DE3114569C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Geschwindigkeits­ messer mit Wirbelstrommeßwerk, mit einer an festen Lagerstellen drehbar gelagerten, einen Zeiger und einen Wirbelstromkörper tragenden Zeigerachse, an der eine ein Gegendrehmoment erzeugende Feder an­ greift, mit einem koaxial zum Wirbelstromkörper an­ geordneten Dauermagnet, der über einen Antrieb dreh­ bar antreibbar ist, dessen Antriebswelle gegenüber der Drehachse des Dauermagnets versetzt angeordnet ist.

Derartige bekannte Geschwindigkeitsmesser sind aus einer Vielzahl von Bauteilen aufgebaut, die nicht nur zu einer aufwendigen und teuren Montage führen, sondern die aufgrund der sich summierenden Toler­ anzen der einzelnen Bauteile eine genaue Justage des Luftspaltes zwischen Dauermagnet und Wirbel­ stromkörper nur mit größten Schwierigkeiten er­ möglichen. Eine solche genaue Justage des Luft­ spaltes ist aber erforderlich, um die vom Gesetz­ geber geforderte Meßgenauigkeit des Geschwindig­ keitsmessers zu erreichen.

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

Weitere Nachteile, die durch die Vielzahl der Bauteile bedingt sind, sind das große Bau­ volumen sowie die hohe Geräuschentwicklung.

Aus der US-PS 39 11 237 ist ein Geschwindig­ keitsmesser mit Wirbelstrommeßwerk bekannt, der einen an festen Lagerstellen drehbar ge­ lagerten Wirbelstromkörper aufweist, an dem eine ein Gegendrehmoment erzeugende Feder angreift. Der Geschwindigkeitsmesser be­ sitzt einen koaxial zum Wirbelstromkörper angeordneten Dauermagnet, der über einen Antrieb drehbar antreibbar ist.

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

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 Wirbelstromkörper feststehend möglich, so daß durch einfache Montage der genau einzuhaltende Luftspalt zwischen diesen beiden Teilen er­ reicht wird. Dieser Luftspalt wird auch während des Betriebes des Geschwindigkeits­ messers eingehalten, da die Lagertoleranzen aufgrund der festen Anordnung aller Lager dieser Teile gering gehalten werden können. Dies vermeidet ein zueinander zu bzw. von­ einander weg bewegen dieser beiden Teile aufgrund der unterschiedlichen elektromagnet­ ischen Wirkungen während des Betriebes.

Der Drehantrieb des Dauermagneten, der un­ abhängig gegenüber der Lagerung des Dauer­ magneten angeordnet ist, beeinflußt auf keine Weise den Luftspalt und damit das Zusammenwirken zwischen Dauermagnet und Wirbelstromkörper.

Auch können durch den direkten mecha­ nischen Drehantrieb des Dauermagneten keine Wirkungsgradverluste das Dreh­ zahlverhältnis zwischen der Drehzahl der Antriebswelle und der Dreh­ zahl des Dauermagneten verändern.

Die geringe Anzahl der Bauteile in Verbindung mit der ver­ setzten 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 Geschwin­ digkeitsmesser in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden soll.

Das Getriebe kann ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 besitzen, so daß der Dauermagnet mit der gleichen Drehzahl angetrieben wird wie sich die Antriebswelle dreht. Es ist aber auch mög­ lich, daß das Getriebe eine die Drehzahl des Dauermagneten ge­ genüber der Drehzahl der Antriebswelle reduzierende Über­ setzung 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 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 Platzverhält­ nisse des jeweils zur Verfügung stehenden Einbauraumes er­ fordern. Auch ermöglicht diese Bauart noch eine Gradabführung der flexiblen Antriebswelle bei Einbauraumverhältnissen, die bei herkömmlichen Geschwindigkeitsmessern eine Schrägabfüh­ rung der flexiblen Antriebswelle erfordern, da der Anschluß der flexiblen Antriebswelle an die Antriebswelle des Getrie­ bes sehr nahe im Bereich der Anzeigefläche des Geschwindigkeits­ messers angeordnet werden kann.

Ist aber für den Geschwindigkeitsmesser nur eine extrem ge­ ringe Einbautiefe zur Verfügung, so können genauso vorteil­ haft die Drehachsen der Antriebswelle und des Dauermagneten in einem Winkel, insbesondere in einem Winkel ungleich 90° zu­ einander stehen, so daß eine Schrägabführung der flexiblen Antriebswelle möglich ist.

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

Eine besonders platzsparende Ausbildung wird erreicht, wenn das Zahnradgetriebe aus einem mit dem Dauermagneten verbunde­ nen Innenzahnrad und einem mit der Antriebswelle verbundenen Stirnzahnrad besteht.

Eine ähnliche platzsparende Ausbildung wird erreicht, wenn das Zahnradgetriebe ein Kronenradgetriebe ist.

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

Der Dauermagnet kann auch ein auf einem drehbar gelagerten Magnetträger angeordneter Ringmagnet sein. Zur einfachen De­ finierung des Luftspaltes zwischen dem Wirbelstromgeber und dem Dauermagneten trägt es bei, wenn der Magnet bzw. der Mag­ netträger an einer festen Lagerstelle gelagert ist. Der Mag­ netträger kann scheibenartig mit einer zentrischen Lager­ bohrung ausgebildet sein und an seiner radial umlaufenden Um­ fangskante den Dauermagneten tragen. Gleichzeitig kann der Magnetträger als Zahnrad ausgebildet sein und in einer be­ sonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aus Kunst­ stoff bestehen.

Ist auf der Antriebswelle ein Antriebszahnrad eines Weg­ streckenzählers angeordnet, so erreicht man eine Konstruk­ tion einfachen Aufbaues. Alternativ kann die Antriebswelle eines Wegstreckenzählers aber auch vom Dauermagneten dreh­ bar antreibbar sein. In diesem Fall ist es besonders günstig, wenn mit dem Zahnrad des Dauermagneten ein auf der Antriebs­ welle des Wegstreckenzählers angeordnetes Zahnrad in Eingriff steht.

Die Drehachsen der Antriebswellen des Getriebes und des Weg­ streckenzählers können sowohl axial zueinander angeordnet sein oder auch koaxial zueinander angeordnet sein. Eine An­ ordnung axial zueinander ist insbesondere dann günstig mög­ lich, wenn die Antriebswelle des Wegstreckenzählers vom Zahn­ rad des Dauermagneten antreibbar ist. In diesem Fall kann das Zahnrad des Wegstreckenzählers an jeder beliebigen Stelle des Umfangs des Zahnrades des Dauermagneten angreifen, wodurch je nach dem vorhandenen Einbauraum eine entsprechende beliebige Anordnung der Antriebswelle des Wegstreckenzählers möglich ist. Das Zahnrad des Wegstreckenzählers ist dabei vorzugs­ weise 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 Lagerkugel abgestützt sein, die vorzugsweise in einer Bohrung eines mit dem Gehäuse des Geschwindigkeitsmessers festen Bau­ teils eingesetzt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Geschwindigkeitsmessers im Schnitt,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Geschwindigkeitsmessers im Schnitt.

Die in den Figuren dargestellten Geschwindigkeitsmesser be­ sitzen eine Zeigerachse 1, die an ihrem einen Ende einen Zei­ ger 2 trägt. Mit der Stirnseite 3 ihres anderen Endes liegt die Zeigerachse 1 auf einer Lagerkugel 4 auf, die in einer Bohrung 5 eines fest mit einer Bodenplatte 6 verbundenen La­ gerzapfens 7 eingesetzt ist.

Durch eine Feder 8, 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 Zeiger­ achse 1 ein ihrer Antriebsdrehrichtung entgegen gerichtetes Gegendrehmoment. Weiterhin trägt die Zeigerachse 1 einen als Wirbelstromglocke ausgebildeten Wirbelstromkörper 9.

Der zylindrische Teil des Wirbelstromkörpers 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 Lagerbohrung 12 und ist mit dieser auf dem zylindrischen, als Lager ausgebilde­ ten Lagerzapfen 7 drehbar angeordnet.

Radial innerhalb des Ringmagneten 11 ist im vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Magnetträger 10 ein Rückschlußring 13 angeordnet. Der Magnetträger 10 ist in einem der Bodenplatte 6 näheren Bereich als Stirnzahnrad 14 ausgebildet.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kämmt mit dem Stirnzahnrad 14 ein Stirnzahnrad 15 gleicher Zähne­ zahl. Das Stirnzahnrad 15 ist auf einer Antriebswelle 16 be­ festigt, die gegenüber der Drehachse 17 des Ringmagneten 11 versetzt und parallel zu dieser angeordnet und in der Boden­ platte 6 drehbar gelagert ist.

Auf das untere Ende 18 der Antriebswelle 16 wird die Dreh­ bewegung des Getriebeabganges bzw. eines Rades eines Fahr­ zeuges übertragen und dadurch der Ringmagnet 11 angetrieben. An dem oberen Ende dreht die Antriebswelle 16 ein Schnecken­ rad 19, das mit einem Zahnrad 20 eines Wegstreckenzählers kämmt. Damit wird von der Anriebswelle 16 nicht nur der Ringmagnet 11 und damit der Geschwindigkeitsmesser, sondern auch ein Wegstreckenzähler angetrieben.

In Fig. 2 wird das Stirnzahnrad 14 ebenfalls durch ein Stirn­ zahnrad 15 angetrieben, das wie in Fig. 1 auf einer Antriebs­ welle 16 befestigt ist. Außerdem kämmt mit dem Stirnzahnrad 14 aber noch ein zweites Stirnzahnrad 21, das auf einer se­ paraten Antriebswelle 22 eines Wegstreckenzählers befestigt ist, die ein Schneckenrad 19 zum Antrieb eines Zahnrades 20 des Wegstreckenzählers trägt.

Die Drehachsen der Antriebswellen 16 und 22 sind in Fig. 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 körper 9 Wirbelströme hervorgerufen, die ein auf den Wirbelstrom­ körper 9 wirkendes Drehmoment erzeugen. Diesem Drehmoment wirkt die Feder 8 entgegen, so daß der Ausschlag des Zeigers 2 ein Maß für die Geschwindigkeit der Antriebswelle 16 ist.

Claims (28)

1. Geschwindigkeitsmesser mit Wirbelstrommeßwerk, mit einer an festen Lagerstellen drehbar gelagerten, einen Zeiger und einen Wirbelstromkörper tragenden Zeigerachse, an der eine ein Gegendrehmoment erzeugende Feder angreift, mit einem koaxial zum Wirbelstromkörper angeordneten Dauer­ magnet, der über einen Antrieb drehbar antreibbar ist, dessen Antriebswelle gegenüber der Drehachse des Dauer­ magneten versetzt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet von einem zwischen Antriebswelle (16) und Dauermagnet angeordneten, mechanischen Getriebe dreh­ bar antreibbar ist.

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

3. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Getriebe eine die Drehzahl des Dauer­ magneten gegenüber der Drehzahl der Antriebswelle (16) reduzierende Übersetzung besitzt.

4. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Antriebswelle (16) und des Dauermagneten parallel zuein­ ander angeordnet sind.

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

6. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Winkel ungleich 90° ist.

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

8. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zahnradgetriebe ein Stirnradgetriebe ist.

9. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zahnradgetriebe ein Kegelradgetriebe ist.

10. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zahnradgetriebe aus einem mit dem Dau­ ermagneten verbundenen Innenzahnrad und einem mit der An­ triebswelle (16) verbundenen Stirnzahnrad besteht.

11. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zahnradgetriebe ein Kronenradgetriebe ist.

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

13. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bauteil aus kunststoffgebundenem Magnet­ material besteht.

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

15. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet bzw. der Magnetträger (10) an einer festen Lagerstelle gelagert ist.

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

17. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetträger (10) als Zahnrad (14) ausgebildet ist.

18. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetträger (10) aus Kunststoff besteht.

19. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle (16) ein Antriebszahnrad eines Wegstreckenzählers angeord­ net ist.

20. Geschwindigkeitsmesser nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (22) eines Wegstreckenzählers vom Dauermagneten drehbar antreibbar ist.

21. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit dem Zahnrad (14) des Dauermagneten ein auf der Antriebswelle (22) des Wegstreckenzählers ange­ ordnetes Zahnrad (21) in Eingriff steht.

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

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

24. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad des Weg­ streckenzählers ein Stirnzahnrad (21) ist.

25. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebszahnrad ein Schneckenrad (19) ist.

26. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigerachse (1) mit ihrer dem Zeiger (2) abgewandten Stirnseite auf einer fest angeordneten Lagerkugel (4) abgestützt ist.

27. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerkugel (4) in einer Bohrung (5) ei­ nes mit dem Gehäuse des Geschwindigkeitsmessers festen Bauteils eingesetzt ist.

28. Geschwindigkeitsmesser nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, 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 Dauermag­ net bzw. der Magnetträger (10) drehbar gelagert ist.