DE3839547A1 - Wirbelstrommesswerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wirbelstrommeßwerk, insbeson­ dere Tachometer, welches einen drehfest auf einer An­ triebswelle angeordneten, kreisscheibenförmigen Dauer­ magneten und in geringem Abstand dazu einen drehfest auf einer Zeigerwelle angeordneten Wirbelstromkörper aus elektrisch leitendem Material und einen dahinter angeord­ neten Rückschlußkörper aus einem magnetischen Werkstoff aufweist. Solche Wirbelstrommeßwerke sind als Tachometer in Kraftfahrzeugen allgemein bekannt und gebräuchlich.

Bei den bekannten Meßwerken der vorstehenden Art ist der Wirbelstromkörper als Glocke ausgebildet, welche über den Dauermagneten greift. Radial hinter der Glocke ist der Rückschlußkörper in Form eines ortsfesten Ringes an­ geordnet. Der Dauermagnet ist zur Erzeugung von Wirbel­ strömen im Wirbelstromkörper radial magnetisiert.

Die glockenförmige Ausbildung des Wirbelstromkörpers hat den Vorteil, daß die Spaltbreite zwischen Wirbelstrom­ körper und Dauermagnet unabhängig von axialen Toleranzen stets konstant ist. Nachteilig bei dem bekannten Meßwerk ist es jedoch, daß es in radialer Richtung relativ groß­ volumig baut, da zwei Bauteile mit Abstand über den Dauermagneten greifen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wirbel­ strommeßwerk der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es möglichst kompakt ist, ohne jedoch toleranzemp­ findlich zu sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dauermagnet axial magnetisiert und der Wirbelstrom­ körper ebenfalls als Kreisscheibe ausgebildet und mit geringem, axialen Abstand zur Stirnfläche des Dauerma­ gneten auf der Zeigerwelle angeordnet ist.

Durch diese Gestaltung wird der Durchmesser des Meß­ werkes vom Durchmesser des Dauermagneten bestimmt. Des­ halb ist das Wirbelstrommeßwerk in radialer Richtung wesentlich kompakter als das bisher bekannte Meßwerk mit radialer Magnetisierung und mit einer Wirbelstromglocke. Da man die Zeigerwelle auf der Stirnfläche der Antriebs­ welle abstützen kann, wie das auch sonst bei vergleich­ baren Meßwerken üblich ist, treten keine störenden Tole­ ranzen auf, durch die es zu unerwünschten Abstands­ schwankungen zwischen Wirbelstromkörper und Dauermagnet kommt.

Die Erfindung läßt sich natürlich auch verwirklichen, wenn man in kinematischer Umkehr der Verhältnisse den Dauermagneten an der Zeigerwelle und den Wirbelstrom­ körper an der Antriebswelle vorsieht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß auf der dem Dauermagneten abgewandten Seite des Wirbelstromkörpers auf dem Wirbelstromkörper der Rückschlußkörper angeordnet ist. Bei dieser Ausgestal­ tung ist der Rückschlußkörper nicht ortsfest angeordnet, sondern fest auf dem Wirbelstromkörper. Dadurch zieht das Magnetfeld diesen Rückschlußkörper zusammen mit dem Wirbelstromkörper in Richtung des Dauermagneten, so daß diese Teile durch Magnetkräfte zusammengehalten werden und es nicht zu Abstandsschwankungen zwischen Dauerma­ gnet und Wirbelstromkörper kommen kann.

Der Dauermagnet ist in axialer Richtung vollständig durch Eisenteile gekapselt, so daß das Wirbelstrommeß­ werk besonders wirkungsvoll arbeitet, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auf der dem Wirbel­ stromkörper abgewandten Seite des Dauermagneten ein weiterer Rückschlußkörper angeordnet ist.

Den Einfluß des ansteigenden, elektrischen Widerstandes des Wirbelstromkörpers mit zunehmender Temperatur kann man auf einfache Weise dadurch kompensieren, daß auf der dem Wirbelstromkörper zugewandten Seite des Dauermagne­ ten ein Kompensationsring aus einem Werkstoff aufgesetzt ist, dessen magnetischer Widerstand sich bei Temperatur­ anstieg vergrößert.

Das Wirbelstrommeßwerk kann zusätzlich zu seiner Funk­ tion als Tachometer auch zur Erzeugung eines geschwindig­ keitsproportionalen Signals benutzt werden, wenn der Dauermagnet zumindest einen radial nach außen gerichte­ ten, an einem Magnetfeldsensor vorbei beweglichen Lappen aufweist. Die Signale des Magnetfeldsensors können bei­ spielsweise einer Fahrgeschwindigkeitsregelung, einer Lautstärkenregelung eines Autoradios oder einem Bord­ rechner zugeführt werden.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von schematisch in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In ihr zeigen die Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Meßwerkes nach der Erfindung, teilweise geschnitten dargestellt,

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch einen unteren Bereich des Meßwerkes.

In Fig. 1 ist eine Antriebswelle 1 dargestellt, welche auf übliche Weise in einem Kraftfahrzeug geschwindig­ keitsabhängig angetrieben ist. Drehfest auf dieser An­ triebswelle 1 ist ein Dauermagnet 2 in Form einer Kreis­ scheibe angeordnet, der in axialer Richtung magnetisiert ist. Auf der Stirnseite der Antriebswelle 1 stützt sich eine Zeigerwelle 3 ab, die mit geringem, axialen Abstand zum Dauermagneten 2 einen Wirbelstromkörper 4 aus elek­ trisch leitendem Material, üblicherweise Kupfer oder Alu­ minium, haltert. Dieser Wirbelstromkörper 4 ist eben­ falls als Kreisscheibe ausgebildet.

Die Zeigerwelle 3 durchdringt ein Ziffernblatt 5 und trägt oberhalb dieses Ziffernblattes 5 einen Zeiger 6. Eine übliche Rückholfeder 7 spannt die Zeigerwelle 3 in Nullstellung vor.

Auf dem Wirbelstromkörper 4 ist ein deckungsgleich aus­ geführter Rückschlußkörper 8 aus Eisen angeordnet. Ein entsprechender Rückschlußkörper 9 befindet sich unter­ halb des Dauermagneten 2. Zum Ausgleich von Temperatur­ einflüssen ist auf der dem Wirbelstromkörper 4 zuge­ wandten Stirnfläche des Dauermagneten 2 ein Kompensati­ onsring 10 aus einer Nickellegierung aufgesetzt.

Um das Meßwerk zusätzlich zur Gewinnung geschwindigkeits­ abhängiger Signale benutzen zu können, hat der Dauer­ magnet 2 radial nach außen vorspringende Lappen 11, 12, welche bei Drehung der Antriebswelle 1 und damit des Dauermagneten 2 sich über einen Magnetfeldsensor 13 bewegen, so daß dieser die gewünschten Signale zu er­ zeugen vermag.

Die Fig. 2 zeigt deutlicher, wie sich die Zeigerwelle 3 mit einem Kugelkopf 14 in einer Vertiefung 15 der Stirn­ fläche der Antriebswelle 1 abstützt. Die vom Dauermagne­ ten 2 auf den Rückschlußring 8 erzeugten Magnetkräfte sorgen dafür, daß der Kugelkopf 14 durch axiale Kräfte in der Vertiefung 15 gehalten wird.

Claims (5)

1. Wirbelstrommeßwerk, insbesondere Tachometer, welches einen drehfest auf einer Antriebswelle angeordneten, kreisscheibenförmigen Dauermagneten und in geringem Ab­ stand dazu einen drehfest auf einer Zeigerwelle angeord­ neten Wirbelstromkörper aus elektrisch leitendem Mate­ rial und einen dahinter angeordneten Rückschlußkörper aus einem magnetischen Werkstoff aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Dauermagnet (2) axial magnetisiert und der Wirbelstromkörper (4) ebenfalls als Kreisscheibe ausgebildet und mit geringem, axialen Abstand zur Stirn­ fläche des Dauermagneten (2) auf der Zeigerwelle (3) an­ geordnet ist.

2. Wirbelstrommeßwerk nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der dem Dauermagneten (2) abgewandten Seite des Wirbelstromkörpers (4) auf dem Wirbelstrom­ körper (4) der Rückschlußkörper (8) angeordnet ist.

3. Wirbelstrommeßwerk nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der dem Wirbelstromkörper (4) abgewand­ ten Seite des Dauermagneten (2) ein weiterer Rückschluß­ körper (9) angeordnet ist.

4. Wirbelstrommeßwerk nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturkompensation auf der dem Wirbelstromkörper (4) zugewandten Seite des Dauermagneten (2) ein Kompensati­ onsring (10) aus einem Werkstoff aufgesetzt ist, dessen magnetischer Widerstand sich bei Temperaturanstieg ver­ größert.

5. Wirbelstrommeßwerk nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (2) zumindest einen radial nach außen ge­ richteten, an einem Magnetfeldsensor (13) vorbei beweg­ lichen Lappen (11, 12) aufweist.