DE19521300A1 - Incremental magnetic shaft encoder - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen inkrementellen magnetischen Drehgeber mit einem zylinderförmigen flachen Rotor (1), dessen Mantelfläche die Zähne und Zahnlücken magnetisch leitender Teile (4) eines Stators (5) zugewandt sind, und mit Sensoren (2) und (3) zur Detektion magnetischer Flußänderungen bei Bewegung des Rotors (1).The invention relates to an incremental magnetic rotary encoder with a cylindrical flat rotor ( 1 ), the outer surface of which faces the teeth and tooth gaps of magnetically conductive parts ( 4 ) of a stator ( 5 ), and with sensors ( 2 ) and ( 3 ) for detecting magnetic flux changes when moving the rotor ( 1 ).
Ein inkrementeller magnetischer Drehgeber ist aus der Patentanmeldung DE 41 02 277 bekannt. Inkrementelle Drehgeber werden u. a. zur automatischen Messung von Winkel- und Wegpositionen oder zur manuellen Einstellung von z. B. Sollwerten eingesetzt.An incremental magnetic encoder is from the Patent application DE 41 02 277 known. Incremental encoders will u. a. for automatic measurement of angle and Path positions or for manual adjustment of z. B. Setpoints used.
Der aus der angegebenen Patentanmeldung bekannte Drehgeber hat einen Rotor mit magnetisch leitfähigen Teilen. Über diese Teile des Rotors, der wie der Stator mit Zähnen versehen ist, werden zwei magnetische Flußkreise geschlossen, die z. B. von gesonderten Permanentmagneten erzeugt werden. Diese Magnete einschließlich der sie umgebenden Sensorspulen sind ebenfalls Bestandteile des Stators.The encoder known from the specified patent application has a rotor with magnetically conductive parts. about these parts of the rotor that like the stator with teeth is provided, two magnetic flux circles closed, the z. B. of separate permanent magnets be generated. These magnets including them surrounding sensor coils are also part of the Stator.
Die magnetischen Kräfte zwischen Rotor und Stator sorgen dafür, daß der Rotor bei Drehung in bestimmten Positionen, die durch die Lage der Zähne vorgegeben sind, ein mechanisches Einrastverhalten zeigt.The magnetic forces between the rotor and stator provide that the rotor rotates in certain positions, given by the position of the teeth shows mechanical engagement behavior.
Das Einrastverhalten gibt bei manueller Drehung des Rotors dem Bediener eine sichere Rückmeldung darüber, daß er die Position des Rotors um ein Inkrement verändert hat.The locking behavior is given when the rotor is rotated manually the operator reliable feedback that he is the Position of the rotor has changed by one increment.
Beim Drehen des Rotors von einer Rastposition zur nächsten wird auch der magnetische Widerstand (und damit der magnetische Fluß) in den beiden magnetischen Kreisen vorübergehend verändert, wodurch Spannungen in den beiden Sensorspulen induziert werden, die durch eine elektronische Schaltung in entsprechende auswertbare Signale umgeformt werden. Die Drehrichtung des Rotors ist durch das Vorzeichen der zeitlichen Verschiebung der beiden induzierten (und integrierten) Spannungen erkennbar; diese Verschiebung ist wiederum eine Folge der geometrischen Anordnung der Zähne auf dem Stator. Damit z. B. keine Fehlentscheidungen über die Drehrichtung getroffen werden, sind alle Bauteile und besonders das Lager innerhalb geringer mechanischer Toleranzgrenzen zu fertigen. When turning the rotor from one stop position to the next the magnetic resistance (and thus the magnetic flux) in the two magnetic circles temporarily changed, creating tension in the two Sensor coils are induced by an electronic Circuit converted into corresponding evaluable signals will. The direction of rotation of the rotor is through that Sign of the temporal shift of the two induced (and integrated) voltages recognizable; these Shift is again a consequence of the geometric Arrangement of the teeth on the stator. So that z. B. none Wrong decisions about the direction of rotation are made, are all components and especially the warehouse within to produce lower mechanical tolerance limits.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehgeber der oben erwähnten Art anzugeben, bei dem alle Varianten unempfindlicher gegenüber Fertigungstoleranzen der Bauteile sind. Dabei soll der konstruktive Aufwand nicht erhöht werden. Ein solcher Drehgeber ist gekennzeichnet durch folgende Merkmale:The invention has for its object a rotary encoder of the type mentioned above, in which all variants less sensitive to manufacturing tolerances of the components are. The design effort should not be increased will. Such an encoder is characterized by following features:
- a) die Mantelfläche des Rotors enthält Polflächen magnetischer Nord- und Südpole, die sich in axialer Richtung über den Rotor erstrecken und in Drehrichtung gleiche Ausdehnung und alternierende Polarität haben;a) the outer surface of the rotor contains pole faces magnetic north and south poles, which are in axial Direction over the rotor and in the direction of rotation have the same extent and alternating polarity;
- b) mindestens zwei Sensoren, die an unterschiedlichen Stellen eines Zahnes oder an zwei verschiedenen Zähnen des Stators positioniert sind.b) at least two sensors connected to different Place one tooth or two different teeth of the Stator are positioned.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dadurch
gegeben,
daß der Rotor mindestens eine axial verlaufende Kerbe
aufweist, die im Grenzgebiet zwischen zwei Polflächen
verläuft und
daß der Rotor mindestens eine axial verlaufende Kerbe
aufweist, die jeweils eine Polfläche halbiert und
daß der Rotor in axialer Richtung beweglich gelagert
ist und Mittel dafür vorgesehen sind, bei axialer
Auslenkung des Rotors aus seiner Ruhelage einen Teil
des magnetischen Flusses zwischen Polflächen
unterschiedlicher Polarität über einen weiteren Sensor
zu leiten.Advantageous refinements of the invention are given in that
that the rotor has at least one axially extending notch which runs in the border area between two pole faces and
that the rotor has at least one axially extending notch, each bisecting a pole face and
that the rotor is movably mounted in the axial direction and means are provided for guiding part of the magnetic flux between pole faces of different polarity via a further sensor when the rotor is axially deflected from its rest position.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Rotors ist weiterhin dadurch gegeben, daß die zylindrisch angeordneten magnetischen Polflächen alternierender Polarität durch von den Stirnflächen eines axial magnetisierten Ringmagneten oder ringförmig angeordnet er Einzelmagnete ausgehende hochpermeable Flußleitstücke gebildet werden.An advantageous embodiment of a rotor is still given that the cylindrically arranged magnetic pole faces of alternating polarity by von the end faces of an axially magnetized ring magnet or arranged in a ring outgoing single magnets highly permeable flux guide pieces are formed.
Anhand der Figuren soll die Erfindung näher beschrieben werden.The invention is to be described in more detail with reference to the figures will.
Es zeigenShow it
Fig. 1 Die Prinzipanordnung eines erfindungsgemäßen Drehgebers im Längs- und Querschnitt; Fig. 1 The basic arrangement of an encoder according to the invention in longitudinal and cross section;
Fig. 2 Die Schnittzeichnung eines erfindungsgemäßen Drehgebers mit axial verlaufenden Grenzkerben zwischen den Polflächen des Rotors; Fig. 2 The sectional drawing of an encoder according to the invention with axially extending limit notches between the pole faces of the rotor;
Fig. 3 Die Schnittzeichnung eines erfindungsgemäßen Drehgebers mit Grenzkerben und Halbierungskerben des Rotors; FIG. 3 shows the cross-sectional view of a rotary encoder according to the invention with marginal notches and halving notches of the rotor;
Fig. 4 Prinzipanordnung eines erfindungsgemäßen Drehgebers mit zusätzlicher axialer Betätigung; Fig. 4 basic arrangement of a rotary encoder according to the invention with additional axial actuation;
Fig. 5 Abgewickelte Darstellung der Rotor-Polflächen für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4; Fig. 5 developed view of the rotor pole faces for the embodiment of Fig. 4;
Fig. 6 Ausführungsbeispiel der Sensorplatte für den axialen Sensor des Drehgebers nach Fig. 4; FIG. 6 embodiment of the sensor plate for the axial sensor of the rotary encoder according to FIG. 4;
Fig. 7 Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehgeberrotors mit einem axial magnetisierten Ringmagneten; Fig. 7 embodiment of an encoder rotor according to the invention with an axially magnetized ring magnet;
Fig. 8 Abgewickelte Darstellung der Rotor-Polflächen für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7; Fig. 8 developed view of the rotor pole faces for the embodiment of Fig. 7;
Fig. 9 Darstellung der magnetischen Polaritäten und Signalzustände an den Sensoren sowie der Rastpositionen des Rotors. Fig. 9 representation of the magnetic polarities and signal states on the sensors and the locking positions of the rotor.
In Fig. 1 wird schematisch der Aufbau eines Ausführungs beispiels des Drehgebers gezeigt.In Fig. 1, the structure of an embodiment example of the encoder is shown schematically.
Auf einer bevorzugt aus Messing gefertigten Achse (6) befindet sich mit ihr fest verbunden ein flacher zylindrischer Rotor (1). Dieser besteht aus magnetischem Material und weist auf seiner Mantelfläche Polflächen (9) magnetischer Nord- und Südpole auf, die in Drehrichtung gleiche Ausdehnung und alternierende Polarität besitzen.A flat cylindrical rotor ( 1 ) is firmly connected to an axis ( 6 ) preferably made of brass. This consists of magnetic material and has on its outer surface pole faces ( 9 ) of magnetic north and south poles, which have the same extent and alternating polarity in the direction of rotation.
Die Achse (6) wird im Gehäuse (5) und dem Gehäusedeckel (7) leichtgängig drehbar gelagert. Das Gehäuse (5) und der Deckel (7) werden vorzugsweise aus Plastik gefertigt, können aber auch aus anderen, magnetisch nicht leitenden Materialien bestehen (z. B. Messing).The axis ( 6 ) is rotatably mounted in the housing ( 5 ) and the housing cover ( 7 ). The housing ( 5 ) and the cover ( 7 ) are preferably made of plastic, but can also consist of other, magnetically non-conductive materials (e.g. brass).
Die Gewindebuchse (8) dient dazu, die gesamte Anordnung z. B. in einer Frontplattenbohrung zu befestigen.The threaded bushing ( 8 ) is used to z. B. to attach in a front panel hole.
Der Mantelfläche des Rotors sind magnetisch leitende Teile (4) eines Stators zugewandt, der sich fest in den Gehäuseschalen (5) und (7) befindet. The outer surface of the rotor faces magnetically conductive parts ( 4 ) of a stator which is fixed in the housing shells ( 5 ) and ( 7 ).
Die magnetisch leitenden Statorteile (4) weisen nach innen gerichtete Zähne und zügehörige Lücken auf, die bewirken, daß der resultierende magnetische Widerstand (Reluktanz) zwischen den Polflächen (9) unterschiedlicher Polarität bei Drehung des Rotors (1) stark variiert.The magnetically conductive stator parts ( 4 ) have inwardly directed teeth and associated gaps, which cause the resulting magnetic resistance (reluctance) between the pole faces ( 9 ) of different polarity to vary greatly when the rotor ( 1 ) rotates.
Die magnetischen Kräfte zwischen Rotor (1) und den magnetisch leitenden Statorteilen (4) tendieren dazu, den Rotor (1) in eine Winkelposition mit kleinem resultierenden magnetischen Widerstand zu bringen. Dadurch ergibt sich das erwünschte Rastverhalten.The magnetic forces between the rotor ( 1 ) and the magnetically conductive stator parts ( 4 ) tend to bring the rotor ( 1 ) into an angular position with a small resulting magnetic resistance. This results in the desired locking behavior.
Anordnung und Abmessung der Statorzähne sowie der Polflächen (9) des Rotors (1) müssen auf die Anzahl der gewünschten Rastpositionen abgestimmt sein.The arrangement and dimensions of the stator teeth and the pole faces ( 9 ) of the rotor ( 1 ) must be matched to the number of desired locking positions.
Es ist nicht notwendig, daß die Statorteile (4) über den gesamten Kreisumfang vorhanden und gezahnt sind.It is not necessary for the stator parts ( 4 ) to be present and toothed over the entire circumference.
Der Rotor besitzt also bei der vorgegebenen Anordnung der Zähne und der Rotorpole aus Fig. 1 zwanzig mechanische Rastpositionen. Die Größe der rücktreibenden Kraft ist über die Größe des Luftspalts zwischen Rotor (1) und den Zähnen der Statorteile (4) sowie die Remanenz-Feldstärke der Rotorpole in weiten Grenzen unterschiedlichen Erforder nissen anpaßbar.With the given arrangement of the teeth and the rotor poles from FIG. 1, the rotor therefore has twenty mechanical latching positions. The size of the restoring force can be adjusted over a wide range of requirements via the size of the air gap between the rotor ( 1 ) and the teeth of the stator parts ( 4 ) and the remanent field strength of the rotor poles.
Die magnetischen Sensoren (2) und (3) befinden sich im magnetischen Flußverlauf und detektieren die Flußrichtung in den zugeordneten Zähnen des Statorelements (4). Es handelt sich dabei um bipolare magnetische Schalter (z. B. Hallelemente mit integriertem Verstärker und Komparator) mit hinreichend großer Hystere. Durch den gewählten Zahnabstand der beiden Sensoren (2) und (3) ergibt sich bei Drehen des Rotors ein Signalverlauf, wie er in Fig. 9 skizziert ist: Wenn der Rotor (1) zur benachbarten Rastposition bewegt wird, ändert sich der Signalzustand nie gleichzeitig in beiden Sensoren (2) und (3).The magnetic sensors ( 2 ) and ( 3 ) are in the magnetic flux course and detect the direction of flow in the associated teeth of the stator element ( 4 ). These are bipolar magnetic switches (e.g. Hall elements with an integrated amplifier and comparator) with a sufficiently large hysteresis. The selected tooth spacing of the two sensors ( 2 ) and ( 3 ) results in a signal curve when the rotor is rotated, as is sketched in FIG. 9: When the rotor ( 1 ) is moved to the adjacent detent position, the signal state never changes at the same time in both sensors ( 2 ) and ( 3 ).
Aus dem Phasenversatz der beiden Sensorsignale läßt sich in herkömmlicher Art die Drehrichtung erkennen.The phase offset of the two sensor signals can be used in conventional way of recognizing the direction of rotation.
Über den Steckverbinder (10) werden die Signale der Magnetsensoren der externen Auswerteschaltung zur Verfügung gestellt.The signals from the magnetic sensors are made available to the external evaluation circuit via the plug connector ( 10 ).
Fig. 2 zeigt eine Variante zur Gestaltung des Rotors. Es sind hierbei jeweils axial verlaufende Kerben (11) zwischen den Polflächen (9) des Rotors (1) vorhanden (Grenzkerben). Fig. 2 shows a variant for the design of the rotor. There are axially extending notches ( 11 ) between the pole faces ( 9 ) of the rotor ( 1 ) (limit notches).
Durch diese Maßnahme wird das mechanische Rastverhalten der Anordnung "härter", weil bei Drehung des Rotors (1) der Übergang zwischen dem Bereich hoher und niedriger Reluktanz abrupter verläuft.This measure makes the mechanical latching behavior of the arrangement “harder” because when the rotor ( 1 ) rotates, the transition between the high and low reluctance ranges runs more abruptly.
Fig. 3 zeigt eine weitere Rotorversion zur Verstärkung des mechanischen Rastverhaltens, bei der zusätzlich zu den Grenzkerben (11) weitere axial verlaufende Kerben (12) vorhanden sind, die die Polflächen (9) des Rotors (1) halbieren (Halbierungskerben). Fig. 3 shows a further rotor version to reinforce the mechanical locking behavior, in addition to the limit notches ( 11 ) there are further axially extending notches ( 12 ) which halve the pole faces ( 9 ) of the rotor ( 1 ) (halving notches).
Für alle Rotorversionen werden vorteilhaft und kosten günstig kunststoffgebundene Magnetmaterialien verwendet, die in die gewünschte Form gepreßt und geeignet aufmagnetisiert werden.For all rotor versions will be advantageous and cost low-cost plastic-bonded magnetic materials used, the pressed into the desired shape and suitable be magnetized.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen eine weitere Ausführungsform des Drehgebers, bei der zusätzlich über einen weiteren magnetischen Sensor (15) ein Selektionssignal abgegeben werden kann, wenn der Drehgeber in axialer Richtung betätigt wird, d. h. wenn die Achse des Drehgebers in Richtung des Drehgeber-Gehäuses bewegt wird. Fig. 4 and Fig. 5 show a further embodiment of the rotary encoder, in which a selection signal can also be emitted via a further magnetic sensor ( 15 ) when the rotary encoder is actuated in the axial direction, ie when the axis of the rotary encoder in the direction of the rotary encoder -Housing is moved.
Der Aufbau ist im Wesentlichen identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel. Auf einer magnetisch nicht leitenden Achse (6) befindet sich mit dieser fest verbunden der Magnetrotor (1). Dieser kann fast baugleich mit den im ersten Ausführungsbeispiel dargestellten Varianten sein.The structure is essentially identical to the first embodiment. The magnet rotor ( 1 ) is firmly connected to a magnetically non-conductive axis ( 6 ). This can be almost identical to the variants shown in the first embodiment.
Die wesentliche Erweiterung des Rotors gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin,The main extension of the rotor compared to the first Embodiment is
- - daß die Pole einer Polarität (im Beispiel Fig. 4 die Nordpole) in axialer Richtung eine größere Tiefe gegenüber den Polen der anderen Polarität und gegenüber den Statorelementen (4) aufweisen,- That the poles of one polarity (in the example Fig. 4, the north poles) have a greater depth in the axial direction compared to the poles of the other polarity and the stator elements ( 4 ),
- - und daß eine die Achse (6) umschließende verlängerte Rotorhülse (20) mit ebenfalls hoher Permeabilität vorhanden ist.- And that an axis ( 6 ) enclosing elongated rotor sleeve ( 20 ) is also available with high permeability.
Fig. 5 veranschaulicht die Gestaltung der Rotorpole in der Abwicklung. Fig. 5 illustrates the design of the rotor poles in the development.
Die Achse (6) ist im Gehäuse (5) und im Gehäusedeckel (7) leicht drehbar und in axialer Richtung verschiebbar gelagert.The axis ( 6 ) is easily rotatable in the housing ( 5 ) and in the housing cover ( 7 ) and is displaceable in the axial direction.
Die Drehwinkelsignale werden wie im ersten Ausführungsbeispiel durch Detektion der magnetischen Flußrichtung mittels der Magnetsensoren (2) und (3) generiert.As in the first exemplary embodiment, the rotation angle signals are generated by detecting the magnetic flow direction by means of the magnetic sensors ( 2 ) and ( 3 ).
In der axialen Ruhelage befindet sich der Rotor (1) am Anschlag der Stirnseite des Drehgebergehäuses (5). Er wird auch in dieser Ruhelage mit einer kleinen Kraft gegen die Gehäusestirnseite gedrückt, da der Rotor (1) in axialer Richtung den Ort des minimalen magnetischen Widerstandes nicht erreichen kann. Anders ausgedrückt: Da die Tiefe der Pole (9) einer der beiden magnetischen Polaritäten in axialer Richtung auf einer Seite deutlich größer ist als die Dicke des magnetisch leitenden Statorelements (4), bleibt auch in der mechanischen Ruhelage eine Kraftkomponente des Rotors (1) in Richtung Stirnseite des Gehäuses bestehen. Dies geht aus Fig. 4 hervor.In the axial rest position, the rotor ( 1 ) is at the end of the end face of the encoder housing ( 5 ). Even in this rest position, it is pressed against the front of the housing with a small force, since the rotor ( 1 ) cannot reach the location of the minimal magnetic resistance in the axial direction. In other words: Since the depth of the poles ( 9 ) of one of the two magnetic polarities in the axial direction on one side is significantly greater than the thickness of the magnetically conductive stator element ( 4 ), a force component of the rotor ( 1 ) remains in the mechanical rest position Exist towards the front of the housing. This can be seen in FIG. 4.
Der axiale Bewegungsweg wird durch den mechanischen Anschlag der Achse (6) bzw. der Rotorhülse (20) am Gehäusedeckel (7) begrenzt.The axial path of movement is limited by the mechanical stop of the axis ( 6 ) or the rotor sleeve ( 20 ) on the housing cover ( 7 ).
Wird der Rotor (1) in axialer Richtung aus seiner Ruhelage bewegt, so nimmt die Flußdichte in den Zähnen der Statorelemente (4) zwar ab, die Flußrichtung wird jedoch nicht verändert. Das bedeutet mit anderen Worten, daß eine axiale Bewegung des Rotors (1) den Signalzustand an den Sensoren (2) und (3) nicht verändert.If the rotor ( 1 ) is moved from its rest position in the axial direction, the flux density in the teeth of the stator elements ( 4 ) decreases, but the flux direction is not changed. In other words, this means that an axial movement of the rotor ( 1 ) does not change the signal state at the sensors ( 2 ) and ( 3 ).
Aus genau diesem Grund ist die gesamte Anordnung unempfindlich gegen magnetische oder mechanische Toleranzen der einzelnen Bauteile: Der Signalzustand an Sensor (2) oder (3) ändert sich nur dann, wenn die magnetische Flußrichtung invertiert wird, Intensitäts-Schwankungen der magnetischen Flußdichte haben keinen Einfluß.For this reason, the entire arrangement is insensitive to magnetic or mechanical tolerances of the individual components: The signal state at sensor ( 2 ) or ( 3 ) changes only when the magnetic flow direction is inverted, intensity fluctuations in the magnetic flux density have no influence .
Zwischen dem Sensorring (16) und der Sensorplatte (14) befindet sich ein dritter magnetischer Sensor (15). Dieser Sensor (15) besteht bevorzugt aus einem Hall-Element mit hysteresebehaftetem Schwellwertschalter. Sensorring (16) und Sensorplatte (14) sind aus hochpermeablem Material gefertigt und sorgen im Bereich des Sensors (15) für eine magnetische Flußkonzentration. A third magnetic sensor ( 15 ) is located between the sensor ring ( 16 ) and the sensor plate ( 14 ). This sensor ( 15 ) preferably consists of a Hall element with a hysteresis-sensitive threshold switch. Sensor ring ( 16 ) and sensor plate ( 14 ) are made of highly permeable material and ensure a magnetic flux concentration in the area of the sensor ( 15 ).
Eine sinnvolle Gestaltung der Sensorplatte (14) geht aus Fig 6 hervor. Der dort eingetragene Winkel alpha ist so bemessen, daß er unabhängig von der Winkelposition des Rotors (1) immer eine vollständige Polbreite der in axialer Richtung verlängerten Rotorpole erfaßt.A sensible design of the sensor plate ( 14 ) can be seen in FIG. 6 . The angle alpha entered there is dimensioned such that, regardless of the angular position of the rotor ( 1 ), it always covers a complete pole width of the rotor poles which are elongated in the axial direction.
Der Abstandsring (13) ist magnetisch nicht leitend und dient lediglich der mechanischen Arretierung.The spacer ring ( 13 ) is not magnetically conductive and is only used for mechanical locking.
Wenn der Rotor (1) axial aus seiner Ruhelage bewegt wird, wird ein zunehmender magnetischer Fluß zwischen den Rotor- (Nord-) Polen über die Sensorplatte (14), den Sensor (15) und den Sensorring (16) und der Rotorhülse (20) aufgebaut. Bei einem bestimmten Schwellenwert spricht der Sensor (15) an und generiert damit das Selektionssignal.When the rotor ( 1 ) is moved axially out of its rest position, an increasing magnetic flux between the rotor (north) poles via the sensor plate ( 14 ), the sensor ( 15 ) and the sensor ring ( 16 ) and the rotor sleeve ( 20 ) built up. The sensor ( 15 ) responds at a certain threshold value and thus generates the selection signal.
Für die axiale Betätigung ergibt sich eine Kraft-Weg- Funktion, die bei richtiger Dimensionierung ohne zusätzliche Maßnahmen und Aufwand das erwünschte "Schnapp- Verhalten" realisiert: Bei geringer Entfernung aus der axialen Ruhelage ist die zurücktreibende Kraft zunächst gering, steigt dann mit größer werdendem Weg rasch an und fällt plötzlich ab, wenn der Rotor vollständig aus der Ebene der Statorelemente (4) herausbewegt ist.For the axial actuation there is a force-displacement function which, with the correct dimensioning, realizes the desired "snap behavior" without additional measures and effort: at a short distance from the axial rest position, the driving force is initially small, then increases with increasing Approaches quickly and suddenly drops when the rotor has moved completely out of the plane of the stator elements ( 4 ).
Auch wenn sich die Achse am unteren Anschlag (Gehäusedeckel (7)) befindet, ist die rücktreibende Kraft jedoch immer noch ausreichend groß, um den Rotor (1) wieder in seine Ruhelage am vorderen Gehäuseanschlag zu bringen, sobald die Achse freigelassen wird. D.h. bei maximaler Auslenkung ist die Summe der Kräfte, die über die Rotorpole und die Statorelemente (4) in axialer Richtung generiert werden immer noch größer als die durch den Flußverlauf über die Sensorplatte (14), den Sensorring (16) und die Rotorhülse (20) erzeugte axiale Kraft.Even if the axis is at the lower stop (housing cover ( 7 )), the restoring force is still sufficient to bring the rotor ( 1 ) back to its rest position at the front housing stop as soon as the axis is released. In other words, at maximum deflection, the sum of the forces that are generated in the axial direction via the rotor poles and the stator elements ( 4 ) is still greater than that due to the flow profile via the sensor plate ( 14 ), the sensor ring ( 16 ) and the rotor sleeve ( 20 ) generated axial force.
In Fig. 7 ist beispielhaft eine zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel funktionsgleiche Rotorausführung dargestellt, die auf der Verwendung eines axial magnetisierten Ringmagneten (17) basiert. FIG. 7 shows an example of a rotor design with the same function as the previous exemplary embodiment, which is based on the use of an axially magnetized ring magnet ( 17 ).
Dieser Ringmagnet (17) umschließt die magnetisch nicht leitende Achse (6). Die zylindrisch angeordneten magnetischen Polflächen alternierender Polarität werden durch von den Stirnflächen des Ringmagneten (17) ausgehende hochpermeable Flußleitstücke (18; 19) gebildet.This ring magnet ( 17 ) surrounds the magnetically non-conductive axis ( 6 ). The cylindrically arranged magnetic pole faces of alternating polarity are formed by highly permeable flux guide pieces ( 18 ; 19 ) starting from the end faces of the ring magnet ( 17 ).
Fig. 8 zeigt diese Flußleitstücke (18) und (19) in der Abwicklung. Fig. 8 shows these flux guide pieces ( 18 ) and ( 19 ) in development.
Claims (5)
- a) die Mantelfläche des Rotors (1) enthält Polflächen (9) magnetischer Nord- und Südpole, die sich in axialer Richtung über den Rotor (1) erstrecken und in Drehrichtung gleiche Ausdehnung sowie alternierende Polarität haben;
- b) mindestens zwei Sensoren (2; 3), die an unterschiedlichen Stellen eines Zahnes oder an zwei verschiedenen Zähnen der magnetisch leitenden Teile (4) des Stators positioniert sind.
- a) the outer surface of the rotor ( 1 ) contains pole faces ( 9 ) magnetic north and south poles, which extend in the axial direction over the rotor ( 1 ) and have the same extent and alternating polarity in the direction of rotation;
- b) at least two sensors ( 2 ; 3 ) which are positioned at different points on a tooth or on two different teeth of the magnetically conductive parts ( 4 ) of the stator.
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| DE1995121300 DE19521300A1 (en) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | Incremental magnetic shaft encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE1995121300 DE19521300A1 (en) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | Incremental magnetic shaft encoder |
Publications (1)
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| DE19521300A1 true DE19521300A1 (en) | 1996-12-19 |
Family
ID=7764154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1995121300 Withdrawn DE19521300A1 (en) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | Incremental magnetic shaft encoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19521300A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19719354A1 (en) * | 1997-05-07 | 1998-11-12 | Siemens Ag | Resolver i.e. reluctance resolver |
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-
1995
- 1995-06-12 DE DE1995121300 patent/DE19521300A1/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19719354C2 (en) * | 1997-05-07 | 2000-12-07 | Tyco Electronics Logistics Ag | Magneto-electronic angle sensor, in particular reluctance resolver |
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