DE597796C

DE597796C - Eddy current tachometer

Info

Publication number: DE597796C
Application number: DED60133D
Authority: DE
Original assignee: Deuta Werke GmbH
Current assignee: Deuta Werke GmbH
Priority date: 1931-01-13
Filing date: 1931-01-13
Publication date: 1934-05-31

Description

Wirbelstromtachometer Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung bei den bekannten Wirbelstromgeschwindigkeitsmessern mit ruhendem Magneten und einem innerhalb des trommelförmigen Wir-: belstromankers umlaufenden mehrpoligen Rotor, die in Richtung der Drehachse gegeneinander verstellbar sind; sie besteht darin, daß der Rotor in verschiedenen zur Drehachse senkrechten Ebenen verschieden groPen Eisenquerschnitt hat. Die Höhe des Rotors und des Anzeigeankers ist größer als die der Magnetpole, so daß bei der Verschiebung des Magneten dessen Pole innerhalb der Höhe des Rotors und des Anzeigeankers bleiben und soinit stets der ganze Kraftlinienfluß den Anzeigeanker durchsetzt. Dadurch erreicht man eine bei allen Einstellungen gleich gute Dämpfung.Eddy current tachometer The invention relates to an adjustment device in the known eddy current speed meters with a stationary magnet and a inside the drum-shaped eddy current armature rotating multi-pole rotor, which are mutually adjustable in the direction of the axis of rotation; it consists in that the rotor has different sizes in different planes perpendicular to the axis of rotation Has iron cross-section. The height of the rotor and indicator armature is greater than that of the magnetic poles, so that when the magnet is moved its poles within the The height of the rotor and the indicator armature remain and so always the entire flux of lines of force enforced the indicator anchor. In this way one achieves one the same for all settings good cushioning.

Beim Umlauf des mehrpoligen, d. h. mehrzähnigen Rotors wird nur ein Teil der magnetischen Kraftlinien im Luftspalt zur Erzeugung des Drehmomentes auf den Anzeigeanker ausgenutzt. Der Ausnutzungsgrad in Hinsicht auf das im Anzeigeanker erzeugte Drehmoment hängt ab von der Nutentiefe im Rotor bzw. von der Zahnhöhe. Die Wirkung ist um so stärker, je tiefer die Nut ist. Durch Verstellen des Magneten zum Rotor kann somit in weiten Grenzen die Eichung verändert werden. Der Anteil der Kraftlinien im Luftspalt, der nicht für das Drehmoment zur Geltung kommt, wirkt als Dämpfungseinrichtung für den Anzeigeanker, d. h. dieser Anteil ersetzt eine zusätzliche Dämpfungsvorrichtung, etwa in Form einer Wirbelstrombremse oder eines Dämpfungsflügels in einer Luftkammer. Dieser Dämpfungsanteil der Kraftlinien im Luftspalt ist bei jeder Stellung des Magneten, d. h. bei jeder Eichung der Meßvorrichtung, in voller Stärke vorhanden.When circulating the multipole, d. H. multi-toothed rotor will only be one Part of the magnetic lines of force in the air gap to generate the torque exploited the indicator anchor. The degree of utilization in relation to that in the indicator anchor The torque generated depends on the groove depth in the rotor or on the tooth height. The deeper the groove, the stronger the effect. By adjusting the magnet The calibration of the rotor can thus be changed within wide limits. The amount of the lines of force in the air gap, which is not used for the torque, acts as a damping device for the indicator armature, d. H. this part replaces one additional damping device, for example in the form of an eddy current brake or one Damper wing in an air chamber. This damping component of the lines of force in the There is an air gap at every position of the magnet, i. H. with each calibration of the measuring device, present in full strength.

Bei Wirbelstrointachometern mit umlaufendem Magneten und gleichzeitig umlaufendem Eisenrückschlußkörper ist es bekannt, letzteren zum Zweck der Eichung gegenüber den Magnetpolen mit verschiedenen Höhen zu verstellen. Neu ist demgegenüber die Anordnung, derzufolge der Kraftlinienfluß im Luftspalt in seiner ganzen Stärke zum Zweck der Dämpfung erhalten bleibt.For vortex tachometers with a rotating magnet and at the same time circumferential iron back yoke body, it is known, the latter for the purpose of calibration to be adjusted in relation to the magnetic poles with different heights. What is new on the other hand the arrangement, as a result of which the flow of lines of force in the air gap in all its strength is retained for the purpose of damping.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dargestellt in den Fig. i bis 5.An embodiment of the invention is shown in Figs. i to 5.

Fig. i stellt einen Längsschnitt durch das Tachometer dar.Fig. I shows a longitudinal section through the speedometer.

Fig. a zeigt den Magneten und den mehrpoligen Rotor in der Draufsicht, wobei der Anzeigeanker der größeren Deutlichkeit halber weggelassen ist.Fig. A shows the magnet and the multi-pole rotor in plan view, with the indicator anchor omitted for clarity.

In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Tachometer wiedergegeben mit teilweise gebrochenem Deckelring.In Fig. 3 is a plan view of the speedometer is shown with partially broken lid ring.

Fig. q. zeigt einen Rotor im Grundriß und Fig. 5 einen Rotor im Längsschnitt, welche beiden Ausführungsformen von der in FUg. i und 2 dargestellten abweichen. Der feststehende, beispielsweise flach und vierpolig gestaltete Magnet i umfaßt mit seinen Polen den trommelförmigen Anzeigeanker 2, der sich mit seiner Achse 3 in den Lagern 4 und 5 leicht drehbar entgegen der Feder 6 verstellen kann. Innerhalb des Anzeigeankers 2 ist der von der Achse 7 in Umdrehung versetzte mehrpolige Rotor 8 angeordnet, der aus magnetisch gut leitendem Stoff und entweder aus einem Stück oder geblättert hergestellt werden kann. Läuft der Rotor 8 um, so werden im Anzeigeanker 2 Wirbelströme hervorgerufen, unter deren Wirkung er das Bestreben hat, sich in derselben Richtung wie der Rotor 8 zu drehen. Der Drehkraft hält die Gegenfeder 6 nach einem ge-,vissen Winkelausschlag das Gleichgewicht; dieser Verstellungswinkel ist ein Maß für die Umlaufgeschwindigkeit der Achse 7 und wird durch den Zeiger 9 über dem Zifferblatt io unmittelbar abgelesen.Fig. Q. shows a rotor in plan and FIG. 5 shows a rotor in longitudinal section, which two embodiments of the in FUg. i and 2 shown differ. Of the fixed, for example flat and four-pole magnet i includes its poles the drum-shaped indicator armature 2, which is with its axis 3 in the bearings 4 and 5 can be adjusted easily rotatable against the spring 6. Within of the indicator armature 2 is the multi-pole rotor set in rotation by the axis 7 8 arranged, made of magnetically highly conductive material and either from one piece or can be made scrolled. When the rotor 8 rotates, the indicator armature 2 eddy currents caused, under the effect of which it strives to move into the same direction as the rotor 8 to rotate. The turning force holds the return spring 6 equilibrium after a certain angle deflection; this adjustment angle is a measure of the rotational speed of axis 7 and is indicated by the pointer 9 read directly above the dial io.

In den Rotor 8 sind die Nuten. i i so eingeschnitten, daß ihre Tiefe allmählich geringer wird, das heißt, im selben Querschnitt ist die Nutentiefe gleich, sie ist am größten in der freien Stirnseite des Rotors 8 und nimmt ab in den aufeinanderfolgenden Querschnitten. Die Nutentiefe kann sich, je nach dein angestrebten Grad der Eichungsänderung, bis auf o verringern, in welchem Fall der Rotor 8 in den geschlossenen zylindrischen Teil 12 übergeht.In the rotor 8 are the grooves. i i cut so that their depth becomes gradually smaller, that is, in the same cross-section the groove depth is the same, it is greatest in the free end face of the rotor 8 and decreases in the successive ones Cross-sections. The depth of the groove can vary, depending on your desired degree of calibration change, down to o, in which case the rotor 8 is in the closed cylindrical Part 12 skips.

Die Nutentiefe des Rotors 8 gegenüber den Polen des Magneten i bedingt die Stärke der Wirbelstromwirkung im Anker 2; diese wächst und nimmt ab mit der Nutentiefe. Verstellt man nun den Magneten i in Richtung der Drehachse des Rotors 8 relativ zu diesem und dem Anzeigeanker 2, so ändert sich in gleichem Maße bei gegebener Drehzahl des Rotors 8 die von ihm auf den Anzeigeanker 2 ausgeübte Drehkraft. Befinden sich die Magnetpole gegenüber dem zylindrischen Teil 12, so ist die Drehkraft praktisch - o. Zwischen dieser untersten Grenzlage und der höchsten, die dem Niveau der größten Nutentiefe entspricht, läßt sich somit durch Verschieben des Magneten das Tachometer eichen.The groove depth of the rotor 8 relative to the poles of the magnet i is conditional the strength of the eddy current effect in armature 2; this grows and decreases with the Groove depth. Adjust the magnet i in the direction of the axis of rotation of the rotor 8 relative to this and the indicator armature 2 changes to the same extent Given the rotational speed of the rotor 8, the rotational force exerted by it on the indicator armature 2. If the magnetic poles are opposite to the cylindrical part 12, the rotational force is practically - o. Between this lowest limit and the highest, which is the level corresponds to the greatest groove depth, can thus be moved by moving the magnet calibrate the speedometer.

In allen Stellungen des Magneten i ist die Dämpfung des Anzeigeankers eine sehr gute, gerade auch bei Annäherung an die unterste Grenzlage, wenn also eine hohe Umlaufgeschwindigkeit des Rotors 8 einen kleinen Ausschlag des Anzeigeankers 2 ergibt. Das zwischen dem umlaufenden Rotor 8 und den Magnetpolen verlaufende Kraftlinienfeld wird nämlich nur zu einem gewissen Betrage durch den Umlauf des Rotors 8 für die auf den Anzeigeanker 2 ausgeübte Drehkraft nutzbar gemacht. Jedoch wirkt das. gesamte Feld im Luftspalt dämpfend auf den Anzeigeanker, und eine bei diesem etwa auftretende Schwingung ruft starke Wirbelstrombildungen hervor, die in kurzer Zeit die Schwingungsenergie des Anzeigeankers 2 mit seinem Zeiger 9 vernichtet. Zur besseren Veranschaulichung dieser Verhältnisse sei der Grenzfall betrachtet, daß die Magnetpole dem zylindrischen Teil 12 des Rotors 8 gegenüberstehen. Wie schon erwähnt, schlägt in dieser Stellung der Anker nicht aus; bringt man aber von Hand den Zeiger 9 und den Anker 2 aus seiner Ruhelage, so bewegt sich dieser dank dem kräftigen Feld im Luftspalt stark gedämpft in seine Anfangsstellung zurück.In all positions of the magnet i there is attenuation of the indicator armature a very good one, especially when approaching the lowest limit position, if so a high speed of rotation of the rotor 8 a small deflection of the indicator armature 2 results. The force line field running between the rotating rotor 8 and the magnetic poles is namely only to a certain extent by the rotation of the rotor 8 for the harnessed the torque exerted on the indicator armature 2. However, it works as a whole Field in the air gap damping on the indicator armature, and one that occurs in this case Vibration causes strong eddy currents, which in a short time the vibration energy of the indicator armature 2 with its pointer 9 is destroyed. For better illustration Consider the borderline case of these relationships, where the magnetic poles are cylindrical Part 12 of the rotor 8 face each other. As already mentioned, hits in this position the anchor not off; but brings the pointer 9 and the armature 2 out of his by hand In rest position, it moves strongly dampened thanks to the strong field in the air gap back to its starting position.

Die Nuten i i im Rotor 8 können nicht nur verschieden tief, sondern gleichzeitig auch verschieden breit ausgeführt werden, wie in Fig. 4 dargestellt.The grooves i i in the rotor 8 can not only have different depths, but also at the same time can also be made of different widths, as shown in FIG. 4.

Der Nutengrund braucht ferner im Längsschnitt des Rotors 8 nicht eine gerade Linie zu bilden, kann vielmehr auch kurvenförmig gestaltet sein gemäß Fig.5.Furthermore, the groove bottom does not need one in the longitudinal section of the rotor 8 Rather, to form a straight line can also be designed in a curve shape according to FIG.

Die Verstellung des Magneten i in der Achsenrichtung ist in verschiedener Weise möglich. Beispielsweise befestigt man den Magneten i auf einem Träger 13, der mit Gewinde auf dem zylindrischen Teil 14 geführt wird. Dreht man den Träger 13 mit dem Magneten i, indem man ihn etwa mit dem gleichfalls drehbaren Deckelring 15 durch den Arm 16 und den Mitnehmer 17 in Verbindung bringt, so hebt und senkt sich der Magnet i gegenüber dem Anzeigeanker 2 und dem Rotor 8 und verändert demgemäß die Eichung des Tachometers.The adjustment of the magnet i in the axial direction is different Way possible. For example, the magnet i is attached to a support 13, which is threaded on the cylindrical part 14. If you turn the carrier 13 with the magnet i by moving it with the cover ring, which is also rotatable 15 brings through the arm 16 and the driver 17 in connection, so raises and lowers the magnet i relative to the indicator armature 2 and the rotor 8 and changes accordingly the calibration of the speedometer.

* Vorteilhaft läßt sich die neue Meßeinrichtung bei Geschwindigkeitsmessern für Fahrzeuge verwenden, um die Eichung dem jeweiligen Raddurchmesser anzupassen. Hierbei wird auf dem Zifferblatt io außer der Geschwindigkeitsteilung i 8 eine zweite Teilung i9 nach Raddurchmessern aufgetragen (Fig. 3) und letzterer Teilung gegenüber der mit einem Zeiger 2o versehene Deckelring 15 verstellt. Jedem Verdrehungswinkel ist eine bestimmte Magnetstellung, d. h. eine bestimmte Eichung, eindeutig zugeordnet.* The new measuring device can be used advantageously for speedometers Use for vehicles to adapt the calibration to the respective wheel diameter. In addition to the speed division i 8, a second division is displayed on the dial io Division i9 plotted according to wheel diameter (Fig. 3) and the latter division opposite the cover ring 15 provided with a pointer 2o is adjusted. Every twist angle is a certain magnet position, i. H. a certain calibration, clearly assigned.

Ein weiteres Anwendungsgebiet bilden die Schnittgeschwindigkeitsmesser; hier wird die Eichung entsprechend dem Werkstücksdurchmesser bzw. dein Bahndurchmesser des umlaufenden Werkzeuges verändert. Die Schnittgeschwindigkeit ist -T; # lt #D, worin lt minutliche Drehzahl und D den Werkstücksdurchmesser bezeichnet. Dem größten vorgesehenen Durchmesser ist die oberste Lage des Magneten i, also im Bereich der größten Nutentiefe des Rotors 8, zugeordnet, und bei einem bestimmten lt hat der Zeiger den größten Ausschlag. In dem Maße, wie sich der Durchmesser verkleinert, wird der Magnet i nach unten verschoben, und bei demselben ic der Antriebsachse 7 nimmt der Ausschlag des Zeigers ab. Der Magnetstellung gegenüber dem vollen zylindrischen Teil I z des Rotors 8 würde ein ,D= o entsprechen, als unterste theoretische Grenze.Another area of application is the cutting speedometer; Here the calibration is changed according to the workpiece diameter or the path diameter of the rotating tool. The cutting speed is -T; # lt #D, where lt is the minute speed and D is the workpiece diameter. The uppermost position of the magnet i, i.e. in the area of the greatest groove depth of the rotor 8, is assigned to the largest intended diameter, and the pointer has the greatest deflection at a certain lt. As the diameter decreases, the magnet i is shifted downwards, and with the same ic of the drive shaft 7 the deflection of the pointer decreases. The magnet position with respect to the full cylindrical part I z of the rotor 8 would correspond to a, D = o, as the lowest theoretical limit.

Claims

PATrNTANSPRUCII: Eddy current speed meter with stationary magnet and multi-pole rotor, which can be adjusted in relation to each other in the direction of the axis of rotation, characterized in that the rotor in different directions perpendicular to the axis of rotation Levels has different sized iron cross-sections.