DE1867189U - Elektrische wirbelstromuebertragungsvorrichtung. - Google Patents

Description

RA.673100*22-10.82

PATENTANWÄLTE

dr. w. Schalk · dipl-ing. peter Wirth

DIPL-ING. G. E. M. DANNENBERG · DR. V. SCHMIED-KOWARZIK

20.10.1962 FRANKFURT AM MAIN

e O_K._ESCHHNHH,M_ERST_R.₃₉ H₇₇

S, Smith & Sons
(England) Limited öricklewood Works, Gricklewood, London, Έ.W.2,

Elektrische Wirbelstromübertragungsvorrichtung

Die Heuerung besieht sioh auf elektrische Wirbelstromübertragung mit einem in dem Magnetfeld eines Drehmagnetensystems drehbar angeordneten elektrisch leitenden Körper, deren relative Drehbewegung zueinander Wirbelstrome in dem elektrisch leitenden Körper hervorruft, wodurch beide Heile "miteinander umlaufen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Systeme dieser Art zum Antrieb von Geschwindigkeitsmessern (Tachometern), wobei der leitende Körper durch eine Feder oder dergleichen eine Rückstellkraft erfährt und eine Anzeigevorrichtung einstellt·

Es ist bekannt, daß das Drehmoment, dem der leitende Körper unterworfen ist, unter anderem von der Größe der ihn durchfließenden magnetischen Induktion abhängt» Somit hängt bei dem Geschwindigkeitsmesser (!Tachometer) die Gradeinteilung

der Skala von der Beanspruchung der leder und von der Größe des induzierten magnetischen Flusses ab. Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel vorzusehen, mittels derer dieses Verhältnis reguliert werden kann.

Erfindungsgemäß ist die Wirbelstromubertragung der "beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Einstellen der Größe der den leitenden Körper durchfließenden magnetischen Induktion vorgesehen sind, und daß das umlaufende magnetische System einen Dauermagneten aufweist, der aus sogenanntem schleifenförmigen magnetischen Material mit rechteckiger Hystereseschleife wie zum Beispiel Bariumferrit "besteht·

Dieser Dauermagnet kann zweckmäßigerweise die Form einer Scheibe oder eines Ringes aufweisen und drehbar um: eine senkrecht zur Horizontalebene und durch deren Mittelpunkt verlaufenden Achse angeordnet sein. Der Dauermagnet kann derart magnetisiert werden, daß er eine Anzahl ausgeprägter Pole in einer [Fläche aufweist, die an seiner äußeren Peripherie liegen, wobei benachbarte Pole entgegengesetzte Polarität aufweisen, und diese Fläche nahe dem elektrisch leitenden Körper und einem die Einstellung des magnetischen Flusses gestattenden Mittels liegt.

Zweckmäßigerweise kann der Dauermagnet auf seiner dem den Magnetfluß einstellenden Mittel gegenüberliegenden Seite einen magnetischen Hückschlußteil aufweisen.

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Dieser besteht "beispielsweise aus einer Scheibe oder einem Ring aus Weicheisen, der Τοζνί» die den gleichen Durchmesser wie die Scheibe oder der Ring des Dauermagneten hat.

Die Scheibe oder der Ring des Dauermagneten kann auf der dem leitenden Körper näher liegenden Seite angeordnet sein, wobei ein Temperatur kompensierender Hebenschluß vorgesehen ist. letzterer kann eine aus einer lickeleisenlegierung bestehende Scheibe oder- einen Ring aus dem gleichen Material aufweisen, der mit der Scheibe oder dem Ring des Dauermagneten in Berührung stellt. Der die Temperatur ausgleichende lebenschluß weist eine Permeabilität auf, die mit zunehmender Temperatur abnimmt. Dadurch wird die Zunahme an spezifischem Widerstand des leitenden Körpers bei einer Erhöhung der Temperatur, und die Abnahme der Magnetisierungsintensität der Scheibe oder des Ringes des Dauermagneten bei erhöhter Temperatur kompensiert, Diese Kompensation rührt von der Tatsache her,-, daß der die Temperatur ausgleichende Teil einen wirksamen Nebenschluß zum magnetischen Kreis bildet, der von der Scheibe oder dem Ring des Dauermagneten, dem magnetischen Rückschlußteil und dem bereits erwähnten magnetischen Element gebildet wird·

Der umlaufende elektrisch leitende Körper kann eine Scheibe oder einen Ring aus Aluminium aufweisen·

Das den magnetischen lluß regelnde magnetische Element weist eine Platte aus Weicheisen auf, die so groß ist und eine solche Form besitzt, daß sie sich weitgehend über dieselbe Fläche erstreckt wie das Magnetfeld des magnetischen Systems.

Die Platte kann, so befestigt sein, daß sie um eine quer zu der Rotationsachse des magnetischen Systems und längs einer Seite desselben verlaufenden Achse gekippt werden kann, und es können weiterhin Regelvorrichtungen für diese Kippbewegung vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Platte an ihren entgegengesetzten Seiten Verlängerungen aufweisen, von d.enen die eine auf dem festen Teil der Yorrichtung angebracht ist, und die andere mit einer Justierschraube in Eingriff steht, deren Drehbewegung ein Biegen der Platte zur Folge hat·

Bei dem Geschwindigkeitsmesser ([Tachometer) kann das magnetische System auf einer Welle befestigt sein, an der Mittel vorgesehen sind, um diese an einem mechanischen Antriebsübertragungselement zu befestigen, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit der der Ränder proportional ist; der leitende Körper ist auf einer Achse befestigt, die zu dieser Welle koaxial ist, und an der ein Zeiger und das eine Ende einer Spiralfeder angebracht sind, während das andere Ende der Feder an einem festen Teil der Yorrichtung befestigt ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä,ßen Geschwindigkeitsmessers anhand der Zeichnung näher erläutert, uzw. zeigen:

Fig» 1 eine Schnittansicht des Geschwindigkeitsmessers 5

Fig» 2 eine teilweise Schnittansicht des Geschwindigkeitsmessers im rechten Winkel zu der in Sg. 1 gezeigten; und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 und 2 gezeigte Anordnung.

Der Geschwindigkeitsmesser weist ein Gehäuse 10 auf, dessen unterer Teil 11 mit einem lager für eine Antriebswelle 12 versehen ist. Das untere Ende der Y/elle ist mit einer lassung versehen, die so ausgebildet ist, daß sie mit einem Übertragungsteil in Eingriff steht, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit der der Räder des Fahrzeuges proportional ist.

An der Welle 12 ist eine Schnecke 14 "befestigt, die mit einem Schneckenrad 15 (Hg, 2) auf einer Welle (nicht dargestellt)^ in Eingriff steht, die in der üblichen Weise einen Entfernungsmesser, der bei 16 in Fig. 1 und 3 dargestellt ist, antreibt. Mittels eines Paares konzentrischer mit einem Flansch versehener Muffen 17 und 18 (von denen die äußere 18 angegossen ist) ist an dem oberen Ende der Welle 12 ein Ring eines Dauermagneten 20 befestigt, der von einem ringförmigen aus

teil Weicheisen bestehenden Induktionsrückschluß/21 getragen wird.

Der Ring 20 besteht aus Bariumferrtt.

An der oberen Fläche des Dauermagnetenringes 20 ist ein Temperatureinflüsse ausgleichendes Teil in Form eines Ringes angebracht, das aus einer Hickeleisenlegierung besteht, die 30$ Nickel und lOfo Eisen enthält.

Wie "bereits erwähnt, ist der Dauermagnetring 20 so magnetisiert, daß er eine Anzahl ausgeprägter Pole in der oberen fläche aufweist (Siehe Mg, 1) die nahe der ä,ußeren Peripherie liegen, wobei benachbarte Pole entgegengesetzte Polarität haben. Der aus Aluminium bestehende 'Wirbelstromring 23 ist über der oberen Fläche des temperaturkompensierenden Hebenschlußteils 22 angebracht, und ist auf einer Spindel 25 durch einen angegossenen labenteil 24 befestigt. Das untere Ende der Spindel 25 liegt in einem lager 27, das in einer Bohrung im oberen Ende der Welle ausgebildet ist.

Das andere Bnde der Spindel 25 geht durch eine Öffnung eines Brückateils 28 (slahe Fig. 2) hindurch, das an seinen Enden durch Schrauben 29 an mit G-eviinde versehenen Angüssen 30 im Gehäuse 10 befestigt ist.

Jenseits des Brückenteils 28 ist an der Spindel 25 eine Klemm« hülse 31 befestigt, die an dem inneren Ende einer Spiralfeder angebracht ist, deren anderes Ende in einer räumlich festen Unterlage 46 verankert ist. (Die unterlage ist derart ausgebildet, daß in beiden Richtungen gewundene !Federn je nach der Umdrehungsrichtung der Welle 12 wirksam werden können)· An der Aefeee Spindel 25 ist weiterhin ein Zeiger befestigt, der über eine in einem Instrument befindliche Skala läuft| keiner der letztgenanten Teile ist dargestellt.

Die Spindel geht lose durch eine Muffe 32 hindurch, die mittels eines Sügels 33 und eines liietes 34 an dem Brückenteil 28

befestigt ist. Der Zwischenraum zwischen der Muffe 32 und der Spindel 25 ist mit viskosem Material, wie zum Beispiel mit einem Silikondämpfungsmedium ausgefüllt. Die Achse 25 ist mit Umfangsnuten (die bei 47 dargestellt sind) innerhalb der Muffe 32 versehen, durch die das Medium festgehalten wird. Über der Alumininmscheibe 23 ist ein die Induktion regulierender Seil 35 in Form einer Weicheisenplatte angeordnet, und wie aus Fig. ersichtlich mit einem ringförmigen Mittelteil versehen, durch den sich die Spindel 25 erstreckt.

Der ringförmige Teil ist an gegenüberliegenden Stellen mit Ansätzen 36, 37 versehen, wobei der erste Ansatz zwei Vorsprünge 38 aufweist, die in in der Gehäusewand 10 befindliche Aufnahmen 39 passen. Die äußere Zacke 37 ist mit einer mit G-ewinde versehenen öffnung 40 ausgebildet, die mit einer Justierschraube 41, die drehbar in einer öffnung 42 im Gehäuse gelagert ist, in Eingriff steht, so daß bei einer Umdrehung der Schraube die Weicheisenplatte gebogen wird, und in die Nähe des Dauermagneten oder von diesem weg bewegt werden kann, wobei das Magnetfeld, das durch die Aluminiumseheibe 23 hindurchgeht, verändert werden kann.

Die Justierschraube ist von einer Druckfeder 43 umgeben, die zwischen de^ Weicheisenplatte 35 und dem Boden des G-ehäuses 10 angeordnet ist.

Die Arbeitsweise des Geschwindigkeitsmessers ist bekannt, und wird daher nicht beschrieben.

Da der Magnet 20 aus sogenanntem magnetischen Material mit rechteckiger Schleifenform gebildet ist (d.h. eine Hysteresekurve rechteckiger Form besitzt) ist ersichtlich, daß es nicht möglich ist, die Intensität der Magnetisierung zum Zwecke der lich&ung des Geschwindigkeitsmessers vom gesättigten Zustand aus zu vermindern. Bei der vorliegenden Anordnung wird diese Schwierigkeit durch den den magnetischen Fluß beeinflussenden Teil 35 überwunden. Der Geschwindigkeitsmesser wird durch die Einstellung der Schraube 41 geeicht.

Durch die Verwendung eines Bariumferritmagneten 20 wird es ermöglicht, sowohl das Drehmagnetsystem als auch den Wirbels troni-T eil mit einem Durchmesser auszubilden, der erheblich kleiner ist, als es bei den bekannten Konstruktionen der Fall war, bei denen Dauermagneten verwendet wurden, die aus weniger wirksamen Stoffen bestanden. Hierdurch wiederum wurde es möglich, den üblichen Geschwindigkeitsmesser 16 neben dem Drehmagnetens^stem und dem Wirbelstrom-Teil anstatt zwischen diesen und der Skala des Meßinstrumentes anzuordnen. Hierdurch kann, die gesamte Tiefe des Instrumentes vermindert werden, was für viele Anwendungszwecke einen bedeutenden "Vorteil darstellt.

Claims (1)

10.12.1962 Ο Λ 7 QI 367** Mfc#%3 004/42 d Gm - Case/177

^un· S. Smith &__Sons Da/Hi (England) Limited

Neue Schutzansprüche

1. Elektrische Wirbelstromübertragungsvorrichtung mit einem Drehmagnetsystem und einem in dem Magnetfeld des Drehmagnet syst ems drehbar angeordneten elektrisch leitenden Körper, durch deren relative Drehbewegung zueinander Wirbelstrom^ im elektrisch leitenden Körper hervorrufbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende magnetische System einen Dauermagneten (20) aufweist, der aus magnetischem Material mit rechteckiger Hysterese-Schleife besteht, z.B. aus Baritimferrit, und daß ein Magnetkörper (35) aus einem Material mit geringer magnetischer Eemanenz, z.B. eine Weicheisenplatte, auf der dem elektrisch leitenden Körper (23) gegenüberliegenden Seite des drehbaren Permanentmagneten (20) angeordnet ist, wobei dem Magnetkörper (35)» der ein den Magnetfluß regelndes Teil darstellt, eine seinen Abstand von dem Drehmagneten (20) ändernde Einstelleinrichtung (41) zugeordnet ist.

2. Elektrische Wirbelstromübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet eine Scheibe oder einen Ring (20) aufweist, der drehbar um eine rechtwinkelig zu seiner Ebene verlaufende und durch deren Mittelpunkt gehende Achse (12) angeordnet ist, und der so magnetisiert ist, daß er eine Anzahl gesonderter Pole

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in einer Fläche aufweist, die nahe der äußeren Peripherie liegen, wobei benachbarte Pole entgegengesetzte Polarität haben, und diese fläche dem leitenden Körper (23) und dem den Magnetfluß regelnden Teil (35) am nächsten liegt.

3. Elektrische Wirbelstromübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe oder der Ring (20) des Dauermagneten von einem magnetischen Rückschlußteil (21 ) getragen wird.

4. Elektrische Wirbelstromübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Rücksehlußteil eine Scheibe oder einen Ring (21) aus Weicheisen aufweist, der im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Scheibe oder der Ring (20) des Dauermagneten hat.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4> dadurch gekennzeichnet, daß dem scheiben- oder ringförmigen Dauermagneten (20) auf der dem leitenden Körper (23) näher gelegenen Seite ein t emp e rat urkornpensi er ender scheiben- oder ringförmiger Hebenschlußkörper (22) aufliegt.

6. Elektrische liirbelstromübertragungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Temperatur ausgleichende Teil eine aus einer lickeleisenlegierung

"bestehende Scheibe oder einen Ring (22) aus dem gleichen Material aufweist, der mit der Scheibe oder dem Ring (20) des Dauermagneten in Berührung steht.

7* Elektrische WirbelstromübertragungsYorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende elektrisch leitende Körper eine(n) aus Aluminium bestehende(n) Scheibe oder Ring (23) aufweist.

8. Elektrische ¥irbelstromübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der den magnetischen Fluß regelnde Magnetkörper eine Platte (35) aus Weicheisen aufweist, die so ausgebildet und bemessen ist, daß sie sich über weitgehend die gleichen Bereiche wie das Magnetfeld des magnetischen Systems erstreckt.

9. Elektrische Wirbelstromübertragungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (35) an ihren beiden entgegengesetzten Enden mit Ansätzen (38) ausgebildet ist, von denen einer auf einem festen Teil der Vorrichtung befestigt ist, und der andere mit einer Justierschraube (41) in Eingriff steht, deren Drehbewegung ein Kippen oder Biegen der Platte (35) verursacht .

10. Geschwindigkeitsmesser 'bei dem das elektrische Wirbelst romifbertragungs syst em mach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (20) auf einer Welle (12) angeordnet ist, die ein Kupplungsteil (13) zum Anschluß an ein umlaufendes Getriebeteil aufweist, dessen Drehzahl der der ]?ahrzeugräder proportional ist, und daß der leitende Körper (23) auf einer Spindel (25) angebracht ist, die koaxial zu der Welle (12) verläuft, und an der ein Zeiger und das eine Inde einer Spiralfeder (45) befestigt sind, wobei das andere Ende der Peder in einem gerätefesten Teil (46) verankert ist,

11. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Magnetplatte (35) eine Öffnung ausgebildet ist, durch die sich die Spindel (25) erstreckt.

12. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) auch einen Entfernungsmesser (16) antreibt, der seitlich von dem magnetischen System angeordnet ist.

Pat ent anwalt