DE8916101U1

DE8916101U1 - Eddy current measuring device

Info

Publication number: DE8916101U1
Application number: DE8916101U
Authority: DE
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1989-06-03
Filing date: 1989-06-03
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 1999-06-04

Description

VDO Adolf Schindling AG Gräfstraße 103VDO Adolf Schindling AG Gräfstrasse 103

6000 Frankfurt/Main G-R/Klm-RS 2414
23.05.19896000 Frankfurt/Main GR/Klm-RS 2414
23.05.1989

Wirbel Whirl s s tr onune &bgr; werktr onune &bgr; werk

Die Erfindung betrifft ein Wirbelstrommeßwerk nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to an eddy current measuring device according to the preamble of the main claim.

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 verwendet. Sie weisen grundsätzlich ein erstes Bauelement auf, dessen Winkelgeschwindigkeit proportional zur Winkelgeschwindigkeit des überwachten drehenden Bauteils ist. Dabei wird bei der Anwendung als Tachometer die Winkelgeschwindigkeit eines Antriebsrads oder eines damit synchron umlaufenden Getriebeelements als Maß für die Fahrzeuggeschwindigkeit 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 gewöhnlich 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 allgemeinen aus einer die Magnete übergreifenden Glocke aus einemEddy current measuring instruments of the type mentioned are used extensively as speedometers for remotely displaying the speed of vehicles and as tachometers for remotely displaying the current speed of internal combustion engines. They basically have a first component whose angular velocity is proportional to the angular velocity of the rotating component being monitored. When used as a tachometer, the angular velocity of a drive wheel or a gear element rotating synchronously with it is considered to be a measure of the vehicle speed. They also contain a second component, usually mounted coaxially to it, which is in magnetic connection with the first rotating component and is connected to a display device. In most cases, the first component consists of one or more rotating permanent magnets that are arranged on the circumference of a shaft mounted in the display instrument, the so-called magnetic shaft. The magnetic shaft is usually provided with an internal square at the end opposite the magnets, into which the square end of a flexible shaft engages, which in turn is driven by the drive wheels or the crankshaft of the internal combustion engine. The second component generally consists of a bell made of a

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 Spiralfeder an der Zeigerwelle in die Nullstellung zurückgedreht wird. Wenn die Magnete umlaufen, erzeugen sie in der Wirbelstromglocke der Drehzahl proportionale Wirbeistrome, so daß die Wirbelstromglocke mit dem Zeiger entgegen der Wirkung der Spiralfeder verdreht und so die Anzeige bewirkt wird.non-magnetic, electrically conductive material and is mounted on an axle, which also represents the pointer shaft. At the end of the pointer shaft is the pointer, which moves over a scale and is turned back to the zero position by a spiral spring on the pointer shaft. When the magnets rotate, they generate eddy currents in the eddy current bell that are proportional to the speed, so that the eddy current bell with the pointer is rotated against the effect of the spiral spring, thus causing the display to occur.

Moderne Wirbelstrommeßwerke bestehen aus zwei Baugruppen, die getrennt montiert und am Schluß der Montage zusammengefügt 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 vereingigt. Die Lagerung der Magnetwelle muß im Betrieb auch hohe Drehzhalen und die Einflüsse der nicht ideal biegeelastischen Antriebswelle verkraften und ist dementsprechend stabil ausgelegt.Modern eddy current measuring devices consist of two components that are assembled separately and then joined together at the end of the assembly. The first component mainly contains the bearing for the magnetic shaft, which is driven by the drive shaft in proportion to the speed or speed. The end of the shaft facing away from the drive shaft has permanent magnets arranged on the circumference of a hub body and is combined in the so-called bearing block. The bearing of the magnetic shaft must also be able to withstand high speeds and the influences of the drive shaft, which is not ideally flexible, during operation and is designed to be stable accordingly.

Die zweite Baugruppe enthält die bereits erwähnte Wirbelstromglocke auf der Zeigerwelle, deren Lagerung und die Rückstellfeder, sowie Skala und Zeiger und bei Verwendung als Geschwindigkeitsmesser (Tachometer) die im Wirbelstrommeßwerk integrierten und synchron mit diesem angetriebenen Zählerrollen für die zurückgelegte Wegstrecke. Der Rahmen zur Halterung und Befestigung dieser Zählerrollen wird allgemein Zählerbock genannt. Die Antriebselemente für die Zählerrollen werden bei im übrigen gleichbleibenden Bauelementen entsprechend den fahrzeugtypischen Größen, wie Reifendurchmesser und übersetzung zwischen Antriebsrad undThe second assembly contains the previously mentioned eddy current bell on the pointer shaft, its bearing and the return spring, as well as the scale and pointer and, when used as a speedometer (tachometer), the counter rollers for the distance travelled, which are integrated in the eddy current measuring mechanism and driven synchronously with it. The frame for holding and fastening these counter rollers is generally called a counter stand. The drive elements for the counter rollers are designed according to the typical vehicle sizes, such as tire diameter and gear ratio between the drive wheel and

Antriebswelle des Wirbelstrommeßwerks, bestimmt und können gegen Ende der Instrumentenmontage eingefügt werden. Vorteilhaft kann dann das Wirbelstrommeßwerk bereits weitgehend vorgefertigt und durch die wegdrehzahlabhängigen Getriebeelemente komplettiert werden, so daß sich eine kürzere Fertigungszeit ab Auftragseingang ergibt. Dabei erfolgt die Fertigstellung der Wirbelstrommeßwerke in der Weise, daß die im Lagerbock und die im Zählerbock zusammengefaßten Baugruppen zueinander ausgerichtet und zusammengefügt werden. Die wegdrehzahlabhängigen Getriebeelemente sind zu diesem Zeitpunkt bereits bestimmt und können ohne teilweise Zerlegung des Wirbelstrommeßwerks nicht abgeändert werden.Drive shaft of the eddy current measuring device, and can be inserted towards the end of the instrument assembly. Advantageously, the eddy current measuring device can then be largely prefabricated and completed with the travel speed-dependent gear elements, so that a shorter production time is achieved from receipt of the order. The eddy current measuring devices are completed in such a way that the components in the bearing block and those in the meter block are aligned with one another and joined together. The travel speed-dependent gear elements are already determined at this point and cannot be changed without partially dismantling the eddy current measuring device.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Wirbelstrommeßwerk der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß auch nach dem vollständigen Zusammenbau des Meßwerks ein Austausch der wegdrehzahlabhängigen Getriebeglieder möglich ist.The invention is therefore based on the object of developing an eddy current measuring device of the type mentioned at the beginning in such a way that even after the measuring device has been completely assembled, the travel speed-dependent gear elements can be replaced.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen.This problem is solved by the measures specified in the characterising part of the main claim.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des im Hauptanspruch angegebenen Wirbelstrommeßwerks ergeben sich aus den Maßnahmen der Unteransprüche.Advantageous further developments and configurations of the eddy current measuring device specified in the main claim result from the measures of the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description.

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 drehbarIn the only figure, which shows a mechanical speedometer in half section, the magnetic shaft 1, which is set in rotation by a flexible shaft (not shown) according to the instantaneous speed of the motor vehicle, is rotatable in the bearing bushes 2, 3

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 Hundertmeterrolle des bei 10 angedeuteten Wegstreckenzählers an.stored. The total number of revolutions corresponds to the distance covered. A helical gear 4 is therefore attached to the magnetic shaft 1, which drives the worm shaft 5 (shown broken off). The worm shaft 5 has a worm 6 on its output end, which meshes with a worm wheel 8 attached to the standing shaft 7. The output-side worm 9 of the standing shaft 7 in turn drives the so-called hundred-meter roller of the odometer indicated at 10.

Das freie Ende der Magnetwelle trägt damit drehfest verbunden den Magnetkörper 11. Dieser besteht aus einer Metallnabe 12 mit angespritztem Kunststoffkörper 13, in den wiederum am Umfang mehrere Dauermagnete 14 in äquidistanten Abständen eingelegt sind.The free end of the magnetic shaft carries the magnetic body 11 in a rotationally fixed manner. This consists of a metal hub 12 with an injection-molded plastic body 13, into which several permanent magnets 14 are inserted at equidistant intervals around the circumference.

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 unmagnetischem, elektrisch gut leitendem Material, der mit seinem Rand 17 den Magnetkörper übergreift. An dem dem Magnetkörper 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.The pointer shaft 15 is mounted concentrically to the magnetic shaft and in its extension. At its end facing the magnetic body 11, this carries the bell-shaped eddy current body 16 (eddy current bell) made of non-magnetic, electrically highly conductive material, which overlaps the magnetic body with its edge 17. At the end remote from the magnetic body, the pointer shaft 15 projects through an opening 17 in the dial 18 and carries a pointer 19 at its tip, which in the resting state is pulled against a stop 21 and thus against the zero position by a spiral spring 20 attached to the pointer shaft.

Bei Drehung des Magnetkörpers 11 werden im Wirbelstromkörper 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 anzeigen .When the magnetic body 11 rotates, eddy currents are generated in the eddy current body 16 that are proportional to the prevailing rotational speed and thus to the speed of the motor vehicle, which rotate the pointer shaft 15 accordingly and thus indicate the speed via the pointer 19 on the scale 18.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt die Stehwelle 7 die Getriebeverbindung zwischen den im Lagerbock vereinigten 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.In the present embodiment, the standing shaft 7 represents the gear connection between the first assembly united in the bearing block and the odometer arranged in the counter block. The standing shaft 7 is provided with a central bore 22 on the side facing the bearing block, which engages over a rigid pin 23 arranged on the bearing block. On the end adjacent to the worm 9, the standing shaft 7 carries a pin 24, which is rotatably mounted in a bore 25 of a bracket 26 projecting from the counter block.

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.In order to achieve a large cantilever length in a confined space, the bracket 26 is attached to a location on the meter stand that is offset from the bore 25 to the opposite end of the standing shaft 7 and is bent at approximately a right angle.

Da die Halterung 26 im allgemeinen aus einem thermoplastischen 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.Since the holder 26 is generally made of a thermoplastic material and is designed in such a way that it can be deformed under the influence of manual force, the standing shaft 7 can easily be exchanged for one with a different screw pitch or can also be inserted later by lifting the holder 26, even when the eddy current measuring device is already completely assembled. In this way, eddy current measuring devices can be manufactured uniformly in large quantities and then adapted to the respective vehicle type.

Claims

VDO Adolf Schindling AG Gräfstraße 103 6000 Frankfurt/Main G-R/Klm-RS 2414 23.05.1989 sayings

1. Eddy current measuring device for displaying the angular velocity of a rotating part, with a magnetic body connected to the rotating part in a rotationally fixed manner, which is preferably fastened as a magnetic ring with alternating magnetization in a plastic molded body, and with an eddy current body made of electrically conductive material which is rotatably mounted coaxially thereto, which is in magnetic operative connection with the magnetic body and when it rotates, as a result of the eddy currents induced in it, is itself set in rotation against the effect of a return spring, characterized in that at least one gear element (7) of the gear chain is exchangeably mounted between the magnetic shaft (1) and the distance counter (10).

2. Eddy current measuring device according to claim 1, characterized in that the axial distance between the two bearing points of the at least one gear element (7) is temporarily variable.

3. Eddy current measuring device according to claim 2, characterized in that a bearing point (25) of the gear element (7) is arranged at the free end of a cantilevered holder (26).

4. Eddy current measuring device according to claim 3, characterized in that the projecting holder (26) is bent approximately at a right angle.