DE2351885A1 - Einrichtung zur messung der drehgeschwindigkeit der welle von kfz-raedern fuer antiblockiervorrichtungen - Google Patents

Description

16. Oktober 1973 Dr.Gd/S

Allgemeine Indaoti-ie Commerz, Walter von lieizenbeck, 8000 München., ilauerkirclierstraße 43

ISinrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit der Welle von Efz-Rädern für Antiblockiervorrichtungen

Zur Verkürzung des-Bremsweges von Kraftfahrzeugen sind selbsttätig intermittierend wirkende Bremseinrichtungen vorgeschlagen v/orden,, bei denen während der Breniüintervalle jeweils kurzzeitig stärker gebremst wird als es bei Daue!'bremsung errahr-iuigsge^'iäß ohne Schleudergefahr bis zum vollständigen Still stand des Fahrzeugs zulässig ist. In den zwischen diesen Brems iiitei'vallcii liegenden Zeitabschnitten, d.h. in den Bremspausen, wird schwächer oder höchstens ebenso stark gebremst wie während der erwähnten Dauerbremsung.

Da der G-eschwindigkeitsverlust während der Bremsintervalle stärker ist als er es während Zeiträumen von der Dauer der der erwähnten Bremsintervalle bei Einwirkung der Dauerbremskraft sein würde, reduziert sich die bis zum vollständigen Stillstand des !Fahrzeugs erforderliche Zeit gegenüber der Zeitspanne, die bei Dauerbremsung bis zum vollständigen Stillstand verstreichen muß. Auch der insgesamt erforderliche Bremsweg wird wegen der intermittierend stattfindenden gegenüber dem Dauerbremsfall sehr viel stärkeren Bremsung viel kürzer.

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Voraussetzung für jede derartige selbsttätig intermittierend wirkende Bremseinrichtung, die üblicherweise als Antiblockiereinrichtung bezeichnet wird, ist eine Drehzahlmeßeinrichtung und eine geeignete Steuereinrichtung für die Bremsen, so daß die einzelnen Bremszyklen in der geschilderten Weise ablaufen können.

Es ist bekannt, !Drehzahlen mittels sogenannter photoelektrischer Sensoren zu messen, d.h. grundsätzlich mittels einer Lochscheibe und einer Photozelle eine Impulsfolge mit einer der zu messenden Drehgeschwindigkeit proportionalen Impulsfrequenz zu gewinnen. Es sind auch noch andere ebenfalls der Drehzahlmessung dienende Einrichtungen bekannt geworden, beispielsweise magnetische Abnelimerköpfe für eine ferromagnetische Lochscheibe und ferner auch Tachometergeneratoren der verschiedensten Ausführungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehgeschwindigkeits-Meßeinrichtung der Welle von Kfz-Rädern für Antiblockiereinrichtungen anzugeben, die keiner lochscheibe oder funktionsmäßig äquivalenter Bauelemente, wie z.B. eines Zahnkranzes, bedarf und sich für die Verwendung in Kraftfahrzeugen gut eignet.

Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, die gewünschte Einrichtung aus Bauelementen oder Komponenten der elektrischen Meßtechnik bzw. der Kraftfahrzeug-Technik zusammenzusetzen, die grundsätzlich bereits voll entwickelt und fabrikationsmäßig und betriebsmäßig bereits weitgehend ex^probt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe soll eine Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit, der Welle von Kraftfahrzeugrädern für Antiblockiervorrichtungen gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, daß einer sich mit dem Rad synchron oder proportional drehenden Wirbelstromscheibe ein deren Rand umfassender permanenter Magnet zugeordnet ist, der seinerseits vom einen Ende eines Dehnungsmeßstreifens gehalten wird, dessen anderes Ende, raumfest gelagert ist und daß die infolge

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der Wirbelströme in der Scheibe auf den Magneten ausgeübte Kraft diesen tangential zur Scheibe auslenkt, so daßdie Drehgeschwindigkeit durch Messung der Widerstände der beiden inaander fömiigen .Widerstandswicklungen des Dehnungsmeßstreifens in einer Meßbrücke erhalten werden kann.

Sine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird gemäß der v/eiteren Erfindung durch Benutzung einer zur Friktionsbremsung des Kfz-Rades dienenden Bremsscheibe guter galvanischer Leitfähigkeit als Wirbelstrcmscheibe geschaffen.

Eine wiederum weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das andere Ende des Dehnungsmeßstreifens an dem Brems sattel als raumfeste Lagerstelle befestigt ist.

Durch die Erfindung wird eine wesentliche Kostenersparnis bei der fabrikatorischen Fertigung gegenüber den oben genannten bekannten Einrichtungen erreicht und ein wesentlicher Fortschritt bezüglich der Sicherheit gegen betriebsmäßige Störungen.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, in welcher Figur 1 und 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen, Figur 3 eine zweite Ausführungsform und Figur 4. eine Meßbrückenschaltung.

In Figur 1 und 2, welche eine erste Ausführungsform der

aarstellen. Ißt mit 11

Erfindung im Aufriß bzw. im Grundriß/eine Welle eines Kfz-Rades bezeichnet, deren Drehgeschwindigkeit gemessen werden soll .

Die Welle 11 ist mit einer Wirbelstromscheibe 12 fest verbunden, die in ähnlicher Weise auegebildet ist wie die Wirbelstromscheibe eines Induktionszählers. Der Rand dieser Scheibe wird von einem permanenten Magneten 13 U-förmiger Gestalt'umfaßt, dessen beide parallelen Schenkel 14 und 15 beider-seits der Scheibe 12 liegen und von diesen beiden Scheibenseiten. einen geringen Abstand besitzen, um einen guten Schluß des magnetischen Flusses über die Wirbelstxomscheibe zu erreichen,

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Dieser Abstand ist in Figur 2 der Deutlichkeit halber vergrößert dargestellt und wird in Wirklichkeit etwa die Größe der Dicke der Scheibe 12 besitzen. An den beiden parallelen Schenkeln 14 und 15 können noch Polschuhe angebracht werden. Der permanente Magnet ist mit einem Ansatzkörper 16 fest verbunden, der seinerseits mit dem linken Ende des Stahlkörpers 17 eines im ganzen mit 18 bezeichneten Dehnungsmeßstreifens fest verbunden ist. Der Dehnungsmeßstreifen trägt von dem Staukörper isoliert zwei mäanderförmige Widerstandswicklungen 19 und 20, die in Pigur 1 kreuzschraffiert veranschaulicht sind und von denen in Pigur 2 die Wicklung 19 sich innerhalb der punktierten Umrandungslinie 21 befindet. Das rechte Ende des Stahlkörpers 17 ist in einem Befestigungsblock 22 raumfest in dem Fahrgestell 23 gelagert.

An den der Wirbelstromscheibe 12 zugewendeten Seiten der beiden Magnetschenkel 14 und 15 können noch Polschuhe etwa in Form flacher Kreisscheiben angebracht werden, wie an Hand eines weiteren Ausführungsbeispiels weiter unten noch besprochen werden wird.

Die Einrichtung nach Pigur 1 und 2 arbeitet in folgender Weise:

Im Ruhezustand des Kfz-Rades und der Meßeinrichtung liegt der TJ-Magnet zur Scheibe 12 so wie in Pigur 1 dargestellt. Wenn das Kfz-Rad zusammen mit der Scheibe 12 sich nun in Richtung des Pfeiles R dreht, werden durch den magnetischen Pluß in der Scheibe 12 Wirbelströme erzeugt und dabei ähnlich wie bei einem bekannten Induktionszähler mit Wirbelstrombremsung auf den U-Magneten, der ja durch den Stahlkörper 17 am Fahrgestell 23 elastisch gelagert ist, auf den Magneten eine in Tangentialrichtung zur Scheibe 12 gerichtete Kraft ausgeübt, die in Pigur 1 durch den Pfeil 24 angedeutet ist. Durch diese Kraft wird der Magnet 13 also in Tangentialrichtung zur Scheibe ausgelenkt, wobei innerhalb des vollen Meßbereichs der Drehgeschwindigkeit die Auslenkung nur einen Bruchteil eines Millimeters beträgt. Die dadurch hervorge-

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rufene Kompression der Einzelleiter der mäanderförmigen Wicklung 19 und die gleichzeitig hervorgerufene Dehnung der Einzelleiter der mäanderförmigen Wicklung 20 führt zu einer Vergrößerung des Widerstandes der Wicklung 19 und zu einer Verkleinerung des Widerstandes der Wicklung 20. Die im Betrieb auftretende Größe dieser beiden Widerstände gibt also ein Maß für die jeweilige Drehgeschwindigkeit und diese kann daher in einer gewöhnlichen Widerstandsnießbrücke gemessen werden.

line zweite Ausführungsform ist in Figur 3 veranschaulicht, in welcher 24 die Bremsscheibe einer gewöhrüLchen Reibungsbremseinrichtung eines Kfz-Rades ist und mit 25 schematisch der Bremssattel bezeichnet ist, der sich bei zunehmender Bremsung auf die Radwelle 11 hin bewegt. An den Bremssattel 25 ist ein abgewinkelter Haltekörper 26 angebaut, dessen in Figur 3 nach rechts abwärts führender Schenkel zur Halterung des der Bremsscheibe 24 abgewandten Endes des Stahlstreifens 17 des Dehnungsmeßstreifens 18 dient. Auf diesem Stahlkörper 17 sind wieder die beiden mäanderförmigen Wicklungen 19 und 20 angebracht, welche dieselbe Rolle spielen wie die Wicklungen gleichen Bezugszeichens in Figur 1 und 2 und an dem linken Ende des Stahlkörpers 17 ist wieder ein U-Magnet, welcher den Rand der Bremsscheibe 24 umfaßt, starr befestigt. Auf den beiden zueinander, parallelen Schenkeln des U-fÖrmigen Magneten können, wie an Hand der Figur 1 und 2 bereits besprochen, Polschuhe etwa in Form kleiner Kreisscheiben angebracht werden, die in Figur 3 durch einen punktierten Kreis 27 angedeutet sind.

Im Betrieb der Bremsscheibe wird durch die in der hier als Wirbelstromscheibe dienenden Bremsscheibe erzeugten Wirbelströme auf den Magneten 13 wieder, eine tangentiale Kraft ausgeübt, welche das freie Ende, an dem der Magnet befestigt ist, des Stahlstreifens 17 tangential zu der in Richtung des Pfeiles R umlaufenden Bremsscheibe auslenkt, so daß die Größe der beiden mäanderförmigen Widerstandswicklungen wieder ein Maß für die Drehgeschwindigkeit gibt.

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Es sei noch, erwähnt, daß die Wirbelstroiascheibe 12 nach Figur 1 und 2 je nach Bedarf auch über eine Zähnradüber- ' setzung, Reibungsradübersetzung oder über eine elastische Welle bzw. eine starre Welle mit Kardangelenken angetrieben werden kann.

In Figur 4 ist eine zur Widerstandsmessung bekannte Meßbrückenschaltung veranschaulicht. Im einen Zweig der Meßbrücke liegen die beiden Widerstände 19 und 20 und im anderen Zweig zwei Vergleichswiderstände 28 und 29. Der Ausschlag eines im horizontalen Brückenzweig liegenden Instrumentes 30 liefert je nach Abgeich der Brücke in bekannter Weise die Grundlage für die Messung der Widerstände 19 und 20 und damit für die Messung der Drehgeschwindigkeit. Die Brücke kann an ihren beiden Klemmen 31 und 32 mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom gespeist werden.

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Claims (3)

1. P a t e η t a η s pr ü c h e

   (^ 1y Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit der Welle von Kfz-Rädern für Antiblockiervorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß einer sich mit dem Rad synchron oder proportional drehenden Wirbelstromscheibe ein deren Rand umfassender permanenter Magnet zugeordnet ist, der seinerseits vom einen Ende eines Dehnungsmeßstreifens gehalten wird, dessen anderes Ende raumfest gelagert ist und daß die infolge der Wirbelströme in der Scheibe auf den Magneten ausgeübte Kraft diesen tangential zur Scheibe auslenkt, so daß die Drehgeschwindigkeit durch Messung der Widerstände der beiden mäande rf örmigen Widerstandswicklungen des Dehnungsmeßstreifens in einer Meßbrücke erhalten werden kann.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Benutzung einer zur Eriktionsbremsung des Kfz-Rades dienenden Bremsscheibe guter galvanischer Leitfähigkeit als Wirbelstromscheibe.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das andere Ende des Dehnungsmeßstreifens an dem Bremssattel als raumfeste Lagerstelle befestigt ist.

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