DE3124559A1

DE3124559A1 - Durch einen elektromotor gesteuerte tachometeranordnung

Info

Publication number: DE3124559A1
Application number: DE19813124559
Authority: DE
Inventors: Giorgio 20020 Arese Maggia
Original assignee: Fratelli Borletti SpA 20146 Milano; Fratelli Borletti SpA; Borletti SpA
Current assignee: Veglia Borletti SRL
Priority date: 1980-07-03
Filing date: 1981-06-23
Publication date: 1982-05-19
Also published as: IT8053356V0; GB2079473A; FR2486230B3; FR2486230A1; AR227428A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine durch einen Elektromotor gesteuerte Tachometeranordnung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Tachometeranordnung, die es möglich macht, sowohl eine Drehbewegung von einer ersten auf eine zweite Welle mittels eines elektrischenSystems zu übertragen, wie auch die Winkelgeschwindigkeit dieser Bewegung zu messen. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine Tachometeranordnung, die im wesentlichen enthält:

- einen ersten Generator, der elektrische Impulse mit einer der Drehwinkelgeschwiudigkeit der ersten Welle proportionalen Frequenz liefert;

- einen Elektromotor, dessen Welle mit der zweiten Welle zum Durchlaufen eines Drehwinkels verbunden ist;

- einen Geschwindigkeitsanzeiger, der eine auf Magnetfeldänderungen ansprechende Einrichtung hat;

- einen zweiten, mit einem magnetelektrischen Wandler versehenen Impulsgenerator;

- einen drehwinkelfest mit der Welle des Motors verbundenen Permanentmagneten, der so angeordnet ist, daß er sowohl die auf Magnetfeldänderungen ansprechende Einrichtung des Geschwindigkeitsanzeigers wie auch den magnetelektrischen Wandler aktiviert.

Eine Anordnung der vorerwähnten Art ist Gegenstand der italienischen Patentanmeldung Nr. G 7 91Ü - A/78, auf die hier besonders Bezug genommen wird. Bei dem Gegenstand dieser Anmeldung ist der zur Anwendung kommende magnetelektrische Wandler ein elektrisches Kontaktbauteil vom Reed-Typ, d.h. ein Federzungenkontaktbauteil. Die Anwendung von magnetelektrischen Wandlern anderer Arten wird nur von einem theoretischen Standpunkt in Betracht gezogen, und zwar wegen der beträchtlichen und unvorteilhaften Kostendifferenz zwischen diesen und dem lieed-Kontakt, wie auch wegen der Schwierigkeiten-, denen man sich beim korrekten Positionieren solcher Wandler" nut Bezug auf den Permanentmagnet gegenübergestellt sieht, indem ein überaus genauer Zusammenbau erforderlich ist, um korrekte Signale von solchen magnetelektrischen Wandlern zu erhalten.

Die Verwendung eines Ueed-Kontaktbauteils ist jedoch Ursache für bestimmte Nachteile technischer Art (Zuverlässigkeit) und bezüglich der Anwendung (z.B. als Tachometer im Kraftfahrzeugbau). Vom technischen Gesichtspunkt hat sich gezeigt, daß das Verhalten des Reed-Kontaktbauteils beträchtlich durch die Drehgeschwindigkeit des von der Motorwelle getragenen Permanentmagneten beeinflußt wird. In dieser Hinsicht ist es möglich, daß die einander zugewandten, die elektrischen Kontaktelemente darstellenden Pole auf üirer Eigenresonanzfrequenz vibrieren

oder daß sie in permanentein Kcntakt miteinander bleiben, wodurch die vom Geschwindigkeitsanzeiger gelieferten Angaben verfälscht werden. Ferner unterliegen, da das Reed-Kontalctbauteil im wesentlichen ein mechanisches Bauteil ist, seine Pole einem VerschMß, da sie fortwährend Bicgebcanspruchungen ausgesetzt sind, so daß fortschz-eitende Veränderungen in ihrem Ansprechen auf das vom Permanentmagnet erzeugte Magnetfeld mit der Zeit auftreten. Schließlich ist das fortwährende abwechselnde Öffnen und Schließen des elektrischen Kontakts zwischen den Polen über einen langen Zeitraum Veranlassung für einen fortschreitenden Anstieg im Widerstand an den Kontaktbereichen. Dieser Widerstandsanstieg kann durch mit Silber plattierte Pole verhindert werden, was aber beträchtliche zusätzliche Kosten erforderlich macht.

Es wurde auch festgestellt, daß bei Anwendung als Tachometer im Automobilbau das vom Reed-Kontaktelement erzeugte Klickergoräusch oft auf den Fahrer störend wirkt, und dieses kann nicht auf einfache Weise vermindert werden, da der Tachometer notwendigerweise am Instriunentenbrett unmittelbar vor dem Fahrersitz angebracht werden muß.

Der E_rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tachometeranordnung zu schaffen, die die erwähnten Nachteile bekannter Anordnungen nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einer Tachoineteranordnung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Die Ansprüche 2 bis 8 haben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des im Patentanspruch 1 definierten Erfindungsgegenstandes zum Inhalt.

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Der Erfindungsgegenstand wird anhand einer in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung einer Tachoiiieteranordiiung gemäß der Erfindung, wobei aus Gründen der Klarheit einige Teile weggelassen wurden;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung von Fig. 1 in einer Vertikalebene.

Das in Fig. 1 gezeigte, insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnete Teil einer Anordnung zur Erzeugung von Geschwindigkeit smaßangab en gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Elektromotor 2, dem über Kabel 3, 4 ein Signal zugeführt wird, ferner aus einem Permanentmagnet 5 von zylindrischer Gestalt, der mit einer Welle 6 des Elektromotors 6 fest verbunden und somit winkelig verlagerbar ist, aus einem Geschwindigkeitsanzeiger 7 bekannter Art und aus einem magnetelektrischen Wandler 8, die beide so angeordnet sind, daß sie durch das vom Permanentmagnet 5.erzeugte Magnetfeld gesteuert werden.

Die Anordnung 1 umfaßt auch ein Zählwerk IO bekannter Art, das im wesentlichen aus oinor Mohrzahl von Summj er trommeln 11 gebildet ist, die auf einer Welle 12 befestigt sind, welche fest und winkelig verstellbar an die Welle 6 des Elektromotors 2 über eine kinematische Verbindung 13 angeschlossen ist. Letztere weist zwei Wellan lk, 15 auf, die jeweils ein erstes Ende haben, das mit dem ersten Ende der anderen Welle verbunden ist, und ein zweites Ende haben, das im einen Fall mit der Motorwelle 6, im anderen Fall mit der Zählwerkwelle 12 über ein Getriebe mit Schnecke und Schragzahnstiriirad verbunden ist.

Der Geschwindigkeitsanzeiger 7 ist ebenfalls von bekannter Art und enthält im wesentlichen ein becherförmiges Teil 17, das an dem einen Ende einer Welle 18 fest und somit drehbar angebracht ist. Am anderen Ende der Welle l8 ist ein Zeiger 19 befestigt. Eine Rückhol-Sptralfeder 20 ist mit einem Ende an die Welle l8 angeschlossen, ihr entgegengesetztes Ende ist an einem Festpunkt eines in Fig. 1 nicht gezeigten Ti'agteils festgelegt.

Der magnetelektrische Wandler 8 besteht aus einer integrierten Schaltung, die ein auf den Hall-Effekt ansprechendes Bauteil enthält und die mit einem positiven Stromanschluß 22, mit einem negativen Stromanschluß 23 sowie mit einem Ausgangsanschluß 24, an dem ein Signal von hohem oder niedrigem Pegel liegt, was davon abhängt, ob das Magnetfeld vom Wandler 8 größer oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, versehen ist.

Gemäß der Erfindung ruht der Wandler 8 auf einer Platte 25, die im wesentlich cn die Gestalt eines Kreisringselctors hat und aus ferromagnetischem Material besteht, um die vom Magnet 5 erzeugten Magnetfeld-Kraftlinien zum Wandler 8 zu führen. Im gezeigten Beispiel ist der Magnet 5 ein Vierpol-Magnet, und die Platte 25 erstreckt sich über einen Kreisbogen von im wesentlichen 90 , damit die von zwei benachbarten Polen mit entgegengesetzter Polarität des Magneten 5 erzeugten Magnetfeld-Kraftlinien um den Wandler 8 geführt werden.

Die Platte 25 ruht auf der Oberseite einer gedruckten Schaltung 26, zu der die Anschlüsse. 22, 23 und 2k des Wandlers 8 führen. Die Schaltung 26 ist mit einem Fortsatz 27 versehen, der sich radial nach außen erstreckt und auf derjenigen Seite, die der der Platte 25 züge-

wandten Seite gegenüberliegt, drei Leiterbahnen 28, 29
und 30 (gestrichelt gezeichnet) trägt, die ermöglichen, daß jeder Anschluß 22, 23, 2k des Wandlers 8 elektrisch an die jeweiligen Veittndungsdrähte 32, 33 > 3k angeschlossen werden kann.

Die Fig. 2 zeigt, wie in der Praxis die verschiedenen
Teile des Tachometers relativ zueinander zusammengebaut sind. Im einzelnen ist ein unterer becherförmiger Bchai-, ter 36 zur Aufnahme des Motors 2 vorgeseheeu, ein Tragteil 37 dient im wesentlichen der Lagerung dos Geschwindigkeitsanzeigers 7 sowie des Zählwerks 10, und zwischen den Behälter 36 sowie das Tragteil 37 ist ein Formteil
38 eingesetzt, das im wesentlichen die gedruckte Schaltung 26, die Platte 25 und den Wandler 8 trägt.

Das Formteil 38 ist mit einer Durchgangsbohrung ko versehen, die den Durchtritt der Motorwelle 5 erlaubt, und
hat ferner einen Zapfen kl, der in einen im Gehäuse des Motors 2 vorgesehenen Sitz k2 eingreift. Die gedruckte
Schaltung 26, die Platte 25 und der Wandler 8 sind an
dem Formteil 38 dtirch Warmnieten eines Nietpaares kj>a,
k%h (Fig. 1) befestigt. Ferner hat das Formteil 3/* eine Fläche kk, die mit raohrei-on Stufen versehen ist,' und an jeder dieser ruht jeweils die Oberfläche dos Wandlers ei und ein Teil der Platte 25.

Die hier beschriebene Anordnung vermeidet die Nachteile bekannter Vorrichtungen bzw. Anordnungen. In dieser Beziehung wird ein korrektes Positionieren des Wandlers 8 mit Bezug zum Magnet 5 sichergesteJ-lt, und zwar sowohl
in einer axialen wie auch in einer radialen Richtung,
weil der Wandler 8 genau und zwingend am Formteil 38
festgelegt ist, das seinerseits auf dom Gehäuse des

Motors 2 ruht, während dor Magnet 5 mechanisch fest am Motorgehäuse durch die Motorwelle 6 gehalten ist.

Die Anwendung eines auf den Hall-Effekt ansprechenden Bauteils als magnetolektrischen Wandler beseitigt alle die Nachteile, die aus der Verwendung eines Reed—Kontaktbauteils herrühren, was demzufolge die Zuverlässigkeit des Tachometers 1 beträchtlich steigert. Insbesondere ist es bei geeigneter Wahl des Wandlers 8 möglich, an dessen Ausgangsanschluß 2k ein Signal mit einer Rechteckwellenform und einer Impulsperiode von 50% zu erhalten, was die Signalverarbeitung beträchtlich erleichtert.

Es ist offenbar, daß schließlich gegenüber der beschriebenen Ausführungsform des Tachometers 1 Abänderungen, die im Rahmen' der Erf indunglliegen,gemacht werden können.

Um ein Signal mit einer Frequenz zu "erhalten, die größer ist als die am Ausgangsanschluß 2¹I des Wandlers 8 im vorliegenden Fall vorhandene Frequenz für gleiche Drehwinkelgcschwindigkciten der Welle 6 des Motors 2, ist es beispielsweise nur notwendig, den Magnet 5 durch einen solchen mit einer größeren Polzahl zu ersetzen. In diesem Fall muß die Platte 25 in ihrer Größe so bemessen worden, daß sie sich über einen Winkel erstreckt, der das Führen des Flusses von zwei benachbarten Polen ermöglicht, d.h., sie in vorteilhafter Weise über einen Winkel zu erstrecken, der durch Teilen eines vollen Winkels (36O ) durch die Anzahl der Pole des verwendeten Magneten erhalten wird.

Claims

• ο β · β

PATENTANWÄLTE IW. nat. D

LBPLATZ 1 8500 NÜRNBERG 20

Fratelli Borletti S.p.A.

Via Washington 70

146 Milano/Italien

Durch einen Elektromo tor gesteuerte Tachometeranördnung

Patentansprüche

/ 1.Vachometeranordnun^ mit einem Elektromotor, mit einem mit einer auf Änderungen eines Magnetfelds ansprechenden Einrichtung versehenen Geschwindigkeitsanzeiger, mit einem magnet~elektrischen Wandler und mit einem Permanentmagneten, der mit einer Welle des Elektromotors drehbar fest verbunden und derart angeordnet ist, daß er sowohl die auf Magnetfeldänderungen ansprechende Einrichtung des Geschwindigkeitsanzeigers wie auch den magnetelektrischen Wandler ak tiviert, dadurch gekennzeichnet , daß der magnetelektrische Wandler (8) ein auf den Hall-

Effekt ansprechendes Bauteil enthält, das starr mit einem zwischen dem Gehäuse des Motors (2) und dem Permanentmagneten (5) angeordneten Formteil (38) verbunden und von diesem getragen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Platte (25) aus ferromagnetischem Material, auf der der Wandler (8) ruht.
3· Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Platte (25) als Kreisringsektor ausgebildet ist und sich über einen derartigen Winkelbereich erstreckt, daß der Fluß von zwei benachbarten Polen mit entgegengesetzter Polarität des Permanentmagneten (5) zum Wandler (8) zu leiten ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine gedruckte Schaltung (26), die mit Leiterbahnen (28, 29, 30) versehen ist, deren erstes Ende mit einem zugeordneten Anschluß (22,23,24) des Wandlers (8) verbunden und deren zweites Ende an einen zugeordneten Verbindungsdraht (3²,33,34) anschließbar angeordnet ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Platte (25) auf der gedruckten Schaltung (26) ruht und diese Schaltung (26), die Platte (25) sowie der Wandler (8) mit dem Formteil (38) verbunden sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5i gekennzeichnet durch ein Nietpaar (43a, 43b), das die gedruckte Schaltung (26) mit dem Formteil (38) verbindet.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Wandler (8) auf einer an dem Formteil (38) ausgebildeten Fläche (44) ruht.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Fläche (44) stufenförmig ausgebildet ist und daß ein Teil der Platte (25)
ebenfalls auf der Fläche (44) ruht.