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Wirbeistromtachometer
Für Wirl)elstromtachometer mit umlaufenden Magneten
und einem federgefesselten Wirbelstromanker hat sich im Laufe der Zeit für die Bauweise
des Meßwerk die in der Abb. I im Schnitt dargestellte Form als die meßtechnisch
günstigste herausgebildet und allgemein durchgesetzt.
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Von der zu messenden Welle I wird der Magnet 2 angetrieben und erzeugt
beim Umlauf in einem als Metalltrommel ausgebildeten Wirbelstromanker 3, dessen
Achse 4 frei drehbar gelagert und durch eine Feder 5 in der Ruhelage festgehalten
wird, Wirhelströme, deren Intensität proportional der Umlaufzahl des Magneten wächst
und die Trommel um einen der Umlaufzahl entsprechenden Winkel verdreht. Da der als
Metalltrommel ausgebildete Wirl)elstromanker den Magneten allseitig umschließt,
wird das magnetische Feld weitestgehend ausgenutzt, und die erzeugten Drehmomente
erreichen einen maximalen Wert. Diese Konstruktion ist die zweckmäßigste, sofern
der Antrieb des Tachometers von der Rückseite aus erfolgen kann.
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Erfordern aber die technischen Verhältnisse beim Verbraucher den Antrieb
des Tachometers im rechten Winkel zur Systemachse, so ist es notwendig, den Antrieb
über einen Winkeltrieb 8 vorzunehmen, wie es in Abb. 2 im Schnitt dargestellt ist.
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Der Winkeltrieb bringt eine erhebliche Verteuerung des Tachometers
mit sich, da außer den zwei Winkelrädern eine zweite Welle gelagert werden muß und
da die Lagerung für Tachometer mit Rücksicht auf einen Dauerbetrieb und den erwünschten
Fortfall der Wartung heute ausnahmslos mit Kugellagern durchgefülhrt wird. Der Preiszuschlag
für ein Tachometer mit seitlichem Antrieb ist daher gegenüber einem solchen mit
Antrieb von der Rückseite ziemlich bedeutend.
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Zur l Umgehung der Verwendung von Kegelrädern bei Wirl)elstromtachometern
mit seitlichem
Antrieb wird nach dem Gegenstand der Erfindung die
senSkrechte Lage von Systemachse zu Tachometerwelle dadurch erreicht, daß der Wirbelstromkörper
scheibenförmig ausgebildet ist und den Magneten nicht umschließt, sondern sich tangential
zum Magneten bewegt.
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Anordnungen von Wi rbelstromtachometern, bei denen der als Scheibe
ausgebildete Wirbelstromkörper sich tangential zum Magneten bewegt, sind bereits
bekannt. Gegenüber dem Gegenstand der Erfindung, dessen tangential zum Magneten
bewegter Wirbelstromkörper in einer kreisrunden, im Mittelpunkt drehbar gelagerten
Scheibe besteht und nur längs einer auf der einen Scheibenhälfte vom Mittelpunkt
nach der Peripherie verlaufenden radialen Linie von den Kraftlinien des Magneten
geschnitten wird, verwenden die bekannten Anordnungen rechteckig geformte Scheiben,
die längs einer senkrecht zur Magnetwelle verlaufenden Linie hewegt werden.
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Es ist ohne weiteres erkennbar, daß die Anordnung nach dem Gegenstand
der Erfindung in bezug auf die Gestaltung der Reibungsverluste bei Bewegung des
Wirbelstromkörpers vorteilhafter ist, da es sich im ersten Fall um eine Drehbewegung
einer Achse in entsprechenden Lagerstellen handelt, während die bekannte Anordnung
eine gleitende Bewegung einer Scheibe in schienenartigen Lagern darstellt.
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Nachfolgend wird die Erfindung in einer Ausführungsform an Hand von
vier Abbildungen gezeigt und besdhrieben. Es zeigt Abb. I Längsschnitt in der Ebene
der Systemachse des Wirbelstromtachometers mit Antriebswelle in der verlängerten
Systemachse, Abb. 2 Längsschnitt in der Ebene der Systemachse des Wirbelstromtachometers
mit Antriebswelle senkrecht zur Systemachse mit Winkeltrieb, Abb. 3 Längsschnitt
in der Ebene der Systemachse des Wirbelstromtachometers mit Antriebswelle senkrecht
zur Systemachse ohne Winkeltrieb, Abb. 4 Schnitt senkrecht zur Systemachse vor dem
Wirbelstromanker desWinbelstromtachometers mit Antriebswelle senkrecht zur Systemachse
ohne Winkeltrieb.
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In den Abb. I und 2 ist I die Antriebswelle, 2 der Magnet und 3 der
Wirbelstromanker des Wirbelstromtachometers mit Antriebswelle in der verlängerten
Systemachse. 4 ist die in der Systemachse liegende Achse des Wirbelstromankers und
5 die mit ihr verbundene Rückstellfeder; 6 ist der auf der Achse des Wirbelstromankers
befestigte Zeiger und 7 die zugehörige Skalenplatte. 8 ist der Winkeltrieb eines
Wirbelstromtachometers üblicher Ausführung mit Antriebswelle senkrecht zur Systemachse.
In Abb. 3 und 4 ist 9 die Antriebswelle, IO der Magnet und II der als Scheibe ausgebildete,
auf der Achse 14 sitzende Wirbelstromanker des Wirbelstromtachometers neuer Ausführung
mit Antriebswelle senkrecht zur Systemachse.
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12 ist ein Eisenblech, durch welches die den Wirbelstromanker auf
der Fläche 13 schneidenden Kraftlinien des Magneten führen.
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Wird der Magnet 2 bzw. IO gedreht, so erzeugt das mit ihm gedrehte
Magnetfeld in dem Wirbelstromanker 3 bzw. 1 1 Wirbelströme, die proportional der
Umlaufzahl des Magneten wachsen und welche den Wirbelstromanker gegen die Rückstellkraft
der Rückstellfeder auslenken. Hierbei ist der Winkel der Auslenkung ein Maß für
die Drehzahl des Magneten.
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Die Erfindung wurde dargestellt an einem Wirbelstromtachometer mit
Zeiger und Skalenplatte. Sie bezieht sich in gleicher Weise auf Wirbelstromtachometer
mit anders ausgebildeten Anzeigevorrichtungen oder mit Registriervorrichtungen.
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Es ist offensichtlich, daß die Ausnutzung des magnetischen Feldes
bei der neuen Ausführung nach Abb. 3 und 4 mit schlechterem Wirkungsgrad erfolgt
als bei der bisher üblichen Konstruktion nach Abb. I und 2, da nur ein Bruchteil
des magnetischen Feldes jeweils den Wirbelstromanker durchsetzt.
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Die praktisch oder die empirisch ermittelten Werte für die erzeugten
Drehmomente haben jedoch gezeigt, daß bei Verwendung hochwertigen Magnetmaterials,
wie es heute allgemein für Wirbelstrommagnete Verwendung findet, ausreichende Kräfte
entstehen, um die zur einwandfreien Funktion des Tachometers notwendigen Drehmomente
zu erzeugen.
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Auch erlauben die neugeschaffenen Magnete (Alni-Stahl) eine solche
Anordnung, ohne ein Nachlassen des magnetischen Feldes durch den nur teilweisen
Schluß des magnetischen Feldes befürchten zu müssen.
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Schließlich haben entsprechende Versuche gezeigt, daß auch die bei
Wirbelstromtachometern zu fordernde Dämpfung bei der vorgeschlagenen Anordnung ausreichende
Werte annimmt.
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Da die Konstruktionselemente im wesentlichen dieselben sind wie bei
der oben beschriebenen bekannten Konstruktion, ist das System in seiner Herstellung
nicht teurer als das bekannte. Dagegen fällt das Winkelgetriebe, eine zusätzliche
Antriebsachse um die Kugellager, fort, womit das Tachometer um etwa 30 bis 400/0
verbilligt wird.