DE2305384A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von winkelgeschwindigkeiten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von winkelgeschwindigkeiten

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Description

Deutsche ITT Industries GmbH 1. Februar 1973
7800 Freiburg im Breisgau
SL/Schn/c P 4171
S. Sapir - 9
H.-Vi. Bleckmann - 3
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Winkelgeschwindigkeiten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Winkelstellung undDrehzahi eines sich vor einem elektromagnetischen Aufnehmer drehenden Zahnrades sowie auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Impulsen, die von der Winkelstellung und Drehzahl eines sich vor einem elektromagnetischen Aufnehmer drehenden Zahnrades abhängig sind.
Die vorliegende Erfindung kann in der Technik vielfältig Eingang finden und soll deshalb nicht auf die in der nachfolgenden Beschreibung offenbarte Anwendung begrenzt sein. Es zeigt sich jedoch, daß die Erfindung ganz besonders zweckmäßig ist, um die fiadgeschwindigkeit eines Fahrzeugs zu ermitteln. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können Ausgangsinpulse erzeugt werden, deren Folgefrequenz direkt proportional zur Badgeschwindigkeit ist. Diese Ausgangsimpulse können dann zum Beispiel in jeder geeigneten herkömmlichen Anti-Blockiereinrichtung für Fahrzeugbremse!! weiterverarbeitet werden.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen, insbesondere die für Anti-Blockierbremssysteme zur Erzeugung von Impulsen mit einer Impulsfolge-
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frequenz, die direkt proportional der Geschwindigkeit eines Rades ist, arbeiten aus verschiedenen Gründen nicht zuverlässig. In erster Linie induzieren die Zündanlagen der in dem Fahrzeug vorhandenen Verbrennungsinaschine und/oder elektromagnetische Bauteile wie beispielsweise Motoren, Generatoren und Relais in den magnetischen Aufnehmern für solche Impulsgeneratoren Storspannungen. Andere Störungen werden durch Vibrationen erzeugt.
Eine besonders vorteilhafte Lösung der anstehenden Probleme stellt der Impulsgenerator entsprechend der älteren Patentanmeldung ... (Aktenzeichen P 22 39 926.4) dar. Dieser vorgeschlagene Impulsgenerator hat jedoch den !lachteil, daß er bei geringen Drehzahlen nicht arbeitet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Winkelstellung und Drehzahl eines sich vor einem elektromagnetischen Aufnehmer drehenden Zahnrades sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung von Impulsen, die von der Winkelstellung und Drehzahl eines sich vor einem elektromagnetischen Aufnehmer drehenden Zahnrades abhängig sind zu schaffen, wobei die Funktion atich bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten und Störungen durch" andere Seile des Kraftfahrzeugs oder Schwingungen erhalten bleiben soll.
Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß dtirch eine an einer Primärwicklung liegende Srregerspannung im Kern eines elektromagnetischen Aufnehmers ein Wechselfluß erzeugt wird, der nach Maßgabe der Winkelstellung eines Zahnrades relativ zum Aufnehmer in zwei magnetische Teilflüsse aufgeteilt wird, wobei die in zwei zugeordneten Teilwicklungen induzierten Wechselspannungen gegensinnig addiert werden und die Phasenlage dieser Summenspannung relativ zur Erregerspannung festgestellt wird und die Änderungshäufigkeit der Phasenlage zwischen zwei um 180 voneinader verschiedenen
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Werten als Haß für die Drehzahl des Zahnrades ausgewertet wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß der Aufnehmer einen Kern mit drei den Zähnen zugevrandten Schenkeln hat, wobei die "beiden äußeren Schenkel die gleiche Breite wie die Zähne, der mittlere Schenkel die doppelte Breite der Zähne hat, die Zähne gleiche Breite wie ihre Zwischenräume haben und der Mittenabstand zwischen den beiden äußeren Schenkeln ein ungradzahliges Vielfaches mindestens aber das Dreifache der Zahnbreite beträgt und daß ein Wechselspannungsgenerator vorgesehen ist, der auf eine um den mittle~ ren Schenkel gewickelte Primärwicklung geschaltet ist und daß die beiden äußeren Schenkel zwei Wicklungsteile haben, die gegensinnig hintereinander geschaltet eine Sekundärwicklung bilden und daß der Ausgang der Sekundärwicklung über eine logische Verknüpfungsschaltung auf ein bistabiles Schaltelement geschaltet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in de"n Unteransprüchen gekennzeichnet. Für alle Ausführungsformen gilt, daß Primär- und Sekundärwicklung in ihrer Funktion auch untereinander vertauscht werden können. Entscheidend ist nur, daß zwei magnetische Teilflüsse erzeugt werden, die durch die Winkelstellung des Zahnrades relativ zum Aufnehmer gesteuert werden. Der Aufnehmer bildet daher mit dem Zahnrad einen Transformator mit veränderlichem, durch die Winkelstellung des Zahnrades gesteuerten Kraftlinienverlauf.
Ein Auführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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Figur 2 die Ansicht auf ein Rad gemäß Figur 1 entsprechend der Linie 2-2
Figur 3 einen Teil des Rades nach Figur 2 im vergrößerten Maßstab
Figur 4 einen Schnitt durch den Teil des Rades nach Figur 3 entlang der Linien 4-4
Figur 5 eine Vorderansicht des Kerns eines Transformators mit veränderbarem Kraftlinienverlauf
Figur 6 eine Draufsicht auf den Kern nach Figur 5 mit Wicklungen
Figur 7 eine vergrößerte Darstellung des Transformators nach Figur 5» mit der die Anordnung von Zähnen und Zwischenräumen des in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Rades dargestellt ist
Figur 8 eine perspektivische Darstellung des Kerns und eines Teils des Rades
Figur 9 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung
Figur 11 eine schematische Darstellung des Kerns und des Rades zur Verdeutlichung bestimmter magnetischer Flußlinien
Figur 12 eine Darstellung entsprechend Figur 11 mit weiteren magnetischen Flußlinien
Figur 13 eine Darstellung des Spannungsverlaufs an der Sekundärwicklung entsprechend Figur 9
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Figuren I4 und I5 den Spannungsverlauf nach Figur 13 in stark vergrößertem Maßstab
Figur 16 eine Barstellung der Kurvenform, die charakteristisch für die Betriebsweise der Schaltung nach Figur 9 ist
Figur 17 eine detaillierte Darstellung der Kurvenform nach Figur 16
Figur 18 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Schaltung nach Figur 9
Figur 19 ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektromagnetischen Aufnehmers nach der Erfindung
Die Figur 1 zeigt eine herkömmliche Einrichtung 10 mit einer Antriebs* welle 11, welche ihrerseits ein Rad 12 in Drehung versetzt. Das Rad besteht aus einer auf der Antriebswelle 11 befestigten Scheibe I3 und einem Ring 14» der auf der Scheibe I3 gehalten ist. Ein magnetischer Aufnehmer 15 ist in Bezug auf die Einrichtung 10 ortsfest angeordnet. Der Ring I4 und der Aufnehmer 15 bilden zusammen einen Transformator mit veränderbarem Kraftlinienverlauf. Mit dem Aufnehmer 15 ist eine elektrische Schaltung 16 verbunden. Wie die Figur 1 zeigt, hat die Scheibe 13 überall gleiche Wandstärke. Dieses Merkmal ist aber nicht erfindungswesentlich.
Nachfolgend werden einige Abmessungen gegeben. Es sei jedoch angemerkt, daß keine der gegebenen Abmessungen zwingend erforderlich ist.
Wie die Figuren 3 un(i 4 zeigen, können die Grundflächen der Zahnzwischenräume flach und in der-selben Ebene angeordnet sein. Das gleiche
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gilt für· die Kopffläche der Zähne 17· Der Abstand zwischen der Grundfläche der Zahnzwischenräume 18 und der Kopffläche der Zähne 17» also die Höhe der Zähne 17» kann beispielsweise 3 ™& ( "a Zoll ) betragen. Die Zähne 17 sind also zwischen zwei konzentrischen zylindrischen Flächen ausgebildet, welche die innere und äußere zylindrische Oberfläche des Ringes 14 bilden. Alle Zähne 17 sind einander gleich, jedoch ist dies für die vorliegende Erfindung nicht Voraussetzung. .
Jeder Zahn 17 ist weiterhin zwischen zwei sich im Drehpunkt des Rades 12 schneidender Ebenen gebildet. Auf diesen Ebenen liegen die Planken 19 der Zähne 17· Die sich schneidenden Ebenen bilden zusammen einen Winkel von 1,8°. Der Ring I4 hat somit 100 Zähne.
Die Zahnteilung ist für alle Zähne 17 gleich Weiterhin ist die Breite der Zähne 17 gleich der Breite der Zahnzwischenräume 18. Dadurch bilden zwei unmittelbar benachbarte Ebenen zweier unmittelbar benachbarter Zähne einen Winkel von 1,8 . Die Zahnteilung beträgt damit 5»6°. Der Ring 14 nach Figur 4 soll in radialer Richtung eine Stärke von 20 mm ( ·τ Zoll) haben. Er ist ebenso wie ein Kern 20 des in Figur 5 darge stellten Aufnehmers aus einem nichtmagnetischen Material gefertigt. Der Kern 20 hat ein en rechteckigen Grundkörper 21 und Schenkel 22, 23 und 24» welche entweder mit dem Grundkörper 21 eine Einheit bilden oder aber auf ihm befestigt sind.
Wie die Figur 8 zeigt, hat der Schenkel 22 einen Sockel 25, der breiter als ein sich anschließender oberer Abschnitt 26 ist. Der obere Abschnitt 26 ist symmetrisch auf dem Sockel 25 ausgebildet. Es wurde gefunden, daß der Streufluß geringer wird, wenn der obere Abschnitt einige Prozent schmaler ist als der Sockel 25·
Der Schenkel 24 kann wie der Schenkel 22 ausgebildet sein. Jedoch sind ' einige geringfügige Unterschiede zu beachten. Beispielsweise sind die
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Schenkel 22 und 24 gegenüber dem Schenkel 23 verschwenkt, wie das in Figur 5 zu erkennen ist. Sie stehen jeweils in gleichem Winkel zum Schenkel 23; jedoch ist der Winkel in einem Fall positiv und im anderen negativ. Der Sockel 25 kann gleiche oder doppelte Breite
t haben wie die Zähne 17. Auf die gegenseitigen Absände der Schenkel 22, 23 und 24 wird später eingegangen.
Die Figur 7 kann als maßstäbliche Zeichnung angesehen werden. Es ist zu beachten, daß die Schenkel 22 und 24 keilförmig verlaufen (1,8°). Die Schenkel brauchen aber nicht notwendigerweise zylindrische Endflächen zu haben, wie daß bei den Zähnen I7 der Fall ist. Das gleiche gilt für den Sehenkel 23 abgesehen davon, daß seine"Breite" 3,6 beträgt.
Figur 6 ist zu entnehmen, daß der Aufnehmer 15 eine um den Schenkel 23 gewickelte Primärwicklung 27 hat. Der Aufnehmer I5 hat auch eine Sekundärwicklung 28 mit einer Teilwicklung 29, die um den Schenkel 22 gewickelt ist und einer Teilwicklung 30, die um den Schenkel 24 gewickelt ist. Die Teilwicklungen 29 und 30 können gleich sein, sind aber gegensinnig hintereinander geschaltet.
Die Figur 7 zeigt ebenfalls den Kern 20. Abgesehen von der vergrößerten Darstellung und den schraffierten Flächen, die drei Stellungen der Kopfflächen der Zähne 17 zu den Schenkeln 22, 23 und 24 zeigen, stimmt Figur 7 miii Figur 5 überein. Wenn eine Kopffläche 3I eines Zahnes 17 den Schenkel 22 abdeckt, befindet sich eine Kopffläche 32 eines anderen Zahnes zwischen den Schenkeln 22 und 23. Eine Kopffläche 33 deckt den Schenkel 23 ab, eine weitere Kopffläche 34 befindet sich unmittelbar neben dem Schenkel 23 und eine Kopffläche 35 ist unmittelbar neben dem Schenkel 24· Der Schenkel 24 selbst wird von keiner Kopffläche abgedeckt.
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Die Ansicht gemäß Figur 8 zeigt die Zuordnung des Kerns 20 zum Ring in einer bestimmten Stellung.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Figur 9 dargestellt. Ein Transformator 46» der einen magnetischen Aufnehmer mit steuerbarem Kräftlinienverlauf hat, ist mittels eines einer Primärwicklung 27 parallelgeschalteten Kondensators 52 als Resonanztransformator ausgebildet. Das ist vorteilhaft bezüglich Wirkungsgrad, und Sicherheit gegenüber Fremdstörungen. Über einen Entkopplungswiderstand 51 wird der aus Kondensator 52 und Primärwicklung 27 bestehende Resonanzkreis von einem Rechteckgenerator 36 gespeist. Prinzipiell kann innerhalb der elektrischen Schaltung 16 bei geeigneter Auslegung jeder übliche Wechselspannungsgenerator benutzt werden. Deshalb ist auch die zusätzlich am Rechteckgenerator J>6 und an der Sekundärwicklung 28 angeschlossene Schaltung, bestehend aus den Verstärkern 43» 451 53/dem Differenzierglied 38, den Dioden 42, 44» den TJnd-Gattern 40, 41 und dem Flipflop 39 in ihren Einzelheiten nicht Gegenstand der Erfindung. Sie wird lediglich im weiteren Verlauf der Beschreibung als ein Beispiel von vielen möglichen Schaltungen zur Erläuterung des Erfindungsgedankens benutzt.
Bedingt durch das Resonanzverhalten des Transformators 46, erzeugt der Rechteckgenerator 36 mittels der Primärwicklung 27 einen sinusförmigen Wechselfluß im mittleren Schenkel 23 des Sransformatorkerns 20. In den Figuren 11 und 12 sind der Kern 20 und das Zahnrad 12 in zwei verschiedenen Stellungen zueinander schematisch dargestellt, wobei der Einfachheit halber die Wicklungen nicht eingezeichnet wurden. Die strichpunktierten Linien 149» 150, 151 und I52 stellen den Flußverlauf dar, wobei zu erkennen ist, daß der Fluß vom mittleren Schenkel 23 auf die beiden äußeren Schenkel 22, 24 aufgeteilt wird. In Figur wird der Schenkel 22 völlig von einem Zahn 145 überdeckt, während der Schenkel 24 einer Zahnlücke I48 gegenüberliegt. Der magnetische Wider-
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stand entlang der Flußlinie 149 ist demzufolge niedriger als der entlang der Linie 150. Da der Gesamtfluß im mittleren Schenkel 23 umgekehrt proportional zu den magnetischen Widerständen aufgeteilt wird, ist demnach der Fluß 149 größer als der Fluß 150. In der Figur 12 ist eine Zahnradstellung dargestellt, bei der die "beiden Magnetflüsse I5I und 152 wegen gleicher Zahnüberdeckung der äußeren Schenkel 22, 24 gleich sind. Es ist nun leicht einzusehen·, daß beim Drehen des Zahnrades 12 entweder einer der beiden äußeren Schenkel 22, 24 den größeren Teilfluß führt, wobei sich eine bestimmte Flußverteilung bei jeder einem Zahnabstand entsprechenden Winkeländerung wiederholt. Wie schon beschrieben, ist auf jedem der beiden äußeren Schenkel 22 und 24 eine Teilwicklung 29 und 30 angebracht, welche in den Figuren 11 und 12 nicht dargestellt sind. In diesen Teilwicklungen 29 und 30 werden Wechselspannungen induziert, die bezüglich Amplitude und dem Fluß in den zugeordneten Schenkeln, also durch die Zahnradstellung moduliert werden. Durch gegensinnige Hintereinanderschaltung beider Teilwicklungen 29, 30 zu einer Sekundärwicklung 28 werden die induzierten Teilspannungen gegenphasig addiert, so daß an der Sekundärwicklung 28 eine Summenspannung entsteht, deren augenblickliche Phasenlage relativ zur Spannung an der Primärwicklung 27 bestimmt wird von der Phasenlage der größeren der beiden Teilspannungen. In Figur I3 ist der prinzipielle Verlauf der Spannung 153 an der Sekundärwicklung 28 dargestellt. Bei den Punkten I55, I56, 157, 158 und 159, in denen sich die beiden Einhüllenden 154 schneiden, ist die Spannung 0, da hier die beiden gegenphasig addierten Teilspannungen gleich groß sind, also die äußeren Schenkel 22 und 24 des Kerns 20 im gleichen Maße von einem Zahn überdeckt werden. Zwischen zwei Schnittpunkten der Einhüllenden 154 überwiegt immer eine der gegenphasigen Teilspannungen, so daß die Summenspannung 153 abwechselnd immer nur eine von zwei um 180 voneinander verschiedene Phasenlagen annehmen kann, wobei der Phasenwechsel bei den Schnittpunkten der Einhüllenden 154 eintritt. Da der zeitliche Abstand der Punkte 155» 156, 157» 158 und 159 dem periodischen Wechsel
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der Zahnüberdeckungen zwischen dem einen und dem anderen äußeren Schenkel 22, 24 des Kerns 20 entspricht, ist die Häufigkeit der Phasensprünge an'den Schnittpunkten der Einhüllenden 154 proportional zur Raddrehzahl. Zwischen der Frequenz der Einhüllenden 154» die der Raddrehzahl proportional ist, und der Frequenz der Spannung 153 an der Sekundärwicklung 28, die von dem Rechteckgenerator 36 "bestimmt wird, besteht also ein ursächlicher Zusammenhang. Deshalb kann der Phasensprung um 180 zu jeder Zeit unabhängig vom Momentwert der Spannung 153 eintreten.
Zwei der endlos vielen möglichen Phasensprünge sind in den Figuren und 15 an den HuII-Punkten 160, 161 vergrößert dargestellt.
Aufgabe der elektronischen Schaltung in Figur 9 ist es nun, die Phasensprünge der Spannung 153 festzustellen und jede der beiden möglichen Phasenlagen einem definierten Schaltzustand eines bistabilen Elements zuzuordnen. Am Eingang des Verstärkers 53 liegt die Spannung 153 der Sekundärwicklung 28 an. Die Ausgangs spannung des Verstärkers 53 wird je einem Eingang der beiden Und-Gsfcfcer 40» 41 zugeführt, nachdem sie durch den Verstärker 53 auf einen geeigneten Pegel begrenzt wurde. Sie nimmt deshalb von einem bestimmten Schwellwert an· den in Figur 16 dargestellten trapezähnlichen Verlauf I67 an. Dieser Spannungsverlauf ist in Figur 17 noch einmal vergrößert dargestellt, wobei die durchgezogene Linie 167 der einen Phasenlage und die strichpunktierten Linieni68 bzw. I69 der um 180° versetzten Phasenlage entsprechen.
Wie weiterhin aus Figur 9 ersichtlich, ist de r Ausgang des Rechteckgenerators 36 einem Differenzierelied 38 zugeführt, mit dem Impulse 54 und 55 erzeugt werden, die durcbpwei Impulsweichen, bestehend aus der Diode 42 und dem nichtinvertierenden Verstärker 43 einerseits und der Diode 44 und dem invertierenden Verstärker 45 andererseits nach ihrer Polarität getrennt zwei weiteren Eingängen der beiden Ünd-Gatter
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40 und 41 zugeführt werden. Am Ausgang des invertierenden Verstärkers 45 und am zugeordneten Eingang des Und-Gatters 40 erscheint deshalb bei jeder positiven Flanke des Rechtecksignals 57 ein kurzer positiver Impuls, während am Ausgang des invertierenden Verstärkers 45 und am zugehörigen Eingang des Gatters 4I bei jeder negativen Flanke des Rechtecksignals 57 ein positiver Impuls vorhanden ist. Jenachdem welcher dieser positiven Impulse mit dem Ausgangssignal des Verstärkers 55 koinzident ist, erscheint entweder am Ausgang des Gatters 40 das Signal "Setzen auf 1" oder am Ausgang des Gatters 4I das Signal "Setzen auf 0", wodurch die beiden Schaltzustände "1" oder "0" am Ausgang des Flipflops 59 den beiden möglichen Phasenlagen der Spannung 155 an der Sekundärwicklung 28 zugeordnet werden.
In Figur 18 ist die Funktion der Schaltung nach Figur 9 anhand von Impulsdiagrammen dargestellt. Die Kurve 174 stellt die Ausgangsspannung 57 des Rechteckgenerators 56 dar. Der sinusförmige Verlauf 175 ist die Ausgangsspannung 155 an der Sekundärwicklung 28, wobei der Punkt I46 einen Phasensprung kennzeichnet. Aus der Spannung 175 wird durch Verstärkung und Begrenzung im Verstärker 55 die Kurve 177 gewonnen. Die Impulse I78 entsprechen den Differenzimpulsen 54 und 55 am Ausgang des Differenziergliedes 58 in Figur 9. Aus Figur 19 ist ersichtlich, daß zwischen den Kurven 174 und 177 eine Phasenverschiebung von etwa 45° besteht. Diese Phasenverschiebung, die im Idealfall $0 betragen sollte, ist erforderlich, um eine eindeutige logische Verknüpfung zwischen den Signalen 177 und den aus den Differenzierimpulsen 178 abgeleiteten Impulsen 179 und-180, die an den Ausgängen des Verstärkers 45 bzw. 45 vorhanden sind, zu ermöglichen.
Bei der Darstellung nach Figur 18 ist angenommen worden, daß diese Phasenverschiebung allein durch Verstimmen des aus der Primärwicklung 27 und dem Parallelkondensator 52 bestehenden Resonanzkreises gegenüber der Frequenz des Rechteckgenerators 56 erreicht wurde. Selbstverständlich
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kann eine solche Phasenverschiebung z.B. auch durch ein zusätzliches Phasendrehglied innerhalb des Verstärkers 53 erreicht werden. Wie aus Figur 18 weiterhin ersichtlich ist, treten bei Koinzidenz der Impulse 179 niit dem öfteren Pegel der Spannung 177 die Impulse 182 entsprechend dem Signal "Setzen auf 1" auf, während bei Koinzidenz der Impulse 180 mit dem oberen Pegel der Spannung 177 das Signal 181 "Setzen auf 0" erscheint, wobei die Kurve 183 den Ausgang des Flipflops 39 mit seinen beiden möglichen Zuständen "0" oder "1" darstellt.
In Figur 20 ist schematisch eine andere Ausführung des Tranformatorkerns 20 gezeichnet, wobei ein offener Magnetkreis vorhanden ist. Der Kern .200 hat nur noch 2 Schenkel 220, 240, deren Breite gleich der Zahnbreite isijund deren Mittenabstand ein ungrad zahl ige s Vielfaches der Zahnbreite beträgt. Auf den beiden Schenkeln 220, 24-0 befinden sich zwei Teilwicklungen 290, 300» die gegensinnig zu-einander geschaltet die Sekundärwicklung 280 bilden. Die Primärwicklung 270 ist außen über den Kern 200 gewickelt. Wie bei der Ausführung mit drei Schenkeln,wird auch der durch die Primärwicklung 270 erzeugte Fluß 300 nach Maßgabe der Zahnüberdeckungder beiden Schenkel 24O, 220 in zwei Teilflüsse 310, 320 aufgeteilt, die in den Teilwicklungen 220, 240 der Sekundärwicklung 280 entsprechende Wechselspannungen induzieren. Der Unterschied zum dreischenkligen Kern besteht lediglich darin, daß der mag-,netische Kreis zum größten Teil aus einem äußeren Streufeld besteht, wobei die Kraftlinien aus dem Kern 200 an seinem dem Schenkelende abgewandten Ende in den freien Raum austreten und über einen relativ großen Umfangsbereich des Zahnrades I40 verteilt wieder in den Mangetkreis eintreten.
Was die Ausführung des Zannrades anbelangt, beschränkt sich die Erfindung keineswegs auf den in Figur 1 angegebenen Ring 14· Ähnliche Formen", z.B. Stirnrad, ein Kegelrad,· der Rotor oder Stator eines Synchronmotors mit herausragenden Zähnen, die entweder axial oder radial nach innen
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oder nach außen gerichtet angeordnet sind, sind ebenfalls möglich.
Ebenso ist es bei der Ausbildung des Kerns möglich, mehr als zwei oder drei Schenkel zu verwenden, wobei eine solche Anordnung im Prinzip der Hintereinanderschaltung mehrerer der beschriebenen Systeme entspricht. Im Grenzfall könnte ein konzentrisch um das Zahnrad angeordneter ringförmiger Aufnehmer verwendet werden.
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Claims (3)

  1. Deutsche ITT Industries GmbH 1. Februar 1975
    Freiburg im Breisgau
    SL/Schn/c
    p 4171
    S. Sapir - 9 H.-W. Bleckmann - 3
    Patentansprüche
    Verfahren zur Bestimmung der Winkelstellung und Drehzahl eines sich vor einem elektromagnetischen Aufnehmer drehenden Zahnrades, dadurch gekennzeichnet, daß dur»h eine an einer Primärwicklung liegende Erregerspannung im Kern eines elektromagnetischen Aufnehmers ein Wechselfluß erzeugt wird, der nach Maßgabe der Winkelstellung des Zahnrades relativ zum Aufnehmer in zwei magnetische Teilflüsse aufgeteilt wird, wobei die in zwei zugeordneten Teilwicklungen induzierten Wechselspannungen gegensinnig addiert und die Phasenlage dieser Summenspannung relativ zur Erregerspannung festgestellt wird und die Änderungshäufigkeit der Phasenlage zwischen zwei um 180 voneinander verschiedenen Werten als Maß für die Drehzahl des Zahnrades ausgewertet wird.
  2. 2. Einrichtung zur Erzeugung von Impulsen, die von der Winkelstellung und Drehzahl eines sich vor einem elektromagnetischen Aufnehmer dre- . henden Zahnrades abhängig sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (I5) einen Kern (20) mit drei den Zähnen (I7) zugewandten Schenkeln (22, 25, 24) hat, wobei die beiden äußeren Schenkel (22, 24) die gleiche Breite wie die Zähne (17)> der mittlere
    - 15 -
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    Schenkel (23) die doppelte Breite der Zähne (17) hat, die Zähne (17) gleiche Breite wie ihre Zahnzwischenräume (18) haben und der Mittenabstand zwischen den "beiden äußeren Schenkeln (22, 24) ein ungradzahliges Vielfaches, mindestens aber das Dreifache der Zahnbreite beträgt und daß ein Wechselspannungsgenerator (36) vorgesehen ist, der auf eine um den mittleren Schenkel (23) gewickelte Primärwicklung (27) geschaltet ist, und daß die beiden äußeren Schenkel (22, 24) zwei Wicklungsteile (29, 3°) haben, die gegensinnig hintereinander geschaltet eine Sekundärwicklung (28) bilden und daß der Ausgang der Sekundärwicklung (28) über eine logische Verknüpfungsschaltung (16) auf ein bistabildes Schaltelement (39) geschaltet ist.
  3. 3. Einrichtung .zur Erzeugung von Impulsen, die von der Winkelstellung und Drehzahl eines sich vor einem elektromagnetischen Aufnehmer drehenden Zahnrades abhängig sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer einen Kern (200) mit zwei den Zähnen zugewa.ndten Schenkeln (220, 240) hat, wobei die beiden Schenkel (220, 240) die gleiche Breite wie die Zähne und die Zähne gleiche Breite wie ihre Zahnzwischenräume haben, und der Mittenabstand zwischen den beiden Schenkeln (220, 240) ein ungradzahliges Vielfaches der Zahnbreite beträgt und daß ein Wechselspannungsgenerator (36) vorgesehen ist, der auf eine um den Kern gewickelte Primärwicklung (27) geschaltet ist und daß die beiden Schenkel (220, 240) zwei Wicklungsteile (290, 300) haben, die gegensinnig hintereinander geschaltet eine Sekundärwicklung (280) bilden, und daß der Ausgang der Sekundärwicklung (280) über eine logische Verknüpfungsschaltung (16) auf ein bistabiles Schaltelement (39) geschaltet ist.
    4» Einrichtung zur Erzeugung von Impulsen nach den Ansprüchen 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannungsgenerator (36) als Rechteckgenerator ausgebildet ist und der Aufnehmer
    - 16 309834/0830
    (15) durch Einzuschalten eines Widerstandes (51) zwischen dem Generatorausgang und der Primärspule (27) und durch kapazitive Paralle.1-beschaltung (52) der Primärwicklung (27) und/oder Sekundärwicklung (28) einen Resonanztransformator bildet und die Ausgänge der Sekundärspule (28) und des Rechteckgenerators (36) über Verstärker (53> 45» 45) und logische Verknüpfungsglieder (40, 41) einem bistabilen Schaltelement (39) zugeführt sind.
    309834/0830
    Leerseite
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