DE3918150A1 - Wirbelstrommesswerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wirbelstrommeßwerk nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Wirbelstrommeßwerke der genannten Art werden in großem Umfang als Tachometer zur Fernanzeige der Geschwindigkeit von Fahrzeugen und als Drehzahlmesser zur Fernanzeige der augenblicklichen Drehzahl von Brennkraftmaschinen verwen­ det. Sie weisen grundsätzlich ein erstes Bauelement auf, dessen Winkelgeschwindigkeit proportional zur Winkelge­ schwindigkeit des überwachten drehenden Bauteils ist. Dabei wird bei der Anwendung als Tachometer die Winkelgeschwin­ digkeit eines Antriebsrads oder eines damit synchron umlau­ fenden Getriebeelements als Maß für die Fahrzeuggeschwin­ digkeit angesehen. Sie enthalten ferner ein zweites, meist koaxial dazu gelagertes Bauelement, das in magnetischer Wirkverbindung mit dem ersten umlaufenden Bauelement steht und mit einer Anzeigeeinrichtung verbunden ist. In den meisten Fällen besteht das erste Bauelement aus einem oder mehreren umlaufenden Permanentmagneten, die am Umfang einer im Anzeigeinstrument gelagerten Welle, der sogenannten Magnetwelle, angeordnet sind. Die Magnetwelle ist gewöhn­ lich an dem den Magneten entgegengesetzten Ende mit einem Innenvierkant versehen, in den das vierkantig ausgebildete Ende einer biegsamen Welle eingreift, die wiederum von den Antriebsrädern bzw. der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben ist. Das zweite Bauelement besteht im allgemei­ nen aus einer die Magnete übergreifenden Glocke aus einem unmagnetischen, elektrisch gut leitenden Werkstoff und ist auf einer Achse gelagert, die gleichzeitig die Zeigerwelle darstellt. Am Ende der Zeigerwelle befindet sich der Zeiger, der über eine Skala spielt und von einer Spiralfe­ der an der Zeigerwelle in die Nullstellung zurückgedreht wird. Wenn die Magnete umlaufen, erzeugen sie in der Wirbelstromglocke der Drehzahl proportionale Wirbelströme, so daß die Wirbelstromglocke mit dem Zeiger entgegen der Wirkung der Spiralfeder verdreht und so die Anzeige bewirkt wird.

Moderne Wirbelstrommeßwerke bestehen aus zwei Baugruppen, die getrennt montiert und am Schluß der Montage zusammenge­ fügt werden. Die erste Baugruppe enthält in der Hauptsache die Lagerung für die von der Antriebswelle drehzahl- oder geschwindigkeitsproportional angetriebene Magnetwelle, die an ihrem von der Antriebswelle abgewandten Ende am Umfang eines Nabenkörpers angeordnete Permanentmagnete aufweist und ist im sogenannten Lagerbock vereinigt. Die Lagerung der Magnetwelle muß im Betrieb auch hohe Drehzhalen und die Einflüsse der nicht ideal biegeelastischen Antriebswelle verkraften und ist dementsprechend stabil ausgelegt.

Die zweite Baugruppe enthält die bereits erwähnte Wirbel­ stromglocke auf der Zeigerwelle, deren Lagerung und die Rückstellfeder sowie Skala und Zeiger und bei Verwendung als Geschwindigkeitsmesser (Tachometer) die im Wirbelstrom­ meßwerk integrierten und synchron mit diesem angetriebenen Zählerrollen für die zurückgelegte Wegstrecke. Der Rahmen zur Halterung und Befestigung dieser Zählerrollen wird all­ gemein Zählerbock genannt. Die Antriebselemente für die Zählerrollen werden bei im übrigen gleichbleibenden Bauele­ menten entsprechend den fahrzeugtypischen Größen, wie Rei­ fendurchmesser und Übersetzung zwischen Antriebsrad und Antriebswelle des Wirbelstrommeßwerks, bestimmt und können gegen Ende der Instrumentenmontage eingefügt werden. Vor­ teilhaft kann dann das Wirbelstrommeßwerk bereits weitge­ hend vorgefertigt und durch die wegdrehzahlabhängigen Getriebeelemente komplettiert werden, so daß sich eine kür­ zere Fertigungszeit ab Auftragseingang ergibt. Dabei er­ folgt die Fertigstellung der Wirbelstrommeßwerke in der Weise, daß die im Lagerbock und die im Zählerbock zusammengefaßten Baugruppen zueinander ausgerichtet und zusammengefügt werden. Die wegdrehzahlabhängigen Getriebe­ elemente sind zu diesem Zeitpunkt bereits bestimmt und können ohne teilweise Zerlegung des Wirbelstrommeßwerks nicht abgeändert werden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Wir­ belstrommeßwerk der eingangs genannten Art so weiterzubil­ den, daß auch nach dem vollständigen Zusammenbau des Meßwerks ein Austausch der wegdrehzahlabhängigen Getriebe­ glieder möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnen­ den Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des im Hauptanspruch angegebenen Wirbelstrommeßwerks ergeben sich aus den Maßnahmen der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

In der einzigen Figur, die ein mechanisches Tachometer im Halbschnitt darstellt, ist die Magnetwelle 1, die durch eine (nicht dargestellte) biegsame Welle entsprechend der augenblicklichen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges in Drehung versetzt wird, in den Lagerbuchsen 2, 3 drehbar gelagert. Die Anzahl der gesamten Umdrehungen entspricht der zurückgelegten Wegstrecke. Auf der Magnetwelle 1 ist deshalb ein schräg verzahntes Zahnrad 4 befestigt, das die (abgebrochen dargestellt) Schneckenwelle 5 antreibt. Die Schneckenwelle 5 trägt an ihrem abtriebsseitigen Ende eine Schnecke 6, die mit einem auf der Stehwelle 7 befestigten Schneckenrad 8 kämmt. Die abtriebsseitige Schnecke 9 der Stehwelle 7 wiederum treibt die sogenannte Hundertmeter­ rolle des bei 10 angedeuteten Wegstreckenzählers an.

Das freie Ende der Magnetwelle trägt damit drehfest verbun­ den den Magnetkörper 11. Dieser besteht aus einer Metall­ nabe 12 mit angespritztem Kunststoffkörper 13, in den wiederum am Umfang mehrere Dauermagnete 14 in äquidistanten Abständen eingelegt sind.

Konzentrisch zur Magnetwelle und in deren Verlängerung ist die Zeigerwelle 15 gelagert. Diese trägt an ihrem dem Magnetkörper 11 zugewandten Ende den glockenförmigen Wirbelstromkörper 16 (Wirbelstromglocke) aus unmagneti­ schem, elektrisch gut leitendem Material, der mit seinem Rand 17 den Magnetkörper übergreift. An dem dem Magnetkör­ per fernen Ende ragt die Zeigerwelle 15 durch eine Öffnung 17 des Zifferblattes 18 und trägt an ihrer Spitze einen Zeiger 19, der im Ruhezustand durch eine auf der Zeigerwelle befestigte Spiralfeder 20 gegen einen Anschlag 21 und damit gegen die Nullstellung gezogen wird.

Bei Drehung des Magnetkörpers 11 werden im Wirbelstromkör­ per 16 proportional zur herrschenden Drehzahl und damit zur Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs Wirbelströme erzeugt, die die Zeigerwelle 15 entsprechend verdrehen und damit die Geschwindigkeit durch den Zeiger 19 auf der Skala 18 anzei­ gen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt die Stehwelle 7 die Getriebeverbindung zwischen der im Lagerbock vereinig­ ten ersten Baugruppe und dem im Zählerbock angeordneten Wegstreckenzähler dar. Die Stehwelle 7 ist auf der dem Lagerbock zugewandten Seite mit einer zentralen Bohrung 22 versehen, die einen am Lagerbock angeordneten starren Zapfen 23 übergreift. Auf der der Schnecke 9 benachbarten Ende trägt die Stehwelle 7 einen Zapfen 24, der in einer Bohrung 25 einer vom Zählerbock auskragenden Halterung 26 drehbar gelagert ist.

Um auf engem Raum eine große Kraglänge zu gewinnnen, ist die Halterung 26 an einem Ort des Zählerbocks befestigt, der von der Bohrung 25 zum gegenüberliegenden Ende der Stehwelle 7 hin verlagert ist und etwa rechtwinklig abgekröpft.

Da die Halterung 26 im allgemeinen aus einem thermoplasti­ schen Werkstoff hergestellt und so gestaltet ist, daß sie sich unter dem Einfluß der Handkraft verformen läßt, kann auch bei bereits komplett montiertem Wirbelstrommeßwerk die Stehwelle 7 durch Anheben der Halterung 26 leicht gegen eine mit anderer Schneckensteigung ausgewechselt oder auch nachträglich eingefügt werden. Auf diese Weise können Wirbelstrommeßwerke einheitlich in großen Stückzahlen gefertigt und dann an den jeweiligen Fahrzeugtyp angepaßt werden.

Claims (4)

1. Wirbelstrommeßwerk zur Anzeige der Winkelgeschwindig­ keit eines umlaufenden Teils, mit einem drehfest mit dem umlaufenden Teil verbundenen Magnetkörper, der vorzugsweise als Magnetring mit abwechselnder Magneti­ sierung in einem Kunststoff-Formkörper befestigt ist, und mit einem koaxial dazu drehbar gelagerten Wirbel­ stromkörper aus elektrisch leitendem Werkstoff, der in magnetischer Wirkverbindung mit dem Magnetkörper steht und bei dessen Drehung infolge der in ihm induzierten Wirbelströme gegen die Wirkung einer Rückholfeder selbst in Drehung versetzt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens ein Getriebeelement (7) der Getriebekette zwischen Magnetwelle (1) und Wegstrec­ kenzähler (10) auswechselbar gelagert ist.

2. Wirbelstrommeßwerk nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der axiale Abstand der beiden Lagerstel­ len des wenigstens einen Getriebeelements (7) vorüber­ gehend veränderbar ist.

3. Wirbelstrommeßwerk nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Lagerstelle (25) des Getriebeele­ ments (7) am freien Ende einer auskragenden Halte­ rung (26) angeordnet ist.

4. Wirbelstrommeßwerk nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auskragende Halterung (26) annähernd rechtwinklig abgekröpft ist.