DE2100916A1

DE2100916A1 - Impulsgenerator

Info

Publication number: DE2100916A1
Application number: DE19712100916
Authority: DE
Inventors: Theodore North Canton Ohio Frayer (V St A )
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1970-01-21
Filing date: 1971-01-06
Publication date: 1971-07-29
Also published as: GB1321117A; SE365312B; US3600617A; FR2075780A5

Description

TSE GOODYBAR (PIHS & RUBBER 00MPAMY, Akron/Ohio * USA Impulsgenerator

Die Erfindung bezieht sich auf einen Impulsgenerator oder übertrager besondere für eine Gleitschutzeinrichtung an der Bremse eines Fahrzeugrades, bei dem der Impulsgenerator pro Umdrehung des Rades zum Messen seiner Geschwindigkeit viele Impulse liefert.

Es gibt bereits viele Arten von Impulsgeneratoren für verschiedene Zwecke. 2um Regeln des Gleitens bei Fahrzeugrädern und besonders von Flugzeugen soll ein Signal mit sehr hoher Geschwindigkeit anzeigen, wenn ein Gleiten entsteht. Um diese Art der Regelung richtig auszuführen, sind sehr viele Impulse pro Raddrehung erwünscht und diese Impulse sollen an der passenden Steuerschaltung die gewünschte Regelung bewirken. Die bisher verwendeten Verfahren und Geräte zeigen die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades durch Messen der Frequenz an. Beispielsweise gibt die amerikanische Patentschrift 3fOi7,145 die lehre, einen elektrischen Generator zu verwenden, der die Radumdrehung feststellt und Permanentmagnete und eine bestimmte Polanordnung zum Erhalten der Frequenzangabe benutzt. Die amerikanische Patentschrift 3_t233.946 zeigt die Verwendung einer Eigenkapatitäts-Spule mit Polschuhen zum Messen der Radumdrehung· Während dies· bisherigen Anlagen in einigen Fällen verhältnismäßig gut funktionieren, ist ein verbesserter und vsrhältnismiftiit billiger Impulsgenerator besonders für die

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ORlGlNAL INSPECTED

Verwendung bei Gleitschutzregelgeräten und ein kräftiger kompakter Tonfrequenzgenerator zur Impulserzeugung zum Anzeigen von .Änderungen der Radgeschwindigkeiten erwünscht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Impulsgenerator anzugeben, der verhältnismäßig billig und kompakt ist und bei geringster Wartung eine lange Lebensdauer besitzt. Er soll viele Impulse mit verhältnismäßig wenigen Polschuhen erzeugen»

Gegenstand der Erfindung ist eine feststehende, verhältnismäßig kleine Spule mit zwei Polschuhen, die mehrere axiale verlaufende Polschuhfinger besitzen, und eine drehbare permanentmagnetische Einrichtung mit zwei Polschuhen, die mehrere axial verlaufende Polschuhfinger besitzen, die sich in der Ebene der Polschuhfinger der feststehenden Spule drehen und eine veränderbare magnetische Kupplung zwischen diesen ergeben, wobei sich die magnetische Einrichtung dreht.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, eine ungerade Zahl von Polzähnen an einem Paar Polschuhen in einem übertrager in einem feststehenden Spulenteil und eine andere, aber ebenfalls ungerade Zahl von Zähnen an einem Polschuhpaar einer drehbaren magnetischen Einrichtung zu verwenden, die mit den festen Polzähnen zusammenarbeitet, um bei Jeder Winkelbewegung, die gleich dem differentiellen Umfangzwischenraum zwischen den Pol zähnen ist, an den verschiedenen Polschuhen im Übertrager einen Spannungsimpuls zu liefern.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen. In diesen ist:

Figur 1 ein Vertikal schnitt einer Achsen- und Rad-Kombination mit dem Impulsgenerator nach der Erfin- dung; und
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Figur 2 ein ,Vertikalschnitt an der Linie 2-2 der Figur 1, der die Anordnung am Umfang und die Abstände der Pole des Impulsgenerators zueinander nach Figur 1 erkennen läßt.

Bei den entsprechenden Teilen in der"Zeichnung und der Beschreibung werden zur Erleichterung eines Vergleichs entsprechende Zahlen benutzt.

Der Impulsgenerator nach der Erfindung besitzt ein Gehäuse mit einer in ihm fest angeordneten Spule, mit zwei Polschuhen, die gegen verschiedene Seiten der Spule stoßen, wobei die Polschuhe dieselbe, aber ungerade Zahl axial verlaufender Finger am Umfang der Spule besitzen und von dort in derselben Richtung verlaufen. Diese Finger sind am Rand abwechselnd und mit einheitlichen Zwischenräumen zueinander angeordnet. Mit der Achse des Gehäuses ist ein drehbares Glied zusammenwirkend ausgerichtet, das einen Permanentmagneten hält, bei dem zwei flache Flächen entgegengesetzte Polarität besitzen. An jeder Fläche des Permanentmagneten ist ein flacher Polschuh angeordnet, der eine ungerade Zahl von Polschuhfingern besitzt, die zum Gehäuse verlaufen, wobei die Finger der Polschuhe am Rand abwechselnd mit einheitlichen Abständen zueinander angeordnet sind. Die Magnet-Pol schuhfinger sind radial in den Polschuhfingern der Spulenpolschuhe angeordnet, wodurch bei Drehung des Gliedes viele elektrische Impulse pro Umdrehung erhalten wer-' den, die zum Messen der Umdrehungsgeschwindigkeit des drehbaren Gliedes verwendet werden können.

Der Impulsgenerator nach der Erfindung ist im allgemeinen bei Gleitschutzanlagen besondere zweckmäßig, wo die jeweilige Umdrehungsgeschwindigkeit eines Rades genau und sofort festgestellt werden muß, um genau zu erkennen, wenn ein Gleiten im Entstehen ist, so daß eine entsprechende Gleitschutzschaltungsanordnung zum Regeln der Bremswirkung und zum Verhindern des Gleitens betätigt werden kann. 109831/1417

Das Rad 1o ist durch Lager 12 und 13 oder entsprechende Mittel an der Achse 11 gelagert. Der Impulsgenerator nach der Erfindung kann durch die Achse 11 am Arbeiten gehalten werden und somit ist ein vorzugsweise rohrförmiges Gehäuse 14 aus nicht-magnetischem Material, zweckmäßig an einem seiner Enden, durch ein entsprechendes Glied, z.B. eine Hutmutter 15, befestigt. Das Gehäuse besitzt ein übliches Verbindungsglied oder einen Sockel 16, der mit zwei an einer Spule 19 angeschlossenen Leitungen 17 und 18 verbunden ist. Die Spule 19 wird in einem versenkten Abschnitt 2o des Gehäuses 14 gehalten. Normalerweise besitzt die Kernöffnung der Spule 19 einen Weicheisenkern oder ein magnetisches Glied 21, der bzw. das eine niedrige Reluktanz für den Magnetfluß ergibt.

Zwei spinnenförmige, gut leitende Polschuhe 22 und 23 stoßen einzeln gegen die gegenüberliegenden Seiten der Spule 19 und die Enden des Gliedes 21. Diese Polschuhe besitzen mehrere ungeradzahlige Sätze von am Umfang der Spule 19 axial verlaufenden Polschuhfingern oder Abschnitten 2£ und 25· Die Finger 24 sind in Achsrichtung länger als die Finger 25» aber alle Finger 24 und 25 befinden sich in einheitlichem radialen Abstand von der Mittellinie des Gehäuses 14 und durchdringen axial die Ebene der Spule 19. Die Spule 19 und die Polschuhe 22 und 23 können im Gehäuse 14 in üblicher Weise, z.B. durch Einheiten von Gliedern durch übliche Harze oder gleichwertige Materialien in versenkte Löcher 2o befestigt werden.

Um die in der Spule 19 induzierten elektrischen Impulse zu erhalten, wird ein Permanentmagnet mit dem Rad 1o verbunden, so daß er sich gegenüber der Spule 19, den Polschuhen und den Polschuhfingern dreht. Eine übliche Radkappe C besitzt ein Mittelglied oder einen Abschnitt 26 zum Jrehen, der bzw. das z..B. durch Kappenschrauben 27 ,:·:.festigt ist, die in einen Flanschten des Gliedes 26

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eingreifen. An dem gegenüberliegenden Nord- und Südpol befindet sich ein entsprechender Permanentmagnet 28, der in axialer Richtung verhältnismäßig dünn ist, aber ein wirksames elektromagnetisches Feld für die Verwendung bei elektrischen Impulsen in der Spule 19 besitzt, wie noch beschrieben werden wird. Dieser Permanentmagnet 28 enthält an seinen flachen Flächen 29 und 3o ein bekanntes magnetisierbares Material und der Magnet kann einen beliebigen Durchmesser besitzen, damit eijleicht in das versenkte Loch 2o des Gehäuses 14 eingepaßt werden kann.

Ähnlich den Polschuhen 22 und 23 sind auch zwei magnetische Polschuhe 31 und 32 in geeigneter Weise an den Endflächen 29 und 3o des Magneten 28 befestigt und stoßen gegen diese. Diese Polschuhe sind ähnlich den bereits beschriebenen und von spinnenartigem Aufbau. Eine ungerade Zahl axial verlaufender Sätze praktisch flacher Finger oder Abschnitte 33 und 34- sind an Jedem dieser Polschuhe 31 und 32 vorgesehen. Die Finger 34- am Polschuh sind in axialer Eichtuhg länger als die ähnlichen Finger 33 am Polschuh 31, aber axial zu beiden Sätzen von Polschuhfingern verläuft der Permanentmagnet 28 in geringem Abstand an der benachbarten Fläche 29· Die Polschuhfinger 33 und 3^ sind abwechselnd in einheitlichen Abständen am Umfang angeordnet, befinden sich aber an einem gemeinsamen Radius zur Mittelachse 11, so daß sie sich in den Polschuhfingern 24 und 25 unmittelbar neben den feststehenden Spulenfingern drehen können.

Figur 2 zeigt die Polschuhfinger 24 und 25 in Beziehung zu den Polschuhfingern 33 und 34, wenn sieben Zähne oder Finger sich an Jedem der Polschuhe 22 und 23 befinden und drei Zähne oder Finger an Jedem der Polschuhe 31 und 32 vorgesehen sind. Bei dies-er besonderen Ausführung wird bei Jeder bogenförmigen Bewegung des Rades 1o entsprechend dem Differential zwischen dem Abstand der Polschuh-

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finger 24 und 25 am Umfang in bezug auf den Abstand der Polschuhfinger 33 und 34- am Umfang ein Impuls erhalten. Besonders wenn sieben Zähne an Jedem der Polschuhe 22 und 23 und drei Zähne an jedem der Polschuhe 31 und 32 vorgesehen sind, ergibt sich eine Anordnung nach Figur 2 und es wird bei jeder Ausrichtung der sich drehenden und der feststehenden linger an der Spule 19 ein Impuls erhalten, was somit für jede 1/42 Raddrehung einen Impuls ergibt. Aufeinanderfolgende Impulse haben dabei entgegengesetzte Polarität.

Diese elektrischen Impulse ergeben sich in der Spule entsprechend dem Lenzschen Gesetz, wobei die Reluktanz der Spule 19 in Verbindung mit den Polschuhen 22 und 23 sich ändert, wenn einer der Polschuhfinger 33 und 34 durch einen der Finger 24 und 25 an den Polschuhen 22 und 23 vorbeiläuft, wodurch ein induzierter Strom entweder von Plus- oder von Minusrichtung je nach der relativen Polarität, mit der die PoIschuhfinger unmittelbar an und über einen anderen bewegt werden.

Bei im Übertrager oder Impulsgenerator nach der Erfindung erzeugten Impulse können somit leicht vom Verbinder 16 an eine bekannte Steuerschaltung übertragen werden, wobei dann diese Impulse gemessen und mit Frequenzen verglichen werden, die zum Verhindern des Gleitens in bezug auf den dann zulässigen Wert der Bremswirkung der Anlage notwendig sind. Dieser Impulsgenerator kann leicht in Gleitschutzregelanlagen verwendet werden.

Der Impulsgenerator nach der Erfindung ist sehr kompakt und kann in Achsen verhältnismäßig kleinen Durchmessers und mit dem Permanentmagneten 28 mit einer sehr kurzen axialen Länge verwendet werden, so daß ein kompaktes, aber kräftiges System entsteht, das praktisch sofort die Radgeschwindigkeit anzeigt.

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Während andere geeignete Zahlen von Polschuhfingern an den beiden Polschuhpaaren 22 und 23 einerseits und 31 und 33 andererseits in Verbindung mit der Spule 19 "bzw. dem Magneten 28 vorgesehen sein können, ist es notwendig, daß die Zahl der Fingersatzpaare an jedem Polschuhpaar ungerade ist und die Zahl der Sätze von Nord- und Südpolfingern an den Magnetpolschuhen ungerade Zahlen sind, die von denen der Sätze entsprechender Finger an den Spulenpolschuhen verschieden sind. Gewöhnlich würden nur drei Polschuhfinger an der Permanentmagnetanordnung in Verbindung mit sieben Polschuhfingern an jedem Polschuh der feststehenden Spule genügen, es ist aber eine größere Zahl von Polschuhfingern wünschenswert, so daß sieben Polschuhfinger an jedem Polschuh der Spule und mindestens fünf Finger an jedem der Polschuhe 31 und 32 des Permanentmagneten erwünscht sind. Diese Anordnungen ergeben die notwendig große Menge von Impulsen pro Umdrehung.

Das Gehäuse 14 und der Deckel 26 bestehen vorzugsweise aus nicht-magnetischem Material.

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Claims

6837-GE THE GOODYEAR TIRE & RUBBER GOMPANI, Akron/Ohio - USA Patentansprüche

1.)Impulsgenerator mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse feststehenden Spule, einem magnetischen Kern in der Bohrung einer Spule, einem drehbaren und mit der Achse des Gehäuses ausgerichteten Glied, einem Permanentmagneten mit zwei flachen Seiten entgegengesetzter Polarität, der vom Gehäuse gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Polschuhpaar (22, 23) mit der Spule (19) zusammenarbeitend verbunden ist, wobei eines des ersten Polschuhpaares an jeder Seite der Spule (19) und an deren Ende liegt, die ersten Polschuhe je mehrere axial verlaufende Finger am Rande der Spule besitzen, die in derselben Richtung verlaufen und abwechselnd in einheitlichen Abständen am Rande angeordnet sind, jedes Fingerpaar (24-, 25) einen Satz bildet und eine ungerade Zahl von Sätzen solcher Finger vorgesehen sind, und daß ein zweites Paar flacher Polschuhe (31, 32) mit dem Magneten (28) zusammenarbeitet, von denen ein Polschuh an jeder Seite (29» 3o) des Magneten (28) und jeder Seite der Spule (19) angeordnet ist, beide Polschuhpaare (22, 23 und 31, 32) mehrere axial verlaufende Finger (24, 25 bzw. 33, 34) besitzen, die Finger (33, 34) des Magnetpolschuhpaares (31, 32) abwechselnd in einheitlichen Abständen am Rand angeordnet sind, jedes Fingerpaar einen Satzbildet und eine ungerade Zahl von Fingersätzen vorgesehen ist, die Zahl der Fingersätze der Magnetpolschuhe (31, 32) von der Zahl der Fingersätze der Spulenpolschuhe (22, 23) verschieden ist, und die Finger des Polschuhmagneten radial unmittelbar neben den Fingern der Spulenpolschuhe verlaufen.

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2. Impulsgenerator nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Permanentmagnet (28) verwendet wird und
das Gehäuse (14-) und Glieder (C) aus nicht-magnetischem Material bestehen.

3. Impulsgenerator nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens sieben Finger an jedem ersten Polschuh (22, 23) und mindestens fünf Finger an jedem zweiten Polschuh (31» 32) vorgesehen sind.

4-, Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) an einer Achse (11) befestigt ist, ein Rad (1o) sich um die Achse dreht_eund da^ drehbare Glied sich mit dem Rad dreht.

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