DE2744513A1

DE2744513A1 - Permanentmagnet-wechselstrom-signalgenerator

Info

Publication number: DE2744513A1
Application number: DE19772744513
Authority: DE
Inventors: Melvin A Lace
Original assignee: Woodward Controls Inc
Current assignee: Woodward Controls Inc
Priority date: 1976-10-04
Filing date: 1977-10-04
Publication date: 1978-04-06
Also published as: CA1067129A; DE2744513C2; GB1592673A; US4074157A

Description

1017? So/Ku

Synchro-Start Prod. //44b I

USSN 729,272

filed Oct. 4, 1976

Synchro-Start Products Inc.

8109 N. Lawndale Avenue, Skokie, Illionois 60076,

V.St.A.

Permanentmagnet-Wechselstrom-Signalgenerator

Die Erfindung bezieht sich auf einen unterteilten Wechselstrom-Signalgenerator.

Es gibt zahlreiche Anwendungsfälle für Steuerungen oder Regelungen, in denen ein zuverlässiges elektrisches Signal, welches die Geschwindigkeit einer sich drehenden Welle anzeigt, wichtig ist. Beispielsweise in einem Bus oder einem anderen Passagierfahrzeug kann es erwünscht sein, eine Verriegelung vorzusehen, um ein öffnen der Türen zu verhindern, jedes Mal wenn das Fahrzeug sich schneller als mit einer gegebenen Geschwindigkeit bewegt. Auf ähnliche Weise kann es in irgendeinem Fahrzeug erwünscht sein, eine Verriegelungssteuerung vorzusehen, um ein Schalten des Getriebes in den Rückwärtsgang zu verhindern, während sich das Fahrzeug sogar bei einer sehr niedrigen Geschwindigkeit nach vorwärts bewegt. Es gibt ferner zahlreiche industrielle Anwendungen, welche eine aktive oder Schutzsteuerung für einen Teil einer Maschine erfordern, immer wenn ein anderer Teil der Maschine entweder

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oberhalb oder unterhalb einer besonderen kritischen Geschwindigkeit arbeitet.

Um den Erfordernissen dieser verschiedenen Anwendungsfälle gerecht zu werden, ist ein Signalgenerator, welcher eine brauchbare Signalamplitude über einen weiten Geschwindigkeitsbereich erzeugt, höchst erwünscht. Dies ergibt jedoch merkliche Probleme, insbesondere bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten. Der Signalgenerator muß auch eine bleibende Beziehung zwischen irgendeinem Parameter seines Ausgangssignals und der Geschwindigkeit des sich drehenden Teils, welche er kontrolliert, gewährleisten. Somit sollte eine bleibende Beziehung zwischen entweder der Signalaraplitude und der Geschwindigkeit des Drehteils oder zwischen der Signalfrequenz und der Geschwindigkeit des Drehteils vorhanden sein. Vorzugsweise sollten für eine maximale Flexibilität in verschiedenen unterschiedlichen Anwendunp-sfällen sowohl die Amplitude als auch die Frequenz des Ausgangssignals des Generators in einer bleibenden Beziehung zur aufgezeigten Geschwindigkeit der sich drehenden Welle oder eines anderen sich drehenden Teils bestehen, und zwar insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten.

Unterteilte Permanentmagnet-Signalgeneratoren wurden in Anwendungsfällen der obenbeschriebenen Art verwendet, sie ergaben ,jedoch merkliche Schwierigkeiten beim Retrieb sowie Kostenprobleme. Diese Einrichtungen sind Wechselstromgeneratoren, und eine wirksame Verwendung ihres Ausgangssignals erfordert oft eine relativ bleibende Wellenform. Die Wellenform des Ausgangssignals ist jedoch oft merklichen Änderungen unterworfen aufgrund fehlender Konzentrizität der Signalgenerator-Bauteile. Ferner kann diese mangelnde Konzentrizität von Anlage zu Anlage bei entsprechenden Geschwindigkeiten merkliche Änderungen in der Signalamplitude herbeiführen. Diese Schwierigkeiten können gelindert werden durch Anwendung von Herstelltechniken hoher Präzision und relativ teure Einrichtungen,

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jedoch sind die sich ergebenden Kosten vielfach unzulässig hoch, insbesondere für großvolumige Anwendungsfälle auf dem Gebiet der Kraftfahrtechnik.

In vielen Anwendungsfällen wird der Geschwindigkeits-Signalgenerator auf zweckmäßigste Weise benutzt, in dem er in einen bestehenden Mechanismus, welcher für andere Zwecke verwendet wird, eingegliedert wird. Beispielsweise ist es in vielen kraftfahrtechnischen Anwendungsfällen, in denen die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs der aufzuzeichnende kritische Faktor ist, am zweckmäßigsten, den Signalgenerator an das flexible sich drehende Kabel anzuschließen, welches den Geschwindigkeitsmesser antreibt. In einem Anwendungsfall dieser Art sollte der Signalgenerator ein schnelles und bequemes Anschließen an das Geschwindigkeitsmesser-Kabel ermöglichen, entweder an dem Getriebeende oder am Geschwindigkeitsmesserende, und sollte es ermöglichen, daß sich das Geschwindigkeitsmesser-Kabel durch den Signalgenerator hindurch erstreckt, um seine ursprüngliche Verwendung aufrechtzuerhalten.

In anderen Anwendungsfällen kann es zwei kritische Geschwindigkeiten für denselben Drehteil geben. Wiederum auf dem kraftfahrtechnischen Gebiet kann es erwünscht sein, für ein Verriegeln der Fahrzeugtüren oberhalb einer kritischen Geschwindigkeit und für ein Aussperren des Getriebes aus einem Schalten in den Rückwärtsgang bei einer wesentlich niedrigeren kritischen Geschwindigkeit zu sorgen. Um den Erfordernissen von Anwendungsfällen dieser Art Rechnung zu tragen, sollten die Signalgeneratoren in Reihe miteinander geschaltet werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen und verbesserten unterteilten Permanentmagnet-Wechselstrom-Signalgenerator zu schaffen, welcher von sich aus eine bleibende konzentrische Relation zwischen seinen Stator- und Rotorelementen aufrechterhält, ohne daß dabei eine unangemessene Präzision oder Komplexität der Bauteile des Signalgenerators

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erforderlich sind. Ein anderes Ziel der Erfindung liegt darin, einen neuen und verbesserten unterteilten Wechselstrom-Signalgenerator vom Permanentmagnet-Typ zu schaffen, welcher einfach und billig in der Konstruktion ist und dennoch eine bleibende Beziehung zwischen der Amplitude und Frequenz des Generatorausgangssignals und der Drehgeschwindigkeit der Generatorwelle gewährleistet. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Konstruktion für einen unterteilten Permanentmagnet-Wechselstrom-Signalgenerator, welcher ermöglicht, daß der Generator leicht und bequem an eine bestehende Antriebsverbindung angeschlossen werden kann, wie beispielsweise das Geschwindigkeitsmesser-Kabel eines Kraftfahrzeugs, und zwar an praktisch jeder Stelle längs der Antriebsverbindung. Ein besonderes Ziel der Erfindung liegt darin, eine unterteilte Permanentmagnet-Wechselstrom-Signalgeneratorkonstruktion zu schaffen, welche ein vollständiges und wirksames Prüfen sowohl des Rotors als auch des Stators des Generators vor deren Zusammenbau ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichenmerkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 12.

Die Erfindung schafft demnach einen unterteilten Wechselstrom-Signalgenerator, welcher gekennzeichnet ist durch einen ringförmigen Wicklungshalter aus Isoliermaterial von U-fönnigen Querschnitt mit einer Mehrzahl von daran einstückig ausgebildeten Ausrichtvorsprüngen an jeder Seitenwand, eine auf den Wicklungshalter aufgewickelte elektrische Wicklung sowie ein Paar von ringförmigen magnetisch permeablen Statorteilen von C-förmigen Querschnitt, wobei jeder Statorteil eine Mehrzahl von Ausrichtöffnungen aufweist, welche auf die Ausrichtvorsprünge an einer Seitenwand des Wicklungshalters gepaßt sind, um eine Stator-Montageuntergruppe zu bilden, jeder Statorteil eine Vielzahl von individuellen Polschuhen aufweist, welche jeweils mit den Polschuhen des anderen Statorteils rund um den

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äußeren Umfang der Stator-Montageuntergruppe ineinandergeschichtet sind. Der Signalgenerator umfaßt ferner eine Isolatorschutzwand- Anordnung sowie eine zylindrische Statorabstützung mit einem darin koaxial angeordneten Gleitlager, wobei die Isolatorschutzwand und die Stator-Montageuntergruppe an gegenüberliegenden Enden der Statorabstützung angebracht sind, um eine Statoranordnung zu bilden. Der Generator umfaßt ferner eine Antriebswelle, einen zylindrischen Permanentmagneten, welcher zur Bildung einer Vielzahl von Magnetpolen magnetisiert ist, welche der gesamten Anzahl der Polschuhe an den Statorteilen entspricht, welche gegen eine zentrale axiale öffnung mit einem etwas größeren Durchmesser als der äußere Durchmesser der Statorteile gerichtet sind. Außerdem weist der Generator eine Magnetbefestigungseinrichtung auf, durch welche ein Ende des Magneten auf der Welle zur Rotation zusammen mit dieser befestigt wird, um eine Rotoranordnung zu bilden. Die Rotoranordnung und die Statoranordnung werden in einem Generator zusammengebaut, indem man die beiden Anordnungen zusammenschiebt, wobei die Rotorwelle im Stator gelagert ist und der Magnet die Statorteile umgibt, Jedoch unter Zwischenschaltung eines kleinen gleichmäßigen radialen Luftspalts. Ein nicht magnetisches Gehäuse umgibt beide Anordnungen und hält sie in axialer Ausrichtung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 einen teilweise geschnittenen Aufriß eines unterteilten Permanentmagnet-Wechselstrom-Signalgenerators gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen teilweise geschnittenen Aufriß der Statoranordnung des Generators gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Detailansicht 3-3 aus Fig. 2,

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Pig. 4 einen Detailschnitt 4-4 aus Fig. 2,

Figuren 5 und 6 vergrößterte Detailschnitte zur Veranschaulichung

der Polschuhe eines Statorteils im Generator gemäß Fig. 1,

Fig. 7 einen Schnitt 7-7 aus Fig. 1 und

Fig. 8 einen Axialschnitt eines unterteilten Wechselstrom-Signalgenerators gemäß einem anderen Ausführungsbexspiel der vorliegenden Erfindung.

Figur 1 enthält einen teilweise geschnittenen Aufriß eines unterteilten Wechselotrom-Signalgenerators 10, welcher gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Der Generator 10 weist drei separate Anordnungen auf, nämlich eine Statoranordnung 11, eine Rotoranordnung 12 und eine Gehäuseanordnung 13.

Die Statoranordnung ist im Detail in den Figuren 2 bis 6 gezeigt. Gemäß Fig. 2 weist die Statoranordnung 11 einen ringförmigen Wicklungshalter oder eine Haspel 14 auf, welcher vorzugsweise aus gegcßffinem Isoliermaterial besteht. Ein besonderes Material, welches für den Wicklungshalter 14- zufriedenstellend ist, ist Nylon 6/6 mit 30#Lger Glasfaserfüllung. Eine Seitenwand 15 des Wicklungshalters 14 ist mit zwei damit einstückig ausgebildeten Ausrichtvorsprüngen 17 (Fig. 3) versehen. Die gegenüberliegende Seitenwand 16 des Wicklungshalters 14 hat zwei ähnliche damit einstückig ausgebildete Ausrichtvorsprünge 18. Jedoch weist jeder der Ausrichtvorsprünge 18 eine zentrale öffnung auf, welche sich vollständig durch die Seitenwand 16 hindurch erstreckt. Ein Langloch 19 in der Seitenwand 16 verbindet den Umfang der Seitenwand 16 mit der zentralen öffnung in einer der Ausrichtvorsprünge 18. Eine elektrische Wicklung 20 ist auf den WddcLungshalter 14 in dem Raum zwischen den Seitenwänden 15 und 16 aufgewickelt.

Die Statoranordnung umfaßt ferner ein Paar von ringförmigen

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magnetisch permeablen Statorteilen 21 und 22, wobei jeder der zwei Statorteile 21, 22 von C-förmiger Querschnittsgestalt ist; Der Statorteil 21 hat zwei Ausrichtöffnungen, welche auf die Vorsprünge 1? an der Seitenwand 15 des Wicklungshalters 14 aufgepaßt sind, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt. Der andere Statorteil 22 hat zwei Ausrichtöffnungen, welche auf die Ausrichtvorsprünge 18 an der anderen Seitenwand 16 aufgepaßt sind. Vorzugsweise ist die Gestalt der Vorsprünge 17 und 18 derart, daß die relativ dünnen metallischen Statorteile 21 und 22 mit einem Schnappsitz auf die Vorsprünge 17 bsw. 18 aufgepaßt sind, wodurch eine kompakte und zusammenhängende Stator-Montageuntergruppe 25 gebildet wird.

Der äußere Randbereich des Statorteils 21 ist mit einer Vielzahl von länglichen Polschuhen 23 ausgebildet, wie in den Figuren 2, 3» 5 und 6 gezeigt. Anfänglich sind die Polschuhe 23 koplanar mit der Hauptwand des Statorteils 21 ausgebildet, wie durch den skizzierten Polschuh 23 A in Figur 5 angedeutet und sind dann in einem Winkel A (Figur 6) gebogen, welcher etwas kleiner ist als 90°. Wenn der Statorteil 21 an der Seitenwand des Wicklungshalters 14· angebracht ist, zwingt das Ende der Wicklungshalterwand die Polschuhe 23 etwas nach außen in die Position gemäß den ausgezogenen Linien in Fig. 6 in einen Winkel von 90°.

In ähnlicher Weise umfaßt der Statorteil 22 eine Vielzahl von Magnetischen Polschuhen 24, welche sich in einem Winkel von zur Hauptwand des Statorteils 22 erstrecken. In der Stator-Montageuntergruppe 25 sind die Polschuhe 23 und 24 der Statorteile 21 bzw. 23 jeweils ineinandergeschichtet, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt. Die Gesamtzahl der Polschuhe 23 und 24 sollte so groß wie bei Verwendung von praktischen Herstelltechnungen möglich gemacht werden. Der Generator 10 weist eine Gesamtzahl von 60 Polsehuhen auf. Die Gesamtzahl der Polschuhe kann zu einem gewissen Ausmaß variieren, jedoch es sollte eine so große Anzahl

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wie vernünftigerweise möglich verwendet werden.

Die Statoranordnung 11 gemäß Fig. 2 weist ferner eine Isolatorschutzwand-Anordnung 31 auf. Die Isolatorschutzwand 31 besteht vorzugsweise aus Gußharzmaterial, wobei ein praktisches Material für diesen Teil des Generators der Harz Lexan 3414 mit 30#iger Glasfaserfüllung ist. Die Isolatorschutzwand-Anordnung weist eine Aushöhlung 34- auf, in welcher eine zylindrische StatorabStützung 32 mit Preßsitz angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Endabschnitt 33 der Statorabstützung 32 geriffelt, um eine feste, undrehbare Anbringung der Isolatorschutzwand an der Statorabstützung 32 sicherzustellen. Ein Gleitlager 35 befindet sich im Preßsitz in der Statorabstützung 32. Das Gleitlager 35 ist vorzugsweise ein selbstschmierendes Bronzelager, wobei ein praktisches Material für dieses Lager Oilite AA-304-1 ist.

Zwei elektrische Anschlußpole 37 sind an der Isolatorschutzwand 31 durch geeignete Einrichtungen, wie beispielsweise Nieten 38» befestigt. Die elektrischen Leiter 39 für die Wicklung 20, welche durch die öffnungen in den Ausrichtvorsprüngen 18 herausgebracht werden, erstrecken sich durch öffnungen in der Isolierschutzwand 31 und sind mit den Anschlußpolen 37 elektrisch verbunden.

Bei Herstellung der Statoranordnung 11 wird zunächst die Wicklung 20 auf den Wicklungshalter 14 gewickelt· Die bei-den Statorteile 21 und 22 werden danach auf die Ausrichtsprünge 17 und 18 am Wicklungshalter 14 aufgepaßt, um die Stator-Montage-Untergruppe 25 zu vervollständigen. Das Gleitlager 35 wird in die zylindrische Statorabstützung 32 eingepreßt und die Statorabstützung 32 wird danach in die Aushöhlung 34 in der Isolierschutzwand 31 eingepreßt, an welche die elektrischen Anschlußpole 37 zuvor angebracht worden waren. Die axiale Ausrichtung der Statorabstützung 32 und der Isolierschutzwand 31 wird festgelegt durch Anstoßen eines Endes der Statorabstützung 32 gegen die Endwand 41 der Aushöhlung 34. Die Montageuntergruppe 25

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wird danach auf das gegenüberliegende Ende der Statorabstützung 32 aufgepreßt, um die Statoranordnung 11 zu vervollständigen.

Gemäß Fig. 2 umfaßt die Rotoranorndung 12 eine Antriebswelle 42, welche mit einer mittigen Schulter 43 versehen ist. Eine metallische Scheibe oder Abdeckscheibe 44 ist festeingebaut oder auf andere Weise an der Welle 42 bei der Schulter 43 sicher angebracht. Die Abdeckscheibe 44 bildet eine Befestigungseinrichtung zur Anbringung eines Endes eines zylindrischen Permanentmagneten 45 an der Antriebswelle 42 für eine Rotation zusammen mit dieser. Das bevorzugte Material für den Permanentmagneten 45 ist mit Bariumferritjgefülltes Nylon, welches für eine Dimensions- und Umgebungsstabilität gesintert ist. Der Permanentmagnet 45 ist magnetisiert, um eine Vielzahl von magnetischen Polen zu bilden, welche der Gesamtzahl der Polschuhe 23 und 24 an den Statorteilen 21 und 22 entspricht, die der axialen öffnung 46 in dem Magneten 45 entgegengerichtet sind. Somit weist der Magnet 45 im Generator 10 eine Gesamtzahl von 60 magnetischen Polen auf. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, hat die axiale öffnung 46 im Permanentmagneten 45 einen Durchmesser, welcher etwas größer ist als der Außendurchmesser der Statorteile 21 und 22.

Ein Ende der Welle 22, und zwar das linke Ende in Fig. 1, ist mit Antriebskupplungseinrichtungen zum Verbinden des Generators an eine externe Welle oder einen anderen sich drehenden Teil versehen. Bei dem Generator 10 umfaßt die Antriebsverbindung einen Antriebszapfen 48, welcher in eine Fassung 49 am linken äußeren Ende der Antriebswelle 42 eingepaßt ist. Es können jedoch auch andere geeignete Verbindungseinrichtungen verwendet werden, falls gewünscht.

Die Gehäuseanordnung 13 des Generators 10 weist eine Befestigungsmutter 51 auf, welche eine Gewindeöffnung 52 an einem Ende

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besitzt. Das andere Ende der Befestigungsmutter 51 ist festeingebaut oder auf andere Weise an einer abdeckscheibenartigen Endwandanordnung 53 fest angeschlossen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Endwand 53 gemäß Fig. 7 mit der Mutter 51 an vier Stellen verhakt, wie mit der Bezugsziffer 54 aufgezeigt. Die Gehäuseanordnung 13 umfaßt ferner einen zylindrischen Gehäuseteil 56, welcher zwei dünne Endflanschen 57 und 58 besitzt. Der Flansch 57 ist um den Rand der Endwand 53 herumgebördelt. Der Flansch 58 ist um den äußeren Rand der Isolierwand 31 herumgebördelt.

Wie oben erwähnt, wird die Statoranordnung 11 (Fig. 2) als eine vollständige Einheit vor dem Einbau in den Generator 10 hergestellt. Dadurch wird es möglich, vollständige Tests am Stator durchzuführen, indem man die Statoranordnung in ein Prüfgerät einfügt, welches einen drehbaren Permanentmagneten entsprechend dem Magneten 4-5 aufweist. Ein geeignetes Prüfen kann danach durchgeführt werden, damit man sicher ist, daß die elektrische Ausgangsgröße aus der Statoranordnung bei deren Eintauchen in ein rotierendes Magnetfeld einen beständigen Frequenz- und Amplitudengang mit Bezug auf die Geschwindigkeit herbeiführt. Auf ähnliche Weise kann die Rotoranordnung 12 vor ihrem Einbau in einen Generator getestet werden mit einer Statoranordnung, welche bekannte zufriedenstellende Charakteristiken aufweist.

Der Endzusammenbau des Generators 10 ist einfach sowie auch rationell. Die Rotoranordnung 12 und die Statoranordnung 11 werden zusammengebracht, wobei der rechte Abschnitt der Antriebswelle 4-2 in das Gleitlager 35 eingefügt wird. Die miteinander vereinigten Stator- und Rotoranordnungen werden dann in die Gehäuseanordnung 13 eingefügt zusammen mit einem selbstschmierenden Axiallager 59 aus Bronze. Der Flansch 58 am Gehäusezylinder 56 wird danach über den äußeren Rand der Isolatorwand gebördelt, wonach der Zusammenbau des Generators 10 beendet ist· Sämtliche Funktionsteile des Generators sind wirksam zentriert

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durch direkten Eingriff mit dem zylindrischen Abstützteil 32 oder durch das akurate Ausrichten mit dem Abstützteil 32, welches durch das Gleitlager 35 herbeigeführt ist. Infolge-dessen wird jegliche Abweichung von der wesentlichen Konzentrizität der Punktionsteile für den Generator wirksam auf ein Minimum reduziert und zumeist vollständig eliminiert.

Fig. 8 zeigt einen unterteilten Wechselstrom-Signalgenerator gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Generator 110 umfaßt eine Statoranordnung 11 A, welche allgemein ähnlich der Statoranordnung 11 des Generators (Fig. 1) ist, außer einigen beschränkten Änderungen in der Isolatorschutzwand. Somit umfaßt die Statoranordnung 11 A eine Stator-Montageuntergruppe 25, welche die gleiche Konstruktion wie oben beschrieben hat und an einem Ende einer zylindrischen Statorabstützung 32 befestigt ist, in welcher ein selbstschmierendes Gleitlager 35 angebracht ist. Eine Isolatorschutzwand-Anordnung 131 ist am anderen Ende der Statorabstützung angebracht. In diesem Fall ist jedoch die Endwand 141 der Isolatorwand 131 mit einer axialen öffnung 140 versehen. Ferner ist eine ringförmige Ausrichtwulst 134 mit der Isolatorschutzwand einstückig ausgebildet, welche die öffnung 140 in der Endwand 141 konzentrisch umgibt. Die Rotoranordnung 12 A ist ebenfalls allgemein ähnlich der Rotoranordnung der obenbeschriebenen Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 7. Die Rotoranordnung 12 A weist einen zylindrischen Permanentmagneten 45 auf, welcher am Rand einer Abdeckscheibe 44 angebracht ist, welche an einer Antriebswelle 142 bei einer Schulter 43 festeingebautoder auf andere Weise sicher befestigt ist. Das Ende der Antriebswelle 142, welches sich von der Schulter 43 nach außen erstreckt, ist wiederum mit einer Fassung 49 versehen, in welche ein Antriebszapfen 48 eingepaßt ist. Das gegenüberliegende Ende der Antriebswelle 142 bei der Isolatorschutzwand 131 ist jedoch mit einer Fassung 169 versehen, in welche ein zweiter Antriebszapfen 168 eingepaßt ist. Somit kann die Welle 142 von jedem Ende aus angetrieben werden und ermöglicht eine Ausgangs-Antriebs-

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verbindung am jeweiligen anderen Ende.

Die Gehäuseanordnung 13A weist einen Körper 171 aus Aluminiumguß oder einem anderen Metall auf, welcher eine erste Kammer» 172 enthält, innerhalb der die Statoranordnung 11A und die Rotoranordnung 12A angeordnet sind. Ein Ende der Kammer 172 ist offen, um ein leichtes Einfügen der Stator- und Rotoranordnungen in das Gehäuse 13A zu ermöglichen. Das offene Ende wird durch einen Deckel 173 verschlossen, welcher auch die offene Stirnfläche einer zweiten Kammer 174· abschließt. Die Kammer 174· kann verwendet werden zum Einkapseln der logischen Schaltungen für eine Verriegelungs- oder andere Steuereinrichtung, welche durch das Ausgangssignal des Generators 110 betätigt wird. Das Gehäuse 13A kann ferner eine separate Kammer 175 für die Ausgangsstufe der in der Kammer 174- angeordneten Steuerlogik aufweisen, wodurch eine Wärmeisolierung für die anderen logischen Elemente geschaffen wird. Das heißt, durch Herstellung des Gehäusekörpers aus einem guten Wärmeleiter, wie beispielsweise Aluminium, kann der Gehäusekörper 171 eine Wärmesenke für die elektronischen Schaltungen und den Generator, insbesondere die Ausgangsstufe, bilden.

Ein Schutz für den Antriebszapfen 4-8 an einem Ende der Rotorwelle 14-2 wird gebildet durch eine Hülse 181, die an der Frontwand 182 des Gehäuses 13A befestigt ist. Ein Plansch 183 an der Hülse 181 dient zum Zurückhalten einer frei drehbaren Mutter 184· auf der Hülse 181, wobei die Mutter 184· eine Verbindung zu einem Kabelgehäuse oder dergleichen schafft. An der anderen Seite des Gehäuses 13A am Deckel 173 ist eine Befestigungsnabe 186 an der ringförmigen Ausrichtwulst 134- der Isolierwand 131 befestigt· Die Befestigungsnabe 186 schützt den Antriebszapfen 168. Die Befestigungsnabe 186 kann mit einem Außengewinde für einen Eingriff mit der Mutter 184- eines zweiten ähnlichen Generators (nicht dargestellt) versehen sein.

Die Signalgeneratoren 10 und 110 beinhalten Jeweils eine Konstruktion, welche wirksam und von sich aus die Punktionselemente des Generators, nämlich Rotor und Stator, in genauer

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konzentrischer Ausrichtung halten. In jeder Einrichtung können die Statoranordnung und die Rotoranordnung eingehend unabhängig voneinander getestet werden, bevor sie in einem Generatorgehäuse zusammengebaut werden. Die große Anzahl von Magnetpolen in dem Generator hilft merklich bei der Bildung eines Ausgangssignals, welches eine beständige Amplituden- und Frequenzrelation mit Bezug auf die Geschwindigkeit aufweist, und ist insbesondere vorteilhaft für Anwendungsfälle bei niedriger Geschwindigkeit. Man benötigt keine extrem genauen Toleranzen bei der Herstellung der Generatoren,und die Fertigung und der Zusammenbau sind einfach sowie auch wirtschaftlich.

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Claims

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Ansprüche

( 1./Unterteilter Wechselstrom-Signalgenerator, gekennzeichnet ~" durch einen ringförmigen Wicklungshalter (14-) aus Isoliermaterial von U-formiger Querschnittsgestalt, welcher eine Mehrzahl von mit ihm einstückig ausgebildeten Ausrichtvorsprüngen (17, 18)an jeder Seitenwand (15, 16) aufweist, eine elektrische Wicklung (20), welche auf den Wicklungshalter (14-) aufgewickelt ist, ein Paar von ringförmigen, magnetisch permeablen Statorteilen (21, 22) von C-förmiger Ouerschnittsgestalt, wobei jeder Statorteil (21, 22) eine Mehrzahl von Ausrichtöffnungen aufweist, welche jeweils auf die Ausrichtvorsprünge (17 bzw. 18) an einer Seitenwand (15 bzw. 16) des Wicklungshalters (14-) aufgepaßt sind zur Bildung einer Stator-Montageuntergruppe (25),und wobei jedes Statorteil (21, 22) eine Vielzahl von individuellen Polschuhen (23, 24-) aufweist, die jeweils mit den Polschuhen (24-, 33) des anderen Statorteils (22, 21) um den äußeren Umfang der Stator-Montageuntergruppe (25) herum ineinandergeschichtet sind, eine Isolierschutzwand-Anordnung (31, 131), eine zylindrische Statorabstützung (32) mit einem darin koaxial angeordneten Gleitlager (35), wobei die Isolierschutzwand (32) und die Stator-Montageuntergruppe (25) an gegenüberliegenden Enden der Statorabstützung (32) angebracht sind zur Bildung einer Statoranordnung (11, 11A), eine Antriebswelle (4-2, 14-2), einen zylindrischen Permanentmagneten, welcher magnetisiert ist zur Bildung einer Vielzahl von magnetischen Polen, welche der Gesamtzahl der Polschuhe (23, 24-) an den Statorteilen (21, 22) entspricht, die einer zentralen Öffnung mit einem etwas größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Statorteils (21, 22) entgegengerichtet sind, einer Magnet-

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ORTGINAL INSPECTED

befestigungseinrichtung (44), welche ein Ende des Magneten (45) an die Welle (42, 142) für eine Drehung mit dieser anschließt zur Bildung einer Rotoranordnung (12, 12A), wobei die Rotoranordnung (12, 12Λ) und die Statoranordnung (11, 11A) in einem Generator (10, 110) vereinigt sind durch Zusammenschieben der beiden Anordnungen (11, 12; 11A, 12A), wobei die Rotorwelle (42, 142) im Statorlager (35) gelagert ist und der Magnet (45) die Statorteile (21, 22) umgibt, jedoch von diesen durch einen kleinen gleichmäßigen radialen Luftspalt beabstandet ist, sowie ein Gehäuse (13, 13A), welches beide Anordnungen (11, 12; 11Λ, 12A) umgibt und sie in axialer Ausrichtung hält.
2. Signalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Ausrichtvorsprünge (18) an dem Wicklungshalter (14) eine Öffnung aufweist, durch welche sich ein elektrischer Leiter (39) von der Wicklung (22) zu einem äußeren Anschlußpol (37) erstreckt.
3. Signalgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ausrichtvorsprünge (18) an der Seite (16) des Wicklungshalters (14), welche der Isolierschutzwand (31, 131) am nächsten liegt, mit Öffnungen versehen sindydurch welche sich elektrische Leiter (39) von der Wicklung (20) zu äußeren Anschlußpolen (37) erstrecken, die an der Isolierschutzwand (31, 131) angebracht sind.
4. Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorabstützung (32) in eine Aushöhlung/in der Isolierschutzwand-Anordnung (31, 131) eingepreßt ist und die zwei Statorteile (21, 22) auf die Statorabstützung (32) aufgepreßt sind, wobei die Statorabstützung (32) aus magnetisch permeablem Material besteht und ein magnetisches Schaltungselement bildet, welches die zwei Statorteile (21, 22) miteinander verbindet.

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5. Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Vervollständigung der Statoranordnung (11, 11A) die Polschuhe (23, 24) jedes Statorteils (21, 22) sich in einem Winkel von etwas weniger als 90° relativ zu den Seiten der Statorteile (21, 22) erstrecken und die Polschuhe (23, 24) jedes Statorteils (21, 22) umgebogen und gehalten werden in einem Winkel von 90° zur jeweiligen Seite des Statorteils (21, 22) durch einen Eingriff mit der Kante einer Seitenwand (15» 16) des Wicklungshalters
6. Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschutzwand-Anordnung (131) eine Öffnung (140) aufweist, welche koaxial mit der Welle (142) ausgerichtet ist, und wobei jedes Ende der Welle (142) Antriebsverbindungseinrichtungen (48, 49; 168, 169) für einen Anschluß an einen externen Drehteil umfaßt.
7. Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13A) einen Metallgußkörper (171) umfaßt, welcher eine becherförmige Generatorkammer (172) bildet, innerhalb welcher die Statoranordnung (HA) und die Rotoranordnung (12A) angeordnet sind, wobei sich die Isolierschutzwand (131) quer über das offene Ende der Generatorkammer (172) erstreckt, der Metallgußkörper (171) ferner eine separate Kammer (174) zur Einkapselung einer logischen Steueraiialtung bildet, welche von dem Signal generator (110) erregt wird, und wobei der Metallgußkörper (175) eine gemeinsame Wärmesenke für den Signalgenerator (110) und die logische Steuerungsschaltung bildet.
8. Signalgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschutzwand (131) eine öffnung (140) aufweist, welche koaxial mit der Welle (142) ausgerichtet ist, und jedes Ende der Welle (142) Antriebsverbindungseinrichtungen (48, 49; 168, 169) für einen Anschluß an einen externen

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Drehteil umfaßt.
9. Signalgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschutzwand (131) eine mit ihr einstückig ausgebildete Befestigungswulst (13*0 aufweist, welche sich von der Isolierschutzwand (131) nach außen erstreckt und die Wellenöffnung (14-0) konzentrisch umgibt, und wobei eine Befestigungsnabe (186), welche an der Befestigungswulst (134) koaxial mit der Welle (14-2) befestigt ist, zur Verbindung des Generators (HO) mit einem Gehäuse für eine externe Welle vorgesehen ist.
10. Signalgenerator nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch eine Befestigungshülse (181), welche an der der Isolierschutzwand (131) gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (13A) befestigt ist und die Generatorwelle (14-2) koaxial umgibt, sowie eine frei drehbare Mutter (184), welche an der Befestigungshülse (181) für eine Verbindung mit einem Gehäuse für eine externe Welle angebracht ist.
11. Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13» 13A) eine Befestigungsmutter (51, 184) umfaßt, welche von der der Isolierschutzwand-Anordnung (31, 131) gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (13» 13A) vorsteht zum Verbinden des Generatorgehäuses (13» 13A) mit einem Gehäuse für eine externe Welle.
12. Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch 60 magnetische Polschuhe (23, 24) und 60 Permanentmagnetpole.

8098U/0926