DEV0005671MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 11. April 1953 Bckanntgcmaclit am 12. Juli 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

. Zur Fernmessung von Wellendrehzahlen sind bereits eine Vielzahl verschiedener Systeme bekannt. Eines dieser Systeme, das insbesondere zur Drehzahl- oder Geschwindigkeitsmessung bei Kraftfahrzeugen vorgeschlagen worden ist, besteht in der Zerhackung des Gleichstromes einer Batterie in zwei oder mehr gleich lange Stromstösse während je einer Umdrehung der Welle, die über Verbindungsleitungen einen auf der Magnetwelle eines Wirbelstromtachometers sitzenden Synchronmotor antreiben. Die bisher bekanntgewordenen Ausführungen derartiger Ferntachometer zeigen aber verschiedene Nachteile. Um auch bei niederen Drehzahlen die nötige Zeigerruhe am Tachometer zu erzielen, genügen zwei oder drei Gleichstromstöße (»Schritte«) je Umdrehung ohne weiteres nicht. Man hat daher versucht,' ein möglichst kreisförmiges Drehfeld im Synchronmotor durch einen Spezialkollektor mit abgestuften Vorwiderständen im Geber zu erzielen, um die in ihrer Stärke zu- und abnehmenden Gleichstromstösse unter gleichzeitiger Vermehrung ihrer Zahl je Umdrehung der Welle möglichst einem sinusförmigen Verlauf anzunähern. Diese Maßnahmen führen aber zu einem größeren Aufwand an Kollektorlamellen und Bürsten im Geber, an Übertragungsleitungen und an Leitungen innerhalb des Synchronmotors. Außerdem besteht die Gefahr des untersynchronen Laufes, und

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bei absichtlicher oder nicht beabsichtigter Stromunterbrechung während des Betriebes läuft der Synchronmotor nicht mehr an.

Diese Nachteile werden bei der Anordnung nach der . Erfindung dadurch vermieden, daß der den Gleichstrom zerhackende Geber sich zeitlich überlappende Stromstöße liefert und dadurch im Synchronmotor ein sternförmiges Drehmomentdiagramm, entsteht, das eine größere Zahl von Spitzen besitzt, als Stromstöße vom

ίο Geber je Umdrehung geliefert werden.

Die Überlappung der Stromstöße wird mit an sich bekannten Mitteln herbeigeführt, z. B. durch geeignete Ausbildung der Kollektorsegmente oder der Nocken eines Federsatzes im Geber. Die Überlappung der Stromstöße hat eine gleichartige- Überlappung der Einzelfelder im Synchronmotor zur Folge, so daß benachbarte Wicklungen zur Erzeugung der Zwischenspitzen des Drehmomentendiagrammes zusammenwirken. Die Ausbildung der Zwischenspitzen des Diagramms nach der Erfindung kann ferner unterstützt werden durch die an sich bekannte Einschaltung von Schwächungswiderständen vor den Wicklungen des Synchronmotors derart, daß z. B. eine Wicklung voll und eine benachbarte über einen Vorwiderstand geschaltet ist. Diese Schwächungswiderstände können, gegebenenfalls zusammen mit Funkenlöscheinrichtungen, vorteilhaft auf dem. Kollektor des Gebers angeordnet sein.

Durch den besonderen Momentenverlauf gelingt es im Zusammenhang mit weiteren Maßnahmen· nach der Erfindung, daß der Synchronmotor nach Stromunterbrechungen bis hinauf zu erheblichen Drehzahlen (1500 U/min) sicher in den Synchronism.us springt, nicht untersynchron läuft und daß trotzdem eine genügende Zeigerruhe am Wirbelstromtachometer vorhanden ist. Diese weiteren Maßnahmen bestehen in der Auslegung der Wicklungen des Synchronmotors zum Anschluß an einen Vorschaltwiderstand, um den Schnittpunkt der gegenläufig gekrümmten Leistungskurven des Synchronmotors und des Tachometers in Abhängigkeit von der Drehzahl in Richtung höherer Drehzahlen zu verschieben, ferner in einer Ausbildung des Rotors des Synchronmotors derart, daß seine Feldlinien in einem möglichst i8o° angenäherten Winkelbereich zum Ständer austreten, um die Laufruhe des Rotors möglichst groß zu machen.

Die Fig. 1 zeigt die Drehmomentkurve des Synchronmotor, wie sie bei der erfindungsgemäßen Anordnung zur Ausbildung kommt. Im Hinblick auf den konstruktiven Aufwand ist die Anzahl von sechs bis zwölf Drehmomentspitzen im Diagramm als optimal anzusehen. Außerhalb der Kurve sind durch römische Ziffern die Wicklungen des Synchronmotors angegeben, welche die betreffenden Drehmomentspitzen erzeugen.

Die Fig. 2 zeigt beispielsweise eine Ausführungsform des Motorankers, die einen möglichst weiten Winkelbereich der vom Rotor zum Stator austretenden magnetischen Kraftlinien besitzt. Der Rotor besteht aus einer quer magnet isierten Platte 1, deren Polflächen mit teilzylindrischen Polschuhen 2 aus Weicheisen bedeckt sind, so daß ein angenäherter Vollzylinder entsteht. In einer anderen Ausführungsform kann die Magnetplatte auch derart magnetisiert sein, daß die Schmalseiten der Platte die Polflächen bilden und nach beiden ^: Seiten sichelförmige Weicheisenpolschuhe aufgesetzt sind. ■

Eine andere günstige Form des Ankers ergibt sich durch Verwendung von keramischem Magnetwerkstoff, dessen Dicke wegen der großen Koerzitivkraft klein gegenüber der Größe der Polfläche sein muß. Man verwendet daher vorteilhaft einen scheibenförmigen Anker mit einer Magnetisierung gemäß Fig. 3; die den Scheibenmagnet in der Aufsicht (Fig. 3a) und im Schnitte-B (Fig. 3b) zeigt. Eine Anordnung der Wicklungen und des Scheibenankers nach Fig. 4 liefert wegen des großen Hebelarmes ein hohes Drehmoment und bietet für den Stator günstige Herstellungsmöglichkeiten. ·.- ■ .

Fig. 5 gibt ein schematisches Schaltbild der Fernmeßvörrichtung wieder. Der Sternpunkt 3 des Synchronmotors ist herausgeführt und mit Masse verbunden. Die Enden jeder Wicklung des Synchronmotors sind über Verbindungsleitungen mit den Schleifbürsten 4 des scheibenförmigen Geberkollektors 5 verbunden, der seinerseits über den Vorschaltwiderstand 6 am. Pluspol der Fahrzeugbatterie'liegt.

Wenn bei Fahrzeugen ohne Zündvorrichtung oder in Fällen, in denen kein Zündschloß vorhanden ist, die Einschaltung der Meßeinrichtung selbsttätig erfolgen muß, so kann neben jedem beliebigen Fliehkraftschalter vorteilhaft auch ein einfacher Freilauf zwischen Antrieb und Geber vorgesehen werden, der in an sich bekannter Weise aus Stift und Schrägnut oder Doppelschrägnuthülse besteht und bei Beginn der Drehung nach wenigen Winkelgraden eine Axialverschiebung der Hülse bewirkt. Diese Axialverschiebung kann entweder einen gesonderten Einschalter betätigen oder direkt den Scheibenkollektor gegen die Kohlen drücken und damit die Betriebsspannung an die Fernmeßvorrichtung legen.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur elektrischen Fernmessung von Wellendrehzahlen, insbesondere zur Messung von Drehzahlen und Geschwindigkeiten in Fahrzeugen mit Hilfe eines zerhackten Gleichstroms, der einen auf der Magnetwelle eines- Wirbelstromtachometers sitzenden Synchronmotor antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß der den Gleichstrom zerhackende Geber sich zeitlich überlappende Stromstöße liefert und dadurch im Synchronmotor sternförmiges Drehmoment entsteht, das eine größere Zahl von Spitzen besitzt, als Stromstöße vom Geber je Umdrehung geliefert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Drehmomentspitzen im Diagramm des Synchronmotors zwischen sechs und zwölf einschließlich liegt.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Wicklungen des Synchronmotors Schwächungswiderstände geschaltet sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungswiderstände gegebenenfalls zusammen mit Funkenlösch-

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einrichtungen auf dem Kollektor des Gebers angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit den Wicklungen des Motors ein Widerstand liegt, der so bemessen ist, daß bei steigender Drehzahl und damit steigender Frequenz die Spannung am Motor ansteigt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker des Synchronmotors aus einer quer magnetisierten Platte besteht, die durch Weicheisenpolschuhe zu einem angenäherten Vollzylinder ergänzt ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker aus einer Magnetplatte besteht, die derart magnetisiert ist, daß die Schmalseiten der Platte die 'Flächenpole bilden, auf die nach beiden Seiten sichelförmige Polschuhe aus Weicheisen aufgesetzt sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker des Motors scheibenförmig mit extrem großem Verhältnis der Dicke zum Durchmesser (1: 5 bis 1: 15) gestaltet ist und aus keramischem Magnetwerkstoff besteht.

9. Voriichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung der Fernmeßvorrichtung bei Drehung der Antriebsachse durch an sich bekannte Mittel selbsttätig erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 160 918, 318 089.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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