In EP 0 145 882 A2 ist ein berührungsloser elektronischer Winkelgeber beschrieben, der einen drehbaren Magneten und mehrere Sensorspulen zur Erfassung einer Winkelstellung umfaßt. Die Sensorspulen sind rechtwinklig zueinander auf einem für alle Sensorspulen gemeinsamen Ringkern eines Magnetfelddetektors entsprechend Fluxgate-Prinzip angeordnet. Der dreh- bare Magnet und der Ringkern mit den Sensorspulen sind in einem abschirmenden Gehäuse angeordnet. Innerhalb des Gehäuses ist ein Innenraum, in dem sich der Magnet drehen kann, von einem Innenraum hermetisch abgetrennt, in dem der Ringkern mit den Sensorspulen und eine Auswerte-Elektronik angeordnet sind.

Aus DE 37 22 744 AI ist ein Winkelgeber bekannt, der zwei gegeneinander verdrehbare Teile umfaßt. Dabei weist ein erster Teil über seinen Umfang gleichmäßig verteilte magnetische Po- le auf. Ein zweiter Teil umfaßt ein elektrisch leitfähiges

Material und wird vom Magnetfeld des ersten Teils durchsetzt. Auf dem zweiten Teil sind Abgriffe gleichmäßig verteilt, an denen bei relativer Drehung der beiden Teile Spannungssignale induziert werden. Diese Spannungssignale werden in einer Ver- arbeitungsschaltung logisch so verknüpft, daß eine Impulsfolge entsteht, deren Impulsanzahl ein Maß für einen jeweiligen Drehwinkel ist. Mit Hilfe der Verarbeitungsschaltung kann auch eine Drehrichtung festgestellt werden. In EP 1 902 995 A2 ist ein Türantrieb für eine automatische Tür beschrieben, bei dem ein Antriebsritzel oder Riemenrad zum Antrieb eines Riemens bzw. einer Kette zur Übertragung einer von einem Motor erzeugten Antriebskraft mit einer Mo- torwelle drehfest verbunden ist. Die Motorwelle ist vorzugsweise senkrecht zur Öffnungs- bzw. Schließrichtung der Tür ausgerichtet. Darüber hinaus kann der Motor als magnetischer Winkelgeber verwendet werden, insbesondere als

Absolutwertgeber

Aus EP 1 894 877 A2 ist in Türantrieb für eine automatische Tür bekannt, die mindestens ein Türblatt aufweist. Der Türantrieb umfasst einen bürstenlosen Elektromotor zum Erzeugen einer Antriebskraft und einen in Öffnungs- bzw. Schließrich- tung der Tür geführten Riemen oder eine Kette zur Übertragung der Antriebskraft. Zur Steuerung bzw. Regelung des Elektromotors ist eine Ansteuerungsvorrichtung vorgesehen, die einen nach einem magnetischen Prinzip arbeitenden Absolutwert- Winkelgeber zur Erzeugung eines Motordrehwinkelsignals um- faßt. Außerdem weist die Ansteuerungsvorrichtung eine Kommutierungsschaltung zur elektronischen Kommutierung des Motors auf, der das Motordrehwinkelsignal zugeführt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Winkelgeber zu schaffen, der auch bei einem Energieversorgungsausfall eine Erfassung einer Drehwinkel- bzw. Positionsänderung während des Energieversorgungsausfalls ohne Hilfs- energiezufuhr ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Winkelgeber mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Der erfindungsgemäße Winkelgeber umfaßt einen an einem Rotor angeordneten Permanentmagneten, dessen Magnetisierungsachse sich radial zum Rotor erstreckt und mehrere um den Rotor angeordnete Spulenanordnungen. Die Spulenanordnungen weisen je- weils einen mit seiner Längsachse radial auf den Rotor ausgerichteten hartmagnetischen Kern sowie eine in mehreren Windungen um den Kern angeordnete Spule auf und sind über einen Luftspalt radial vom Rotor beabstandet. Außerdem ist zumindest eine mit den Spulen verbindbare betriebszustandsabhängig steuerbare Strom- oder Spannungsquelle vorgesehen. Durch diese Strom- oder Spannungsquelle wird während eines aktiven Betriebszustandes jeweils ein Spulenstrom erzeugt, der im jeweiligen hartmagnetischen Kern eine dem Permanentmagneten entgegengesetzte Magnetisierungsrichtung hervorruft.

Darüber hinaus umfaßt der erfindungsgemäße Winkelgeber eine Auswerteeinheit, die zur Erfassung der jeweiligen Magnetisierungsrichtung der hartmagnetischen Kerne eingerichtet und ausgestaltet ist. Auf diese Weise kann beispielsweise auf ei- ne bisher bei vergleichbaren Winkelgebern erforderliche Referenzfahrt bzw. -bewegung nach einer Wiederherstellung einer Energieversorgung verzichtet werden. Darüber hinaus sind mit dem erfindungsgemäßen Winkelgeber auch Endpositionsschalter oder teure Muliturngeber nicht mehr erforderlich.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Winkelgebers ist die Auswerteeinheit mit jeweils einem an einer zugeordneten Spulenanordnung angeordneten Mag- netfeldsensor verbunden. Der Magnetfeldsensor kann beispielsweise ein Hall-Sensor oder magnetoresistiver Sensor sein. Alternativ dazu ist die Auswerteeinheit entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Winkelgebers mit einer Steuerungseinheit verbunden, die dazu eingerichtet und ausgestaltet ist, die hartmagnetischen Kerne jeweils gezielt zu magnetisieren und eine dabei hervorgerufene induzierte Spannung zu erfassen. Dies ermöglicht eine besonders kompakte und zuverlässige Realisierung eines erfin- dungsgemäßen Winkelgebers. Vorzugsweise sind die Spulenanordnungen gleichmäßig verteilt um den Rotor angeordnet und ermöglichen damit eine gleichmäßig genaue Winkelerfassung.

Darüber hinaus ist die Auswerteeinheit entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Winkelgebers dazu eingerichtet und ausgestaltet, anhand der Erfassung der jeweiligen Magnetisierungsrichtungen der hartmagnetischen Kerne einen Drehwinkel des Rotors während eines passiven Betriebszustandes zu ermitteln. Während des passiven Betriebszustandes kann beispielsweise die Strom- oder Spannungsquelle deaktiviert sein. Des weiteren ist die Auswerteeinheit vorzugsweise dazu eingerichtet und ausgestaltet, aus erfaßten geänderten Magnetisierungsrichtungen der hartmagnetischen Kerne den Drehwinkel des Rotors während des passiven Betriebszustandes zu ermitteln.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Figur 1 eine schematische Darstellung eines Winkelgebers in einer Anfangsstellung während eines aktiven Betriebszustandes ,

Figur 2 eine schematische Darstellung des Winkelgebers ge- mäß Figur 1 in einer Endstellung nach einem passiven Betriebszustand.

Der in Figur 1 dargestellte Winkelgeber umfaßt einen an einem Rotor 1 angeordneten Permanentmagneten 11, dessen Magnetisie- rungsachse sich entsprechend Anordnung von Nordpol N und Südpol S radial zum Rotor 1 erstreckt. Um den Rotor sind mehrere Spulenanordnungen 21-28 angeordnet, die jeweils einen mit seiner Längsachse radial auf den Rotor ausgerichteten hart- magnetischen Kern und eine in mehreren Windungen um den Kern angeordnete Spule aufweisen. Die Spulenanordnungen 21-28 sind über einen Luftspalt radial vom Rotor 1 beabstandet und gleichmäßig verteilt um den Rotor 1 angeordnet. Die Spulenanordnungen 21-28 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Steuerungs- und Auswerteeinheit 3 verbunden, die eine über einen Multischalter 33 mit den Spulen der Spulenanordnungen 21-28 verbindbare Stromquelle 31 umfaßt. Die Stromquelle 31 wird betriebszustandsabhängig gesteuert und erzeugt während eines aktiven Betriebszustandes jeweils ein Spulenstrom, der im jeweiligen hartmagnetischen Kern eine dem Permanentmagneten 11 entgegengesetzte Magnetisierungsrichtung hervorruft. Dementsprechend sind die hartmagnetischen Kerne gemäß Figur 1 derart magnetisiert , daß ihre je- weiligen Nordpole N dem Rotor 1 zugewandt sind, während ihre jeweiligen Südpole S vom Rotor 1 abgewandt sind.

Darüber hinaus ist die Steuerungs- und Auswerteeinheit 3 zur Erfassung der jeweiligen Magnetisierungsrichtung der hartmag- netischen Kerne der Spulenanordnungen 21-28 eingerichtet und ausgestaltet. Hierzu werden die hartmagnetischen Kerne mittels der Stromquelle 31 der Steuerungs- und Auswerteeinheit 3 jeweils gezielt magnetisiert, und eine dabei jeweils hervorgerufene induzierte Spannung wird mittels eines Spannungsmes- sers 32 der Steuerungs- und Auswerteeinheit 3 erfaßt. Bei einer Magnetisierungsänderung wird ein größerer Spannungsimpuls hervorgerufen, so daß aus einer Größe des Spannungsimpulses eine ursprüngliche Magnetisierungsrichtung vor Betätigung der Stromquelle 31 ermittelt werden kann. Alternativ zu einer ge- zielten Magnetisierung der hartmagnetischen Kerne der Spulenanordnungen 21-28 und einer Auswertung des hierdurch induzierten Spannungsimpulses kann die Steuerungs- und Auswerteeinheit 3 grundsätzlich auch mit jeweils einem an einer zu- geordneten Spulenanordnung 21-28 angeordneten Magnetfeldsen- sor verbunden sein, beispielsweise mit einem Hall-Sensor oder einem magnetoresistiven Sensor.

Wird der Rotor 1 während eines passiven Betriebszustandes, in dem insbesondere die Stromquelle 31 abgeschaltet ist, mit seinem Permanentmagneten 11 entsprechend Figur 2 von einer Anfangsposition 11' in eine Endposition 1Γ ¹ gedreht, werden die hartmagnetischen Kerne der Spulenanordnungen 21-25 ummagnetisiert , an denen der Permanentmagnet 11 vorbeibewegt wird. Dementsprechend sind die hartmagnetischen Kerne der Spulenanordnungen 21-25 gemäß Figur 2 derart magnetisiert , daß ihre jeweiligen Südpole S dem Rotor 1 zugewandt sind, während ihre jeweiligen Nordpole N vom Rotor 1 abgewandt sind. Die hartmagnetischen Kerne der Spulenanordnungen 26-28 behalten dagegen ihre bisherige Magnetisierungsrichtung bei.

Mit der in Figur 1 dargestellten Steuerungs- und Auswerteeinheit 3 kann anhand einer Erfassung der jeweiligen Magnetisierungsrichtungen der hartmagnetischen Kerne ein Drehwinkel des Rotors 1 während des passiven Betriebszustandes ermittelt werden. Dabei wird der Drehwinkel des Rotors 1 aus erfaßten geänderten Magnetisierungsrichtungen der hartmagnetischen Kerne ermittelt.