CH223803A - Wirbelstromtachometer mit einem Magneten aus hochkoerzitivem Werkstoff. - Google Patents

Description

  



  Wirbelstromtachometer mit einem Magneten aus hochkoerzitivem Werkstoff.



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Wirbelstromtachometer mit einem Magneten aus hochkoerzitivem Werkstoff und besteht darin, dass zur Regelung der von einem umlaufenden Stabmagneten aus hochkoerzitivem Werkstoff und der von einem Nebenschluss, welcher polverbreiternde Auflagen aus ma  gnetisch    weichem Werkstoff besitzt, ausgehenden, ein Drehmoment auf ein lediglich in   Kleinstkugellagern    hängend laufendes Anzeigesystem ausübenden und in zwei   Rück-      schluBringe    eintretenden Kraftlinien, ein von Hand zu betätigendes, mindestens einen RückschluBring in achsialer Richtung verschiebendes Getriebe dient.



   Die beiden in achsialer Richtung   überein-    ander angeordneten R ckschlu?ringe sind vorteilhaft an den einander zugekehrten Stirnseiten gezahnt und können durch das Getriebe miteinander in Eingriff gebracht werden.



   Die beiden Teile des   RückschluBringes    greifen zum Beispiel sägezahnartig ineinander, und bei Drehung des einen Ringes durch das von Hand zu betätigende Getriebe wird zweckmäBig mittels Führungsstiften und Leitkurven eine   Achsialverschiebung    des andern RückschluBringes bewirkt.



   Die Einstellung des vorteilhaft mit einer Übersetzung versehenen Getriebes wird an dem Zifferblatt des Tachometers in   Verbin-    dung mit einer geeichten Skala angezeigt.



   Vorteilhaft ragt die Leichtmetallglocke des anzeigenden Systems lediglich an der in Eleinstkugelschulterlagern laufenden   Zeiger-    welle hängend in den   Ejaftlinienbereich    hinein, ohne den NebenschluB zu übergreifen.



   Die Abstände der einzelnen Teile   vonein-    ander sowie deren Lagerung können so gewählt sein, dass die Verschiebung des Kraft linienverlaufes bei der Einstellung des Instrumentes im Interesse der Ausschaltung von Unsymmetrie so klein wie möglich gehalten wird, wobei darauf Rücksicht genommen werden kann, daB auch starke oder   stän-    dige Stösse die Anzeigegenauigkeit nicht be  einträchtigen.   



   Auf der Zeichnung sind einige   Ausfüh-      rungsbeispiele    des Erfindungsgegenstandes wiedergegeben, und zwar zeigt :
Fig.   1    einen schematischen Längsschnitt durch die wesentlichsten Teile eines Wirbel   stromtachometers,   
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie   S    der Fig.   1,   
Fig.   3    den zweiteiligen Rückschluss gesondert, bestehend aus zwei sägezahnartig ineinandergreifenden Ringen,
Fig. 4 eine Einstellmöglichkeit der Rück  schlussringe    nach Fig. 3,
Fig. 5 eine weitere beispielsweise Ausführung der gezahnten Stirnseiten der   Riick-    schlussringe und
Fig. 6 eine Aufsicht auf das Zifferblatt des Tachometers.



   Auf der proportional der   Geschwindig-    keit eines Kraftfahrzeuges,   Eisenbahnwagens    oder dergleichen umlaufenden Welle   1    des Tachometers ist ein Stabmagnet   2    aus   hoch-      koerzitivem    Werkstoff, das heisst Werkstoff, dessen Koerzitivkraft (Oersted) über 400 liegt, befestigt. Zusammen mit dem Magneten 2 läuft ein auf der Welle 1 gegebenenfalls   versehiebbar    angeordneter Nebenschluss 3 um, der als Ring oder Scheibe ausgebildet sein kann. Auf dem Nebenschluss 3 sind polverbreiternde Auflagen 4 aus magnetisch weichem Werkstoff in der Weise befestigt, dass zwischen der Unterkante des Magneten 2 und den Polverbreiterungen 4 ein geringer Luftspalt 5 besteht.



   Der Magnet 2 ist von einem aus den Ringen 6, 7 bestehenden   Riieksehluss    umgeben.



  Nach Fig. 3, 4 greifen die Ringe 6, 7   säge-    zahnartig ineinander ; doch kann auch beispielsweise eine Kammverzahnung nach Fig. 5 in Anwendung kommen.



   Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig.   1    bis 4 besitzt der untere   RiickschluB-    ring 7 eine Führungsnut 8, in die eine Schraube 9 eingreift, so dass er sich lediglich drehen, jedoch nicht in achsialer Richtung verschieben kann. An dem obern   Rückschluss-    ring 6 sind eine oder mehrere Laschen 10 mit einem Stift 11 befestigt. Der Stift 11 greift in eine entsprechende Leitkurve 12 des Ringes 7 ein. Der Ring 6 ist beispielsweise durch Längsnuten oder dergleichen in einem Gestell 13 so geführt, dass er sich nicht drehen, jedoch in achsialer Richtung   verschie-    den kann. Durch die Teile 10,   11,    12 ergibt sich, dass bei Drehung des Ringes 7 eine Achsialversehiebung des Ringes 6 eintritt.



   Zur Verschiebung des   Rückschlussringes    6 dient ein aus den Stirnrädern 14, 15, 16 bestehendes, von Hand einstellbares Getriebe.



  Wird das Rad 14 von aussen durch den geschlitzten Schraubenkopf 17 gedreht, so bewirkt dies eine Drehung des Rades 16, das mit einer Randverzahnung 18 des   Rück-    schlussringes 7 in Eingriff steht. Die Verdrehung des geschlitzten Kopfes 17 von Hand hat also eine Achsialversehiebung des   Rückschlussringes    6 und damit die Schaffung von verschieden grossen   Lufträumen    innerhalb des gesamten   Rückschlusses    zur Folge.



  Die hierdurch eintretende Feldänderung er  möglicht    es, eine Korrektur der Eichung vorzunehmen, z. B. für den Fall, dass bei Schienenfahrzeugen der Raddurchmesser durch Nacharbeit verkleinert wird und hierdurch ein unzulässig hoher Fehler in der Anzeige entsteht. Der Verlauf der   Leitkurve    12 kann so gewählt werden, dass die   Feldstärkenände-    rung dem Verdrehungswinkel des untern Ringes 7 proportional ist. Der durch die Art der Ausgestaltung des   Rückschlusses    im bewegten Anzeigesystem erzeugte Wirbelstrom wirkt stark dämpfend auf dieses.



   Die Welle 19, auf der die Räder   15    und   16    befestigt sind, ist zum Zifferblatt 20 des Tachometers durchgeführt und trägt an ihrem Ende in bekannter Weise einen Zeiger oder eine Scheibe 21 mit einer   zeigerartigen    Erhebung 22. Die Erhebung 22 ragt durch eine Ausnehmung 23 des   Zifferblattes    20 hindurch, so dass sie in Verbindung mit einer entsprechend geeichten Skala 24 die Einstellung des Rückschlusses ablesbar macht. Je grösser die Übersetzung des Getriebes 14, 15, 16, 18 ist, um so genauer ist die Einstellung der Feldregelung.

   Findet eine Ausführung der   Rückschlussringe    nach Fig. 5 Anwendung. so ist das   Einstellgetriebe    in der Weise abzuwandeln, daB die beiden   Rückschluss-    ringe ohne irgendeine Drehbewegung in oder auBer Eingriff gebracht werden können.



  Hi, erzu kann beispielsweise eine Gewindespindel mit Transportmutter dienen. In diesem Falle ist die Anzeigegenauigkeit von der Steigung der Gewindespindel abhängig.



   Das anzeigende System besteht in an sich bekannter Weise aus einer den Magneten 2 umfassenden Leichtmetallglocke 25, die in den Luftspalt 36 zwischen dem Magneten 2 und dem   RiickschluB    6, 7 hineinragt. Die Glocke 25 ist auf der Welle 26 des Tachometerzeigers 27 befestigt. Während bei den bekannten Wirbelstromtachometern die Zeigerwellen mit der darin befestigten Leichtmetallglocke in einem Spurlager laufen, das seinerseits auf das Ende der Welle   1    aufgesetzt ist, ragt die Glocke 25 des anzeigenden Systems lediglich an der in   Eleinstkugel-    schulterlagern 28, 29 laufenden Welle 26 hängend in den Eraftlinienbereich hinein, ohne den NebenschluB 3 zu übergreifen.

   Die Welle 26 legt sich hierbei mit konischen Absätzen gegen die Lager 28, 29, die so angeordnet sind, dass sie gleichzeitig zur Längsund   Querlagerung    dienen. Die Einstellung dieser Lagerung erfolgt mittels einer mit Feingewinde versehenen Hülse oder Buchse 30, in die zum Beispiel das Lager 28 stramm eingezogen ist. Die gewählte Einstellung sichert eine Schraube 31.



   Durch diese Lagerungs-und   Einstellmög-      lichkeit    wird die   Messgpnauigkeit    des anzeigenden Systems sowie die Einstellung und Abstimmung der ganzen Anordnung weiterhin wesentlich verbessert, da die etwa an   Spurlagern    und dergleichen infolge der verschiedenen Drehzahlen ständig wechselnden Reibungsverluste ausgeschaltet werden.



   Ferner unterscheidet sich das beschriebene Ausführungsbeispiel des   Erfindungs-    gegenstandes von den bekannten Wirbelstromtachometern dadurch, daB der Luftspalt 36 zwischen dem Rückschluss 6, 7 und dem Magneten 2 sowie den Polverbreiterungen 4   graver    ist als der Luftspalt zwischen dem RückschluB 6, 7 und dem   NebenschluB    3.



  Die auf dem NebenschluB 3 angeordneten Polverbreiterungen 4 sind   gemäB    Fig. 2 zweckmäBig in Form von Teilen eines Kreisringes ausgeführt.



   Es ist bekannt, daB bei Verwendung eines Magneten aus hochkoerzitivem Werkstoff zur Beseitigung von Anzeigefehlern infolge von Temperaturschwankungen die Verwendung eines Nebenschlusses in Verbindung mit Polstücken aus magnetisch weichem Werkstoff zweckmäBig ist, das heisst bei Eisenqualitäten, bei denen die Koerzitivkraft (in Oersted gemessen) unter 100 liegt und bei welchen nach Aufhebung des magnetischen Schlusses kein remanenter Magnetismus zu  rückbleibt.    Wenn an den Polen des Magneten Polverbreiterungen aus Weicheisen angebracht werden, so würde infolge des grossen Umleitungsvermögens im Weicheisen und in Anbetracht der groBen Nähe des Weicheisens am NebenschluB sich die Umsteuerung des   Kraftlinienverlaufes    in den Polverbreiterungen abspielen, während die Kraftlinien im Magneten ihre Richtung unverändert beibehalten.

   Hierbei ist es-wie bereits er  wähnt-wichtig,    die Verschiebung des   Kraftlinienverlaufes    so klein wie möglich zu gestalten. Durch die verschiedenen Breiten des Luftspaltes einmal zwischen Magnet, Polverbreiterungen und Rückschluss, zum andern zwischen dem temperaturempfindlichen Nebenschluss und dem RückschluB wird dieses Ziel auf das günstigste   beeinfluBt.    Diejenigen Kraftlinien, die bei niedrigen Tempera  turen    über den   NebenschluB    laufen, haben in ihrer Mehrzahl die gleiche Richtung wie die des Magneten, denn sie   schlieBen    sich gleichfalls über den   RiickschluB,    bedingt durch den kleineren Luftspalt zwischen Nebenschluss und Rückschluss, jedoch liegen sie ausserhalb des wirksamen Feldes.

   Sie werden bei Temperaturerhöhungen durch die Steigerung des magnetischen Widerstandes im NebenschluB in die Polverbreiterung abgedrängt und damit dem wirksamen Feld zugeführt. Bei die sem Vorgang erfährt die   Kraftlinienrich-    tung des magnetischen Feldes eine nur unwesentliche Umsteuerung.

   Da ferner das für die Anzeige nicht wirksame Feld des   Neben-    schlusses dicht unter der Glocke liegt und daher zu dem auf der Glocke wirksamen Feld die grösstmöglichste   Na, hue    hat, ausserdem ein geringer Luftspalt zwischen der Polverbreiterung und dem Nebenschluss vorgesehen ist, wird auf diese Weise durch die Verschiebung des magnetischen Feldes vom Nebenschluss zu den Polverbreiterungen unter weitestgehender Vermeidung   einer Rich-    tungsänderung der Kraftlinien im Magneten eine günstige Anordnung erzielt.



   Um die vorgesehene Umsteuerung in der angegebenen Weise ausserdem wirksam zu unterstützen, müssen der unterhalb der Polverbreiterungen liegende Nebenschluss und die Polverbreiterung selbst in ihren Abmessungen entsprechend abgestimmt sein. Durch gegenseitiges Verstellen der beiden Rück  schlussringe    entstehen im Rückschluss mehr oder weniger   grole      Luftzwischenräume.    Bei geschlossenen RiickschluBringen ergibt sich eine vollständige Konzentration des Feldes, während beim   Offnen    der Ringe Wirbelstrome auftreten, wobei geringe Streuverluste entstehen.

   Das Drehmoment sinkt zwar etwas, der KraftlinienfluB im Luftspalt aber bleibt für die Dämpfung wirksam.   Hunter      Kleinkugellagern    im Sinne des Patentes sind Kugellager zu verstehen, die einen Gesamtdurchmesser von 2 bis 10 mm aufweisen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Wirbelstromtachometer mit einem Magneten aus hochkoerzitivem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dal3 zur Regelung der von einem umlaufenden Stabmagneten (2) aus hochkoerzitivem Werkstoff und der von einem Nebenschluss (3), welcher polverbreiternde Auflagen (4) aus magnetisch weichem Werkstoff aufweist, ausgehenden, ein Drehmoment auf ein lediglich in Kleinstkugellagern (28, 29) hängend laufendes Anzeigesystem (25, 26, 27) ausübenden und in zwei Rüekschlussringe (6, 7) eintretenden Kraftlinien ein von Hand zu betätigendes, mindestens einen Rückschlussring (6, 7) in achsialer Richtung verschiebendes Getriebe (14, 15, 16, 17, 18) dient.

   UNTERANSPR'CCHE : 1. Wirbelstromtachometer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in axialer Richtung iibereinander angeordnete Rüeksehlussringe (6, 7) an den einander zugekehrten Stirnseiten gezahnt sind und durch das Getriebe (14, 15, 16, 17, 18) miteinander in Eingriff gebracht werden können.

   2. Wirbelstromtachometer nach Patentan , spruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rückschluss- ringe (6, 7) sägezahnartig ineinandergreifen und bei Drehung des einen Ringes (7) durch das Getriebe (14, 15, 16, 17. 18) mittels Fiihrungsstiften (11) und Leitkurven (12) eine Achsialverschiebung des andern Rück schlubringes (6) bewirkt wird.

   3. Wirbelstromtachometer nach Patentanspruch und Unteranspriiehen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des mit einer Übersetzung versehenen Getriebes (14, 15, 16, 17, 18) an dem Zifferblatt (20) des Tachometers in Verbindung mit einer geeichten Skala (24) angezeigt wird.

   4. Wirbelstromtachometer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtmetallglocke (25) des anzeigenden Systems lediglich an der in Kleinstkugelschulterlagern (28, 29) laufenden Zeigerwelle (26) hängend in den Eraftlinienbereieh hineinragt, ohne den Nebenschluss (3) zu übergreifen.

   5. Wirbelstromtachometer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (36) zwischen dem Rückschluss (6, 7) und dem Magneten (2) sowie zwischen den polverbrei- ternden Auflagen (4) grosser ist als der Luftspalt zwischen dem Rückschluss (6, 7) und dem Nebenschluss (3).

   6. Wirbelstromtachometer nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ma , *neten (2) und den polverbreiternden Aufagen (4) ein Luftspalt (5) vorgesehen ist.

   7. Wirbelstromtachometer nach Patentanspruch und den Unteranspri. ichen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der als Ring ausgebildete NebenschluB (3) die in Form von Teilen eines Ereisringes ausgeführten polverbreiternden Auflagen (4) trägt.

   8. Wirbelstromtachometer nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dal3 wenigstens ein Kleinst- kugellager (28) des anzeigenden Systems (25, 26, 27) in einer einstell-und arretierbaren Buchse (30) mit Feingewinde angeordnet ist.