DE963311C

DE963311C - Encoder for speed measuring systems

Info

Publication number: DE963311C
Application number: DED10930A
Authority: DE
Inventors: Karl Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-04-07
Filing date: 1951-11-21
Publication date: 1957-05-02

Description

Geber für Drehzahlmeßanlagen Zusatz zum Patent 848 614 Die Erfindung bezieht sich auf einen Geber für Drehzahlmeßanlagen nach dem Prinzip eines Wechselstromgenerators, der ständerseitig zwei oder mehrere elektrisch ganz oder teilweise getrennte Wicklungen aufweist, deren Erregung von einem gemeinsamen Magnetanker aus erfolgt, nach Patent 848 614.Encoder for speed measuring systems Addition to patent 848 614 The invention refers to an encoder for speed measuring systems based on the principle of an alternating current generator, the two or more electrically completely or partially separated windings on the stator side has, the excitation of which takes place from a common armature, according to the patent 848 614.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des obenerwähnten Gebers mit dem Ziel, eine besonders einfache Anzeige, insbesondere eine gleichzeitige Wirbelstrommeßanzeige, herbeizuführen und/bzw. zusätzliche, drehzahl- oder phasenabhängige Steuervorgänge auszulösen, ohne daß die Meßanzeige dadurch beeinträchtigt wird. The present invention is a particularly advantageous one Further development of the above-mentioned encoder with the aim of providing a particularly simple display, in particular a simultaneous eddy current measurement display, to bring about and / or. additional, trigger speed or phase dependent control processes without the measuring display is affected.

Es ist ein elektromagnetischer Geschwindigkeitsmesser bekannt, bei dem ein mit rotierendem permanentem Magneten ausgerüsteter Geber und ein Drehfeldempfänger verwendet werden, dessen wicklungsloser, durch eine Feder oder eine andere Gegenkraft im Gleichgewicht gehaltener Drehkörper aus einem mit Hysteresisverlusten behafteten Material besteht, wobei im wesentlichen nur das von dem Hysteresisverlust herrührende Drehmoment benutzt wird, indem die magnetische Induktion durch Einschalten entsprechend bemessener Ohmscher Widerstände in den Meßkreis in Abhängigkeit von der Frequenz veränderlich gemacht wird. Dieser bekannte Geschwindigkeitsmesser führt, abgesehen von seiner von dem Erfindungs- gegenstand grundsätzlich verschiedellell-or allen Dingen einen Geber und einen Empfäng-er erfordernden Bauweise, die Geschwindigkeitsmessung mit Hilfe eines Wirkbelstromsystems durch. There is known an electromagnetic speedometer at a transmitter equipped with a rotating permanent magnet and a rotating field receiver be used, its winding less, by a spring or some other counterforce rotating body kept in equilibrium from one afflicted with hysteresis losses Material, with essentially only that resulting from the loss of hysteresis Torque is used by turning the magnetic induction on accordingly measured ohmic resistance in the measuring circuit as a function of the frequency is made mutable. This well known speedometer performs, apart from of his of the invention object basically different-or All things require a transmitter and a receiver construction, the speed measurement with the help of an active current system.

Ferner ist eine elektrische Maschine. insbesondere in Form eines Gebers für elektrische Ferndrehzahlmesser bekanntgeworden, bei dem zwei Ständer vorgesehen sind, wobei die Schenkel des einen Ständers zwischen den Schenkeln des andere Ständers liegen. Abgesehen davon, daß der bekallllten elektrischen Maschine die Aufgahe zugrunde liegt, ein gleichförmiges Drehmoment bzw. einen weichen Lauf des Gebers zu erzielen, besitzt hierbei jede Geberwicklung ihren eigenen Stator, so daß eine derartige Maschine mindestens die doppelte Länge einer nur einen einzigen Stator aufweisenden Maschine ergibt. There is also an electrical machine. especially in the form of a Encoder for electric remote tachometer has become known, in which two stands are provided, the legs of a stand between the legs of the other stand. Apart from the well-known electric machine the task is based on a uniform torque or a smooth run of the encoder, each encoder winding has its own stator, so that such a machine is at least twice the length of a single one Stator having machine results.

Schließlich ist bei elektrischen Femtachometern bekannt, eine von der zu messenden Welle angetriebene Wechselstromdynamomaschine in Verbindung mit einem Gleichrichter und Gleichstrominstrument zu verwenden. Um die für dieses Meßinstrument erforderliche Energie liefern zu können. soll dabei eine Vollwegschaltung, insbesondere Graetzschaltung, angewandt werden. Ein derartiger Umdrehungsfernanzeiger soll dabei nicht nur zum Anzeigen der Geschwindigkeit, sondern auch zur Steuerung weiterer Schaltvorrichtungen benutzt werden können. Im Hinblick darauf, daß bei einem solchen Tachometer bzw. Umdrehungsfernanzeiger lediglich eine einzige Geberspule vorhanden ist, kann diese z. Z. nur zum Fernmessen oder nur zum Fernsteuern benutzt werden, während eine solche Spule zum gleichzeitigen Durchführen beider fraglichen Vorgänge bzw. zum Ausführen derselben in Abhängigkeit voneinander nicht ausreichend bw ungeeignet ist. Finally, electrical femtachometers are known to be one of AC dynamo machine driven by the shaft to be measured in connection with a rectifier and DC instrument. To those for this meter to be able to supply the required energy. should be a full-travel circuit, in particular Graetz circuit, can be applied. Such a remote revolution indicator is intended not only to display the speed, but also to control others Switching devices can be used. With a view to such a Tachometer or remote revolution indicator only has a single transmitter coil is, this z. Currently only used for remote measurement or only for remote control, while such a coil for simultaneously performing both operations in question or not sufficient or unsuitable for executing the same in dependence on one another is.

Demgegenüber stellt die vorliegende Erfindung insfern eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung des Gegenstandes des Hauptpatents 848 614 dar, als der Geber neben einer einfachen Anzeige zusätzliche Steuervorgänge auszulösen vermag. wie dieses in manchen Fällen, besonders aber l>eim Zusammenwirken mehrerer mit je einem Geber vresehener Kraftmaschinen, etwa bei Synchronisierungsmaßnahmen zwischen zusammenwirkenden Motoren, z. ß. einer Fahrzeuganlage. vwünschenswert ist, wobei z. B. die Differenzspannungen der beiden Geberwicklungen nutzbar gemacht werden können; zugleich beschreitet die Erfindung neue Wege in der Geberasubildung für Drehzahlmeßanlagen, indem sie unter anderen einen zusätzlichen Fernmeßempfänger entbehrlich macht. der normalerweise dann erforderlich wäre, wenn man die zur Fernanzeige dienenden Impulse - unter Verwendung üblicher bzw. bekannter Mittel - gleichzeitig am Geberort noch zur Anzeige verwenden wollte. On the other hand, the present invention represents a special one in this respect advantageous further development of the subject matter of the main patent 848 614, as the encoder is able to trigger additional control processes in addition to a simple display. like this in some cases, but especially when several of them work together each one encoder provided engine, for example between synchronization measures cooperating motors, e.g. ß. a vehicle system. is desirable, where z. B. the differential voltages of the two encoder windings can be used can; At the same time, the invention breaks new ground in donor education for RPM measuring systems by including an additional remote measuring receiver makes dispensable. which would normally be required when using the remote display serving impulses - using customary or known means - simultaneously wanted to use it for display at the encoder location.

Das Wesentliche der Erfindung besteht hierbei darin, daß das Magnetfeld des Gebers zusätzlich zum Antrieb eines mit dem Geber zusammengebauten Wirbel strom4&ontakt- oder Meßsystems dient. das in Form eines Wirbeistromzylinders in den über die ganze oder einen Teil der Ankerlänge im Ständer und/oder Läufer vergrößerten Luftspalt eingeschoben ist, wodurch der Geber selbst zum Anzeigeinstrument wird. The essence of the invention is that the magnetic field of the encoder in addition to driving an eddy current4 & ontact- or measuring system. that in the form of a vortex flow cylinder in the whole or part of the armature length in the stator and / or rotor enlarged air gap is inserted, whereby the encoder itself becomes a display instrument.

Es handelt sich dabei um eine besondere Ausbildung des Gebers selbst, der als ein direktanzeigendes örtliches Meßinstrument, also für Nahanzeige. eingerichtet ist bzw. als ein solches Instrument wirkt. Somit ist sowohl für den Geber als auch für die Wirbelstromanzeige das gleiche Magnetsystem nutzbar gemacht und der Kurzschlußkörper direkt in das Feld eines derartigen Magnetsystems miteingefügt. Infolgedessen sowie dadurch, daß mindestens zwei sich gegenseitig in keiner Weise störende Gebewicklungen auf einen einzigen Stator der Maschine aufgebracht sind. ergibt sich zugleich eine erhebliche bauliche Vereinfachung der Maschine, die sich in erster Linie auch in einer Verkürzung der WIaschinenbaulänge auswirkt. Hierbei gestattet die Erfindung unter der Aufrechterhaltung des in der Kombination des Gebers mit dem Anzeigegerät bestehenden Grundgedankens noch einen Schritt weiter zu gehen. indem unter Verwendung eines bekannten Gebers mit einer einzigen Wicklung das Wirbelstromsystem dadurch in das Magnetfeld hineingebracht werden kann, daß man das Wechselstrommeßgerät auf die zu verlängernde Geberachse aufsetzt. It is a special training of the giver himself, as a direct display local measuring instrument, i.e. for close-up display. set up is or acts as such an instrument. Thus, both for the giver and the same magnet system and the short-circuit body made usable for the eddy current display inserted directly into the field of such a magnet system. As a result as well in that at least two mutually in no way interfering Gebewicklungen are applied to a single stator of the machine. at the same time there is one considerable structural simplification of the machine, which is primarily also in a reduction in the overall length of the machine. The invention allows this while maintaining the combination of the encoder with the display device existing basic idea to go one step further. by using a known encoder with a single winding thereby the eddy current system can be brought into the magnetic field that you put the AC current meter on the encoder axis to be extended touches down.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines mit einem zusätzlichen Wirkbeistromzylinder ausgerüsteten Gebers veranschaulicht. der von dem Grundgedanken nach der Erfindung ausgeht, daß das gleiche Magnetfeld. das die unabhängigen Wicklungen induziert. zusätzlich zum Antrieb eines Wirbelstrom-Kontalit-oder Meßsystems nutzbar gemacht werden soll. In the drawing, an embodiment of the invention is in the form a sensor equipped with an additional active flow cylinder illustrated. which is based on the basic idea of the invention that the same magnetic field. which induces the independent windings. in addition to driving an eddy current Kontalit or Measuring system is to be made usable.

In einem mit 14 bezeichneten Gehäuse ist ein einziger Ständer 15 mit voneinander unabhängigen Geberwicklungen I6, I7 angeordnet. Der Anker in ist zweckmäßig glatt und mit aufinagnetisierten Polen versehen. Das Magnetfeld des aus dem Ständer 15 und zum Anker 18 gebildeten Gebers dient erfindungsgemäß zusätzlich zum Antrieb eines mit dem Geber zusammengebauten Wirl) elstrom-Kontakt- oder Meßsystems 20. 23. das in Form eines Wirkbelstromzylinders 20 in den über die ganze oder einen Teil der Ankerlänge im Ständer I5 und/oder Läufer I8i vergrößerten Luftspalt eingeschoben ist. Ein derartiger etwas vergrößerter Luftspalt entsteht dadurch. daß entweder der Läufer in an seinem einen Ende bei 19 oder der Ständer zur Aufnahme des Wirbelstromzylinders 20 ausgespart ist. Der Wirbelstromzylinder wird dann, je nach der Drehrichtung. im einen oder anderen Sinne mitgenommen und kann entweder zur Auslösung besonderer Steuereinrichtungen. wie z. 13. Umschaltung der Drehzahlanzeige beim Wechsel der Drehrichtung, oder unmittelliar selbst als örtliche Drehzahlanzeige des Gebers bzw. der mit ihm verbundenen Kraftmaschine benutzt werden. A single stand 15 is located in a housing designated 14 arranged with independent encoder windings I6, I7. The anchor is in appropriately smooth and provided with magnetized poles. The magnetic field of the the stator 15 and the armature 18 formed encoder also serves according to the invention for driving an eddy current contact or measuring system assembled with the encoder 20. 23. in the form of an active vortex cylinder 20 in the over the whole or one Part of the armature length in the stator I5 and / or rotor I8i with an enlarged air gap inserted is. This creates a somewhat enlarged air gap of this type. that either the rotor in at one end at 19 or the stand for receiving the eddy current cylinder 20 is recessed. The eddy current cylinder is then, depending on the direction of rotation. Taken in one sense or another and can either be used to trigger special Control devices. such as 13. Switching the speed display when changing the Direction of rotation, or directly as a local speed display of the encoder or the prime mover connected to it.

Der Anker 18 ist in nicht dargestellter Weise mit der Kraftmaschine starr gekuppelt. so daß er einer eigenen Lagerung nicht bedarf. Der Wirbelstromzylinder 20 ist seinerseits mit seiner Achse 21 an der Stirnfläche des Ankers 18 sowie im Gehäuse 14 in Spitzen gelagert und steht unter der Wirkung einer Rückstellfeder 22. Mit der Achse 21 verbunden ist ein Kontakt oder Zeigerarm 23, der im Falle einer Drehzahlanzeige zweckmäßig durch eine Aussparung des Gehäuses 14 nach außen ragt. The armature 18 is in a manner not shown with the engine rigidly coupled. so he own storage is not required. The eddy current cylinder 20 is in turn with its axis 21 on the end face of the armature 18 and in the housing 14 mounted in tips and is under the effect a return spring 22. A contact or pointer arm is connected to the axis 21 23, which in the case of a speed indicator is expediently through a recess in the housing 14 protrudes outwards.

Auf die dargestellte und erläuterte Weise kann ein einzelner Geber nur mit einem Anker in viel- I seitigster Weise für Meß- und Steuerzwecke ausgenutzt werden. In the manner shown and explained, a single encoder exploited in a wide variety of ways for measurement and control purposes only with an anchor will.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H: Encoder for speed measuring systems according to the Principle of an alternator, the stator side two or more electric completely or partially separate windings have their excitation from a common one Magnetic armature made, according to patent 848 6I4, characterized in that the magnetic field of the encoder in addition to driving an eddy current contact or Measuring system is used in the form of an eddy current cylinder in the over the whole or inserted part of the armature length in the stator and / or rotor enlarged air gap which makes the encoder itself a display instrument.

Publications considered: German Patent Specifications No. 227 896, 332 710, 4809I3; Austrian Patent No. 160 918; Swiss Patent Specification No. 14500I; U.S. Patent No. 2,228,090.