DE1673387A1 - Vorrichtung fuer das Feststellen des Betrages der positiven oder negativen Beschleunigung eines Rades - Google Patents

Vorrichtung fuer das Feststellen des Betrages der positiven oder negativen Beschleunigung eines Rades

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DE1673387A1 DE1967G0051809 DEG0051809A DE1673387A1 DE 1673387 A1 DE1673387 A1 DE 1673387A1 DE 1967G0051809 DE1967G0051809 DE 1967G0051809 DE G0051809 A DEG0051809 A DE G0051809A DE 1673387 A1 DE1673387 A1 DE 1673387A1
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Description

Patentanwälte L-ing. Walter Meissner Dipi.-ing. Herbert Tischer
1 BERLIN 33, HERBERTSTRASSE 22 MÜNCHEN
Fernsprecher: 8 87 72 37 — Drahtwort: invention Berlin
Postscheckkonto: W. Meissner, Berlin West 12282
Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank A.-Q, Depka 36 ι ncoiiw aa fnDiiMn«i»im j R ΠΡ7 1QR7
Berlln-Halensee, KurfDrstendamm 130 1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den 3. Uti. I-JO'
HerbertstraSe 22
'£tU GOOiJYUiU HiLS üJJD EUiiÜjiti CΟΗΡλΝΥ, AKron, Ohio, 44316, USA.
für das feststellen des Betrages der positiven oder negativen, Beschleunigung eines üades
Jz.e ük'findung betrifft eine Vorrichtung, die der Steuerung für Kraf tfahrzeug-Hadbremsen zugeordnet; ist, um hierdurch ein Schleudern des abgebremsten Hades zu verhindern und eine wirksanerere Bremswirkung zu erzielen.
xJs sind bereits viele and verschiedene Arten an elektrischen Antischleuddrsysternen für Kraftfahrzeug-ßadbremsen und insbesondere für .Flugzeuge bekannt geworden. Für jedes dieser Systeme muß zum einwandfreien .arbeicen derselben eine gewisse Anzeige der üadumdrehung vorliegen, um so anzuzeigen, sobald sich eine Schleuderertuation entwickelt. Einige Verfahren nach dem Stande der 'i'echnik haben versucht^ .drregerringe zusammen mit Wandlern anzuwenden, um so aufgrund einer Frequenzmessung die Umlaufgeschwindigkeiü des liadesanzuzeigen. So lehrt z.B. die US-Patentschrift 3 017 145 das Anwenden eines elektrischen Generators, der dazu angepaßt ist, die Hadumdrehung abzufühlen und .Permanentmagnete und ein Polverhältnts anwendet, um so die frequenz zu urhalten, Die US-Pa tentachrift 3 233 946 lehrt daß Anwenden einer idlgenkapazicätsspule mit Polsfcticken, durch die der Hadunlauf gemessen wird, Jede dieser Vorrichtungen bzw. Anwendungen 1st jedoch einer Veränderung des Signals unterworfen! das hierbei ausgebildet wird, und zwar aufgrund einer möglichen .Exzentrizität der Polverhältnißfje zueinander oder bedingt duroh
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BAD ORIGINAL
ein Flattern des Rades, aas sich, nur sehr schwierig vermeiden, läßt. Die Veränderung in den lichten Abständen zwischen dem ~ Wandler und dem Ring führt sodann zu einer Veränderung in der Signalatnplitude und Frequenz, wodurch in erheblicher V/eise flie Leistungsfähigkeit jedes Anuischleudersystems beeinflußt wir-d. Diese Systeme nach dem Stande der Technik lassen sich nur kostspielig herstellen und sind der Bewitterung gegenüber offen und derselben somit unterworfen, so daß sich hierdurch ein entsprechendes Versagen ergeben kann.
Eine allgemeine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die weiteren und obigen SchwierigkeiTen auszuräumen, wie aie mit dem Stand der Technik verbunden sind, indem eine Spule vorgesehen wird, die auf einen kleinen runden Stangen· magneten gewickelt ist, wobei Polstücke über jedes Ende des Magneten angeordnet sind, so daß der Umfang des Wandlers eine Kehrzahl Polenden mit ungerader Zahl größer als 2 aufweist und jedes Polende verschiedene Zähne im Abstandsverhältnis so aufweist, daß eine entsprechende ANPASSUNG an die Zähne des Erregerringes vorliegt, und diese Anordnung führt zu einem guten Signal unabhängig von einer Exzentrizität oder Flattern, da der Hing stets in einem engen Nachbarsohaftsverhältnis zu wenigstens einem der Pole steht.
Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestehu darin, eine Vorrichtung dergestalt zu schaffen, daß der Umfang des Y/andlers vier Pole mit abwechselndem Nordpol, Südpol, Nordpol, Südpol im Abstandsverhältnis von angenähert 90° aufweist, * wobei jeder Pol ein bis mehrere.Zähne im Verhältnis angepaßt auf die Zähne eines umlaufenden Rings dergestalt aufweist, daß der Magnetische Flußweg des Permanentmagneten durch die Pole ; hindurohtretend sich von den Nordpolen in den Ring und zurüqk
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BAD l
in die Südpole so. erstreckt, daß unabhängig von "der .Exzentrizität und dem Plattem der Eing stets eng benachbart zu einem der Pole vorliegt und ein gutes Signal ausgebildet wird.
.Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine elektrische kühlvorrichtung für den Radumlauf zu schaffen, die eingeschlossen oder eingekapselt ist und keine sich bewegenden oder elektrischen 'feileaufweist, die den Atmosphärilien oder der Bewitterung ausgesetzt sind.
-drfindungsgeniäß verfährt man dergestalt, daß in einer Vorrichtung für das Feststellen des Betrages der negativen oder psötiven Beschleunigung eines Hades eine Korabination aus einer ortsfesten Achse, einem auf der Achse drehbar angeordneten Had, einei kleinen Stangenmagneeiten, der in einem festliegenden Verhältnis zu der Achse angeordnet ist, eine Mehrzahl an Polstücken, die über die Enden des Stangenmagneten so angeordnet sind, daß dieselben in einem praktisch gleichen Abstandsverhältnis zueinander vorliegen, wodurch die Enden der Polstücke abwechselnde Polarität besitzen 'und eng benachbart zu dem Had vorliegen, ein Ring in einem bestimmten Verhältnis zu dem Rad aß den inneren Unfeng desselben angeordnet ist und weiteiiiin mit und im engen übstandsverhältnis zu den Enden der Polstücke vorliegt, wov;urch die linien des magnetischen Flusses von dem Soangenmagneten aus von einenr Polstück durch den Ring und in die benachbarten Polstücke treten kann und wo jedes Ende der Polstücke und der Hing vorstehende Zähne mit praktisch gleicher Anzahl pro Zentimeter aufweisen und eine den Suangenmagnetefl Umgebende Spule für das Peststellen von Veränderungen in dem magnetischen Fluß vorgesehen sind.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:
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Pig» 1 ist ein Seiuenaufriß im Querschnitt einer Achse und eines ltades mit der erfindung&geirijB en Wandler vorrichtung..
Pig» 2 ist ein iDndaufriß eines Rades und zeigt die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung relativ hierzu.
Pig. 3 ist eine vergrößerte, teilweise vseggebrochene Ansicht im Querschnitt der Polstücke und des Jilrregerringes zusammen mit der Spule längs der Linie 3-3 nach der Pig. 2.
Pig. 4 ist eine elektrische schematische Erläuterung des er&n— dungsgemäßen Konverters, der den durch den Wandler nach den Pig. 1 bis 3 ausgebildeten Wechselistrom in einen Gleichstrom umwandelt.
Im wesentlichen weise jedes Antischleudersystera Pühlvorrichtungen für die Radgeschwindigkeit, Steuerventile für die B-. erase und den SchaItkeis für die Ventilsteuerung auf. -Der iC^findungsgegenstand betrifft nun die Putzvorrichtung für die Radgeschwin-J.igkeit. In dem vorliegenden Pail besteht die Pühlvo!'richtung für die Eadgeschwindigkeit aus einem Magneto-elektrischen Impulsgenerator, der aus einem Wandler, siehe allgemein das Jiezugszeichen 10 in der Pig* 1, und einem Jirregerring 12 bestehe, der in einem ortsfesten Verhältnis an einer Nabenkappenanord.nung 13. befestigt ist, die als eine Vandlerabdeckung 13a ausgebildet ist, die mit Bolzen 13b an einer Radabdeckung 13c befestigt ist, die ihrerseits vermittels Bolzen I3d an einem umlaufenden Rad 14 befestigt ist. Normalerweise wird erfindungsgenäß in Betracht gezogen, daß der lürregerring 12 ein aus Eisen bestehender iting mit echter K.eisform ist, der in sein er-Lage an dem inneren Umfang der Nabenkappenanordnung 13 gehalten wird. Derselbe weist eine Mehrzahl vorspringender zahnradartiger Zähne ,15 ja'uf dessen innrer Umfangsoberflache auf und für den vorIiege'titfen. Pail werden hier 32 Innenzähne angewandt. Mne wahlweise Ausfuhrungsform
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bezüglich der Anordnung des Erregerringes an der Nabenkappe würde darin bestehen, daß eine direkte Befestigung an dem Rad erfolgt. In jedem Pail läuft derselbe zusammen mit dem Jta.cl um. -
•»"ie insbesondere in der S1Ig. 2 gezeigt, weist der Wandler 10 einen kurzen runden Stangenmagneten 16 und eine denselben umgebende, aufgewickelte Spule 18 auf. Derselbe ist in einem ortsfesten Verhältnis an einer Achse 20 vermittels einer Mehrzahl an .Bolzen 22 befestigt, Es isx" eine Mehrzahl an Polen, siehe allgemein das .Bezugszeichen 23 in gleichem Abstandsverhältnis ausgebildet, wobei abwechselnde Polarität um den Magneten 16 herum vorliegt. iürfindungsgemäß_ wird in Betracht gezogen, daß wenigstens vier Pole vorliegen, jedoch kann jede gerade Zahl solange zufriedenstellend sein, wie die Polarität der Pole abwechselt, a.h. Nord-Süd, Nord-Süd usw. um den iTmfang des Wandlers herum. Bei eier hier offenoarten Ausführungsform sind die Pole des Wandlere durch praktisch zwei U-förmige Polteile 24 und 26 gebildet, wobei das eine an dem Hördiichen Ende des Magneten 16 und das andere an dem südlichen Ende des Magneten angeordnet ist, siehe insbesondere die Fig. 2 und '5, Um einen gleichen Abstand zu erzielen, sind die Pol teile 24»26 rechtwinklig zueinander angeordnet, und die U-förraigen Schenkel erstrecken sich parallel sehr eng benachbart im Abstandsverhältnis zu dem Hing 12. Jedes Ende der Pole weist seinen eigenen Satz an zahnradartigen Zähnen auf, siehe allgemein das Bezugszeichen 28, die in ihrer Größe und Abstand identisch zu den Zähnen an dem Hing 12 sind. Beats Ergebnisse scheinD man mit einer Mehrzahl an Zähnen an jedem Pol zu erzielen und dies slnu normalerweise wenigstens zwei Zähne. Somit bilden die Polatücke entsprechende nördliche, südlichei nördliche, südliche Pole In einem Abatandsverhältnls von angenähert 90° zueinander, um die innere Umfangaflache des Hings 12
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herum, der aus Weicheisen bestehende Erregerring 12 insgesamt 72 Innenzähne aufweist, ergibt sich bei Umlaufen um den V/analer die Ausbildang von 72 Phasen einer Wechselspannung in der svandierspule 18 für jeden Umlauf des Erregerrings. Bei der hier gezeigten Anordnung weist der Umfang des V/andlers die vier im gleichen Abstandsverhältnis zueinander vorliegenden Pole auf, wobei jeder Pol sechs Zahne im winkelförmigen AbsGandsverhältnis dergestalt aufweist, daß eine Anpassung an den Abstand der Zähne in dem Erregerring erfolgt. Es liegt ein durchschnittlicher radialer lichter Abstand oder Luftspalt mit etwa O,685mra zwischen dem Innendurchmesser des Erregerrings 12 und dem Außendurchmesser an dem Ende jedäs gols vor, wooei sieh der v/ert jedoch auf etwa 0,025 bis etwa 6,35 mm belaufen kann.
Ss versteht sich somit, daß die die Geschwindigkeit feststellende Vorrichtung eine magneto-elektrische Anordnung darstellt, die eine elektromotorische Kraft in ihrer Spule 18 nach dem Lenz1 sehen Gesetz entwickelt. Bei Umlaufen des Erregerringes um den Wandler wird die Keiuktanz des Magnetkreises abwechselnd eriaöiib und verringert durch die alternative Ausrichtung un d JPalschauprichtung der Zähne des Rings mit den Zähnen der. P Ie. Diese Eeluktanzveränderung führt zu einer Veränderung in dem magnetischen Fluß, und die Veränderung in dem magnetischen Fluß führt zur Ausbildung einer elektromotorischen Kraft in der Spule. Diese elektromotorische Kraft wird üfcer die Leitungen 25 und 27 abgenommen, die durch einen Stopfen 29 mit dem Drähten verbunden sind, die von der Spule 18 kommen. Die funktioneilen Teile des Wandlers, die dar Magnet 16, die Spule 18 und die Polstilcke 24 uad 25 sind, werden in einem Aluminiumgeliäuse 30 angeordnet. Wie insbesondere in der Fig. 1 gezeigt, ist ein Fenster 31 vorgesehen, wodurch die Zähne der Pole 23 freigelegt werden. Die
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gesamte Anordnung ist, wie durch das Bezugs zeichen 34 angezeigt, in einem Gefäß eingeschlossen, um so Feuehtigkeitsprobleine auszuschließen und. einen größeren Schutz gegen Vibration zu erzielen, jirfindungsgei&äß wird weiterhin in Betracht gezogen, daß die Vertiefungen zwischen den Zähnen der Pole 23 und des Erregers 12 eingeschlossen sind, so daß glatte kontinuierliche. Oberflächer vorliegen. Hierdurch werden.Probleme bedingt durch einen Luftiluß ausgeschlossen und die Säuberung erleichtert, ji's ist ein A apterring 42 an dem Gehäuse 30 vermittels Bolzen 44 befestigt, woüei der Adapterring den Wandler in der hohlen Achse 20 durch Bolzen 22 trägt, <£
Die Achse des Magneten 16 ist bezüglich der MittellinB der Achse konzentrisch angeordnet. Die Spule 18 ist an dem Magneten angeordnet und zwei ifinden der Spule 18a und 18b werden an Stiften 36 und 38 eines Verbindungsteils 40 angeordnet. Jedes α er zwei aus Weicheisen bestehenden Polstücke ist über ein ünde des Magneten dergestalt angeordnet, daß die Hauptabmessung der Polstüeke den Durchmesser des Wandlers überbrückt und senkrecht zu der Achse des Magneten 16 vorliegt, jüs kann natürlich jede
-;-.-:■ . Päle
Anzahl an Polstücken angewandt werden, um so viele/mit ab- M wechselnder Polarität auszubilden, wie dies als zweckmäßig erachtet wird. Bei Anwenden von mehr Polen wird ein glatteres Signal mit weniger Schwankung erzielt.
Bezüglich der Arbeitsweise des Konverters, der die Wechselstromimpulse von dem Wandler 10 ampfängt, wird auf die Fig. 4 bezug genommen. So bildet insbesondere der Schaltkreis eine Wechselstromspannung aus, die direkt proportional zu der Frequenz der Impulse ist, wie sie in dem Wandler 10 entwickelt werden. Die von dem Wandler kommenden Impulse werden über einen Kondensator1 Öll auf die Bassis des Traneistors Q18 beaufschlagt. Die Transä-
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. . stören Q18 und 19 verstärken die Impulse und gestalten sie quadra ti sola, wie es durch den durch das BezugSÄeichen £0 angezeigten Impuls wiedagegegeben ist, so daß die erhaltene Wellenform an dem Kollektor des Transistors Q19 eine quadratische -WeHi. mit 16 V Amplitude darstellt. Die Spannung an dem Kollektor stellt <ä tatsächlichnicht eine einwandfrei quadratische Welle dar, da bei der Halbphase während der Transistor Q 19 ägesehaltet ist, die Zeitkonstante des Widerstandes R45 und die Kondensatorreihen 012-013 Kombination dazu führen,daß die vordere Kante der quadratischen Welle einen exponentiellen Anstieg mit einer RC Zeitkonstanten -von etwa 60 !likr ο Sekunden aufweist»
Der Kondensator c 12 und die Diode CR37 und die weiteren .zugeordneten Bestandteile bilden einen Speicherzählkreis, der eine Gleichstromspannung an dem Emitter des Transistors Q22 entwickelt, die der Frequenz der quadratischen Welle proportional ist. Ss ist ein Widerstand R50 so angepaßt, daß die richtige Entladungsgeschwindigkeit für den Kondensator 013 erzielt wird und es ergibt sich somit eine .anordnung für das Kalibrieren unter Ausbilden eines spezifischen Grleichspannungsstroms für eine spezifische eingeführte Frequenz. In dem Fall dieses spezifischen Antischleudersystems sollte die abgegebene Spannung sich auf 10 Y bei einer eingeführten Frequenz von 1000 Phasen pro Sekunde belaufen, und dies stellt eine Frequenz des Wandlers von 160 km/h.. Die durch das Bezugszeiehen 62 angezeigte Wellenform stellt die abgegebene Grleichstromspannung des Ercittors des T-ansistors Q22 dar.
Es ergibt sich somit, daß die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabenstellungen durch das Vorsehen einer spezifischen Yfandle:r-Erregerring-Kombination erzielt werden, die leichu in jedes Flugzeugrad eingebaut werden kann, um so Probleme bedingt durch
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ein flattern und iixzentrizitäx zu überwinden, wie dies bei herkömmlichen Wandlern für diesen Zweck der Pail ist und um wei'cerhin durch Einkapselung oder ülin schließe η einen vollständigen Ausschluß der Einwirkung von Feuchtigkeit und Vibration auf sich bewegende Teile zu bewirken. Ürfindunjsgernäß wird wei'cer-Mn in diesem Zusammenhang ein einfacher und sehr verlaßlicher Wechsel- in G-xeichsirom-Konverter geschaffen.
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Claims (7)

  1. Patentansprüche
    { 1.^Vorrichtung für das Feststellen des Betrages der positiven ader negativen Beschleunigung eines Rades, gekennzeichnet durch die Kombination aus einer ortsfesten Achse, einem auf der Achse drehbar angeordneten Rad, einem klein en Stangenmagneten, der in einem festliegenden Verhältnis zu der Achse angeordnet ist, einer Mehrzahl an Polstücken, die über die jfinden des S^angenmagneten so angeordnet sind, daß dieselten in einem praktisch
    ~ gleichen Abstandsverhältnis zueinander vorliegen, wodurch die Enden der Polstücke abwechselnde Polarität besitzen und eng benachbart zu dem Rad vorliegen, einem Ring in einem bestimmten Verhältnis zu dem Rad an dem inneren Umfang desselben angeordnet ist und weiterhin mit und im engen Abstandsverhältnis zu den Enden der Polstücke vorliegt, wodurch die Linien des magnetischen Flusses von dem Stangenmagneten aus von einem Polstück durch den Ring und in die benachbarten Polstücke treten und einer Fühlvorrichtung, durch die die Veränderungen in dem magnetischen Fluß in den Polstücken festgestellt wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlvorrichtung für das Feststellen der Veränderungen des magnetischen Flusses in den Polstücken einen Stangenmagneten darstellt, der in einem ortsfesten Verhältnis an der Achse und zwischen den Polstücken angeordnet ist und eine Spule den Stangenmagneten umgibt, um so Veränderungen in dem magnetischen Fluß in Form eines magnetischen Wechselstromaignala festzustellen. - 2 . - .
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    ΙΙΦ
    ηναϊ-
    - . ·-. ~-Μ~ ■ 1873387-
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruea 2, dadurch gelc.ennzeiGh.net, daß der Stangenmagnet, die Polstücke and die Spule einen Wandler darstellen und die Kombination ein Gehäuse aufweist, das die gesarate Vorrichtung des Wandlers umgibt,, -wobei dieses Gehäuse in einem ortsfesten ierhältiiis Über der Achse angeordnet; ist, und alle Bestandteile des Wandlers in dem Gehäuse eingeschlossen sind. ""■-■■-■-
  4. 4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 oder 3> dadurch gekennzeiehu et, daß die Pols tacke praktisch, ΐΓ-förmig sind ,wobei die T-üttel des Bodens jedes Polstüekes an dem entsprechenden Ende des Stangeηmagneten befestigt ist und die anderen Enden in einem praktisch parallelen Verhältnis zu dem inneren Umfang des Rings ausgerichtet sind und weiterhin sowohl der innere Umfang des Kings als auch die äußeren Enden der Polstücke eine Mehrzahl vorspringender Zähne mit gleicher Größe und Abstandsverhältnis aufweisen.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch jgekennzeich.net, daß der Luftspalt zwischen den Zähnen des Rings und den Zähnen der Polstücke sich auf 0,025 - 6,35 mm beläuft.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das umschließende Material die Räume zwischen den Zfihnen der PoI-stttcke und dem Ring dergestalt füllt, daß diese Oberflächen glatt und kontinuierlich sind unter Ausschluß von Luftturbulenz und für das Erleichtern eines Säuberns.
  7. 7. Vorrichtung nach Ansprüchen 2,3,4»5f oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kvnverterkreie vorgesehen ist, durch den das Wechselstromsignal in ein Gleichscromaignal umgewandelt wird und ein lösbarer Stopfen die Spule mil. dem Koiiverterkreis ver- < bindet.
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    8* Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet, daß eine Uabenkappe vorgesehen_istr 4ie lösbar in einem ortsfesten Verhältnis zu dem Had angeordnet kann, wodurch der Hing in einem ortsfesten V^jjältnaib zu der Nabenkappe angeordnet ist«
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DE1967G0051809 1967-01-03 1967-12-05 An der achse bzw. nabe eines fahrzeugrades angeordnete vorrichtung zum erzeugen eines drehzahlproportionalen elektrischen signals Granted DE1673387B2 (de)

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