Titel : Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Drehzahl und/oder Drehrichtung und/oder der Position der Welle eines Elektromotors Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung der Drehzahl und/oder Drehrichtung und/oder der Position der Welle eines Elektromotors. Derartige Verfahren und Einrichtungen sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Art und Weise bekannt. Beispielsweise ist bekannt, an der Welle einen Signalgeber anzuordnen, der bei jeder Umdrehung der Welle ein Signal an einen gehäuseseitig angeordneten Signalaufnehmer abgibt. Aufgrund der Anzahl bzw. der Frequenz der empfangenen Signale kann auf die Drehzahl bzw. Drehrichtung bzw. die Position der Welle rückgeschlossen werden.

Derart bekannte Verfahren haben den Nachteil, dass Signalgeber unmittelbar an den sich drehenden Teilen anzuordnen sind. Hierfür ist entsprechend Bauraum vorzusehen. Außerdem ist die Montage derartiger Einrichtungen mit zusätzlichem Aufwand verbunden.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung der Drehzahl und/oder Drehrichtung und/oder der Position der Welle eines Elektromotors vorzuschlagen, das bzw. die keine Bauteile an der Welle des Elektromotors vorsieht.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens ein Magnetfelderzeuger von dem den Elektromotor versorgenden Strom durchflossen wird, dass das von dem Magnetfelderzeuger erzeugte Magnetfeld mittels eines Sensors erfasst wird, und dass mittels einer Signalauswertung aus der erfassen Änderung der magnetischen Flussdichte des Magnetfeldes die Drehzahl-und/oder Drehrichtung-und/oder die Positionsänderung bzw. die Drehzahl und/oder Drehrichtung und/oder die Position der Welle bestimmt wird.

Dadurch wird eine Bestimmung der Drehzahl bzw. Drehrichtung bzw. der Position der Welle möglich, ohne dass Bauteile an der Welle anzuordnen sind. Vielmehr kann die Drehzahl bzw.

Drehrichtung bzw. die Position der Welle örtlich fern von der Welle bestimmt werden. Aufgrund der bekannten mathematischen bzw. physikalischen Beziehung zwischen Magnetfeld bzw. Flussdichte und Richtung des Magnetfeldes und der vom Elektromotor benötigten Stromstärke kann auf die Drehzahl bzw. Drehrichtung bzw. Position der Welle rückgeschlossen werden. Die Drehrichtung kann insbesondere über die Ausrichtung des Magnetfeldes bestimmt werden.

Vorteilhafterweise ist der Magnetfelderzeuger eine Spule.

Eine Spule kann hierbei auch fern von der Welle angeordnet sein, beispielsweise auf einer Leiterplatine oder einer Bürstentrageplatte.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Magnetfelderzeuger eine Entstördrossel ist. Eine derartige Entstördrossel ist bei Elektromotoren beispielsweise auf einer Bürstentrageplatte vorgesehen, und dient zur Funkentstörung. Das Vorsehen der Stördrossel als Magnetfelderzeuger hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile vorzusehen sind. Da Elektromotoren in der. Regel sowieso Entstördrosseln aufweisen, wird vorteilhafterweise eine solche Entstördrossel als Magnetfelderzeuger herangezogen.

Bei einer weiteren, anderen Ausführungsform der Erfindung, kann der Magnetfelderzeuger auch von der Ankerwicklung des Elektromotors gebildet werden. Da der Elektromotor sowieso eine Ankerwicklung aufweist, sind auch bei dieser Ausführungsform keine zusätzlichen Bauteile zur Realisierung des Magnetfelderzeugers erforderlich.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Sensor die magnetische Flussdichte analog und linear erfasst. Eine solche Erfassung kann mit kostengünstigen, bekannten Bauteilen erfolgen.

Vorteilhafterweise wird das von dem Sensor erfasste Signal mit einem Tiefpassfilter gefiltert und/oder mit insbesondere einem Schmitt-Trigger in ein Rechtecksignal umgewandelt.

Aufgrund einer solchen Filterung bzw. Umwandlung kann eine Datenauswertung auf vorteilhafte Weise erfolgen.

Bevor die Auswertung jedoch erfolgt, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die gefilterten bzw. umgewandelten Signale verstärkt werden. Auch dies trägt zu einer günstigeren Signalauswertung bei.

Die genannte Aufgabe wird ferner durch eine Einrichtung zur Bestimmung der Drehzahl und/oder Drehrichtung und/oder der Position der Welle eines Elektromotors gelöst, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

Eine solche Einrichtung umfasst einen Magnetfelderzeuger, insbesondere in Form einer Spule, einer Entstördrossel oder einer Ankerwicklung, einen dem Magnetfelderzeuger zugeordneten Sensor und ein mit dem Sensor elektrisch gekoppeltes Steuergerät zur Signalauswertung. Eine derartige Einrichtung hat den Vorteil, dass zur Bestimmung der Drehzahl und/oder Drehrichtung und/oder der Position der Welle des Elektromotors keine Bauteile an der Welle bzw. zur Erfassung der Welle vorzusehen sind. Besonders vorteilhaft ist, wenn der Magnetfelderzeuger eine sowieso vorhandene Entstördrossel ist, die von dem Sensor erfasst wird. Dabei können auch mehrere Sensoren, ggf. auch an mehreren Entstördrosseln, vorgesehen sein.

Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Entstördrossel einen metallischen Kern, insbesondere einen Ferritkern, aufweist, in dessen axialer Verlängerung der Sensor angeordnet ist. Mit einer derartigen Anordnung kann die magnetische Flussdichte des Magnetfeldes der Entstördrossel günstig erfasst werden.

Vorteilhaft ist, wenn der Sensor den Magnetfelderzeuger berührungslos erfasst. Dabei kann beispielsweise zwischen dem metallischen Kern der Entstördrossel und dem Sensor ein Spalt vorgesehen sein. Dies hat den Vorteil, dass der Elektromotor bzw. die Entstördrossel in seiner bzw. ihrer Funktion durch den Sensor nicht beeinträchtigt wird. Die Bestimmung der Drehzahl bzw. Drehrichtung bzw. der Position der Welle erfolgt dabei ohne Einfluss auf den Elektromotor oder die Entstördrossel.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der Sensor ein Magnetfeldsensor, ein Hallsensor oder ein magneto-resestiver Sensor ist. Je nach Größe der Veränderungen der magnetischen Flussdichte können entsprechende Sensoren, ggf. auch mehrere Sensoren, Verwendung finden.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.

In der Figur ist eine erfindungsgemäße Einrichtung 10 schematisch dargestellt. Die Einrichtung 10 umfasst einen Elektromotor M, der über zwei elektrische Leitungen 12 und 14 mit Strom versorgt wird. In den beiden Leitungen 12 und 14 ist jeweils ein Magnetfelderzeuger 16 in Form einer Entstördrossel dargestellt. Die Entstördrosseln 16 weisen jeweils einen Ferritkern 18 auf. In axialer Verlängerung der Ferritkerne 18 ist jeweils ein Sensor 20, insbesondere ein Hallsensor, angeordnet. Die Sensoren 20 sind jeweils auf einer Leiterplatine 22 angebracht. Die Leiterplatinen 22 sind über elektrische Leitungen 24 mit einem Steuergerät 26 verbunden.

Bei einer Drehzahländerung der nicht-dargestellten Welle des Motors M ändert sich der Durchfluss des Stromes durch die Magnetfelderzeuger 16. Dadurch ändert sich die magnetische Flussdichte des nicht dargestellten Magnetfeldes. Diese Änderung der Flussdichte des Magnetfeldes wird von den Sensoren 20, die im dichten Abstand zu den Ferritkernen 18 angeordnet sind, erfasst. Die Erfassung erfolgt analog und linear. Über die Leitungen 24 wird das analoge Signal dem Steuergerät zur Signalauswertung zugeführt. Der Offsetwert des Signals bei unterschiedlichen Stromstärken kann durch Differenzieren der Flussdichte kompensiert werden.

Anschließend wird das Signal mit einem Tiefpassfilter, beispielsweise Butterworth 4. Ordnung 2000 Hz, gefiltert, und mit einem Schmitt-Trigger in ein Rechtecksignal umgewandelt. Dieses Signal kann verstärkt und zur Drehzahl- bzw. Positionsbestimmung eingesetzt werden. Die Beziehung zwischen dem gewonnen Signal und der Drehzahl bzw.

Drehrichtung bzw. der Position der Welle beispielsweise experimentell oder aufgrund von bekannten physikalischen Verhältnissen bestimmt werden.

Die beschriebene Einrichtung 10 hat den Vorteil, dass die Erfassung der Drehzahl und der Position der Motorwelle ohne das Vorsehen von Bauteilen an oder im Bereich der Motorwelle erfolgen kann. Dadurch wird der Aufbau und der Montageprozess des Motors vereinfacht ; der Motor kann ferner kompakter bauen.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.