DE202015103893U1 - Arrangement of a microgenerator circuit - Google Patents

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Abstract

Anordnung einer Mikrogenerator-Schaltung (1) zur Erfassung einer Drehbewegung (10) einer Welle (6), umfassend – einen mit der Welle (6) drehfest verbundenen Permanentmagneten (2) zum Erzeugen eines Magnetfeldes (20), – zumindest einen zu dem Permanentmagneten (2) beabstandet angeordneten ersten Impulsdraht (31), insbesondere einen Wiegand-Draht, und – zumindest einen ersten Induktionsdraht (41), der mit einem ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt (411) derart um den ersten Impulsdraht (31) angeordnet ist, dass an dem ersten Induktionsdraht (31) in Abhängigkeit der Magnetfeldstärke (20) des sich bewegenden Permanentmagneten (2) ein elektrisches Signal (400) abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Induktionsdraht (41) zumindest einen zusätzlichen, separat ausgebildeten, um den ersten Impulsdraht (31) angeordneten zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt (412) aufweist.Arrangement of a microgenerator circuit (1) for detecting a rotational movement (10) of a shaft (6), comprising - a permanent magnet (2) non-rotatably connected to the shaft (6) for generating a magnetic field (20), - at least one to the permanent magnet (2) spaced apart first pulse wire (31), in particular a Wiegand wire, and - at least a first induction wire (41) arranged with a first induction wire coil portion (411) around the first pulse wire (31) the first induction wire (31) in response to the magnetic field strength (20) of the moving permanent magnet (2) an electrical signal (400) can be tapped, characterized in that the first induction wire (41) at least one additional, separately formed, around the first pulse wire (31) arranged second induction wire coil section (412).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer, insbesondere nach dem Wiegand-Prinzip arbeitenden, Mikrogenerator-Schaltung zur Erfassung einer Drehbewegung einer Welle, umfassend einen mit der Welle drehfest verbundenen Permanentmagneten zum Erzeugen eines Magnetfeldes, zumindest einen zu dem Permanentmagneten beabstandet und vorzugsweise ortsfest angeordneten ersten Impulsdraht, insbesondere einen Wiegand-Draht, und zumindest einen ersten Induktionsdraht, der mit einem ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt derart um den ersten Impulsdraht angeordnet ist, dass an dem ersten Induktionsdraht in Abhängigkeit der Magnetfeldstärke des sich bewegenden Permanentmagneten ein elektrisches Signal abgreifbar ist, welches insbesondere zur Auswertung der Drehbewegung der Welle herangezogen werden kann. The invention relates to an arrangement of a, in particular according to the Wiegand principle, microgenerator circuit for detecting a rotational movement of a shaft comprising a rotatably connected to the shaft permanent magnet for generating a magnetic field, at least one spaced apart from the permanent magnet and preferably fixedly arranged first pulse wire , in particular a Wiegand wire, and at least a first induction wire, which is arranged with a first induction wire coil section around the first pulse wire, that on the first induction wire in dependence of the magnetic field strength of the moving permanent magnet, an electrical signal can be tapped, which in particular Evaluation of the rotational movement of the shaft can be used.

Solche Mikrogenerator-Schaltungen bzw. Mikrogeneratoren werden bekanntlich zur Erfassung einer Drehrichtung und/oder Drehbewegung einer Welle oder zur Erkennung eines Identifikationsmittels, wie einer Magnetkarte, verwendet. Hierbei kann insbesondere kinetisch Energie in elektrische Energie umgewandelt werden. Eine Mikrogenerator-Schaltung umfasst die oben beschriebene Anordnung eines Magneten zur Erzeugung eines Magnetfeldes, einen Impulsdraht, in dem durch das Magnetfeld zumindest in einem Magnetfelderfassungsbereich eine magnetische Flussrichtung änderbar ist, und einen Induktionsdraht, in dem durch die Änderung der magnetischen Flussrichtung eine elektrische Spannung induzierbar ist.Such microgenerator circuits or microgenerators are known to be used for detecting a direction of rotation and / or rotational movement of a shaft or for detecting an identification means, such as a magnetic card. In particular, kinetic energy can be converted into electrical energy. A microgenerator circuit includes the above-described arrangement of a magnet for generating a magnetic field, a pulse wire in which a magnetic flux direction is changeable by the magnetic field at least in a magnetic field detection area, and an induction wire in which an electric voltage is inducible by the change of the magnetic flux direction is.

Ein wesentlicher Vorteil solcher Mikrogenerator-Schaltungen besteht darin, dass – beispielsweise zum Betreiben eines Zählwerks bzw. Drehgebers – eine externe Stromversorgung nicht erforderlich ist. Dadurch kann beispielsweise das Nachlaufen einer Welle bei einem Stromausfall durch die Umwandlung der noch vorhandenen kinetischen Energie der Welle in elektrische Energie erfasst werden. Hierbei ist der Permanentmagnet zumeist an einem Wellenende und der Impulsdraht mit Induktionsdraht – zusammen auch als Wiegand-Sensor bezeichnet – axial beabstandet von dem Permanentmagneten angeordnet. A significant advantage of such microgenerator circuits is that - for example, to operate a counter or encoder - an external power supply is not required. As a result, for example, the tracking of a wave can be detected in a power failure by converting the remaining kinetic energy of the wave into electrical energy. Here, the permanent magnet is usually at a shaft end and the pulse wire with induction wire - together also called Wiegand sensor - arranged axially spaced from the permanent magnet.

Um die Drehrichtung einer Welle zu ermitteln und/oder um die Messgenauigkeit bzw. die Sensibilität der Erfassung zu erhöhen, ist es bekannt, mehrere separate Wiegand- und/oder Hall-Sensoren, das heißt mehrere separate Impulsdrähte sowie mehrere separate Induktionsspulen, ringförmig um eine Wellenmittellinie anzuordnen, wobei in jeder Induktionsspule bei einem Passieren des durch den Permanentmagneten erzeugten Magnetfeldes eine messbare elektrische Spannung induziert wird. In order to determine the direction of rotation of a shaft and / or to increase the accuracy of measurement or the sensitivity of the detection, it is known, several separate Wiegand and / or Hall sensors, that is several separate pulse wires and a plurality of separate induction coils, a ring around a Arranging the shaft center line, wherein in each induction coil at a passing of the magnetic field generated by the permanent magnet, a measurable electrical voltage is induced.

Nachteilig an den bekannten Systemen ist jedoch, dass die Anordnung mehrerer separater Sensoren zur Erfassung einer Drehrichtung und/oder Drehbewegung relativ aufwendig und kostenintensiv ist. Insbesondere bei einer großen Anzahl benötigter Sensoren ist die Herstellung, Montage und Verschaltung eines Mikrogenerators, beispielsweise aufgrund der zahlreichen Zuleitungen und Halteeinrichtungen zum Fixieren der Sensoren, aufwendig und kostenintensiv.A disadvantage of the known systems, however, is that the arrangement of a plurality of separate sensors for detecting a direction of rotation and / or rotational movement is relatively complicated and costly. Especially with a large number of required sensors, the production, assembly and interconnection of a microgenerator, for example, due to the numerous leads and holding devices for fixing the sensors, consuming and expensive.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mikrogenerator-Schaltung bereitzustellen, die bei zumindest gleicher Messgenauigkeit und Sensibilität eine relativ unkomplizierte und kostengünstige Herstellung und Montage ermöglicht. The invention is therefore based on the object to provide a microgenerator circuit, which allows a relatively uncomplicated and cost-effective production and assembly with at least the same accuracy and sensitivity.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Anordnung einer Mikrogenerator-Schaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung sowie in den Figuren aufgeführt.The object is achieved by an arrangement of a microgenerator circuit with the features of claim 1. Advantageous embodiments and modifications of the invention are set forth in the subclaims, in the description and in the figures.

Erfindungsgemäß weist der erste Induktionsdraht zumindest einen zusätzlichen, separat ausgebildeten, um den ersten Impulsdraht angeordneten zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt auf. Der zweite Induktionsdraht-Spulenabschnitt ist ebenfalls derart um den ersten Impulsdraht angeordnet, dass bei einem durch die Drehbewegung der Welle verursachten Vorbeieilen des durch den Permanentmagneten erzeugten Magnetfeldes auch in dem zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitten eine messbare elektrische Spannung in dem Induktionsdraht induziert werden kann. Dadurch kann mittels des einen Induktionsdrahtes eine Drehbewegung sowie eine Drehrichtung der Welle ermittelt werden. Dazu sind lediglich eine einzige elektrische Anbindung des Induktionsdrahtes sowie eine einzige Halteeinrichtung zum Fixieren des Impulsdrahtes erforderlich. Der erste Induktionsdraht-Spulenabschnitt und der zweite Induktionsdraht-Spulenabschnitt können bezüglich einer Mittellinie der zu überwachenden Welle gegenüberliegend bzw. im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sein. Somit kann bei einer einzigen Wellenumdrehung zumindest zweimal bzw. an zumindest zwei Stellen ein elektrisches Signal zur Messung in dem Induktionsdraht induziert werden. Folglich kann eine Drehbewegung der Welle besonders genau erfasst und die hierzu erforderliche Anzahl der benötigten Bauteile erheblich reduziert werden, so dass der Aufbau des Mikrogenerators insgesamt vereinfacht und relativ kostengünstig erfolgen kann. According to the invention, the first induction wire has at least one additional, separately formed second induction wire coil section arranged around the first pulse wire. The second induction wire coil section is likewise arranged around the first pulse wire in such a way that a measurable electrical voltage can be induced in the induction wire in the second induction wire coil sections when the magnetic field generated by the permanent magnet is caused by the rotational movement of the shaft. As a result, by means of the one induction wire, a rotational movement and a direction of rotation of the shaft can be determined. For this purpose, only a single electrical connection of the induction wire and a single holding device for fixing the pulse wire are required. The first induction wire coil section and the second induction wire coil section may be arranged opposite one another or substantially mirror-symmetrical with respect to a center line of the shaft to be monitored. Thus, in the case of a single shaft revolution, an electrical signal can be induced for measurement in the induction wire at least twice or at at least two points. Consequently, a rotational movement of the shaft can be detected particularly accurately and the required number of required components can be significantly reduced, so that the structure of the microgenerator can be simplified overall and relatively inexpensive.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest ein separat ausgebildeter zweiter Impulsdraht vorgesehen, wobei der erste Induktionsdraht mit dem ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt um den ersten Impulsdraht und mit dem zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt um den zweiten Impulsdraht angeordnet ist. Dadurch kann in dem ersten Induktionsdraht eine Induktion einer elektrischen Spannung durch den ersten Impulsdraht sowie durch den zweiten Impulsdraht jeweils unabhängig voneinander erfolgen, so dass beispielsweise bei einer Funktionsstörung oder eines zu schwachen Magnetfeldes an einem der beiden Impulsdrähte eine Induktion in dem Induktionsdraht und somit ein Erfassen einer Drehbewegung der Welle dennoch mittels des entsprechend anderen Impulsdrahtes weiter erfolgen kann. Die Mikrogenerator-Schaltung ist dadurch relativ sicher und kostengünstig.In an advantageous embodiment of the invention, at least one separately formed second pulse wire is provided, wherein the first induction wire with the first induction wire Coil section is arranged around the first pulse wire and with the second induction wire coil section around the second pulse wire. As a result, in the first induction wire, an induction of an electrical voltage through the first pulse wire and through the second pulse wire can each occur independently of each other, so that, for example, in the event of a malfunction or too weak a magnetic field on one of the two pulse wires induction in the induction wire and thus a detection a rotation of the shaft can still be done by means of the corresponding other pulse wire on. The microgenerator circuit is thereby relatively safe and inexpensive.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind ein separat ausgebildeter zweiter Impulsdraht und ein separat ausgebildeter zweiter Induktionsdraht vorgesehen, wobei der zweite Induktionsdraht mit einem ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt und mit einem separat ausgebildeten zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt um den zweiten Impulsdraht angeordnet ist. Somit können der erste Impulsdraht von dem ersten Induktionsdraht und der zweite Impulsdraht von dem zweiten Induktionsdraht umgeben sein bzw. jeweils in Wirkverbindung miteinander stehen. Dadurch kann in dem jeweiligen Induktionsdraht eine Induktion einer elektrischen Spannung durch die beiden Impulsdrähte jeweils unabhängig voneinander erfolgen, so dass beispielsweise bei einer Funktionsstörung eines der beiden Impulsdrähte oder Induktionsdrähte, oder bei Vorliegen eines zu schwachen Magnetfeldes an einem der beiden Impulsdrähte eine Induktion in dem Induktionsdraht und somit ein Erfassen einer Drehrichtung und Drehbewegung der Welle dennoch mittels des entsprechend anderen Impulsdrahtes und/oder Induktionsdrahtes weiter erfolgen kann. Die um jeweils einen der beiden Impulsdrähte angeordneten Induktionsdrähte, insbesondere die Induktionsdraht-Spulenabschnitte, können beispielsweise gleichermaßen beabstandet von einem freien Wellenende ringförmig, in einem regelmäßigen Abstand zueinander angeordnet sein. Dadurch ist ein Erfassen einer Drehrichtung und Drehbewegung der Welle besonders genau möglich und zudem der Betrieb des Mikrogenerators relativ sicher.In a particularly preferred embodiment, a separately formed second pulse wire and a separately formed second induction wire are provided, wherein the second induction wire is arranged with a first induction wire coil section and with a separately formed second induction wire coil section around the second pulse wire. Thus, the first pulse wire from the first induction wire and the second pulse wire from the second induction wire may be surrounded or each in operative connection with each other. As a result, an induction of an electrical voltage through the two pulse wires can be carried out independently of each other in the respective induction wire, so that, for example, in a malfunction of one of the two pulse wires or induction wires, or in the presence of a too weak magnetic field on one of the two pulse wires, an induction in the induction wire and thus detecting a direction of rotation and rotational movement of the shaft can still be done by means of the corresponding other pulse wire and / or induction wire on. The arranged around one of the two pulse wires induction wires, in particular the induction wire coil sections, for example, equally spaced from a free shaft end ring, be arranged at a regular distance from each other. As a result, a detection of a direction of rotation and rotational movement of the shaft is particularly accurate possible and also the operation of the microgenerator relatively safe.

Vorzugsweise sind der erste Impulsdraht und/oder der zweite Impulsdraht zumindest in dem Magnetfelderfassungsbereich geradlinig, gebogen, gewinkelt oder über Kreuz angeordnet. Beispielsweise kann der Impulsdraht gewinkelt mit einem Winkel von 90 Grad angeordnet sein, wobei der Induktionsdraht mit einem ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt an einem ersten geraden Abschnitt bzw. Schenkel des Impulsdrahtes und mit einem zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt an dem abgewickelten zweiten geraden Abschnitt bzw. Schenkel des Impulsdrahtes angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist der Induktionsdraht jeweils korrespondierend mit der Ausgestaltung des Impulsdrahtes angeordnet. Dadurch kann eine Drehbewegung der Welle besonders genau erfasst werden. Bei der Anordnung mehrerer Impulsdrähte, die sich beispielsweise kreuzen, kann der Induktionsdraht den Impulsdraht an dem Kreuzungspunkt auch wechseln, so dass der Induktionsdraht mit einem ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt an dem ersten Impulsdraht und mit dem zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt an dem zweiten Impulsdraht angeordnet ist. Die beiden Impulsdrähte können in einem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet sein und sich in einer Verlängerung der Mittellinie der Welle kreuzen. Dadurch können die Impulsdrähte bezüglich der Mittellinie spiegelsymmetrisch angeordnet sein. Preferably, the first pulse wire and / or the second pulse wire are rectilinear, bent, angled or arranged at least in the magnetic field detection region. For example, the pulse wire may be angled at 90 degrees, with the induction wire having a first induction wire coil portion at a first straight portion of the pulse wire and a second induction wire coil portion at the developed second straight portion or leg of the Pulse wire is arranged. Advantageously, the induction wire is arranged in each case corresponding to the configuration of the pulse wire. As a result, a rotational movement of the shaft can be detected particularly accurately. For example, in the arrangement of a plurality of pulse wires crossing each other, the induction wire may change the pulse wire at the crossing point so that the induction wire having a first induction wire coil portion is disposed on the first pulse wire and the second induction wire coil portion is on the second pulse wire. The two pulse wires can be arranged at a predetermined angle to each other and intersect in an extension of the center line of the shaft. As a result, the pulse wires can be arranged mirror-symmetrically with respect to the center line.

Vorzugsweise sind der erste Impulsdraht und/oder der zweite Impulsdraht in einer Ebene senkrecht zu einer Mittellinie der Welle angeordnet. Dadurch kann jeder Impulsdraht und jeder Induktionsdraht den gleichen axialen Abstand zu der Welle und somit zu dem beispielsweise an dem Wellenende angeordneten Permanentmagneten haben, so dass eine Erfassung einer Drehbewegung der Welle an mehreren Stellen über den Umfang der Welle möglich ist.Preferably, the first pulse wire and / or the second pulse wire are arranged in a plane perpendicular to a center line of the shaft. Thereby, each pulse wire and each induction wire have the same axial distance to the shaft and thus to the arranged, for example at the shaft end permanent magnet, so that a detection of a rotational movement of the shaft at several points over the circumference of the shaft is possible.

Vorzugsweise sind der erste Impulsdraht und/oder der zweite Impulsdraht in einem Winkel zueinander zwischen 60 und 120 Grad angeordnet. Bei Vorliegen nur eines Impulsdrahtes kann dieser zwei geradlinig ausgebildete Schenkel aufweisen, die in einem Winkel zueinander von 120 Grad gewinkelt sind.Preferably, the first pulse wire and / or the second pulse wire are arranged at an angle to each other between 60 and 120 degrees. In the presence of only one pulse wire, this may have two rectilinear legs, which are angled at 120 degrees to each other.

Vorteilhafterweise sind auch der erste Induktionsdraht-Spulenabschnitt und/oder der zweite Induktionsdraht-Spulenabschnitt, die mit dem Impulsdraht korrespondierend angeordnet sein können, in einem Winkel zueinander zwischen 60 und 120 Grad angeordnet. Bei diesem Winkel ist ein Übergang des Induktionsdrahtes von einem ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt zu einem zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt besonders geeignet.Advantageously, also the first induction wire coil section and / or the second induction wire coil section, which may be arranged corresponding to the pulse wire, are arranged at an angle to each other between 60 and 120 degrees. At this angle, a transition of the induction wire from a first induction wire coil section to a second induction wire coil section is particularly suitable.

Vorzugsweise sind der erste Induktionsdraht-Spulenabschnitt und/oder der zweite Induktionsdraht-Spulenabschnitt jeweils exzentrisch zu einer Mittellinie der Welle angeordnet. Dadurch kann eine Drehrichtung und Drehbewegung der Welle besonders genau erfasst werden.Preferably, the first induction wire coil section and / or the second induction wire coil section are each arranged eccentrically to a center line of the shaft. As a result, a direction of rotation and rotational movement of the shaft can be detected particularly accurately.

Vorzugsweise sind der erste Induktionsdraht und/oder der zweite Induktionsdraht jeweils mit einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten eines in dem Induktionsdraht induzierten elektrischen Signals verschaltet. Preferably, the first induction wire and / or the second induction wire are each connected to an evaluation device for evaluating an induced in the induction wire electrical signal.

Vorzugsweise ist der Permanentmagnet an einer Stirnseite der Welle koaxial zu einer Mittellinie der Welle angeordnet ist. Dadurch ist die Montage der Mikrogenerator-Schaltung in relativ einfacher Weise ermöglicht. Besonders bevorzugt ist der Permanentmagnet zentrisch an der Wellenstirnseite angeordnet, so dass eine Unwucht an der Welle vermieden werden kann. Preferably, the permanent magnet is coaxial with an end face of the shaft Centerline of the shaft is arranged. This allows the assembly of the microgenerator circuit in a relatively simple manner. Particularly preferably, the permanent magnet is arranged centrally on the shaft end side, so that an imbalance on the shaft can be avoided.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand drei bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to three preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung in geschnittener Darstellung, 1 3 shows a schematic side view of a first embodiment according to the invention in a sectional representation,

2 zeigt schematisch eine Stirnseitenansicht der ersten erfindungsgemäßen Ausführung, 2 shows schematically an end view of the first embodiment according to the invention,

3 zeigt schematisch eine Stirnseitenansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung, und 3 schematically shows an end view of a second embodiment of the invention, and

4 zeigt schematisch eine Stirnseitenansicht einer dritten erfindungsgemäßen Ausführung. 4 schematically shows an end view of a third embodiment of the invention.

In den 1 und 2 ist jeweils eine erste erfindungsgemäße Anordnung einer nach dem Wiegand-Prinzip arbeitenden Mikrogenerator-Schaltung 1 zur Erfassung einer Drehrichtung und/oder Drehbewegung 10 einer Welle 6 in einer schematischen Darstellung gezeigt. Die Welle 6 ist beispielsweise eine Antriebswelle, weist eine Mittellinie 61 und zumindest ein freies Ende mit einer Stirnseitenfläche 60 auf. An der Stirnseite 60 der Welle 6 ist ein Permanentmagnet 2 mit einem Nordpol und einem Südpol zentrisch angeordnet und drehfest mit der Welle 6 verbunden. Dadurch kann ein Magnetfeld 20 erzeugt werden, das der Drehbewegung 10 der Welle 6 folgt. In einem axialen Abstand zu dem Permanentmagneten 2 sind ein Impulsdraht 31 und ein um den Impulsdraht 31 gewickelter Induktionsdraht 41 ortsfest angeordnet, die mit dem Permanentmagneten 2 bzw. dem erzeugten Magnetfeld 20 in Wirkverbindung stehen können. Insbesondere kann das Magnetfeld 20 eine Induktion eines elektrischen Signals in dem Induktionsdraht 41 bewirken, wodurch die Drehrichtung und/oder Drehbewegung 10 der Welle 6 ermittelt werden kann. Zur Bestimmung der Drehrichtung und/oder Drehbewegung der Welle 6 kann der Induktionsdraht 41 mit weiteren, nicht näher dargestellten elektronischen Bauteilen, wie beispielsweise mit einem Messwertaufnehmer und/oder einer Auswerteeinrichtung 7, verschaltet sein. In the 1 and 2 is in each case a first arrangement according to the invention of a microgenerator circuit operating on the Wiegand principle 1 for detecting a direction of rotation and / or rotational movement 10 a wave 6 shown in a schematic representation. The wave 6 For example, is a drive shaft, has a center line 61 and at least one free end with a face surface 60 on. At the front 60 the wave 6 is a permanent magnet 2 Centrally arranged with a north pole and a south pole and rotatable with the shaft 6 connected. This can cause a magnetic field 20 be generated, the rotational movement 10 the wave 6 follows. At an axial distance to the permanent magnet 2 are a pulse wire 31 and one around the pulse wire 31 wound induction wire 41 fixedly arranged with the permanent magnet 2 or the generated magnetic field 20 can be in operative connection. In particular, the magnetic field 20 an induction of an electrical signal in the induction wire 41 cause, whereby the direction of rotation and / or rotational movement 10 the wave 6 can be determined. For determining the direction of rotation and / or rotational movement of the shaft 6 can the induction wire 41 with further, not shown electronic components, such as with a transducer and / or an evaluation 7 , be interconnected.

Der Impulsdraht 31 ist zur Erfassung der Drehrichtung und/oder Drehbewegung der Welle 6 vorliegend als ein Wiegand-Draht ausgebildet und weist einen weichmagnetischen Metallkern und einen hartmagnetischen Metallmantel auf, welches in den Figuren nicht näher dargestellt ist. Durch das von dem Permanentmagneten 2 erzeugte Magnetfeld 20 ist in dem Impulsdraht 31 eine magnetische Flussrichtungsumkehr möglich. Insbesondere erfolgt eine solche Umkehrung der magnetischen Flussrichtung, sobald das Magnetfeld 20 an dem ersten Impulsdraht 31 vorbeieilt. Dadurch wird in dem Induktionsdraht 41, insbesondere in einem als Spule ausgebildeten Induktionsdraht-Spulenabschnitt 411, 412, eine elektrische Spannung induziert.The pulse wire 31 is to detect the direction of rotation and / or rotational movement of the shaft 6 in the present case designed as a Wiegand wire and has a soft magnetic metal core and a hard magnetic metal shell, which is not shown in detail in the figures. By that of the permanent magnet 2 generated magnetic field 20 is in the pulse wire 31 a magnetic flow reversal possible. In particular, such a reversal of the magnetic flux direction occurs as soon as the magnetic field 20 on the first pulse wire 31 rushing past. This will be in the induction wire 41 in particular in an induction wire coil section designed as a coil 411 . 412 , induces an electrical voltage.

Der Induktionsdraht 41 ist ein in Mikrogeneratoren 1 üblicherweise verwendeter Draht, wobei der Induktionsdraht 41 vorliegend einen als Spule um den Impulsdraht 31 ausgebildeten ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt 411 und einen separaten, als Spule um den Impulsdraht 31 ausgebildeten zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt 412 aufweist. The induction wire 41 is one in microgenerators 1 commonly used wire, wherein the induction wire 41 present as a coil around the pulse wire 31 formed first induction wire coil section 411 and a separate one, as a coil around the pulse wire 31 formed second induction wire coil section 412 having.

In der 2 ist eine Stirnseitenansicht der ersten erfindungsgemäßen Anordnung der Mikrogenerator-Schaltung 1 gezeigt. Wie in der 2 deutlich zu erkennen ist, befindet sich der Permanentmagnet 2 zentrisch an dem Wellenende 60. Ebenfalls deutlich zu erkennen ist, dass der Impulsdraht 31 geradlinig ausgebildet und sowohl der Impulsdraht 31 als auch die den Impulsdraht 31 umgebenden Induktionsdraht-Spulenabschnitte 411, 412 spiegelsymmetrisch bezüglich der Mittellinie 61 angeordnet sind. Dadurch kann das Magnetfeld des Permanentmagneten bzw. die in dem Impulsdraht 31 stattfindende magnetische Flussrichtungsumkehrung an zumindest zwei Stellen, insbesondere zwei umfangsseitigen Stellen der Welle 6, erfasst werden und somit eine besonders genaue Messung der Drehbewegung 10 der Welle 6 erfolgen.In the 2 is an end view of the first inventive arrangement of the microgenerator circuit 1 shown. Like in the 2 can be clearly seen, is the permanent magnet 2 Centric at the end of the shaft 60 , Also clearly seen is that the pulse wire 31 formed in a straight line and both the pulse wire 31 as well as the pulse wire 31 surrounding induction wire coil sections 411 . 412 mirror-symmetric with respect to the midline 61 are arranged. As a result, the magnetic field of the permanent magnet or in the pulse wire 31 taking place magnetic flux reversal at least two locations, in particular two circumferential locations of the shaft 6 , Be detected and thus a particularly accurate measurement of the rotational movement 10 the wave 6 respectively.

In der 3 ist schematisch eine Stirnseitenansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Anordnung der Mikrogenerator-Schaltung 1 gezeigt, wobei die gezeigte Mikrogenerator-Schaltung 1 im Wesentlichen der in den 1 und 2 gezeigten Ausführung entspricht und sich hiervon lediglich darin unterscheidet, dass zusätzlich ein zweiter Impulsdraht 32 sowie ein zweiter Induktionsdraht 42 vorgesehen sind. Auch der zweite Impulsdraht 32 ist bezüglich der Mittellinie 61 spiegelsymmetrisch ausgebildet. Der erste Impulsdraht 31 und der zweite Impulsdraht 32 sind geradlinig ausgebildet und in einer Ebene axial beanstandet von dem Permanentmagneten 2 angeordnet. Die Impulsdrähte 31, 32 kreuzen sich im Bereich der Mittellinie 61.In the 3 is a schematic front view of a second inventive arrangement of the microgenerator circuit 1 shown, with the shown microgenerator circuit 1 essentially the one in the 1 and 2 corresponds embodiment shown and this only differs in that additionally a second pulse wire 32 and a second induction wire 42 are provided. Also the second pulse wire 32 is about the centerline 61 formed mirror-symmetrically. The first pulse wire 31 and the second pulse wire 32 are rectilinear and in a plane axially spaced from the permanent magnet 2 arranged. The impulse wires 31 . 32 intersect at the midline 61 ,

Der zweite Induktionsdraht 42 weist – wie auch der erste Induktionsdraht 41 – einen ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt 421 und einen zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt 422 auf, in denen der Induktionsdraht 42 jeweils als Spule um den zweiten Impulsdraht 32 angeordnet ist. Die Induktionsdraht-Spulenabschnitte 411, 412, 421, 422 sind vorliegend in einem Winkel zueinander von etwa 60° bzw. 120° angeordnet. Dadurch kann eine optimale Erfassung der Drehrichtung und/oder Drehbewegung 10 der Welle 6 erfolgen.The second induction wire 42 points - as well as the first induction wire 41 A first induction wire coil section 421 and a second induction wire coil section 422 in which the induction wire 42 each as a coil around the second pulse wire 32 is arranged. The induction wire coil sections 411 . 412 . 421 . 422 are in this case arranged at an angle to each other of about 60 ° or 120 °. This allows optimal detection of the direction of rotation and / or rotational movement 10 the wave 6 respectively.

In der 4 ist eine Stirnseitenansicht einer dritten erfindungsgemäßen Anordnung der Mikrogenerator-Schaltung 1 schematisch gezeigt. Die Mikrogenerator-Schaltung 1 entspricht im Wesentlichen der in 3 gezeigten Ausführung und unterscheidet sich hiervon lediglich darin, dass der erste Induktionsdraht 41 einen ersten, den ersten Impulsdraht 31 umgebenden Induktionsdraht-Spulenabschnitt 411 und einen zweiten, den zweiten Impulsdraht 32 umgebenden Induktionsdraht-Spulenabschnitt 412 aufweist, und der zweite Induktionsdraht 42 einen ersten, den zweiten Impulsdraht 32 umgebenden Induktionsdraht-Spulenabschnitt 421 und einen zweiten, den ersten Impulsdraht 31 umgebenden Induktionsdraht-Spulenabschnitt 422 aufweist.In the 4 is an end view of a third arrangement of the microgenerator circuit according to the invention 1 shown schematically. The microgenerator circuit 1 is essentially the same as in 3 and differs only in that the first induction wire 41 a first, the first pulse wire 31 surrounding induction wire coil section 411 and a second, the second pulse wire 32 surrounding induction wire coil section 412 and the second induction wire 42 a first, the second pulse wire 32 surrounding induction wire coil section 421 and a second, the first pulse wire 31 surrounding induction wire coil section 422 having.

Der erste Impulsdraht 31 und der zweite Impulsdraht 32 sind wiederum geradlinig ausgebildet und in einer Ebene axial beanstandet von dem Permanentmagneten 2 angeordnet. Die Impulsdrähte 31, 32 sind bezüglich der Mittellinie 61 spiegelsymmetrisch ausgebildet und kreuzen sich im Bereich der Mittellinie 61.The first pulse wire 31 and the second pulse wire 32 are again rectilinear and in a plane axially spaced from the permanent magnet 2 arranged. The impulse wires 31 . 32 are about the centerline 61 formed mirror-symmetrically and intersect in the region of the center line 61 ,

Die Induktionsdraht-Spulenabschnitte 411, 412 des ersten Induktionsdrahtes 41 und die Induktionsdraht-Spulenabschnitte 421, 422 des zweiten Induktionsdrahtes 41 sind jeweils in einem Winkel zueinander von etwa 60° angeordnet. Dadurch kann eine optimale Erfassung der Drehrichtung und/oder Drehbewegung 10 der Welle 6 erfolgen und der Platzbedarf für die Mikrogenerator-Schaltung 1 reduziert werden.The induction wire coil sections 411 . 412 of the first induction wire 41 and the induction wire coil sections 421 . 422 of the second induction wire 41 are each arranged at an angle to each other of about 60 °. This allows optimal detection of the direction of rotation and / or rotational movement 10 the wave 6 done and the space required for the microgenerator circuit 1 be reduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Mikrogenerator-Schaltung Micro-generator circuit
1010
Drehbewegung rotary motion
22
Permanentmagnet  permanent magnet
2020
Magnetfeld magnetic field
3131
erster Impulsdraht first pulse wire
3232
zweiter Impulsdraht second pulse wire
4141
erster Induktionsdraht first induction wire
4242
zweiter Induktionsdraht second induction wire
66
Welle wave
6060
Wellenende shaft end
6161
Mittellinie center line
77
Auswerteeinrichtung evaluation
400400
elektrisches Signal, elektrische Spannung electrical signal, electrical voltage
411411
erster Induktionsdraht-Spulenabschnitt first induction wire coil section
412412
zweiter Induktionsdraht-Spulenabschnitt second induction wire coil section
421421
erster Induktionsdraht-Spulenabschnitt first induction wire coil section
422422
zweiter Induktionsdraht-Spulenabschnitt second induction wire coil section

Claims (11)

Anordnung einer Mikrogenerator-Schaltung (1) zur Erfassung einer Drehbewegung (10) einer Welle (6), umfassend – einen mit der Welle (6) drehfest verbundenen Permanentmagneten (2) zum Erzeugen eines Magnetfeldes (20), – zumindest einen zu dem Permanentmagneten (2) beabstandet angeordneten ersten Impulsdraht (31), insbesondere einen Wiegand-Draht, und – zumindest einen ersten Induktionsdraht (41), der mit einem ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt (411) derart um den ersten Impulsdraht (31) angeordnet ist, dass an dem ersten Induktionsdraht (31) in Abhängigkeit der Magnetfeldstärke (20) des sich bewegenden Permanentmagneten (2) ein elektrisches Signal (400) abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Induktionsdraht (41) zumindest einen zusätzlichen, separat ausgebildeten, um den ersten Impulsdraht (31) angeordneten zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt (412) aufweist. Arrangement of a microgenerator circuit ( 1 ) for detecting a rotational movement ( 10 ) of a wave ( 6 ), comprising - one with the shaft ( 6 ) non-rotatably connected permanent magnets ( 2 ) for generating a magnetic field ( 20 ), - at least one to the permanent magnet ( 2 ) spaced apart first pulse wire ( 31 ), in particular a Wiegand wire, and - at least a first induction wire ( 41 ), which is connected to a first induction wire coil section ( 411 ) around the first pulse wire ( 31 ) is arranged that on the first induction wire ( 31 ) as a function of the magnetic field strength ( 20 ) of the moving permanent magnet ( 2 ) an electrical signal ( 400 ) is tapped, characterized in that the first induction wire ( 41 ) at least one additional, separately formed, around the first pulse wire ( 31 ) arranged second induction wire coil section ( 412 ) having. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein separat ausgebildeter zweiter Impulsdraht (32) vorgesehen ist, und der erste Induktionsdraht (41) mit dem ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt (411) um den ersten Impulsdraht (31) und mit dem zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt (412) um den zweiten Impulsdraht (31) angeordnet ist.Arrangement according to claim 1, characterized in that a separately formed second pulse wire ( 32 ), and the first induction wire ( 41 ) with the first induction wire coil section ( 411 ) around the first impulse wire ( 31 ) and with the second induction wire coil section ( 412 ) around the second pulse wire ( 31 ) is arranged. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein separat ausgebildeter zweiter Impulsdraht (32) und ein separat ausgebildeter zweiter Induktionsdraht (42) vorgesehen sind, und der zweite Induktionsdraht (42) mit einem ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt (421) und mit einem separat ausgebildeten zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt (422) um den zweiten Impulsdraht (32) angeordnet ist.Arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that a separately formed second pulse wire ( 32 ) and a separately formed second induction wire ( 42 ) are provided, and the second induction wire ( 42 ) with a first induction wire coil section ( 421 ) and with a separately formed second induction wire coil section ( 422 ) around the second pulse wire ( 32 ) is arranged. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein separat ausgebildeter zweiter Impulsdraht (32) und ein separat ausgebildeter zweiter Induktionsdraht (42) vorgesehen sind, und der zweite Induktionsdraht (42) mit einem ersten Induktionsdraht-Spulenabschnitt (421) um den zweiten Impulsdraht (32) und mit einem separat ausgebildeten zweiten Induktionsdraht-Spulenabschnitt (422) um den ersten Impulsdraht (31) angeordnet ist.Arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that a separately formed second pulse wire ( 32 ) and a separately formed second induction wire ( 42 ) are provided, and the second induction wire ( 42 ) with a first induction wire coil section ( 421 ) around the second pulse wire ( 32 ) and with a separately formed second induction wire coil section ( 422 ) around the first impulse wire ( 31 ) is arranged. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Impulsdraht (31) und/oder der zweite Impulsdraht (32) geradlinig, gebogen, gewinkelt oder über Kreuz angeordnet sind. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first pulse wire ( 31 ) and / or the second pulse wire ( 32 ) are straight, curved, angled or arranged crosswise. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Impulsdraht (31) und/oder der zweite Impulsdraht (32) in einer Ebene senkrecht zu einer Mittellinie (61) der Welle (6) angeordnet sind.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first pulse wire ( 31 ) and / or the second pulse wire ( 32 ) in a plane perpendicular to a center line ( 61 ) the wave ( 6 ) are arranged. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Impulsdraht (31) und/oder der zweite Impulsdraht (32) in einem Winkel zueinander zwischen 60 und 120 Grad angeordnet sind. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first pulse wire ( 31 ) and / or the second pulse wire ( 32 ) are arranged at an angle to each other between 60 and 120 degrees. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Induktionsdraht-Spulenabschnitt (411, 421) und/oder der zweite Induktionsdraht-Spulenabschnitt (412, 422) in einem Winkel zueinander zwischen 60 und 120 Grad angeordnet sind.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first induction wire coil section ( 411 . 421 ) and / or the second induction wire coil section ( 412 . 422 ) are arranged at an angle to each other between 60 and 120 degrees. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Induktionsdraht-Spulenabschnitt (411, 412) und/oder der zweite Induktionsdraht-Spulenabschnitt (412, 422) jeweils exzentrisch zu einer Mittellinie (61) der Welle (6) angeordnet sind.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first induction wire coil section ( 411 . 412 ) and / or the second induction wire coil section ( 412 . 422 ) each eccentric to a center line ( 61 ) the wave ( 6 ) are arranged. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Induktionsdraht (41) und/oder der zweite Induktionsdraht (42) jeweils mit einer Auswerteeinrichtung (7) zum Auswerten eines in dem Induktionsdraht (41, 42) induzierten elektrischen Signals (400) verschaltet sind. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first induction wire ( 41 ) and / or the second induction wire ( 42 ) each with an evaluation device ( 7 ) for evaluating a in the induction wire ( 41 . 42 ) induced electrical signal ( 400 ) are interconnected. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (2) an einer Stirnseite (60) der Welle (6) koaxial zu einer Mittellinie (61) der Welle (6) angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnet ( 2 ) on a front side ( 60 ) the wave ( 6 ) coaxial with a centerline ( 61 ) the wave ( 6 ) is arranged.
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