DE29514026U1 - Device for detecting the speed and / or direction of rotation of motors, in particular asynchronous motors - Google Patents
Device for detecting the speed and / or direction of rotation of motors, in particular asynchronous motorsInfo
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Vorrichtung zur Drehzahl- und/oder Drehrichtungserfassung von Motoren, insbesondere AsynchronmotorenDevice for detecting the speed and/or direction of rotation of motors, in particular asynchronous motors
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehzahl- und/oder Drehrichtungserfassung von Motoren, insbesondere Asynchronmotoren, mit einem innerhalb einer Lüfterhaube angeordneten, durch die Motorwelle angetriebenen Lüfter.The invention relates to a device for detecting the speed and/or direction of rotation of motors, in particular asynchronous motors, with a fan arranged inside a fan cover and driven by the motor shaft.
Bisher werden zur Drehzahl- und/oder Drehrichtungserfassung von Asynchronmotoren üblicherweise Geber in Form von Inkrementalgebern oder Resolvern eingesetzt, für die ein sehr hoher mechanischer und für die Auswertung elektronischer Aufwand notwendig ist. Zur Anbringung der Geber an den Motoren sind plane, zur Motorwelle rechtwinklige Anbauflächen sowie sehr aufwendige Axial- und Radialversatz tolerierende Kupplungen notwendig. Bei der Montage wird dabei die Baulänge des Motors erheblich erhöht. Entsprechend gestaltet sich die Nachrüstbarkeit bei bereits installierten Motoren äußerst schwierig. Außerdem sind derartige Gebersysteme mechanisch äußerst empfindlich und oftmals so teuer wie der Motor selbst. HäufigTo date, sensors in the form of incremental encoders or resolvers have been used to measure the speed and/or direction of rotation of asynchronous motors, which require a very high level of mechanical effort and electronic effort for evaluation. To attach the sensors to the motors, flat mounting surfaces at right angles to the motor shaft and very complex couplings that tolerate axial and radial misalignment are required. During assembly, the length of the motor is increased considerably. Retrofitting already installed motors is therefore extremely difficult. In addition, such sensor systems are mechanically extremely sensitive and often as expensive as the motor itself. Often
beträgt ihr Preis sogar ein Vielfaches des Basismotorpreises .their price is even several times the base engine price.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine preisgünstige Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich auf einfache Weise auch nachträglich ohne Erhöhung der Baulänge des Motors installieren läßt und eine einfache Drehzahl- und/oder Drehrichtungserfassung ohne hohen mechanischen und elektronischen Aufwand ermöglicht.The invention is therefore based on the object of creating an inexpensive device of the type mentioned at the beginning, which can be easily installed retrospectively without increasing the length of the motor and enables simple speed and/or direction of rotation detection without high mechanical and electronic expenditure.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die durch zumindest einen außenseitig der Lüftungshaube am Motor angebrachten Impulsgeber und eine im Lüfterraum innenseitig der Lüfterhaube angebrachte, mit dem Lüfter rotierbare Scheibe, die mit dem Impulsgeber zusammenwirkende Geberfahnen trägt, gekennzeichnet ist.According to the invention, the above object is achieved by a device of the type mentioned at the outset, which is characterized by at least one pulse generator attached to the outside of the ventilation hood on the motor and a disk attached to the inside of the fan hood in the fan compartment, which disk can rotate with the fan and which carries encoder flags that interact with the pulse generator.
Ein derartiges Gebersystem aus Impulsgeber, bei dem es sich bevorzugt um einen induktiven Näherungsgeber handelt, und mit dem Lüfter rotierbaren Geberfahnen aus Metall ist preisgünstiger als bekannte Systeme herstellbar und ohne Baulängenzunahme des Motors an diesem itiontierbar. Da der Näherungsgeber an der Lüfterhaube und die Scheibe mit den Geberfahnen direkt am Lüfter selbst festgelegt werden, ist ein und dasselbe System unter Verwendung unterschiedlich großer Scheiben bei unterschiedlichen Motorgrößen einsetzbar und es kann einfach bei bereits installierten Motoren nachgerüstet werden. Das für die Drehzahl- und/oder Drehrichtungserfassung notwendige Signal wird einfach bei Drehbewegung des Motors und des mitlaufenden Lüfters über die mit dem Lüfter mitlaufenden Geberfahnen initiiert. Die im GeberSuch a sensor system consisting of a pulse sensor, which is preferably an inductive proximity sensor, and metal sensor flags that rotate with the fan can be manufactured more cheaply than known systems and can be ionized on the motor without increasing the length of the motor. As the proximity sensor is attached to the fan cover and the disk with the sensor flags is attached directly to the fan itself, one and the same system can be used with different motor sizes using disks of different sizes and it can easily be retrofitted to motors that are already installed. The signal required for detecting the speed and/or direction of rotation is simply initiated when the motor and the rotating fan rotate via the sensor flags that rotate with the fan. The
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initiierten Signale können auf einfache Weise an speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) weitergeleitet und dort ohne zusätzliche Auswerteeinheit ausgewertet werden.Initiated signals can be easily forwarded to programmable logic controllers (PLCs) and evaluated there without an additional evaluation unit.
Um eine möglichst kompakte Anordnung zu schaffen, ist die bevorzugt aus Metall bestehende Scheibe auf der dem Motor zugewandten Seite des Lüfters angeordnet. Hierdurch kann der Näherungsgeber an der Lüfterhaube optimal zu den Geberfahnen ausgerichtet werden, ohne daß die Länge der Lüfterhaube vergrößert werden muß. Um den Raumbedarf der Scheibe mit Geberfahnen möglichst gering zu halten, ist vorgesehen, daß die Scheibe schüsseiförmig mit einem umlaufenden Rand ausgebildet ist. Hierdurch paßt sich die Scheibe optimal an die Innenkontur bekannter verwendeter Lüfter an, so daß lediglich der umlaufende Rand einen aber lediglich geringen Raumbedarf zwischen Lüfter und Motorseite aufweist. Außerdem wird aufgrund dieser Ausgestaltung der Scheibe die Festlegung am Lüfter selbst vereinfacht, da sie am Innenbereich des Lüfters erfolgen 0 kann und so keine störenden Befestigungsteile seitlich oder unterhalb des Lüfters hervorragen.In order to create the most compact arrangement possible, the disk, preferably made of metal, is arranged on the side of the fan facing the motor. This allows the proximity sensor on the fan cover to be optimally aligned with the sensor flags without the length of the fan cover having to be increased. In order to keep the space required by the disk with sensor flags as small as possible, the disk is designed to be bowl-shaped with a surrounding edge. This means that the disk adapts optimally to the inner contour of known fans in use, so that only the surrounding edge requires a small amount of space between the fan and the motor side. In addition, this design of the disk simplifies the attachment to the fan itself, since it can be done on the inside of the fan and so there are no annoying fastening parts protruding from the side or below the fan.
Die Geberfahnen sind in Weiterbildung an der Peripherie der Metallscheibe angeordnet, insbesondere gleichmäßig verteilt. Auf diese Weise können die Geberfahnen optimal mit dem Näherungsgeber zusammenwirken, ohne störenden Einfluß auf andere Bauteile zu nehmen.In a further development, the sensor flags are arranged on the periphery of the metal disk, in particular evenly distributed. In this way, the sensor flags can interact optimally with the proximity sensor without having a disruptive influence on other components.
In bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß 0 die mit den Geberfahnen versehene Scheibe auf der dem Motor zugewandten Seite des Lüfters angeordnet ist und daß die Geberfahnen sich axial in zum Motor entgegengesetzter Richtung über Flügel des Lüfters erstrecken und den Lüfter beabstandet zu diesen umgeben. Aufgrund dieserIn a preferred embodiment, it is provided that the disk provided with the sensor flags is arranged on the side of the fan facing the motor and that the sensor flags extend axially in the opposite direction to the motor over the blades of the fan and surround the fan at a distance from them. Due to this
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einfachen Bauart der Scheibe mit Geberfahnen brauchen im Inneren des Gehäuses keine Änderungen vorgenommen werden. Es ist lediglich die Scheibe am Lüfter festzulegen. Die Wirkung des Lüfters zur Eigenbelüftung des Motors wird dabei nicht beeinträchtigt.The simple design of the disc with sensor flags means that no changes need to be made inside the housing. All that is required is to attach the disc to the fan. The effect of the fan on the motor's own ventilation is not affected.
Um nun den Näherungsgeber in berührungslosen Kontakt mit den Geberfahnen der Scheibe zu bringen, weist die Lüfterhaube eine Öffnung zur Durchführung zumindest eines Teils des Näherungsgebers auf. Eine solche Öffnung kann auch später bei bereits installierten Motoren einfach an der Lüfterhaube ausgebildet werden.In order to bring the proximity sensor into contact with the sensor flags on the disk without contact, the fan cover has an opening for at least part of the proximity sensor to pass through. Such an opening can also be easily created later on the fan cover for motors that have already been installed.
Um nun nicht nur die Drehzahl, sondern auch die Drehrichtung zu erfassen, sind bevorzugt zwei Impulsgeber vorgesehen .In order to detect not only the speed but also the direction of rotation, two pulse generators are preferably provided.
Insgesamt wird so eine Vorrichtung geschaffen, mit der bei einfacher und robuster Bauart auf einfache Weise die Drehzahl und/oder Drehrichtung erfaßt werden und welche einfach an einem Motor montiert werden kann.Overall, this creates a device with a simple and robust design that can be used to easily measure the speed and/or direction of rotation and which can be easily mounted on a motor.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:Further advantages and features of the invention emerge from the claims and from the following description, in which an embodiment is explained in detail with reference to the drawings.
Fig. 1 in abgebrochenem Schnitt das lüfterseitige Teil eines Asynchronmotors; undFig. 1 in broken section the fan-side part of an asynchronous motor; and
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 1.Fig. 2 is a section along the line A-A of Fig. 1.
In Fig. 1 ist lediglich der lüfterseitige Teil einesIn Fig. 1 only the fan side part of a
Asynchronmotors dargestellt. Dabei sind lediglich die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile des Motors
beschrieben.
5asynchronous motor. Only the parts of the motor necessary for understanding the invention are described.
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Am lüfterseitigen Ende eines Asynchronmotors (nicht dargestellt) ist ein Lüfter 1 angeordnet, der zusammen mit dem rückwärtigen Teil des nicht dargestellten Motors von einer Lüfterhaube 2 umschlossen ist. Der Lüfter 1 weist eine Nabe 3 auf, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine sich in Form einer Schüssel erweiternde Seitenwandung 4 aufweist. An der Seitenwandung 4 sind mehrere Radialflügel 5 angeformt. Die Nabe 3 wird durch die Motorwelle (nicht dargestellt) angetrieben, wobei diese die Nabe 3 durchgreift.A fan 1 is arranged on the fan-side end of an asynchronous motor (not shown), which is enclosed together with the rear part of the motor (not shown) by a fan cover 2. The fan 1 has a hub 3, which in the embodiment shown has a side wall 4 that widens in the shape of a bowl. Several radial blades 5 are formed on the side wall 4. The hub 3 is driven by the motor shaft (not shown), which passes through the hub 3.
An der den Flügeln 5 abgewandten Innenseite der Seitenwandung 4 ist eine kreissymmetrische, schüsseiförmig ausgebildete Scheibe 6, insbesondere eine Metallscheibe, 0 bei 7 festgelegt. Die Scheibe 6 weist zentral in ihrem Boden 17 eine Öffnung 18 auf, mittels der sie auf die Nabe 3 aufgeschoben ist. Die Scheibe 6 legt sich dabei im Festlegungsbereich 7 aufgrund ihrer schüsseiförmigen Ausbildung formschlüssig an die Seitenwandung 4 der Nabe 3 an. Des weiteren ist die Scheibe 6 mit einem umlaufenden Rand 8 versehen, welcher den Lüfter 1 an seiner Unterseite in Richtung der Lüfterhaube 2 überragt. An der Peripherie der Scheibe 6 sind dabei gleichmäßig (s. Fig. 2) verteilte Geberfahnen 9, ebenfalls aus Metall, ausgebildet. Die Geberfahnen 9 der zwischen dem Lüfter 1 und dem Handlüftbügel 10 raumsparend angeordneten Scheibe 6 erstrecken sich dabei achsparallel vom Lagerschild 10' und damit vom Asynchronmotor fort und umgeben die Flügel 5 des Lüfters 1 mit einem endlichen Abstand.On the inside of the side wall 4 facing away from the blades 5, a circularly symmetrical, bowl-shaped disk 6, in particular a metal disk, is fixed at 0 at 7. The disk 6 has an opening 18 centrally in its base 17, by means of which it is pushed onto the hub 3. The disk 6 rests in the fixing area 7 in a form-fitting manner against the side wall 4 of the hub 3 due to its bowl-shaped design. The disk 6 is also provided with a peripheral edge 8, which projects over the fan 1 on its underside in the direction of the fan cover 2. On the periphery of the disk 6, evenly distributed (see Fig. 2) sensor flags 9, also made of metal, are formed. The encoder flags 9 of the disk 6, which is arranged in a space-saving manner between the fan 1 and the manual release bracket 10, extend axially parallel from the bearing plate 10' and thus from the asynchronous motor and surround the blades 5 of the fan 1 with a finite distance.
In der Lüfterhaube 2 ist eine Öffnung 11 vorgesehen, durch die der mit den Geberfahnen 9 zusammenwirkende Teil 12 eines Impulsgebers 13 in den Lüfterraum 14 hineinragt. Der Impulsgeber 13, bei dem es sich bevorzugt um einen handelsüblichen induktiven Näherungsgeber handelt, ist an der Lüfterhaube 2 beispielsweise mittels Schrauben 15 festgelegt. Der Näherungsgeber 13 weist dabei einen Anschluß 16 zur Weiterleitung der empfangenen Signale an speicherprogrammierte Steuerungen (SPS) zur Auswertung der Signale auf. Um nicht nur die Drehzahl, sondern auch die Drehrichtung zu erfassen, können an der Lüfterhaube 2 (s. Fig. 2) auch zwei Impulsgeber 13, 13' angeordnet sein.An opening 11 is provided in the fan cover 2, through which the part 12 of a pulse generator 13 that interacts with the sensor flags 9 protrudes into the fan chamber 14. The pulse generator 13, which is preferably a commercially available inductive proximity sensor, is fixed to the fan cover 2, for example by means of screws 15. The proximity sensor 13 has a connection 16 for forwarding the received signals to programmable logic controllers (PLCs) for evaluating the signals. In order to detect not only the speed but also the direction of rotation, two pulse generators 13, 13' can also be arranged on the fan cover 2 (see Fig. 2).
Die Signalerfassung erfolgt, indem durch die Drehbewegung des nicht dargestellten Motors und des mitlaufenden Lüfters 1 über die die Bedämpfung des induktiven Näherungsgebers 13, 13· bewirkenden Geberfahnen 9 in dem Geber ein Signal initiiert wird, wobei entsprechende Signale an die speicherprogrammierten Steuerungen weitergegeben werden. Sind zwei Impulsgeber 13, 13' vorgesehen, so erfolgt sowohl eine Drehzahl- als auch eine Drehrichtungserfassung .The signal is detected by initiating a signal in the sensor through the rotary movement of the motor (not shown) and the rotating fan 1 via the sensor flags 9 that dampen the inductive proximity sensor 13, 13·, whereby corresponding signals are passed on to the programmable logic controllers. If two pulse sensors 13, 13' are provided, both the speed and the direction of rotation are detected.
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