DE3114569A1

DE3114569A1 - Geschwindigkeitsmesser

Info

Publication number: DE3114569A1
Application number: DE19813114569
Authority: DE
Inventors: Georg 6367 Karben Grube
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1981-04-10
Publication date: 1982-11-11
Also published as: DE3114569C2

Description

Geschwindigkeitsmesser

Die Erfindung bezieht sich auf einen Geschwindigkeitsmesser mit LJirbelstrommeßwerk, mit einer an festen Lagerstellen drehbar gelagerten, einen Zeiger und einen LJirbelstromkörper tragenden ZeigerachsE, an der eine ein Gegendrehmoment erzeugende Feder angreift, mit einem koaxial zum Uirbelstromkörper angeordneten Dauermagnet, der über einen Antrieb drehbar antreibbar ist, dessen Antriebswelle gegenüber der Drehachse des Dauermagnets versetzt angeordnet ist.

Derartige bekannte Geschwindigkeitsmesser sind aus einer Vielzahl uon Bauteilen aufgebaut, die nicht nur zu einer aufwendigen und teuren Montage führen, sondern die aufgrund der sich summierenden Toleranzen der einzelnen Bauteile eine genaue Juatage des Luftspaltes zwischen Dauermagnet und LJirlielstromkürper nur mit größten Schwierigkeiten ermöglichen. Eine Bolche ijenaue .lustage des Luftspaltes int aber erforderlich, um die unm Gesetzgeber geforderte Meßgenauigkeit des Geschwindigkeitsmessers zu erreichen.

BAD ORIGINAL

31U569

Außerdem wird der Wirkungsgrad des Geschwindigkeitsmessers durch die hohe Zahl an beweglichen Teilen negativ beeinflußt.

Weitere Nachteile, die durch die Vielzahl der Bauteile bedingt sind, <;ind dns urnße Bauvnlutnen sowi e die hohe 'lcrnuischentu: cklung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen Geschwindigkeitsmesser nach dem Oberbegriff zu schaffen, der bei hoher Meßgenauigkeit einen Aufbau mit nur wenigen Bauteilen besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dauermagnet von einem zwischen Antriebswelle und Dauermagnet angeordneten mechanischen Getriebe drehbar antreibbar ist. Durch den erfindungsgemäßen Drehantrieb des Dauermagneten, sind die axialen und radialen Lagerstellen für den Dauermagneten und den klirbelstromkürper feststehend möglich, so daß durch einfache Montage der genau einzuhaltende Luftspalt zwischen diesen beiden Teilen erreicht wird. Dieser Luftspalt wird auch während des Betriebes des Geschwindigkeitsmessers eingehalten, da die Lagertoleranzen aufgrund der festen Anordnung aller Lager dieser TeIlB gering gehalten werden können. Dies vermeidet ein zueinander zu bzw,, voneinander weg bewegen dieser beiden Teile aufgrund der unterschiedlichen elektromagnetischen Wirkungen während des Betriebes.

Der Drehantrieb des Dauermagneten,der unabhängig gegenüber der Lagerung des Dauermagneten angeordnet ist, beeinflußt auf keine üJeise den Luftspalt und damit das Zusammenwirken zwischen Dauermagnet und üJIrbelstrorrkürpero

Auch können durch dein direkten mechanischen Drehantrieb des Dauermagneten keine lüirkun^r_L=grodverluste das Drehzahlv/erhältnis zuiinetten der Drehzahl di;r Antriebsuif?lle und der Drch-

BAD ORIGINAL

-s-

zahl des Dauermagneten verändern.

Die geringe Anzahl der Bauteile in Verbindung mit der versetzten Anordnung der Antriebswelle gegenüber der Drehachse des Dauermagneten ermöglichen es,den Geschwindigkeitsmesser mit geringem Bauvolumen,insbesondere mit geringer Bauhöhe auszugestalten, was besonders wichtig ist, wenn der Geschwindigkeitsmesser in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden soll.

1G Das Getriebe kann ein Übersetzungsverhältnis van 1:1 besitzen, so daß der Dauermagnet mit der gleichen Drehzahl angetrieben wird wie sich die Antriebswelle dreht. Es ist aber auch möglich, daß das Getriebe eine die Drehzahl des Dauermagneten gegenüber der Drehzahl der Antriebswelle reduzierende Übersetzung besitzt. Durch Änderung der Übersetzung können somit bei ansonsten gleichem Aufbau verschiedene Meßbereiche mit dem gleichen Geschwindigkeitsmesser gemessen werden·.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung können die 2Π Drehachsen der Antriebswelle und des Dauermagneten parallel zueinander angeordnet sein. Diese Ausbildung ermöglicht es, die Antriebswelle an jede beliebige Stelle des Umfangs des Dauermagneten anzuordnen je nachdem wie es die Platzverhältnisse des jeweils zur Verfügung stehenden Einbauraumes erfordern. Auch ermöglicht diese Bauart noch eine Gradabführung der flexiblen Antriebswelle bei Einbauraumverhältnissen, die bei herkömmlichen Geschwindigkeitsmessern eine Schrägabführung der flexiblen Antriebswelle erfordern, da der Anschluß der flexiblen Antriebswelle an die Antriebswelle des Getrie-3G bes sehr nahe im Bereich der Anzeigefläche des Geschwindigkeitsmessers angeordnet werden kann.

Ist aber für den Geschwindigkeitsmesser nur eine extrem geringe Einbautiefe zur Verfügung, so können genauso vorteilhaft die Drehachsen der Antriebswelle und des Dauermagneten

BAD ORIGINAL

31H569

in einem Winkel^ insbesondere in einem Winkel ungleich 90° zueinander stehen, so daß eine Schrägabführung der flexiblen Antriebswelle möglich ist.

Das Zahnradgetriebe kann entweder als Stirnradgetriebe oder auch als Hegelradgetriebe ausgebildet sein. Eine Ausbildung als Kegelradgetriebe hat denVorteil, daß eine Schrägabführung relativ einfach zu verwirklichen ist.

1G Eine besonders platzsparende Ausbildung wird erreicht, ωεηη das Zahnradgetriebe aus einem mit dem Dauermagneten verbundenen Innenzahnrad und einem mit der Antriebswelle verbundenen Stirnzahnrad besteht.

Eine ähnliche platzsparende Ausbildung ujird erreicht, wenn das Zahnradgetriebe ein Kranenradgetriebe ist.

Eine weitere Reduzierung der Bauteile und damit des Montageaufuiandes wird erreicht, wenn der Dauermagnet und ein Zahnrad ein Bauteil sind, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn das Bauteil aus einem kunststoffgebundenem Magnetmaterial besteht. Ein solches Bauteil läßt eine besonders günstige Herstellung durch Spritzgießen zu.

Der Dauermagnet kann auch ein auf einem drehbar gelagerten Magnetträger angeordneter Ringmagnet sein. Zur einfachen Definierung des Luftspaltes zwischen dem Wirbelstromgeber und dem Dauermagneten trägt es bei, wenn der Magnet bzw. der Magnetträger an einer festen Lagerstelle gelagert ist. Der Magnetträger kann scheibenartig mit einer zentrischen Lagerbahrung ausgebildet sein und an seiner radial umlaufenden Umfsngskante den Dauermagneten tragen. Gleichzeitig kann tier Kagnetträger als Zahnrad abgebildet sein und in einer besonders varteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aus Kunst-

BAD ORIGINAL

31H563

- tr-

staff bestehen.

Ist auf der Antriebswelle ein Antriebszahnrad eines LJegstreckenzählers angeordnet, sd erreicht man eine Konstruktion einfachen Aufbaues. Alternativ kann die Antriebswelle eines Lünrjstreckenzählers aber auch vdih Dauermagneten drehbar antreibbar sein. In diesem Fall ist es besonders günstig, uenn mit dem Zahnrad des Dauermagneten ein auf der Antriebswelle des lilegstreckenzählers angeordnetes Zahnrad in Eingriff steht.

Die Drehachsen der Antriebswellen des Getriebes und des üJegstreckenzählers können sowohl axial zueinander angeordnet sein oder auch koaxial zueinander angeordnet sein. Eine An-Ordnung axial zueinander ist insbesondere dann günstig möglich, wenn die Antriebswelle des Uegstreckenzählers vom Zahnrad des Dauermagneten antreibbar ist. In diesem Fall kann das Zahnrad des Lüegstreckenzählers an jeder beliebigen Stelle des Umfangs des Zahnrades des Dauermagneten angreifen, wodurch je

2Ü nachjdem vorhandenen Einbauraum eine entsprechende beliebige Anordnung der Antriebswelle des LJegstreckenzählers möglich ist. Das Zahnrad des Uegstreckenzählers ist dabei vorzugsweise ein Stirnrad oder ein Schneckenrad.

Um eine besonders gute Leichtgängigkeit der Drehbewegung der Zeigerachse zu ermöglichen, kann die Zeigerachse mit ihrer dem Zeiger abgewandten Stirnseite auf einer fest angeordneten Larjerkugel abgestützt sein, die vorzugsweise in einer Bohrung eirip.s mit dem Gehäuse des GeschüJindigkeitsmeGL>ers festen Bau-

-iü teils eingesetzt ist.

AuuführiJiigijtjElüpiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

BAD ORIGINAL

Figur 1 ein erstes AusführungsbeispiEl eines erfindungsgemäBen Geschwindigkeitsmessers im Schnitt

Figur 2 ein zweites Ausführungsbsispiel eines erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsmessers im Schnitt

Die in den Figuren dargestellten Geschwindigkeitsmesser besitzen eine Zeigerachse 1, die an ihrem einen Ende einen Zeiger 2 trägt« Mit der Stirnseite 3 ihres anderen Endes liegt die Zeigerachse 1 auf einer Lagerkugel k auf, die in einer ID Bohrung 5 eines fest mit einer Bodenplatte 6 verbundenen Lagerzapfens 7 eingesetzt ist.

Durch eine Feder B, die eine Spiralfeder ist und mit ihrem einen Ende an der Zeigerachse 1 und mit dem anderen Ende an Einem ortsfesten Bauteil befestigt ist, wirkt auf die Zeigerachse 1 ein ihrer Antriebsdrehrichtung entgegen gerichtetes Gegendrehmoment. Weiterhin trägt die Zeigerachse 1 einen als üJirbelstromglocke ausgebildeten Wirbelstromkörper 9.

Der zylindrische Teil des ijJirbelstramkärpers 9 umschließt mit geringem Abstand einen Ringmagnet 11, der an der radial umlaufenden Umfangskontur eines Magnetträgers 10 angeordnet ist·

Der Magnetträger 10 besitzt eine zentrische Lagsrbohrung 12 und ist mit dieser auf dem zylindrischen,als Lager ausgebildeten Lagerzapfen 7 drehbar angeordnet«,

Radial innerhalb des Ringmagneten 11 ist im vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Magnetträger 10 ein Rückschlußring angeordnet. Der Magnetträger 10 ist in einem der Bodenplatte näheren Bereich als Stirnzahnrad Ik ausgebildet.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kämmt

. ^; ■:·--·;;. . 31H569

nt

mit dem Stirnzahnrad 14 ein Stirnzahnrad 15 gleicher Zähnezahl. Das Stirnzahnrad 15 ist auf einer Antriebswelle 16 befestigt, die gegenüber der Drehachse 17 des Ringmagneten 11 versetzt und parallel zu dieser angeordnet und in der Bodenplatte 6 drehbar gelagert ist.

Auf das untere Ende 1B der Antriebswelle 16 wird die Drehbewegung des Getriebeabganges bzw. eines Rades eines Fahrzeuges übertragen und dadurch der Ringmagnet 11 angetrieben. An dem oberen Ende dreht die Antriebswelle 16 ein Schneckenrad 19, das mit einem Zahnrad 20 eines LJegstreckenzählers kämmt. Damit wird v/on der Antriebswelle 16 nicht nur der Ringmagnet 11 und damit der Geschwindigkeitsmesser, sondern auch ein üJegstreckenzähler angetrieben.

In Figur 2 wird das Stirnzahnrad 14 ebenfalls durch ein Stirnzahnrad 15 angetrieben, das wie in Figur 1 auf einer Antriebswelle 16 befestigt ist. Außerdem kämmt mit dem Stirnzahnrad 14 aber noch ein zweites Stirnzahnrad 21, das auf einer se-

2D paraten Antriebswelle 22 eines Uegstreckenzählers befestigt ist, die ein Schneckenrad 19 zum Antrieb eines Zahnrades 20 des LJegstreckenzählers trägt.

Die Drehachsen der Antriebswellen 16 und 22 sind in Figur 2 koaxial zueinander angeordnet. Sie können aber auch parallel zueinander angeordnet sein, so daß die Stirnzahnräder 15 und 21 an verschiedenen Stellen des Umfanges des Stirnzahnrades 14 angreifen.

Durch die Antriebswelle 16 und das Stirnzahnrad 15 wird in den Figuren das Stirnzahnrad 14 und damit der Ringmagnet 11 zu einer Drehbewegung angetrieben. Durch diese Drehbewegung werden von dem Feld des Ringmagneten 11 in dem Wirbelstrom-

-M-

körper 9 üJirbelströme hervorgerufen, die ein auf den LJirbeistromkörper 9 wirkendes Drehmoment erzeugen. Diesem Drehmoment wirkt die Feder B entgegen, so daB der Ausschlag des Zeigers 2 ein Maß für die Geschwindigkeit der Antriebswelle 16 ist.

Claims

Patentansprüche

r\y Geschwindigkeitsmesser mit Lüirbelstromrneßwerk,rnit einer an festen LagErstellen drehbar gelagerten, Einen Zeiger und einen üJirbelstromkörper tragenden Zeigerachse, an der eine ein Gegendrehmoment erzeugende Feder angreift, mit einem koaxial zum Idirbelstromkörper angeordneten Dauermagnet, der über einen Antrieb drehbar antreibbar ist, dessen Antriebswelle gegenüber der Drehachse des Dauermagneten versetzt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet von einem zwischen Antriebswelle (16) und Dauermagnet angeordneten, mechanischen Getriebe drehbar antreibbar ist.

2. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 besitzt.

3. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe eine die Drehzahl des Dauermagneten gegenüber der Drehzahl der Antriebswelle (1G) 2G reduzierende Übersetzung besitzt.

BAD ORIGINAL

31H569

h. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Antriebswelle (1G) und des Dauermagneten parallal zueinander angeordnet sind.
5

5. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Antriebswelle (16) und des Dauermagneten in einem Winkel zueinander stehen.

6. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ungleich 90 ist.

7. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Zahnradgetriebe ist.

B. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe ein Stirnradgetriebe ist.

9. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe ein Hegelradgetriebe ist.
25

10. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe aus einem mit dem Dauermagneten verbundenen Innenzahnrad und einem mit der Antriebswelle (16) verbundenen Stirnzahnrad besteht.

11. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe ein Hronenradgetriebe ist.

BAD ORIGINAL

31H569

12. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daB der Dauermagnet und das Zahnrad (14) ein Bauteil sind.

13. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil aus kunststaffgebundenem Magnetmaterial besteht.

14. Geschwindigkeitsmesser nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet ein auf einem drehbar gelagerten Magnetträger (10) angeordneter Ringmagnet (11) ist.

15. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden An-' Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet bzw. der Magnettrager (10) an einer festen Lagerstelle gelagert ist.

16. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetträger (10) scheibenartig mit einer zentrischen Lagerbohrung (12) ausgebildet ist und an seiner radial umlaufenden Umfangskante den Dauermagnet trägt.

17. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetträger (10) als Zahnrad (14) aungebildet ist.

18. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetträger (1D) aus Kunststoff besteht.

31U569

19. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle (16) ein Antriebszahnrad eines Ldegstreckenzählers angeordnet ist.

2G. Geschwindigkeitsmesser nach einem der Ansprüche 1 - 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebswelle (22) eines Lüegstreckenzählers \jam Dauermagneten drehbar antreibbar ist.

21. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 2G, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Zahnrad (1O des Dauermagneten ein auf der Antriebswelle (22) des LJegstreckenzählers angeordnetes Zahnrad (21) in Eingriff steht.

22. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Antriebswellen (16 und 22) des Getriebes und des LUegstrekkenzählers axial zueinander angeordnet sind.

23. Geschwindigkeitsmesser nach einem der Ansprüche 1-21, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Antriebswellen (16 und 22) des Getriebes und des Idegstreckenzählers koaxial zueinander angeordnet sind.

2h. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüchej dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad des bJegstreckenzählers ein Stirnzahnrad (21)ist.

3D 25. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad ein Schneckenrad (19) ist.

BAD ORIGfNAL

31H569

26. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigerachse (1) mit ihrer dem Zeiger (Z) abgewandten Stirnseite auf einer fest angeordneten Lagerkugel (4) abgestützt ist.

27. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkugel (it) in einer Bohrung (5) eines mit dem Gehäuse des Geschwindigkeitsmessers festen Bauteils eingesetzt ist.

2B. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkugel (4) in einer stirnseitigen Bohrung (5) eines feststehenden, zur Zeigerachse (1) koaxialen Lagerzapfens (7) eingesetzt ist, auf dessen zylindrischer Mantelfläche der Dauermagnet bzw. der Magnetträger (10) drehbar gelagert ist.