DE2005948A1

DE2005948A1 - Elektrisches Abtast- und Anzeigesystem für Winkelgeschwindigkeiten von Wellen

Info

Publication number: DE2005948A1
Application number: DE19702005948
Authority: DE
Inventors: Martin Joliet 111. Ivec (V.St.A.). P GOIs 9-44
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1969-02-10
Filing date: 1970-02-10
Publication date: 1970-12-10
Also published as: GB1256055A; DE7004518U; US3573619A; FR2030401A1; ES376397A1

Description

DIPL-ING-LEOFLEUCHAUS

β München 71,10. Feb. 1970

Melchioratraße 42

Mein Zeichen; M77P-.324

Motorola, Inc. 94-01 West Grand Avenue Franklin Park, Illinois „ . V.St.A.

Elektrisches Abtast- und Anzeigesystem für Winkelgeschwindigkeiten von Wellen

Die Erfindung/betrifft ein elektrisches System für die Abtastung und Anzeige von unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten verschiedener Wellen mit Hilfe eines Messinstrumentes, dessen der Winkelgeschwindigkeit proportionale Skalenteilung gemeinsam verwendbar ist, und mit auf die Drehung der Welle ansprechenden Generatoren, die ein der Winkelgeschwindigkeit proportionales Ausgangssignal liefern.

Für den Betrieb bestimmter mechanischer Maschinen ist es häufig wünschenswert, dass die Bedienungsperson die Möglichkeit besitzt, die Winkelgeschwindigkeiten einzelner Wellen verstellen zu können. Es ist bekannt, die Drehzahl von nicht zugänglichen Wellen dadurch festzustellen, dass mit diesen gekoppelte und proportional sich drehende Wellen"an zugänglichen Stellen

Fs/wi abgetastet

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abgetastet werden, um die Drehzahl der nicht zugänglichen Wellen zu bestimmen. Es ist auch wünschenswert, dass die Bedienungsperson derartiger Haschinen in der Lage ist, die Drehzahl von gegebenen Wellen bei einer bestimmten Betriebsart und die Drehzahl einer anderen Gruppe von Wellen bei einer anderen Betriebsart zu ermitteln. Als Beispiel ist es für die Bedienungsperson eines Mähdreschers notwendig, die Geschwindigkeit über Grund beim Fahren auf der Strasse einerseibs und andererseits die Drehzahl der Dreschtrommel beim Erntevorgang feststellen zu können. In beiden Fällen soll auch die Drehzahl der Antriebsmaschine überwacht werden können. Derartige

α Anzeigen wurden bisher z.B. durch mechanische Einrichtungen geliefert, bei denen eine flexible Welle von der zu überwachenden Welle zu irgendeiner Ableseeinrichtung geführt wird. Wenn zwischen der Welle und der Ableseeinrichtung eine verhältnismässig grosse Entfernung überbrückt werden muss, werden derartige flexible Wellen -9ehr teuer, wobei auch die Installation schwierig sein kann, wenn wenig Haum zur Verfügung steht oder der zur Verfügung stehende Haum mit Gegenständen ausgefüllt ist, die eine einfache Führung der flexiblen Welle unmöglich machen. Auch wird die Funktion der flexiblen Welle durch öl und eindringenden Schmutz beeinträchtigt, was zu ungenauen Anzeigen und zu Beschädigungen führen kann. Ausserdem sind bei derartigen mechanischen Systemen in der Regel für

φ jede flexible Welle eigene Anzeigeeinrichtungen erforderlich, was wiederum zu höheren Produktionskosten führt. Wenn für eine Vielzahl von Wellen mit unterschiedlicher Drehzahl eine einzige Anzeigeeinrichtung verwendet werden soll, so bereitet das Um-r schalten der flexiblen Wellen erhebliche Schwierigkeiten. Die beiden am meisten benutzten Verfahren, um bei einer gemeinsamen Anzeigeeinrichtung für mehrere Wellen mit unterschiedlicher Drehzahl einen entsprechenden Skalehfaktor zu erhalten, bestehen in der Regel aus der Verwendung von Getrieben, die den flexiblen Wellen zugeordnet sind bzw. in der Verwendung einer Vielzahl von Skalen innerhalb einer Anzeigeeinrichtung. ·

- 2 - Die

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Die Verwendung von Getrieben ist, wie ohne weiteres erkennbar, mit erheblichen Unkosten verbunden, wogegen die Verwendung einer Vielzahl von Skalen an einer Anzeigeeinrichtung die Ablesung sehr erschweren kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Abtast- und Anzeigesystem für unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten von verschiedenen Wellen zu schaffen, das sehr einfach aufgebaut und sehr zuverlässig und, im Vergleich mit mechanischen Systemen, sehr billig herzustellen ist» Insbesondere soll es möglich sein, die Anzeigeeinrichtung mit einfachen herkömmlichen Kitteln an die einzelnen, den verschiedenen Wellen zugeordneten Abtastvorrichtungen anschalten zu können, selbst wenn sehr unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten zu messen sind. Dabei soll die Verwendung von Getrieben und anderen zusätzlichen Teilen zur Festlegung eines Skalenfaktors nicht benötigt werden und andererseits trotzdem selbst sehr unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten mit derselben Anzeigeskala messbar sein.

Ausgehend von dem eingangs erwähnten elektrischen Abtast- und Anzeigesystem wird diese Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, dass mit jeder Welle eine Kreisscheibe verbunden ist, die sich in einer bestimmten räumlichen Zuordnung zu einer Abtastvorrichtung befindet und eine bestimmte Anzahl gleichmässig über den Umfang.verteilter Öffnungen derart aufweist, dass bei '* der Drehung der Scheibe diese Öffnungen die Abtastvorrichtung passieren und eine Wechselspannung in der Abtastvorrichtung erzeugen, deren Frequenz proportional der Anzahl der Öffnungen und der Winkelgeschwindigkeit der Welle ist, wobei die Anzahl der Öffnungen in jeder Scheibe derart ausgewählt ist, dass eine· Vielzahl von Wechselspannungen mit im wesentlichen.der gleichen obersten Frequenz entsprechend unterschiedlichen maximalen Winkelgeschwindigkeiten der einzelnen zugeordneten Wellen erzeugt werden, die somit für die Anzeige auf einer gemeinsamen

- 3 - ■ · ' Skala

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Skala geeignet sind, und dass eine Anzeigeeinrichtung vorhanden ist, die auf die Wechselspannung der einzelnen Abtastvorrichtungen anspricht und ein gemeinsames Messinstrument derart ansteuert, dass dieses die Winkelgeschwindigkeit der der Wechselspannung zugeordneten Welle anzeigt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liefert eine Anzeigeeinrichtung mit einem Messinstrument und einer zugeordneten Messchaltung eine frequenzproportionale Anzeige in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Wechselspannungen, die von einer entsprechenden Vielzahl veränderbarer Reaktionsgeneratoren geliefert werden. Von diesen Reaktionsgeneratoren ist jeweils einer einer entsprechenden Welle zugeordnet, deren Winkelgeschwindigkeit abgetastet werden soll. Die Reaktionsgeneratoren umfassen zumindest einen Magneten für die Erzeugung eines Magnetflusses, der über einen Luftspalt verläuft, und ferner eine Spule, die mit dem Magnetfluss derart gekoppelt ist, dass eine Ausgangsspannung erzeugt wird in Abhängigkeit von der zeitlichen Änderung des Magnetflusses. Eine Kreisscheibe aus einem Material mit einem niederen magnetischen Widerstand und einer Vielzahl von über eine Kreislinie verteilter öffnungen ist derart gegenüber dem Magneten angeordnet, dass sie in das Feld des Luftspaltes eingreift. Die Kreisscheibe ist mit der Welle verbunden, deren Drehgeschwindigkeit gemessen werden soll und dreht sich somit innerhalb des Magnetfeldes des Luftspaltes. Als Folge davon wird durch die Öffnungen und das dazwischenliegende Material mit einem niederen magnetischen Widerstand eine Flussänderung ausgelöst, die in der zugeordneten Spule eine Wechselspannung induziert. Diese Wechselspannung kann mit Hilfe eines einfachen elektrischen Leiters zur Anzeigeeinrichtung übertragen werden und hängt

- 4- - bezüglich

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bezüglich der Frequenz sowohl von der Winkelgeschwindigkeit der Welle, an welcher die Kreisscheibe befestigt ist» als auch von der Anzahl der öffnungen in der Kreisscheibe ab«, Auf Grund einer entsprechenden Auswahl der Anzahl der öffnungen in jeder Kreisscheibe eines bestimmten Systems können die folgenden beiden Bedingungen erfüllt werden: erstens kann ein geeigneter Skalenfaktor eingeführt werden, der auf die Drehzahl einer bestimmten Welle abgestimmt ist. Wenn z.B. die !frequenz der vom Reaktionsgenerator erzeugten Spannung verdoppelt werden soll,-so kann dies dadurch geschehen, dass die Kreisscheibe mit der doppelten Anzahl von öffnungen versehen wird. Zweitens können die maximalen Frequenzen aller Reaktionsgeneratoren, die einer'Vielzahl von Wellen zugeordnet sind, durch eine unterschiedliche Anzahl von öffnungen in jeder Scheibe »für dieselbe Skala skaliert werden, wobei die Anzahl der öffnungen ungefähr proportional der maximalen Winkelgeschwindigkeit der zugeordneten Welle ist. Bei einer Skala, auf der die Werte Null bis 25 angegeben sind, kann z.B. die Geschwindigkeit von Null bis 25 Meilen pro Stunde entsprechend dem Drehzahlbereich einer ersten Welle von 1 bis 100 Umdrehungen pro Minute angezeigt werden, wobei diese Skala auch für die Anzeige eines Drehzahlbereichs von Null bis 2 500 Umdreh./min verwendbar ist, wenn eine zweite Welle ihre Drehzahl innerhalb dieses Drehzahlbereiches ändert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der' nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung hervor. Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild eines Systems gemäss der Erfindung;

Fig. 2 eine Skalenansicht der bei der Ausführung der Erfindung verwendeten Anzeige;

- 5 - . Fig. 3

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Fig. 3 eine Seitenansicht eines Wechselstromgenerators mit veränderlichem magnetischem Widerstand gemäss der Erfindung;

Figo 4 eine Vorderansicht des Wechselstromgenerators gemäss der Erfindung.

In Fig. 1 wird von den Blöcken 10, 12 und 14 jeweils ein veränderbarer Reaktionsgenerator repräsentiert, der eine Wechselspannung mit einer Frequenz und Amplitude erzeugt, die proportional der Winkelgeschwindigkeit einer Welle ist, die mit dem 4P Generator in Verbindung steht. Nachfolgend wird ein derartiger Eeaktionsgenerator im Detail beschrieben. Die Reaktionsgeneratoren 10, 12 und 14 sind nacheinander mit je einem Kontakt 20, 22 und 24 eines Drehschalters 16 verbunden und mit Hilfe eines Schaltarmes 18 an die Eingangsklemme 25 einer Anzeigeeinrichtung 26 für die Winkelgeschwindigkeit anschaltbar. Die Messwertanzeige erfolgt mit Hilfe eines Messinstrumentes 28, dessen Skaleneinteilung eine der Frequenz der ausgewählten Generatorspannung proportionale Anzeige gibt. Die Anzeigeeinrichtung 26 umfasst einen NPN-Transistor 30, dessen Emitter 32 direkt mit Masse oder einem Bezugspotential verbunden ist. Der Kollektor 34 und die Basis 36 des Transistors 30 sind über entsprechende Vorspannungswiderstände 38 und 40 an ein Gleichstrom-Vorspannt nungspotential angeschlossen, welches an der Klemme 42 anliegt. Die Werte der Widerstände 38 und 40 werden derart ausgewählt, dass der Transistor 30 in den Sättigungszustand vorgespannt wird. Die Basis,36 ist über ein_we Diode 43 mit der Eingangsklemme 25 der Anzeigeeinrichtung verbunden, wogegen der Kollektor 34 über eine(Zener-Diode 44 einerseits und andererseits über ein Differenzierungsnetzwerk ait Masse verbunden ist, das aus einem Kondensator 46 und einer Serienschaltung eines Festwiderstandes 48 und eines veränderlichen Widerstandes oder Potentiometers 50 aufgebaut ist. Am Verbindungspunkt des Kondensators

- 6 - und

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und des Pestwiderstandes 48 ist eine Diode 52 angeschlossen, die andererseits über das Messinstrument 28 an Masse liegt. Wenn sich der Transistor 30 imSättigungszustand befindet, . bildet sich am Kollektor 54 im wesentlichen keine Spannung aus, so dass auch im wesentlichen kein Strom über den Kondensator 46 und die Diode 52 zum Messinstrument 28 flieset. Da die"Anzeige am Messinstrument 28 proportional dem Integral bzw. der Summe des angelegten Stromes ist, entspricht die Anzeige dem Wert Null, wenn sich der Transistor 30 im Sättigungszustand befindet^

Im Betriebseinsatz ist die von einem der Generatoren an die Eingangsklemme 25 angelegte Spannung bezüglich der Amplitude und Frequenz proportional der Winkelgeschwindigkeit der dem Generator zugeordneten Welle. Die Diode 43 ist derart gepolt, dass die positiven Anteile der Wechselspannung unterdrückt und lediglich die negativen Anteile an die Basis 36 des Transistors 30 angelegt werden. Wenn diese negativen Anteile eine ausreichend grosse Amplitude aufweisen, wird der Transistor 30 abgeschaltet bzw. nicht leitend. Infolge dieser Abschaltung steigt die Spannung am Kollektor 3^ gegenüber Masse bis etwa auf den Wert der Gleichstromvorspannung an der Klemme 42 an, jedoch wird diese Spannung bezüglich der Amplitude durch die Durchbruchsspannung der Zener-Diode 44 begrenzt. Sobald der negative Anteil der an die Eingangsklemme 25 angelegten Spannung zum Wert Null zurückkehrt, wird der Transistor 30 wieder in den Sättigungszustand gesteuert, so dass die Spannung am Kollektor 34 wiederum im wesentlichen den Wert Null annimmt. Damit fällt auch die Spannung an der Zener-Diode 44 rasch auf den Wert HuIl ab. Auf Grund dieser Verhaltensweise wird entsprechend den negativen Anteilen der angelegten Wechselspannung jeweils ein Spannungsimpuls am Kollektor 34 erzeugt, dessen Amplitude von der Durchbruchsspannung der Zener-Diode 44 bestimmt wird. Dieser Puls besitzt eine Impulsbreite, die umgekehrt proportional der Frequenz der angelegten Spannung ist.

\ . - 7 - Da

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Da diese Spannungsimpulse eine der Frequenz der Eingangsspannung gleiche Folgefrequenz aufweisen, ist diese proportional der Winkelgeschwindigkeit der überwachten Welle.

Das aus dem Kondensator 46 und den Widerständen 48 und 50 bestehende Differenzierungsnetzwerk bildet aus diesen Impulsen durch Differenzierung eine negative und eine positive Spannungsspitze, wobei der der negativen Spannungsspitze zugeordnete Strom über eine Diode 53 nach Masse abgeleitet wird· Die Diode 52 ist derart gepolt, dass sie den den positiven Spannungsspitzen zugeordneten Strom zum Messinstrument 28 überträgt, das durch eine elektromechanische Integration die der Frequenz proportionale Anzeige der Winkelgeschwindigkeit der sich drehenden Welle liefert.

Neben dem Fernhalten der positiven Anteile der Wechselspannung von der Basis des Transistors 30 dient die Diode 43 auch als Schutzdiode für den Transistor 30 für den Fall, dass die Gleichstromvorspannung an der Klemme 42 versehentlich während des Installierens der Anlage an die Eingangsklemme 25 angeschlossen wird. Das Potentiometer 50 ist einstellbar, um durch die Einstellung eines parallel fliessenden Ableitstromes nach Masse das Instrument eichen zu können. Damit lassen sich auch Herstellungstoleranzen der einzelnen Baukomponenten korrigieren und die Anlage für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle verwenden, bei denen dieselbe Anzeige für unterschiedliche Frequenzen gewünscht wird. Wenn die Polarität der Gleichstromvorspannung sowie der Dioden umgekehrt wird, kann anstelle des NPH-Transistors 30 ein PIiP-Transistör Verwendung finden. Ferner kann zwischen den Transistor 30 und die Eingangsklemme 25 ein Transistorverstärker vorgeschaltet werden, wenn es notwendig ist, die erzeugte Spannung zu verstärken, um den effektiven Messbereich des Messinstrumentes derart zu erweitern, dass auch Spannungen angezeigt werden, deren Amplituden andernfalls nicht ausreichen, um den Transistor 30 leitend zu machen.

- 8 - Da

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Da diese Spannungen in der Regel bei sehr niederen Drehzahlen auftreten, wird durch die Verwendung eines derartigen Verstärkers der untere Grenzwert des-Messbereiches des Messinstrumentes zu niederen Frequenzen hin verschoben.

In Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines veränderbaren Reaktionsgenerators gemäss der Erfindung dargestellt, der eine magnetische Abtastvorrichtung 56 und eine Kreisscheibe 58 umfasst, die dazu benutzt werden, um eine Wechselspannung zu erzeugen,' deren Frequenz proportional der Winkelgeschwindigkeit einer Welle 59 ist, an der die Kreisscheibe 58 befestigt ist. Die magnetische Abtastvorrichtung 56 umfasst zwei Magnete 60 und 62, von denen gleiche Pole 68 und 70 einander zugewandt von einer Klammer 74' an einem Kern 72 anliegend gehalten werden. Der magnetische Fluss verläuft von den Polen 6Θ und 7Q zu den entsprechenden entgegengesetzten Polen 69 und 71· Der Fluss der beiden Magnete ist damit derart ausgerichtet, dass er sich in den lamellenartig aufgebauten Kernelementen 76 und 78 mit niederem magnetischen Widerstand addiert und damit die Anzeigeempfindlichkeit erhöht. Die Amplitude des im Kern 72 zu einer gegebenen Zeit vorhandenen Magnetflusses hängt von dem gesamten magnetischen Widerstand des Magnetkreises zu diesem Zeitpunkt ab. Dieser Magnetkreis umfasst auch den die Magnete 60 und 62 umgebenden Raum. Ein Induktor 80 mit einer mehrlagigen Spule auf einem rechteckigen Spulenkörper 82 ist auf den Kern 72 aufgeschoben. Die am Induktor 80 sich ausbildende Spannung ist der zeitlichen Änderung des Magnetflusses im Kern 72 proportional. Die Abtastvorrichtung 56 ist derart angeordnet, dass die aus einem Material mit niederem magnetischem Widerstand bestehende Kreisscheibe 58 in den Magnetfluss der Magnete 60 und 62 eingreift.

Aus Fig. 4 ist erkennbar., dass die Scheibe 58 einen ersten und zweiten Satz von Öffnungen aufweist, die sich jeweils in gleichen Abstand längs einer Kreislinie über die Kreisscheibe 58 .

- 9 - verteilen

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verteilen und konzentrisch zum Umfang der Kreisscheibe 58 angeordnet sind. Der erste Satz von Öffnungen ist ausgezogen dargestellt und umfasst die Öffnungen 90. Wenn aus einem bestimmten, durch die Anwendung gegebenen Grund dieser erste Satz Verwendung findet, muss die Abtastvorrichtung 56 in der dargestellten Weise angeordnet sein, so dass der Kern 72 auf die Öffnungen in der Scheibe 58 jeweils ausgerichtet isb, wenn sich diese zusammen mit der Welle 59 dreht.

Wenn sich die Scheibe 58 dreht, erhöht sich der Magnetfluss zwischen dem Kern 72 und den Polen 69 und 71 abwechselnd, wenn der Kern auf eine Öffnung ausgerichtet ist, und erniedrigt sich andererseits, wenn der Kern von dem Material der Kreisscheibe mit niederm magnetischem Widerstand abgedeckt ist«, Da alle Öffnungen eines gegebenen Satzes während einer Umdrehung der Welle 59 an dem Kern 72 vorbeilaufen, ist die Änderung des magnetischen Widerstandes abhängig von der Anzahl der Öffnungen und damit von der Winkelgeschwindigkeit der Welle. Die Änderung des Magnetflusses im Kern 72, die umgekehrt proportional der Änderung des magnetischen Widerstandes ist, induziert eine Wechselspannung im Induktor 80, deren Frequenz und Amplitude sich proportional mit der Winkelgeschwindigkeit der Welle 59 und der Anzahl der Öffnungen in der Kreisscheibe 58 ändert.

Die Erfindung ist besonders günstig für die Anzeige einer gegebenen Drehzahl verwendbar, da sie eine Grosse liefert, die dieser Drehzahl proportional ist. Zur Vereinfachung der Messangabe ist es notwendig, die Anzahl der Öffnungen in der Kreisscheibe 58 entsprechend der Anzeigekonstante auszuwählen, mit welcher die Drehzahl multipliziert werden muss, um zu der gewünschten Ablesung zu kommen. Die folgende Gleichung kann dazu benutzt werden, um einige der Systemparaaeter einschliesslich der Anzahl der Öffnungen für eine gegebene Anwendungsart zu berechnen. Diese Gleichung lautet:

- 10 - H -

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(60 sec/min)«F
hK

wobei N die Anzahl der öffnungen, K eine Skalenkonstante, M der Wert des vollen Skalenausschlags und F die Frequenz der Wechselspannung ist, die den vollen Skalenausschlag auslöst.

Als Beispiel soll die Geschwindigkeit in Meilen pro Stunde für ein Fahrzeug gemessen werden, bei welchem eine bestimmte Welle für jede Meile pro Stunde 84,7 Umdrehungen pro Minute ausführt. Daraus ergibt eich ein Skalenfaktor

r an oUmdreh.«Std. *■ " ^ÖH»' min-Meile

Für den dem Vollausschlag entsprechenden Skalenwert M ergibt sich somit eine maximale Geschwindigkeit von 25 Meilen pro Stunde, wobei sich ergab, dass der Vollausschlag beim Messinstrument 28 für eine an die Eingangsklemme 25 angelegte Wechselspannung mit einer Frequenz von F » 600 Hz sich einstellt. Wenn man diese Werte in die vorausstehende Gleichung einfügt, ergibt sich daraus der Wert 17 für die Anzahl der öffnungen N. Wenn der Wert N keine ganzzahlige Grosse ergibt, so kann die nächstliegende ganzzahlige Grosse für N in die vorausstehende Gleichung eingesetzt werden und daraus ein anderer Wert für die Frequenz F abgeleitet werden. Sodann wird der entsprechende Reaktionsgenerator auf diese Frequenz eingestellt,die dem vollen Skalenausschlag entspricht. Diesjer_wfolgt entweder durch eine entsprechende Einstellung des Potentiometers 50 oder durch die Verwendung einer anderen Zener-Diode 44, die eine geringfügig verschiedene Durchbruchsspannung aufweist. Es können auch gleichzeitig beide Grossen entsprechend geändert werden.

Eine andere mögliche Anwendungsart der Erfindung besteht auch darin, dass mit Hilfe eines einzigen Messinstrumentes die Drehzahl von mehreren Wellen festgestellt werden soll. So kann z.B.

- 11 - bei

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bei einem Mähdrescher die Drehzahl der Dreschtrommel, der Antriebsmaschine und die Geschwindigkeit über Grund gemessen werden. In einem solchen Fall ist es wünschenswert, dass die Anzeige immer an derselben Skala, wie sie z.B. in Fig. 2 dargestellt ist, abgelesen werden kann. Auf dieser Skala können Werte von Null bis 25 Meilen pro Stunde angezeigt werden, wenn die Geschwindigkeit über Grund gemessen wird, wogegen bei einer Drehzahlmessung Null bis 2 500 Umdreh./min von derselben Skala abzulesen sind. Vorausstehend wurde die Frequenz F für einen vollen Skalenausschlag auf 600 Hz festgelegt. Da für die Drehzahlmessung der maximale Skalenwert M 2 500 entsprechen soll, ergibt sich ein Skalenfaktor K von 1. Aus der vorausstehenden Gleichung kann nun die Anzahl der öffnungen errechnet werden, die in zwei mit der Dreschtrommel und der Antriebsmaschine verbundenen Kreisscheiben anzubringen sind, wobei sich ein Wert von 14 ergibt. Somit besitzt der eine Reaktionsgenerator 10 eine Kreisscheibe mit 17 öffnungen, die mit der Antriebswelle verbunden ist, wogegen der andere Reaktionsgenerator 12 eine mit der Kurbelwelle der Antriebsmaschine verbundene Kreisscheibe mit 14 öffnungen aufweist, und schliesslich der dritte Reaktionsgenerator 14 eine mit der Dreschtrommel verbundene Kreisscheibe mit 14 öffnungen besitzt. Wie aus Fig. 1 erkennbar, ist der jeweilige Ausgang der Reaktionsgeneratoren 10, 12 und 14 an die Eingangsklemme der Anzeigeeinrichtung 26 über den Drehschalter 16 anschliessbar. Zur Vereinfachung der Kreisscheibeninstallation ist es möglich, dass verschiedene Sätze von öffnungen auf derselben Scheibe, wie in Fig. 4 dargestellt, angebracht werden.

Vorausgehend wurde ein einfaches elektromagnetisches System für eine der Drehzahl einer Welle proportionale Anzeige geschaffen, die für jede beliebige einer Vielzahl von zu messenden Wellen verwendbar ist, wobei die unterschiedlichen Drehzahlen an einem Messinstrument ablesbar sind. Die Auswahl der Frequenzen und damit die Skalierung der Anzeige kann in

- 12 - einfacher

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einfacher Weise durch eine entsprechende Auswahl der Anzahl der öffnungen in den Kreisscheiben erfolgen, die verschiedenen Reakbionsgeneratoren zugeordneb sind, so dass damit die Ablesung an einem einzigen Messinstrument erfolgen kann. Die über Leitungen von den Reaktionsgeneratoren zu der Anzeigeeinrichtung übertragenen Signale machen einen wesentlich einfacheren und koatensparenderen Aufbau möglich, als dies bei elektromagnetischen Systemen mit mechanisch angetriebenen Anzeigevorrichtungen der Fall ist. Die einzelnen Kreisscheiben sind mit einer bestimmten Anzahl von öffnungen versehen, die gleichmässig über den Umfang verteilt sind, so dass der magnetische Widerstand im Magnetfluss entsprechend der Drehung der Scheibe veränderlich ist und von dem Reaktionsgenerator eine Wechselspannung geliefert wird, deren Frequenz der Anzahl der öffnungen und damit der Winkelgeschwindigkeit der Welle proportional ist.

- 13 - Patentansprüche

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Claims

PATENTANWALT

DIPL-ING. LEO FLEUCHAUS

β Mönchen 71.10. Feb. 197c

MelchiorttraB· 42

M.lnZ0«*.n

Patentansprüche

Elektrisches System für die Abtastung und Anzeige von unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten verschiedener Wellen mit Hilfe eines Messinstrumentes, dessen der Winkelgeschwindigkeit proportionale Skalenteilung gemeinsam verwendbar ist, und mit auf die Drehung der Welle «ui-3prechenden Generatoren, die ein der Winkelgeschwindigkeit proportionales Ausgangssignal liefern, dadurch gekennzeichnet, dass mit jeder Welle (59) eine Kreisscheibe (58) verbunden ist, die sich in einer bestimmten räumlichen Zuordnung zu einer Abtastvorrichtung (56) befindet und eine bestimmte Anzahl gleichmässig über den Umfang verteilter Öffnungen derart aufweist, dass bei der Drehung der Scheibe diese Öffnungen die Abtastvorrichtung passieren und eine Wechselspannung in der Abtastvorrichtung erzeugen, deren Frequenz proportional der Anzahl der Öffnungen und der Winkelgeschwindigkeit der Welle ist, wobei die Anzahl der üffamn^en in jeder Scheibe derart ausgewählt ist, dass eine¹ Yi#1 zahl von WechselSpannungen mit im wesentlichen de^' gleichen obersten frequenz entsprechend unterschiedlichen ^maximalen Winkelgeschwindigkeiten der einzelnen zugeordneten Wellen erzeugt werden, die somit fftr die Anzein auf einer gemeinsamen Skala geeignet sind, und dass ^i ie Anzeige-

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einrichtung (26) vorhanden ist, die auf die Wechselspannung der einzelnen Abtastvorrichtungen (56) anspricht und ein gemeinsames Messinstrument (28) derart ansteuert, dass dieses die Winkelgeschwindigkeit der der Wechselspannung zugeordneten Welle anzeigt.

Elektrisches Abtast- und Anzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisscheibe (5R) mehrere Sätze von öffnungen aufweist, die jeweils in gleichem Abstand längs konzentrischen Kreislinien in der Kreisscheibe angeordnet sind, so dass die Kreisscheibe wechselweise zur Bestimmung der unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten einer Vielzahl von Wellen verwendbar ict.

Elektrischer. Abtast- und Anzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (26) ein elektrisches Steuerelement, z.B. einen Transistor (30) umfasst, der abwechselnd in Abhängigkeit von der Frequenz der in der Abtastvorrichtung (56) induzierten Frequenz leitend und nicht leitend wird und ein Mesepotential für das Messinstrument (28) liefert.

Elektrisches Abtast- und Anzeigesystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass einen unterschiedlichen Strom einstellende Abstiiameinrichtungen, z.B. ein Potentiometer (5^) zwischen das elektrische Steuerelement und das Messinstrument zur Sichung des Messinstrumentes geschaltet sind.