der gesamte magneti- laufen. Wenn daher Abschnitte der Zähne 46 den

^ sehe Widerstand der magnetischen Kreise im Reluk- Zähnen 40 unmittelbar zugekehrt sind» sind die

J ? tanzminimum sehr gering gehalten werden kann. Fer- Zähne 38 den Zwischenräumen zwischen den Zahnen |. · " ner wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung des 40 46 zugekehrt und umgekehrt. Der der Wicklung 26 ^f'' Drehzahlgebergenerators vermieden, daß der magne- zugeordnete magnetische Kreis des Magneten 30 ver-

' tische Pfad über das Rotorlager zum Gehäuse und läuft über einen die Schenkel 32 und 34 verbinden-

,v damit zum Stator rückgeführt wird. Mit der Erfin- den Steg 47 des Stators 22, den äußeren Schenkel 34,

; : dung ist somit ein konstruktiv und elektromagnetisch einen Luftspalt 50 zwischen den Zähnen 40 des !■". / vorteilhafter, wenig aufwendiger Drehzahlgebergene- 45 Schenkels 34 und den Zähnen 46 des Rotors 44, ;. i rator geschaffen, der sich durch sehr kurze magneti- den Rotor 44 und einen Luftspalt 52 zwischen dem ί [ sehe Pfade auszeichnet. Rotor 44 und dem Rückschlußpolstück 36. Wenn

j ; Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter- daher Abschnitte der Zähne 46 mit den Zähnen 40

ansprüchen angegeben. fluchten, hat der die Wicklung 26 beeinflussende Ma-

; < Die Erfindung wird im folgenden an Hand von so gnetkreis des Magneten 30 eine niedrigere Reluktanz : ^: Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeich- (der Luftspalt 50 ist klein), und wenn die Zähne 40 nungen näher beschrieben. Es zeigt und 46 nicht miteinander fluchten (und der Luftspalt

F i g. 1 einen teilweise gebrochenen Schnitt eines 50 groß ist), wird für den auf die Wicklung 26 einwir-Ausführangsbeispiels eines erfindungsgemäßen Dreh- kenden Magnetkreis eine hohe Reluktanz geschaffen, zahlgebei'generators, 55 Um im Zustand hoher Reluktanz den magnetischen

jT.. Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fluß in dem Magnetkreis der Wicklung 26 weiter zu £ Fig. 1, ' verringern, ist ein magnetischer Kreis vorgesehen, der

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der über den Schenkel 32 des Stators 22, den Luftspalt Fig. 1, 54 zwischen den Zähnen 33 des Schenkeis Hl und'

F i g. 4 und 5 der F i g. 3 entsprechende Darsteliun- 60 den Zähnen 46 des Rotors 44, den Rotor'44 und den gen weiterer Ausführungsbeispiele des in Fig. 1 ge- Luftspalt 52 zwischen dem Rotor 44 und dem Rückzeigten Drehzahlgebergenerators, schlußpolstück 36 führt. Wenn daher Abschnitte der Fig. 6 eine der Fi g. 1 ähnliche Darstellung eines Zähne 46 mit den Zähnen 38 fluchten, verfügt dieser weiteren erfii ciungsgemäßen Ausführungsbeispiels, Kreis über eine niedrige Reluktanz (der Luftspalt 54 und 65 ist schmal), und wenn die Zähne 46 außer Flucht nut Fig 7 .einen Schnitt längs der Linie 7-7 der den Zähne» 38 sind, hat dieser Kreis eine hohe Re-Fi g. 6. lukianz (der Luftspalt 54 ist groß). Wie erwähnt, sind Gemäß den Fig. 1 bis 3 ist ein Drehzahlgeber- die Zähne 46 schräg angestellt, und zwar derart, daß

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der als Umgehungskreis wirkende zweite Kreis im /,geordnet und hat die in der Zeichnung dargestellte ü Zustand hoher Reluktanz ist, wenn der andere Kreis tPolarität/An der radiaUäußerenSeiteMesiMägneten ''im Zustand niedriger Reluktanz ist und umgekehrt. ,.3Oc ist ein Ring 36 c, deij das Rückschlußpolstück Der Umgehungskreis, der im Zustand hoher Reliuk- Jjjldet, angeordnet, ^DieiSktpranordrrung^O c ist in 'tanz des anderen Kreises.für die Wicklung 26 eine Steinern mchtniagneiischeii4^häusevS^c^abgestützt, niedrige Reluktanz aufweist, verringert den die \\tfck- das seinerseits an einem feststehenden Bauteil 12 c vlung 26 beeinflussenden Magnetfluß beträchth'ch,und ,,befestigt.ist Ein Rotor j:44c in Form einer ebenen bringt ihn auf einen sehr kleinen Wert. Im Zustand ,-Scheibe isjidrehfest,auf^inem ärehbarenjBauteil· 14 c niedriger Reluktanz des ersten Kreises ist jedoch der /geKaltert und an seinemäiißeren Ende mit/einer Viel-•Umgehungskreis im Zustand hoher Reluktanz und io zahl von in Umfangsrichtung verteilten, radial verlauibeeinflußt den auf die Wicklung 26 einwirkenden fender* Zähnen 46 c, die den Zähnen 40 c des Schen-'Magnetfluß nur geringfügig. Die beträchtlichen An- kels 34 c des Stators 22 c zugekehrt sind, sowie an derungen des auf die Wicklung 26 einwirkenden Ma- seinem radial inneren Ende mit einer zweiten Reihe gnetflusses (vom Zustand niedriger Reluktanz zum Von in Umfangsrichtung verteilten, radial verlaufen-Zustand hoher Reluktanz des Magnetkreises der 15 den Zähnen 46 d versehen, die den Zähnen 38 c des Wicklung) führen dazu, daß die Wicklung 26 ein Aus- Schenkels 32 c zugekehrt sind. Die Zähne 40 c und gangssignal hoher Amplitude erzeugt. Gleichzeitig er- 38 c sind in Radial- und Umfangsrichtung fluchtend scheint der Gesamtmagnetkreis des Magneten 30 als angeordnet, während die Zähne 46c und 46 d in Ra-Magnetkreis von im wesentlichen konstanter Stärke, cjif.l- und Umfangsrichtung außer Flucht sind. Ähnwas die Wirksamkeit des Magneten 30 verbessert. ao lic« wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Statorkonstruktion. Fig. 1 bis 3 liegt der Luftspalt 50c zwischen den Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 sind die Zähnen 40c und 46c in dem die Wicklung 26c bedem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 einflussenden Kreis, während der Luftspalt 54c zwientsprechenden Bauteile mit dem gleichen Bezugszei- sehen den Zähnen 38 c und 46 c' in dem magnet· chen, jedoch mit dem Zusatz »α« versehen. An Stelle »5 sehen Umgehungskreis liegt. Der Luftspalt 48 c zwider schräg angestellten Zähne 46 sind bei dem Aus- sehen dem Ring 36 c und dem Rotor 44 c liegt im führungsbeispiel gemäß Fig.4 Zahnpaare 46a und Rückpfad beider magnetischen Kreise. Wenn daher >Α6ά vorgesehen, die in Umfangsrichtung versetzt die Zähne 40 c und 46 c miteinander fluchten, sind zueinander angeordnet sind, um die Umschaltung die Zähne 38 c und 46 c'außer Flucht, wodurch der zwischen dem die Wicklung 26 beeinflussenden Kreis 3© Kreis für die Wicklung 26 c über eine niedrige Reluk- und dem Umgehungskreis zu bewirken. tanz (der Luftspalt 50 c ist klein) und der Umge-F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei hungskreis über eine hohe Reluktanz (der Luftspalt dem entsprechende Bauteile das gleiche Bezugszei- 54 c ist groß) verfügt. In der nächsten Stellung, wenn chen, jedoch den Zusatz »b« haben. Die Zähne 46b die Zähne 46 c und 40 c außer Flucht sind, fluchten sind hier in Axialrichtung geradlinig ausgebildet und 35 die Zähne 46 d und 38 c miteinander, wodurch der die Zähne 40 b und 38 b in Umfangsrichtung versetzt Kreis für die Wicklung 26 c über eine große Relukangeoilnet. tanz (der Luftspalt 50c) ist groß) und der Umge-Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 6 hungskreis über eine niedrige Reluktanz verfügt (der und 7 gezeigt, in der die dem Au&iiihrungsbeispiel ge- Luftspalt 54 c ist klein). Hat der Umg^hungskreis maß den Fig. 1 bis 3 entsprechenden Bauteile mit 40 eine niedrige und der andere Kreis gleichzeitig eine dem gleichen Bezugszeichen, jedocn mit dem zusatz- hohe Reluktanz, wird die Größe des ^u diesem"Zeitlichen Buchstaben »c« versehen sind. Die Statoran- punkt auf die Wicklung 26 c wirkenden Magnetflusordnung 20 c enthält einen ringförmig verlaufenden ses äußerst gering gehalten. Infolgedessen tritt eine Stator 22 c von im wesentlichen U-förmigem Quer- sehr große Änderung des auf die Wicklung 26 c einschnitt; der Stator 22 c hat einen radialen, äußeren 45 wirkenden Magnetflusses ein, wenn der zugehörige Schenkel 34 c und einen radialen inneren Schenkel magnetische Kreis vom Zustand niedriger in den Zu-32 c. Die Schenkel 32 c und 34 c tragen an ihren axial stand hoher Reluktanz umgeschaltet wird, wodurch inneren Enden in Umfangsrichtung verteilte, in Ra- ein Ausgangssignal großer Amplitude erzeugt wird, dialrichtung verlaufende Zähne 38 c bzw. 40 c. Eine Der gesamte, durch den Magneten erzeugte Fluß fin-Meßsptile 24 c veriäufi lingfÖrmig, ist in dem Stator 50 det dabei im wesentlichen eine konstante Reluktanz 2'c gehaltert und enthalt sine ringförmig verlaufende vor. Zu dem gleichen Ergebnis kann ,man gelangen, Wicklung 26 c, die in einem U-förrnigen Plastik-Wik- wenn die Zähne 46 c und 46 c' in Umfangsrichtung kelträger 28 c gehaltertJsL Ein kreisförmig verlaufen- ausgerichtet und die Zähne 38 c und 40 c in Umder Ringmagnet 30 c ist neben dem Schenkel 32 c an- fangsrichtung versetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1913

Schenkel Mk 1ψ

Axialab-

Tl, Drehzahlgebergenerator mit einem an einem 3 »ersten Bauteil angeordneten Statoi/ einem an einem relativ zum ersten Bauteil drehbaren zweigten Bauteil angeordneten Rotor, zwei am Stator . angeordneten Polstücken, die beidseitig einer Wicklung angeordnet und über ein Joch magnetisch verbunden sind, zwei zwischen den beiden · Polstücken yndr dem Rotor vorgesehenen Luft- _t! , spalten, in deren Bereich eine Zähnung am Rotor ■ - und den Polstücken vorgesehen ist, wobei die Zahnung des einen Luftspaltbereichs gegenüber , der des anderen Luftspaltbereichs versetzt ist, ^; |und einem auf einer Sv eines Polstücks angeordneten Magneten, cn zusammen mit den Polstücken, dem Rotor .d einem magnetischen Rückflußpfad zwei magnetische Kreise bildet, so derart, daß — auf Grund der gegeneinander ver-. setzten Zahnungen — bei einem Reluktanzmaximum des ersten magnetischen Kreises ein Reluktanzminimum im zweiten Kreis vorliegt und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß as auf der anderen Seite des Magneten (30, 30 c) ein Rückschlußpolstück (36, 36 c) angeordnet ist, das mit dem Rotor (44, 44 a, 44 6, 44 c) einen dritten Luftspalt (52) bildet, über den beide magnetischen Kreise geschlossen werden.

2. Drehzahlgebergenerator nach Anspruch 1, bei dem der Rotor und cfcr Stator je einen Satz von über den Umfang verteilten Zähnen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Sätze aus zwei Teilsätzen (46 a, 46 a'; 46 c, 46</; 40, 38; 40 a, 38 a; 406, 386; 40 c, 38 c) besteht, die den beiden Polstücken (34; 34; 32; 32 c) zugeordnet sind.

3. Drehzahlgebergenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen Sate die Zähne (46 d; 46 c; 38 6) des zweiten Teilsatzes gegenüber den Zähnen (46 a; 46 c; 406) des ersten Teilsatzes in Umfangsrichtung um eine halbe Zahnteilung versetzt sind und der andere Satz aus Zähnen (40 a, 38 a; 466:40 c, 38 c) besteht, die in zur Umfangsrichtung normalen Richtungen ausgerichtet sind.

4. Drehzahlgebergenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen Satz die Zähne (40, 38) der beiden Teilsätze in zur so Umfangsrichtung normalen Richtungen fluchten und der andere Sate aus Zähnen (46) besteht, die schräg zu diesen Richtungen verlaufen, wobei der Schrägungswinkel so groß ist, daß auf den Abstand der beiden Teilsätze eine halbe Zahnteilung kommt.

5. Drehzahlgebergenerator nach einem der vor-. hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich-' net, daß die Polstücke (34, 34 c, 32; 32 c) als ringförmige Schenkel an einem sie verbindenden ringförmigen magnetisch leitenden Steg (47;

JgSeStreckcn,"

Erfindung bezieht sich auf einen Drebzahlgo-