DE19533393A1 - Sensoreinrichtung - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung geht von einer entsprechend dem
Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Sensoreinrichtung
aus.
Solche Sensoreinrichtungen sind dafür vorgesehen, um ein von
der Drehzahl- bzw. Geschwindigkeit eines Objektes abhängiges
analoges Spannungssignal zu erzeugen. Dieses erzeugte
elektrische Signal kann für die verschiedensten Zwecke, wie
z. B. zur Steuerung eines Tachometers und/oder zur Regelung der
Drehzahl, insbesondere auch zur Regelung des Fahrverhaltens
bzw. zur Beeinflussung einer Antiblockier- oder
Bremsschlupfanlage verwendet werden.
Durch die US-PS 4,988,220 ist eine zur Erfassung der Drehzahl
eines in einem Gehäuse gelagerten Bauteils vorgesehene
Sensoreinrichtung bekanntgeworden, bei der ein konzentrisch
zur Bauteil-Drehachse angeordneter Magnetring vorhanden ist,
dem eine ebenfalls konzentrisch zur Bauteil-Drehachse
angeordnete elektrische Ringspule zugeordnet ist, wobei die
Ringspule und der Magnetring an dem das Bauteil aufnehmenden
Gehäuse befestigt sind und wobei die Ringspule und der
Magnetring partiell von einer ringförmig ausgebildeten
metallischen Magnetfluß-Leitanordnung umgeben ist, die mehrere
vorzugsweise gleichmäßig über ihren Umfang verteilte
Magnetfluß-Leitstücke aufweist.
Außerdem ist durch EP 0 438 624 B1 eine zur Erfassung der
Drehzahl eines in einem Gehäuse gelagerten Bauteils
vorgesehene Sensoreinrichtung bekanntgeworden, bei der ein
konzentrisch zur Bauteil-Drehachse angeordneter Magnetring
vorhanden ist, der Segmente alternierender Polarität aufweist,
wobei dem Magnetring eine ebenfalls konzentrisch zur
Bauteil-Drehachse angeordnete elektrische Ringspule zugeordnet
ist, wobei die Ringspule und der Magnetring mit einer der
Bauteil-Drehzahl entsprechenden Relativgeschwindigkeit
gegeneinander verdrehbar sind und wobei die Ringspule partiell
von einer ringförmig ausgebildeten metallischen
Magnetfluß-Leitanordnung umgeben ist, die mehrere vorzugsweise
gleichmäßig über ihren Umfang verteilte lappenförmige
Magnetfluß-Leitstücke aufweist.
Bei diesen beiden vorbekannten Ausführungsformen besteht das
Problem, daß das damit erzeugbare analoge Spannungssignal
aufgrund seines nicht besonders (hoch) ausgeprägten Pegels
durch Störsignale leicht zu beeinflussen ist.
Aus diesem Grunde liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Sensoreinrichtung der im Oberbegriff des
Hauptanspruches vorausgesetzten Art derart weiterzubilden, daß
mit relativ einfachen Mitteln eine optimale Energieausbeute
bei der Signalerzeugung gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhaft bei einem solchen Aufbau einer solchen
Sensoreinrichtung ist, daß mit recht einfach herzustellenden
und anzuordnenden Bauelementen ein drehzahlabhängiges analoges
Spannungssignal mit relativ hohem Spannungspegel erzeugt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben und werden
anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 einen perspektivischen Ausschnitt einer vom
zugehörigen rotierenden Bauteil getrennten
Sensoreinrichtung,
Fig. 2 die Sensoreinrichtung nach Fig. 1 im Vollschnitt
bei ihrer Zuordnung zum rotierenden Bauteil,
Fig. 3 die beiden die Magnetfluß-Leitanordnung bildenden
Blechteile in ihrer Zuordnung zueinander,
Fig. 4a das eine der beiden Blechteile nach Fig. 3 in
Ansicht,
Fig. 4b das eine Blechteil nach Fig. 3 bzw. 4a im Schnitt
gemäß Linie A-B,
Fig. 5a das andere der beiden Blechteile nach Fig. 3 in
Ansicht,
Fig. 5b das andere Blechteil nach Fig. 3 bzw. 5a im
Schnitt gemäß Linie C-D,
Fig. 6a einen perspektivischen Ausschnitt einer weiteren
vom zugehörigen rotierenden Bauteil getrennten
Sensoreinrichtung,
Fig. 6b die Sensoreinrichtung nach Fig. 6a im
Explosionszustand.
In den Figuren sind gleichartige Positionen mit gleichen
Bezugsangaben versehen.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist ein Segmente
alternierender Polarität N/S bzw. S/N aufweisender Magnetring
1 mittels hülsenartig ausgebildetem, seinem inneren
Oberflächenbereich 1b zugeordneten Magnetträger 2 auf einem in
einem der Einfachheit halber nicht dargestellten Gehäuse
gelagerten Bauteil 3 (Antriebswelle) derart befestigt, daß
dieser die Bauteil-Drehachse A konzentrisch umgibt. Die
einzelnen Magnetpolpaare des Magnetrings 1 sind dabei parallel
zur Bauteil-Drehachse A ausgerichtet.
An dem Gehäuse ist eine ebenfalls die Bauteil-Drehachse
konzentrisch umgebende elektrische Ringspule 4 gehalten, die
von dem Magnetring 1 beabstandet ist und denselben umlaufend
umfaßt. Die elektrische Ringspule ist dabei in einem aus
Isolierstoff hergestellten Spulenkörper 5 angeordnet, der
hierzu mit einer von seinem äußeren Oberflächenbereich 5a
ausgehenden, nutartig ausgebildeten, umlaufend vorhandenen
Ausnehmung 5* versehen ist. Der innere Oberflächenbereich 5b
des Spulenkörpers 5 ist vom äußeren Oberflächenbereich 1a des
Magnetrings 1 durch einen so klein wie möglich zu haltenden
Luftspalt beabstandet.
Um eine bessere Energieausbeute eines solchen induktiven
Gebildes zu erzielen, ist demselben eine aus zwei
ringförmigen, aus weichmagnetischem Werkstoff hergestellten
Blechteilen 6, 7 bestehende, die Bauteil-Drehachse A ebenfalls
konzentrisch umgebende Magnetfluß-Leitanordnung zugeordnet.
Die beiden ringförmigen Blechteile 6, 7 sind dabei mit jeweils
einer der halben Anzahl der vorhandenen Magnetpolpaare
entsprechenden Anzahl von lappenförmig ausgeführten
Magnetfluß-Leitstücken 6a, 6c und 7a, 7c versehen, die über den
Umfang der Blechteile 6, 7 gleichmäßig verteilt vorhanden und
somit immer gleich ausgeführten, d. h. im Abstand von jeweils
einem gegensinnig ausgerichteten Magnetring-Segment
aufeinanderfolgenden Magnetring-Segmenten zugeordnet sind.
Das Blechteil 6 ist so geformt, daß es mit einem mittleren
Abschnitt 6a den äußeren Oberflächenbereich 5a des
Spulenkörpers 5 und die darin gehaltene Ringspule 4
vollständig überdeckt. An diesem mittleren Abschnitt 6a sind
zu beiden Seiten desselben mehrere die lappenförmigen
Magnetfluß-Leitstücke 6b, 6c bildende Endabschnitte angeformt,
die um 90° gegenüber dem mittleren Abschnitt 6a in bleiche
Richtung abgewinkelt sind.
Die auf der einen Seite des mittleren Abschnitts 6a
vorhandenen lappenförmigen Magnetfluß-Leitstücke 6b erstrecken
sich dabei parallel zu dem einen Seitenbereich 5c des
Spulenkörpers 5 und zu dem einen Seitenbereich 1c des
Magnetrings 1, während die auf der anderen Seite vorgesehenen
lappenförmigen Magnetfluß-Leitstücke 6c jeweils einerseits die
jeweils zugeordneten Zonen des anderen Seitenbereiches 5d des
Spulenkörpers 5 und aufgrund einer weiteren nach außen
vorgenommenen den Abschnitt 6c′ bildenden Abwinkelung um 90°
die jeweils zugeordneten Magnetpole der gleich ausgerichteten
Magnetring-Segmente zu etwa 50% überdecken. Durch dieses
Blechteil 6 wird der Magnetfluß in Richtung auf die Ringspule
4 unterstützt.
Das zweite ringförmige Blechteil 7 ist zwischen dem Magnetring
1 und dem Spulenkörper 5 angeordnet und dämpft durch seine
Anordnung und Ausgestaltung den auf die Ringspule 4
einwirkenden Magnetfluß. Das ringförmige Ringteil 7 weist
wiederum einen mittleren, gegenüber dem mittleren Abschnitt 6a
des einen Blechteils 6 jedoch schmalbandig ausgeführten
Abschnitt 7a auf, der dem Magnetring 1 im Bereich der
Polübergangszonen N/S bzw. S/N umlaufend zugeordnet ist. An
diesen Abschnitt 7a schließen sich zu beiden Seiten, d. h. sich
gegenüberliegend wiederum mehrere voneinander gleichmäßig
beabstandete, die lappenförmigen Magnetfluß-Leitstücke 7b, 7c
bildende Endabschnitte an. Dabei liegen die auf der einen
Seite vorhandenen Magnetfluß-Leitstücke 7b parallel zur
Bauteil-Drehachse A und überdecken jeweils den zugeordneten
Oberflächenbereich der jeweils zugeordneten Magnetpole der
gleich ausgerichteten Magnetring-Segmente, während die anderen
Magnetfluß-Leitstücke 7c den zugeordneten Oberflächenbereich
der jeweils anderen Magnetpole der gleich ausgerichteten
Magnetring-Segmente und mit jeweils einem daran
anschließenden, um 90° demgegenüber abgewinkelten Fortsatz 7c′
die jeweils zugehörige Zone des Seitenbereiches des
Magnetrings 1 überdecken.
Bei dem in den Fig. 6a, 6b dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Magnetpolpaare radial zur Bauteil-Drehachse
ausgerichtet. Dabei ist der Magnetring 1 dem anderen
ringförmigen Blechteil 7 zugeordnet, welches zusammen mit dem
die Ringspule 4 haltenden Spulenkörper 5 an dem einen
ringförmigen Blechteil 6 angeordnet ist. Das eine Blechteil 6
weist wiederum einen mittleren Abschnitt 6a auf, der in diesem
Fall einen Seitenbereich 5d des Spulenkörpers 5 überdeckt. An
den beiden Seiten des mittleren Abschnitts 6a des Blechteils 6
sind ebenfalls in sich gegenüberliegender Anordnung mehrere,
die lappenförmigen Magnetfluß-Leitstücke 6b, 6c bildende
Endabschnitte vorhanden, die in gleiche Richtung um 90° vom
mittleren Abschnitt 6a abgewinkelt sind. Der Spulenkörper 5
ist mit einer von seinem äußeren Oberflächenbereich 5a
ausgehenden nutartigen Ausnehmung 5* zur Aufnahme der
elektrischen Ringspule 4 versehen. Der andere Seitenbereich 5c
des Spulenkörpers 5 wird einerseits von dem schmalbandig
ausgeführten mittleren Abschnitt 7a des anderen Blechteils 7
und von einem Teil der daran angeformten, die lappenförmigen
Magnetfluß-Leitstücke 7b, 7c bildenden Endabschnitten überdeckt
und zwar sind die Endabschnitte etwa in der Mitte ihrer
Erstreckungslänge um 90° in gleiche Richtung abgewinkelt,
wobei die abgewinkelten Fortsätze 7b′, 7c′ sich parallel zu dem
äußeren und dem inneren Oberflächenbereich 1a, 1b des
Magnetrings 1 erstrecken.
Auch bei dieser Ausführungsform wird einerseits der Magnetfluß
gedämpft und andererseits unterstützt, so daß auch hierbei
sich eine wesentlich bessere Energieausbeute ergibt.
Claims (12)
1. Sensoreinrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines in einem
Gehäuse gelagerten Bauteils, wobei ein konzentrisch zur
Bauteil-Drehachse angeordneter Magnetring vorgesehen ist, der
Segmente alternierender Polarität aufweist, wobei dem
Magnetring eine ebenfalls konzentrisch zur Bauteil-Drehachse
angeordnete elektrische Ringspule zugeordnet ist, wobei die
Ringspule und der Magnetring mit einer der Bauteil-Drehzahl
entsprechenden Relativgeschwindigkeit gegeneinander verdrehbar
sind und wobei die Ringspule partiell von einer ringförmig
ausgebildeten metallischen Magnetfluß-Leitanordnung umgeben
ist, die mehrere vorzugsweise gleichmäßig über ihren Umfang
verteilte lappenförmige Magnetfluß-Leitstücke aufweist
dadurch gekennzeichnet, daß die
Magnetfluß-Leitanordnung aus zwei jeweils die gleiche Anzahl
von Magnetfluß-Leitstücken (6a, 6b und 7a, 7b) aufweisenden
ringförmigen Blechteilen (6, 7) besteht, daß die
Magnetfluß-Leitstücke der beiden Blechteile in alternierender
Anordnung die Bauteil-Drehachse (A) konzentrisch derart
umgeben, daß die Magnetfluß-Leitstücke (6a, 6b) des einen
Blechteils (6) der Ringspule (4) und dem Magnetring (1) in
einer den magnetischen Fluß unterstützenden Art und die
Magnetfluß-Leitstücke (7b, 7c) des anderen Blechteils (7) der
Ringspule und dem Magnetring in einer den magnetischen Fluß
dämpfenden Art zugeordnet sind.
2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Magnetpolpaar (N/S bzw. S/N) eines jeden
Magnetring-Segmentes des mit Segmenten alternierender
Polarität versehenen Magnetrings (1) parallel zur
Bauteil-Drehachse (A) ausgerichtet ist.
3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Magnetpolpaar (N/S bzw. S/N) eines jeden
Magnetring-Segmentes des mit Segmenten alternierender
Polarität versehenen Magnetrings (1) radial zur
Bauteil-Drehachse (A) ausgerichtet ist.
4. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das eine Blechteil (6) die in
einem ringförmigen Spulenkörper (5) umlaufend gehaltene
elektrische Ringspule (4) im Bereich ihres äußeren Umfangs mit
einem mittleren Abschnitt (6a) vollständig überdeckt und mit
seinen beiden in Richtung auf die Bauteil-Drehachse (A) hin
abgewinkelten Endabschnitten die den Magnetfluß
unterstützenden lappenartigen Magnetfluß-Leitstücke (6b, 6c)
bildet, welche jeweils mit einem Abstand von einem
Magnetring-Segment voneinander angeordnet sind.
5. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das andere Blechteil (7) den
Magnetring (1) im Bereich des Polaritätswechsels jedes
Magnetpolpaares (N/S bzw. S/N) mit einem mittleren
schmalbandig ausgeführten Abschnitt (7a) umlaufend umfaßt und
mit seinen beiden daran anschließenden Endabschnitten die den
Magnetfluß dämpfenden Magnetfluß-Leitstücke (7b, 7c) bildet,
welche ebenfalls mit einem Abstand von einem
Magnetring-Segment voneinander angeordnet sind.
6. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das eine ringförmige Blechteil (6)
mit einem mittleren Abschnitt (6a) einem der beiden
ringförmigen Seitenbereiche der elektrischen Ringspule (4) in
vollständig überdeckender Art und Weise zugeordnet ist und mit
seinen beiden daran anschließenden, parallel zur
Bauteil-Drehachse (A) ausgerichteten, die den Magnetfluß
unterstützenden lappenartigen Magnetfluß-Leitstücke (6b, 6c)
bildenden Endabschnitten einerseits dem inneren
Oberflächenbereich und andererseits dem äußeren
Oberflächenbereich der elektrischen Ringspule (4) und des
Magnetrings (1) in partiell überdeckender Art und Weise
zugeordnet ist, wobei dieselben mit einem Abstand von einem
Magnetring-Segment voneinander angeordnet sind.
7. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das andere ringförmige Blechteil
(7) einem der beiden Seitenbereiche (1c, 1d) des Magnetrings
(1) im Bereich des Polaritätswechsels eines jeden
Magnetpolpaares (N/S bzw. S/N) mit einem mittleren
schmalbandig ausgeführten Abschnitt (7a) in partiell
überdeckender Art und Weise zugeordnet ist und mit seinen
beiden daran anschließenden, die den Magnetfluß dämpfenden
Magnetfluß-Leitstücke (7b, 7b′ und 7c, 7c′) bildenden
Endabschnitten einerseits dem inneren Oberflächenbereich (1b)
und andererseits dem äußeren Oberflächenbereich (1a) des
Magnetrings (1) in partiell überdeckender Art und Weise
zugeordnet ist, wobei die Endabschnitte ebenfalls mit einem
Abstand von einem Magnetring-Segment voneinander angeordnet
sind.
8. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch
gekennzeichnet, daß die lappenartigen Magnetfluß-Leitstücke
(6a, 6b-7a, 7b) der beiden Blechteile (6, 7) durch zumindest eine
Abwinkelung derart geformt sind, daß eine größtmögliche
Überdeckung eines jeden Magnetring-Segmentes realisiert ist.
9. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden die Magnetfluß-Leitanordnung
bildenden ringförmigen Blechteile (6, 7) aus weichmagnetischem
Material bestehen.
10. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektrische Ringspule (4) in einem aus
Isolierstoff hergestellten ringförmigen Spulenkörper (5)
angeordnet ist.
11. Sensoreinrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektrische Ringspule (4) in einer im
Spulenkörper (5) umlaufend vorhandenen, nutartig ausgeführten,
in Richtung auf einen der beiden Seitenbereiche (5c, 5d) hin
offenen Ausnehmung (5*) angeordnet ist.
12. Sensoreinrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektrische Ringspule (4) in einer im
Spulenkörper (5) umlaufend vorhandenen, nutartig ausgeführten,
in Richtung auf einen der beiden Oberflächenbereiche (5a, 5b)
hin offenen Ausnehmung (5*) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995133393 DE19533393C2 (de) | 1995-09-09 | 1995-09-09 | Sensoreinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995133393 DE19533393C2 (de) | 1995-09-09 | 1995-09-09 | Sensoreinrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19533393A1 true DE19533393A1 (de) | 1997-03-13 |
DE19533393C2 DE19533393C2 (de) | 1998-02-05 |
Family
ID=7771718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995133393 Expired - Fee Related DE19533393C2 (de) | 1995-09-09 | 1995-09-09 | Sensoreinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19533393C2 (de) |
Cited By (2)
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- 1995-09-09 DE DE1995133393 patent/DE19533393C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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DE19533393C2 (de) | 1998-02-05 |
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