DE1237367B

DE1237367B - Wirbelstrommesssystem fuer Geschwindigkeitsmess- und Registriergeraete

Info

Publication number: DE1237367B
Application number: DE1962K0047871
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Antritter
Original assignee: Kienzle Apparate GmbH
Current assignee: Digital Kienzle Computersysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1962-10-03
Filing date: 1962-10-03
Publication date: 1967-03-23

Description

Wirbelstrommeßsystem für Geschwindigkeitsmeß- und Registriergeräte Die Erfindung betrifft ein Wirbelstrommeßgerät für Geschwindigkeitsmeß- und Registriergeräte, bei denen der untere Teil des Meßbereiches gedehnt ist, d. h., daß der Zeiger- oder Schreiberausschlag pro Meßeinheit größer ist als beim mittleren und/oder oberen Teil des Meßbereiches, der als gedrängt bezeichnet werden kann. Zum Beispiel bei Straßenbahnen oder sonstigen Kurzstreckenfahrzeugen wird oft gefordert, daß die untere Hälfte des Meßbereiches einen größeren Winkelbereich überdeckt als die zweite des Meßbereiches, um für den Bereich, in dem am meisten gefahren wird, eine genauere Anzeige oder übersichtlichere Skala zu haben. In diesem Fall muß eine progressive Kennlinienänderung stattfinden. Die -Md-Kennlinie des -Meßsystems erhält einen Knick, nach dessen Überschreitung die Kennlinie steiler verläuft.
Um dies zu erreichen, ist es schon bekannt, zwei Spiralfedern zu verwenden, von denen die eine über den ganzen Meßbereich wirksam ist und die zweite nach einem bestimmten Drehwinkel , zugeschaltet wird (s. deutsches Gebrauchsmuster 1783 978). Dabei ist ein Mitnehmer auf der Meßsystemachse derart befestigt, daß diese nach einem bestimmten Winkelausschlag (gedehnter Bereich) der Meßsystemachse auf den Anschlag einer Buchse trifft, die lose auf der Meßsystemachse gelagert ist und an welcher das innere Ende der zweiten Spiralfeder befestigt ist. Sobald das Ende des gedehnten Meßbereichsteiles erreicht ist, trifft der Mitnehmer auf den Anschlag der Buchse, und bei weiterer Erhöhung der Geschwindigkeit wird auch die zweite, bisher unwirksam gewesene Spiralfeder gespannt. Diese bekannte Lösung hat aber den Nachteil, daß die Einjustierung des Knickpunktes, d. h. die genaue Festlegung des Winkels 3, nach dem die zweite Spiralfeder wirksam werden soll, mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist. Außerdem ist es nicht immer einfach, bei der Kleinheit der heutigen Meßgeräte eine zweite Spiralfeder räumlich unterzubringen. Der größte Nachteil dabei ist aber mit der Eichung der Systeme verbunden. Zwei Spiralfedern lassen - sich sehr schwer justieren.
Deshalb schlägt die Erfindung vor, für diese Aufgabe nur eine Spiralfeder zu verwenden und mit zunehmenden Drehwinkel ç verschiedene Längen der Feder wirksam werden zu lassen. Beim Abgriff verschiedener Spiralfederlängen ist aber darauf zu achten, daß keine Knickmomente in der Feder wirksam werden und keine allzu große Verformung der Feder stattfindet. Vor allem muß verhindert werden, daß sich die Windungen berühren. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Abgriff der Federwindungen der das Rückstellmoment erzeugenden Spiralfeder durch einen Stützhebel erfolgt, der einerseits auf der Meßsystemwelle gelagert ist und andererseits nach einem bestimmten Meßausschlag einen im Gehäuse fest montierten Anschlag läuft.
Dadurch ist gewährleistet, daß die Resultierende aus den wirksam werdenden Kräftevektoren an der Abgriffstelle der Spiralfeder tangential zur Federwindung verläuft.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben.
F i g. 1 zeigt eine Spiralfeder in ihrem eingebauten, aber unbelasteten Zustand; F i g. 2 ist eine Seitenansicht dieser Spiralfeder; Fig. 3 zeigt in einem Schaubild den dem Rückstelldrehmoment der Spiralfeder entsprechenden Anzeigebereich.
Eine Spiralfederl ist mit ihrem inneren Ende 2 an einer Hohlwelle 3, die auf der Meßsystemwelle 4 zentrisch gelagert ist, derart befestigt, daß ihr Mittelpunkt genau mit der Achse der Meßsystemwelle 4 zusammenfällt. Das äußere Ende 5 der Spiralfeder 1 ist im Gehäuse justierbar befestigt. Im Abgriffspunkt 6 der Spiralfeder 1 ist der Stützhebel7, der eine Öse 8 besitzt, mit dem der geforderten Dehnung des Meßbereiches entsprechenden Windungsabschnitt fest verbunden. Das eine Ende 9 des Stützhebels 7 ist auf der Meßsystemwelle 4 gelagert, das andere Ende 10 des Stützhebels ist im unbelasteten Zustand (s. Fig. 1) frei beweglich und legt sich nach einem bestimmten Drehwinkel a an einen Anschlagstift 11 an. Der Anschlagstift 11 sitzt fest im Gehäuse. Der Winkel os, den der Stützthebel aus seiner Ausgangslage bis zum Anschlagstift überstreicht, ist maßgebend für die Lage des Knickpunktes auf der Systemkennlinie.
Das Schaubild der Fig. 3 zeigt den Verlauf der Meßsystemkennlinie mit einer derartigen an zwei Punkten nacheinander abgegriffenen Spiralfeder. Dabei sind auf der Abszisse die Zeigerausschläge und auf der Ordinate die zugehörigen Rückstellmomente der Spiralfeder aufgetragen. Daraus ist ersichtlich, daß dem Kennlinienabschuitt 12 links vom Knickpunkt 14 größere Drehwinkel-Md-Verhältniswerte entsprechen als dem Kennlinienabschnittl3 hinter dem Knickpunkt 14, d. h., im Bereich der Kennlinie 12 entspricht einer bestimmten Drehzahlzunahme ein größerer Zeigerausschlag als der Kennlinie 13.
Der physikalische Vorgang ist dabei folgender: Während des Meßvorganges dreht sich, von der Ruhelage gleich Nullage ausgehend, mit zunehmender Geschwindigkeit bzw. Drehzahl die Hohlwelle 3, angetrieben von dem nicht dargestellten Meßsystem, in Uhrzeigerrichtung auf der Meßsystemwelle 4 in einem bestimmten linearen Verhältnis. Zunächst sind alle Windungen, d. h. die ganze Länge der Spiralfeder 1, wirksam. Mit zunehmendem Zeigerausschlag nähert sich aber der Stützhebel 7 dem Anschlag 11, bis er diesen schließlich berührt. Von diesem Augenblick an sind die zwischen dem äußeren Festpunkt 5 der Spiralfeder 1 und dem Abgriffspunkt 6 des Stützhebels 7 liegenden Windungen als Rückstellkraft erzeugendes Element nicht mehr wirksam. Lediglich die inneren Windungen zwischen dem Abgriffspunkt 6 und der Hohlwelle 3 haben noch Einfluß auf den Zeigerausschlag des Meßsystems. Die wirksame Federlänge hat sich also verkürzt, was bedeutet, daß dem durch das Wirbelstromsystem erzeugten Drehmoment ein im Verhältnis anderes Rückstellmoment entgegenwirkt, mit anderen Worten: Die Federkonstante (Drehmoment-Winkelausschlag) hat sich geändert: vergrößert.
Es ergeben sich also, wenn man den ganzen Meß bereich (Vollausschlag des Zeigers) in Betracht zieht, zwei Federkonstanten für die Spiralfeder 1. Im unteren Teil des Meßbereiches ist die kleinere Federkonstante wirksam und im oberen Teil des Meßbereiches die größere. Somit macht der Zeiger des Meßgerätes im unteren Teil des Meßbereiches für die gleiche Drehzahländerung A n einen größeren Winkelausschlag als im oberen Teil des Meßbereiches, der der Federkennlinie 13 entspricht.

Claims

Patentansprüche: 1. Wirbelstrommeßsystem für Geschwindigkeitsmeß- und Registriergeräte mit gedehntem und gedrängtem Skalenbereich, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß der Abgriff der Federwindungen der das Rückstellmoment erzeugenden Spiralfeder durch einen Stützhebel (7) erfolgt, der einerseits auf der Meßsystemwelle (4) gelagert ist und andererseits nach einem bestimmten Meßausschlag gegen einen im Gehäuse fest montierten Anschlag (11) läuft.
2. Wirbelstrommeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Befestigung der Spiralfeder (1) am Stützhebel (7) eine ösenförmige Zunge (8) vorgesehen ist, in der die Spiralfeder (1) an der Abgriffstelle verklemmt oder vernietet werden kann.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 865 123; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 011 155; deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1 779 785, 1783978; französische Patentschrift Nr. 750 057.