CH392113A - Einrichtung zur Kontrolle der Drehzahl einer Welle - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zur Kontrolle der Drehzahl einer Welle
Die vorliegende Einrichtung zur Kontrolle der Drehzahl einer Welle ist insbesondere für elektrische Triebfahrzeuge geeignet.



   Bei motorischen Antrieben besteht oftmals die Aufgabe, bestimmte Schaltoperationen nur im Stillstand oder bei sehr kleiner Drehzahl einer zu überwachenden Welle durchzuführen. So sollen beispielsweise Stufengetriebe ohne Synchronisiereinrichtung bei stillstehender Welle umgeschaltet werden. Ebenso darf man Fahrtrichtungswender von elektrischen Triebfahrzeugen nur im Stillstand oder bei sehr geringen Geschwindigkeiten betätigen. Um Fehlschaltungen zu verhindern, sind Vorrichtungen nötig, welche die Drehzahl der betreffenden Welle kontrollieren.



   Die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglicht eine solche Kontrolle und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Impulsgeber in Verbindung mit einem monostabilen Multivibrator sowie einem RC-Glied zur Betätigung eines Relais dient, um oberhalb einer vorbestimmten Drehzahl bestimmte Schaltmassnahmen zu blockieren.



   Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.



   Fig. 1 zeigt ein Schaltschema der Gesamteinrichtung, die Fig. 2-5 beziehen sich auf Einzelheiten des Impulsgebers, Fig. 6 gibt einen monostabilen Multivibrator wieder, und die Fig. 7-9 dienen zur Erläuterung der Wirkungsweise.



   In Fig. 1 wird mit 1 ein Impulsgeber bezeichnet, an welchen ein monostabiler Multivibrator 2 angeschlossen ist, dessen Ausgang   a' zu    einem Ohmschen Widerstand 3 führt, der von einer Diode 4 überbrückt ist und mit einem Kondensator 5 in Verbindung steht. Das RC-Glied 3,5 liegt an einem Verstärker 6, welcher zur Betätigung eines Relais 7 dient, das Kontakte 8 und 9 aufweist. Der Kontakt 10 wird mit einem nichtdargestellten Geschwindigkeitsanzeiger gekuppelt.



   Der Impulsgeber 1 enthält einen an sich bekannten, beliebigen Oszillator, der eine Hochfrequenz von etwa 100 kHz erzeugt. Diese hochfrequente Spannung moduliert man im Takte der Radumdrehungen mit Hilfe eines rotierenden Kondensators oder mittels eines Zweispulensystems. In Fig. 2 wird ein rotierender Kondensator gezeigt. Das Plattensystem 11 ist hierbei mit der drehbaren Welle 12 verbunden, während das System 13 stillsteht. Fig. 3 entspricht einem Schnitt in Richtung A von Fig. 2, wobei gleiche Teile mit denselben Bezugszahlen versehen sind. Die Grösse der Kondensatorkapazität hängt von der jeweiligen Stellung des Plattensystems 11 gegenüber den Platten 13 ab. Fig. 4 veranschaulicht ein Zweispulensystem. Ein mit der Welle 12 verbundener Arm 14 ändert dabei die magnetische Kopplung zwischen den Spulen 15 und 16. Fig. 5 stellt einen Schnitt in Richtung B von Fig. 4 dar.

   Die modulierte Hochfrequenzspannung führt man einem Transistor zu, der die Signale verstärkt und gleichrichtet. Auf diese Weise ergeben sich zwei Gleichstromimpulse je Radumdrehung. Es ist zweckmässig, den Oszillator und den Verstärker in Kunstharz einzugiessen und auf der stillstehenden Achsbüchse anzuordnen.



   Ein monostabiler Multivibrator (Fig. 6) besteht beispielsweise aus zwei Transistoren 17, 17', deren Emitter direkt und deren Kollektoren über Widerstände 18, 18' miteinander verbunden sind. Die gegenseitige Rückkopplung ist unsymmetrisch. Normalerweise leitet nur der rechte Transistor 17', der sich jedoch durch einen positiven Spannungsimpuls am Eingang e sperren lässt. Der linke Transistor 17 wird dann über das Rückkopplungsglied 19, 20 leitend. Hierauf erfolgt eine Aufladung des Kondensators 21, so dass sich nach einer gewissen Zeit wie  der der Normalzustand einstellt. Dieser ist, wie der Fig. 6 leicht entnommen werden kann, hinsichtlich    der Potentialverhältnisse gegeben durch a = 0 und 1, 1, wobei mit 1 ein vorbestimmtes negatives    Potential bezeichnet werden soll.

   Ein positiver Spannungsimpuls an e bewirkt das Kippen der Anordnung, so dass dann a = 1 und   a'      =    0 wird. Nach einer durch die Grösse des Kondensators 21 und des Widerstandes 22 gegebenen Zeit stellt sich wieder der Normal  zustand, d. h. a = 0 und a'= 1 ein.   



   Zur Erläuterung der Wirkungsweise einer Einrichtung nach Fig. 1 seien die Fig. 7-9 betrachtet.



   In Fig. 7 ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate sind die vom Geber 1 erzeugten Impulse   J2    aufgetragen. Fig. 8 zeigt den zugehörigen    Verlauf der Spannung U. l am Ausgang a' des mono-    stabilen Multivibrators 2. Sobald an diesen ein Impuls J1 gelangt (beispielsweise im Zeitpunkt   tal),    kippt er in den Zustand a = 1, a'   -    O. Nach einer vorbestimmten Zeit (z. B. nach 10 m/sec) stellen sich wieder die Potentiale a   =    0 und a'   =    1 ein. Solange   a'=    1 ist, erfolgt über den Widerstand 3 eine Ladung des Kondensators 5 auf eine negative Spannung. Die Zeit   konstante beträgt hierbei T = R, ; zu C5.

   Sobald jedoch      =0    wird, entlädt sich der Kondensator über die Diode 4 mit der Zeitkonstanten   T' =    R4 C5. Fig. 9 gibt den Verlauf der Spannung U5 am Kondensator 5 als Funktion der Zeit t wieder. Die Entladezeitkonstante   T    ist kleiner als die Ladezeitkonstante T, da der Durchlasswiderstand R4 der Diode 4 unter dem Wert des Widerstandes 3 liegt. Der Mittelwert der negativen Spannung U5 hängt von der Frequenz der Impulse J1 ab. Je grösser diese Frequenz ist, je schneller sich also die zu überwachende Welle dreht, um so geringer wird die negative Spannung   U5.    Nur bei ganz kleinen Drehzahlen oder im Stillstand erreicht U5 den Maximalwert. Erst dann aber gibt der Verstärker 6 ein Signal an das Relais 7, so dass dieses die Kontakte 8 und 9 betätigt.

   Der geschlossene Kontakt 9 dient zur Freigabe von Steuerimpulsen für Wendeschalter von Triebfahrzeugen und dergleichen.



  In Reihe zum Kontakt 8 liegt ein weiterer Kontakt 10, der mit einem Geschwindigkeitsanzeiger mechanisch gekuppelt ist und z. B. oberhalb einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 5 km je Stunde schliesst.



  Bei einwandfreiem Betrieb muss während der Fahrt der Kontakt 8 geöffnet und der Kontakt 10 geschlossen sein. Sollten aber infolge einer Störung die Impulse J1 ausfallen, so würde das Relais 7 ansprechen, was auch zum Schliessen des Kontaktes 8 führt. Dies kann dem Fahrzeugführer in geeigneter Weise optisch oder akustisch kenntlich gemacht werden. Die Einrichtung ermöglicht demnach eine Überwachung des Impulseingangs.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Kontrolle der Drehzahl einer Welle, dadurch gekennzeichnet, dass ein Impulsgeber (1) in Verbindung mit einem monostabilen Multivibrator (2) sowie einem RC-Glied (3,5) zur Betätigung eines Relais (7) dient, um oberhalb einer vorbestimmten Drehzahl bestimmte Schaltmassnahmen zu blockieren.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang (a') des Multivibrators zum Ohmschen Widerstand (3) des RC-Gliedes führt, der von einer Diode (4) überbrückt wird und sowohl mit dem Kondensator (5) des RC-Gliedes als auch mit einem Verstärker (6) in Verbindung steht, an welchem das Relais (7) liegt, das Kontakte (8, 9) aufweist.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem der Kontakte (8) des Relais (7) ein weiterer Kontakt (10) in Reihe geschaltet ist, der unter dem Einfluss eines Geschwindigkeitsanzeigers steht.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeber (1) einen Hoclifrequenzoszillator enthält, dessen Spannung im Rhythmus der Wellendrehung mit Hilfe eines rotierenden Kondensators (11, 13) moduliert wird und die modulierte Spannung an einem Verstärker liegt.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeber (1) einen Hochfrequenzoszillator enthält, dessen Spannung im Rhythmus der Wellendrehung mit Hilfe eines hinsichtlich induktivern Kopplung ver änderlichen Zweispulensystems (15, 16) moduliert wird und die modulierte Spannung an einem Verstärker liegt.

   5. Einrichtung nach Unteranspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator einschliesslich Verstärker in Kunstharz eingegossen sind.