DE2331197A1 - Magnetisches mess- oder anzeigegeraet - Google Patents

Description

Patentanwälte
Dipl.-Ing. W.Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Jochem

Frankfurt am Main Staufenstrasse 36

Ford-Werke Aktiengesellschaft
5 Köln/ Rhein
Ottoplatz 2

Magnetisches Meß- oder Anzeigegerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meß- oder Anzeigegerät mit stromdurchflossenen Spulen und einem auf einer Welle drehbar an einem Tragrahmen gelagerten, mit einem Zeiger od.dgl. verbundenen Permanentmagneten.

Ein derartiges Gerät ist besonders geeignet zur Verwendung bei Kraftfahrzeugen, z.B. zum Anzeigen der Kraftstoffreserve, Motortemperatur, des Öldrucks, der elektrischen Stromstärke oder Stromrichtung oder anderer physikalischer Bedingungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meß- oder Anzeigegerät der genannten Art zu schaffen, welches in gleicher Grundausfuhrung für die verschiedensten Anwendungen brauchbar ist, insbesondere wahlweise durch Zeigerausschlag von rechts nach links oder umgekehrt anzeigt. Dies ist normalerweise bei Meß- oder Anzeigegeräten mit konzentrisch übereinander gewickelten Spulen schwer zu erreichen, weil dort notwendigerweise die eine Spule außerhalb der anderen liegt und deshalb eine geringere Wirkung hat. Außerdem ist die für eine Windung der äußeren Spule

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Fo 8484/18.6.1973

erforderliche Drahtlänge größer als bei der inneren Spule. Dies wiederum beeinflußt den elektrischen Widerstand der Windung. Weil mit Gleichstrom gearbeitet wird, bestimmt der Widerstand der Spulen die Stärke des sie durchfließenden Stroms und den Zeigerausschlag.

Vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Paar schraubenförmig auf den Tragrahmen gewickelter Spulen V-förmig angeordnet ist und die Achse der Welle zwischen den Spulen innerhalb des durch diese gebildeten Vs liegt.

Die vorgeschlagene Konstruktion erlaubt die Verwendung von zwei identischen Spulen, d.h. Spulen gleicher Windungszahl und gleichen Durchmessers in symmetrischer Anordnung. Dies wiederum gestattet, daß das erfindungsgemäße Meß- oder Anzeigegerät unverändert in einer Vielzahl von Anwendungsfällen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, verwendet werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert· Es zeigen:

Fig. 1 in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf die inneren Teile eines erfindungsgemäßen Meß- oder Anzeigegeräts,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Gerät nach Fig. 1 gemäß Schnittlinie 2-2,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Gerät nach Fig. 1 gemäß Schnittlinie 3-3,

Fig. 4 einen elektrischen Schaltplan für das Gerät nach Fig. 1 bis 3·

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In allen Zeichnungsfiguren tragen übereinstimmende Einzelteile dieselben Bezugszeichen. Es wird zunächst auf Pig· bezug genommen.

Der insgesamt mit 10 bezeichnete Stromkreis schließt eine Gleichstromquelle 12 ein, deren eine Anschlußklemme geerdet und deren andere Anschlußklemme über einen Schalter 13 mit einem den Strom begrenzenden Widerstand 14 verbunden ist. Eine Zenerdiode 16 kann parallel zur Gleichstromquelle 12 und zum Widerstand 14 gelegt sein, so daß eine der Anschlußklemmen der Zenerdiode geerdet und die andere bei einer Verbindungsstelle 18 an den Stromkreis angeschlossen ist. Die Zenerdiode 16 steuert das an das magnetische Meßgerät gelegte Potential an der Verbindungsstelle 18.

Zu dem Anzeigegerät gehören weiterhin zwei elektrische Spulen 20 und 22. Diese sind über Leiter 24 bzw. 26 einerseits jeweils mit der Verbindungsstelle 18 verbunden. Das andere Ende der Spule 20 hat über einen Leiter 28 Verbindung mit einem festen Widerstand 30, dessen gegenüberliegender Anschluß, wie gezeigt, geerdet ist. In entsprechender Weise ist die andere Seite der Spule 22 über einen Leiter mit einem geerdeten einstellbaren Widerstand 34 verbunden. Die neben den Spulen 20 und 22 in Pig. 4 eingetragenen Pfeile zeigen die Richtung des durch den Stromfluß in den Spulen erzeugten magnetischen Feldes an. Die Größe des Widerstands 34 kann entsprechend den jeweiligen physikalischen Bedingungen, welche überwacht werden sollen, eingestellt werden. Damit läßt sich die Stromstärke und das durch die Spule 22 erzeugte magnetische Feld, und somit auch die Anzeigecharakteristik des Geräts den jeweiligen Bedingungen anpassen.

Der Aufbau des Anzeigegeräts geht aus den Fig. 1 bis 3 hervor. Danach hat das Gerät einen Tragrahmen 36 aus einem

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nicht-magnetischen Material, vorzugsweise gegossenem Kunststoff. Der Tragrahmen 36 gliedert sich in zwei zueinander passende Teile 38 und 40, die zusammen eine innere Kammer bilden, welche vorzugsweise mit Silikon-Flüssigkeit gefüllt ist und einen scheibenförmigen Permanentmagneten 44 mit angedeutetem Nord- und Südpol aufnimmt. Der Permanentmagnet 44 sitzt auf einer Welle 46 und ist zusammen mit dieser drehbar. Die Welle 46 ist einerseits in einem Lager 48 im ersten Tragrahmenteil 38 und andererseits in einem Lager im zweiten Tragrahmenteil 40 gelagert. Am äußeren Ende der Welle 46 ist ein Zeiger 52 befestigt. Eine Drehbewegung des Permanentmagneten 44 läßt die Welle 46 und mit ihr den Zeiger 52 drehen, wobei sich der letztere über eine Skalenscheibe 54 bewegt. Die Skalenscheibe und ein Gehäuse mit einer nicht-leitenden Rückwand 58 umschließen das magnetische Meß- und Anzeigegerät. Eine rückwärtige Platte 60 mit einer gedruckten Schaltung kann auf die Rückwand 58 aufgeschweißt oder aufgeklebt sein, um die elektrische Verbindung zu den verschiedenen Anschlüssen des Geräts zu vereinfachen.

In alternativer Ausführung kann das Gehäuse des Geräts auch aus einem (ferro-) magnetischen Material bestehen, um die Spulen und den Permanentmagneten gegenüber magnetischen Streufeldern zu isolieren.

Der Tragrahmen 36 bildet zwei Haspeln oder Spulenkörper 62 und 64, auf welche die elektrischen Spulen 20 bzw. 22 aufgewickelt sind. Die Spulenkörper 62 und 64 haben vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt und sind so angeordnet, daß sie zusammen mit den aufgewickelten Spulen ein V bilden, wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich. Die Achsen der Spulen 20 und 22 schneiden sich in einem Punkt außerhalb der Spulen und zwischen ihnen. Gemäß der Zeichnung schneidet dabei die Achse 66 der Spule 20 die Achse 68 der Spule 22 in einem Punkt auf oder nahe der senkrecht zu den beiden genannten

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Achsen liegenden Achse der VielIe 46.

Der Tragrahmen 36 ist mit der Rückwand 58 durch elektrisch leitende Bolzen 70, 72 und 74 verbunden, welche vorzugsweise aus einem nicht-magnetischen Material bestehen. Mit diesen Bolzen sind die Anschlußenden der Spulen verbunden, wie am besten aus Fig., 1 ersichtlich. Der Bolzen 74 bildet dabei eine gemeinsame Anschlußstelle für die Spulen 20 und 22 und entspricht der Verbindungsstelle 18 gemäß Fig. 4. Der Stromfluß vom Anschluß am Bolzen 74 durch die Spulen 20 und 22 erzeugt magnetische Felder, deren Richtungen in Fig. 1 durch Pfeile auf den Spulenachsen 66 und 68 angedeutet sind. Der drehbare Permanentmagnet 44 ist in derjenigen Stellung gezeichnet, welche er einnimmt, wenn xlie Spulen 20 und 22 identisch sind und von gleichen Strömen durchflossen werden. In jedem Fall nimmt der Magnet 44 eine Stellung ein, in der seine Pole entsprechend dem resultierenden Vektor der durch die Spulen 20 und 22 erzeugten magnetischen Felder ausgerichtet sind·

Wenn es erwünscht ist, daß sich der Permanentmagnet 44 nach dem Abschalten des Stroms durch die Spulen 20 und 22 in eine bestimmte Drehstellung bewegt, z.B. eine Nullstellung oder sonstige unter© Skalenstellung, kann ein Ring 76 aus einem magnetischen Material so angeordnet werden, daß er die Welle 46 umgibt· Bm Ring 76 hat eine Unterbrechung 78· Diese wird mit Hilfe eines VorSprungs oder einer Nase 80, welche einstückig mit dem Tragrahmen ausgebildet ist, in der richtigen Stellung auf diesem festgelegt· Wenn kein Strom mehr durch die Spulen 20 und 22 fließt, also z.B. der Schalter 13 geöffnet ist, dreht sich der Permanentmagnet 44 so, daß einer seiner Pole mit der Unterbrechung im Ring 76 fluchtet.

Es ist für das beschriebene Gerät wesentlich, daß sich die Spulen 20 und 22 nicht übergreifen und somit hinsichtlich

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der Anzahl der Drahtwindungen und des Querschnitts identisch ausgebildet werden können.

Patentansprüche /

Po 8484/18.6.1973 30988A/0A57

Claims (8)

1. Patentansprüche

   Meß- oder Anzeigegerät mit stromdurchflossenen Spulen und einem auf einer Welle drehbar an einem Tragrahmen gelagerten, mit einem Zeiger od.dgl., verbundenen Permanentmagneten, dadurch g ekennzeichnet, daß ein Paar schraubenförmig auf den Tragrahmen '(36) gewickelter Spulen (20, 22) V-förmig angeordnet ist und die Achse der Welie (46) zwischen den Spulen (20, 22) innerhalb des durch diese gebildeten Vs liegt.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Teile (38, 40) des Tragrahmens (36) auch die Spulenkörper (62, 64) bilden, auf welche die Spulen (20, 22) aufgewickelt sind.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jede der Spulenachsen (66, 68) die Achse der Welle (46) in einem Punkt außerhalb und zwischen den Spulen (20, 22) schneidet.
4. 4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenachsen.(66, 68) die Welle (46) in einem gemeinsamen Punkt schneiden.
5. 5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die Welle (46) mit der die Spulenachsen (66, 68) enthaltenden Ebene einen rechten Winkel bildet.
6. 6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen die Welle (46) umgebenden, unterbrochenen magnetischen Ring (76).

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7. 7. Gerät nach einem der Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Tragrahmen (36) aus zwei zusammensetzbaren Teilen (38, 40) besteht, die je ein Lager (48, 50) für die Welle (46) und zusammen eine Kammer (42) bilden, in der sich der Permanentmagnet (44) befindet.
8. 8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (20, 22) dieselbe Anzahl Windungen und dieselbe Drahtlänge haben.

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