DE19743947A1 - Vorrichtung zur Dämpfung des beweglichen Organs eines Meßwerks - Google Patents
Vorrichtung zur Dämpfung des beweglichen Organs eines MeßwerksInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung des beweglichen Organs
eines Meßwerks gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Analoge
Meßwerke sind in unterschiedlicher Bauart bekannt, beispielsweise als
Drehmagnetmeßwerk, Drehspulmeßwerk, Dreheisenmeßwerk oder als
elektrodynamisches Meßwerk. Derartige Meßwerke besitzen ein bewegliches
Organ, dessen Lage sich unter dem Einfluß der Meßgröße ändert. Die Teile
des Meßwerks, durch die die Meßgröße eine Bewegung sowie - in der
bevorzugten Bauart - ein Drehmoment des beweglichen Organs erzeugt, sind
feststehend. Die feststehenden Teile des Meßwerks tragen üblicherweise auch
eine Skala, während mit dem beweglichen Organ ein Zeiger zur Anzeige des
Meßwerts fest verbunden ist.
Der Zeigerausschlag ist eine von der Meßgröße hervorgerufene Verschiebung
des Zeigers aus seiner Ruhelage. Um unerwünschte Zeigerschwingungen um
den Anzeigewert zu verhindern, sind verschiedene Maßnahmen zur Dämpfung
des beweglichen Organs bekannt geworden. Beispielsweise sind Dämpfungen
im Einsatz, die den Widerstand ausnutzen, den Stoffteilchen der Kraft beim
Verschieben des beweglichen Organs entgegensetzen. Diese, die innere
Reibung von Stoffen ausnutzenden Dämpfungen werden durch Schmierstoffe
geeigneter Viskosität realisiert, die zwischen dem beweglichen Organ und den
es umgebenden feststehenden Teilen des Meßwerks eingebracht sind. Die
Einbringungsstellen für den Schmierstoff befinden sich dabei in definierten
Bereichen zwischen dem beweglichen Organ und den es umgebenden
feststehenden Teilen des Meßwerks. Diese Bereiche befinden sich bei
Drehmeßwerken üblicherweise entweder am Umfang oder an einer oder an
beiden Stirnseiten des beweglichen Organs oder in dessen Lagerbereich.
Es hat sich nun gezeigt, daß bei Meßwerken, die aufgrund ihres Betriebsortes
einer starken Schwingungsbeanspruchung ausgesetzt sind, flüssige
Schmierstoffe nicht zuverlässig und dauerhaft an ihren Einbringungsstellen
gehalten werden können, was jedoch zu einem Dämpfungsverlust führt und
damit die Brauchbarkeit und Funktionalität eines Meßwerks beeinträchtigen
kann. Werden zur Abhilfe höher viskose Schmierstoffe eingesetzt, erfolgt
während der Schwingungsbeanspruchung an der Reibstelle ein Abriß des
Schmierstoffs infolge von dessen Teilung oder Trennung in mehrere
Teilbereiche, so daß sich das bewegliche Organ quasi ungedämpft bewegt.
Dieses Verhalten des Schmierstoffs entsteht durch Relativbewegungen
zwischen dem beweglichen Organ und den es umgebenden feststehenden
Teilen des Meßwerks. Denn die Schwingungsbeanspruchung führt zu
Volumenänderungen an den Einbringungsstellen des Schmierstoffs, wodurch
dieser verschoben und verdrängt wird. Wählt man die Viskosität des
Schmierstoffs sehr hoch, wird dieser bei starker Schwingungsbeanspruchung
noch rascher in einzelne Teilbereiche getrennt, da die in ihm wirkenden
Scherkräfte sehr groß werden und die Schnelligkeit der Bewegung zwischen
dem beweglichen Organ und den es umgebenden feststehenden Teilen ein
Zusammenfließen der voneinander getrennten Teilbereiche des Schmierstoffs
verhindert.
Ein weiterer auf das Dämpfungsverhalten Einfluß nehmender Aspekt ist, daß
das Spiel zwischen dem beweglichen Organ und den es umgebenden
feststehenden Teilen des Meßwerks nicht beliebig verringert werden kann, weil
sonst infolge von Temperaturdehnung und den Toleranzen der beteiligten
Bauteile ein Verklemmen des beweglichen Organs nicht sicher vermieden
werden kann. Auch ist ein solches Vorgehen aus fertigungstechnischen
Gründen nicht sinnvoll.
Ebenso kann auch die Beschleunigungsmasse des beweglichen Organs nicht
wesentlich verringert werden, da es den Zeiger und weitere Funktionselemente
des Meßwerks trägt, deren Massen beim dynamischen Verhalten des
beweglichen Organs berücksichtigt werden müssen. Beim
Drehmagnetmeßwerk wäre ein solches Funktionselement z. B. ein
Dauermagnet, dessen Masse vom beweglichen Organ sicher getragen werden
muß. Somit erfordert das bewegliche Organ eine stabile Welle aus einem
Werkstoff hoher Dichte, weshalb dafür vorwiegend ein Stahl verwendet wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung zur
Dämpfung des beweglichen Organs eines Meßwerks aufzuzeigen, die auch bei
einer starken Schwingungsbeanspruchung des Meßwerks eine zuverlässige
und dauerhafte Dämpfung seines beweglichen Organs sicherstellt.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Die
abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der gefundenen Lösung.
Die Lösung sieht im wesentlichen eine Anordnung vor, bei der die Vorrichtung
zur Dämpfung des beweglichen Organs vom eigentlichen Meßwerksaufbau
räumlich getrennt ist. Die Vorrichtung zur Dämpfung des beweglichen Organs
ist als eine eigenständige Funktionseinheit ausgebildet. Sie bildet ein
Dämpfungselement, welches aus einem Dämpfungsrotor besteht, der in einem
mit einem viskosen Schmierstoff gefüllten Raum beweglich gelagert ist.
Der Dämpfungsrotor ist mit dem beweglichen Organ des Meßwerks gekoppelt
und wird von diesem durch dessen Verschiebung bzw. Drehbewegung
angetrieben. Die Kopplung des beweglichen Organs mit dem Dämpfungsrotor
kann z. B. durch ein Getriebe erfolgen, dessen Zahnräder oder sonstige Mittel
zur Übertragung des Drehmoments vorteilhafterweise in achsparalleler
Richtung eine Relativbewegung zulassen, um eine auf das bewegliche Organ
einwirkende starke Schwingungsbeanspruchung nicht auf den Dämpfungsrotor
zu übertragen.
Durch eine geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes zur
Übertragung der Drehbewegung des beweglichen Organs auf den
Dämpfungsrotor kann das Reibverhalten des verwendeten Schmierstoffes
optimal an die Drehgeschwindigkeit des Dämpfungsrotors angepaßt werden.
Auch lassen sich am selben Meßwerk unter Beibehaltung desselben
Dämpfungselements durch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des
Getriebes am beweglichen Organ unterschiedliche Dämpfungsverhalten
einstellen. Und da das Dämpfungselement nur die Funktion der Dämpfung
ausübt, ohne weitere Funktionselemente des Meßwerks abstützen oder tragen
zu müssen, kann die Beschleunigungsmasse des Dämpfungsrotors bis auf ein
unkritisches Minimum reduziert werden.
Neben der Lösung der eigentlichen Aufgabe sind dieses alles zusätzliche
Vorteile, die daraus erwachsen, daß die Vorrichtung zur Dämpfung des
beweglichen Organs vom eigentlichen Meßwerksaufbau räumlich getrennt
angeordnet ist. Gerade bei Anwendungen in der Automobiltechnik, z. B. bei
Tachometern oder anderen analogen Anzeigeinstrumenten, verbessert die
vorgeschlagene Lösung zuverlässig und dauerhaft die Brauchbarkeit und
Funktionalität gattungsgemäßer Meßwerke, weil Meßwerke, die in Fahrzeugen
verbaut sind, in ihrem Betrieb stets einer starken Schwingungsbeanspruchung
ausgesetzt sind.
Überdies ist es auch vorteilhaft, daß sich die gefundene Lösung günstig auf
den Abgleichvorgang des Meßwerks auswirkt, da die Ankopplung des
Dämpfungselements an das bewegliche Organ durch eine geeignete
Ausgestaltung des Koppelelementes auf einfache Weise auch erst nach dem
Abgleichvorgang vorgenommen werden kann, falls dieses sequentielle
Vorgehen gewünscht wird. Der Vorteil dieser Möglichkeit, erst später im
Fertigungsprozeß eines Meßwerks die Ankopplung des Dämpfungselements
an das bewegliche Organ vornehmen zu können, besteht darin, daß ein
ungedämpftes Meßwerk bedeutend schneller abgeglichen werden kann.
Anhand von zwei Figuren soll die vorliegende Erfindung nochmals kurz
erläutert werden. Ohne in irgendeiner Weise darauf beschränkt zu sein, wurde
beispielhaft ein Drehmagnet-Quotientenmeßwerk gewählt. Die Fig. 1 zeigt in
einer vereinfachten Schnittdarstellung den Stand der Technik für eine
Dämpfung des beweglichen Organs eines solchen Meßwerks. Dem wird in der
Fig. 2 die gefundene Lösung mit einem separaten Dämpfungselement
gegenübergestellt.
Die Fig. 1 zeigt zunächst die feststehenden Teile des Meßwerks, die in
diesem Beispiel aus einem zweiteiligen Gehäuse 1 bestehen, in dem ein aus
einer Unterschale 2a und einer Oberschale 2b bestehender Spulenkörper
eingefaßt ist, wobei der Spulenkörper die symmetrisch und orthogonal
zueinander angeordneten Spulenpaare 3a und 3b bzw. 4a und 4b trägt.
Zentrisch im Spulenkörper ist das bewegliche Organ des Meßwerks gelagert,
das aus einer Welle 5 und aus einem starr mit der Welle 5 verbundenen
Dauermagneten 6 sowie einem Zeiger 7 besteht, wobei der Zeiger 7 an dem
Ende der Welle 5 angebracht ist, das am Gehäuse 1 des Meßwerks übersteht.
Die Welle 5 stützt sich einerseits mit einer vorzugsweise stählernen Achsspitze
8 in einem in der Unterschale 2a des Spulenkörpers eingelassenen, mit einer
kegelförmigen Bohrung 9 versehenen Lager 10 ab und wird andererseits durch
ein Gleitlager 11 in der Oberschale 2b des Spulenkörpers geführt. Aus
Gründen der Übersichtlichkeit sind in dieser Figur Torsionsfedern nicht
dargestellt, die zu dem durch die Meßgröße am beweglichen Organ erzeugten
elektromagnetischen Drehmoment ein mechanisches Gegendrehmoment
bewirken. Dieser aus dem Stand der Technik bekannte grundsätzliche Aufbau
eines analogen Meßwerks soll auch unverändert für das Ausführungsbeispiel
der Erfindung gelten.
Zur Vermeidung unerwünschter Zeigerschwingungen wird bei herkömmlichen
Meßwerken an verschiedenen Stellen zwischen dem beweglichen Organ und
den es umgebenden feststehenden Teilen des Meßwerks ein dämpfender
Schmierstoff geeigneter Viskosität eingebracht. Die Einbringungsstellen für den
Schmierstoff 12 können sich, wie in der Fig. 1 dargestellt, im Lagerbereich A
der Welle 5 oder am Umfang B oder an einer oder an beiden Stirnseiten C des
Dauermagneten 6 befinden.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, wie in der Fig. 2 dargestellt, statt der
Einbringung eines dämpfenden Schmierstoffes 12 an den zuvor genannten
Stellen A, B oder C beabstandet vom beweglichen Organ, und damit räumlich
getrennt von diesem, ein eigenständiges Dämpfungselement 13 vorzusehen,
das sich im oder am Gehäuse 1 des Meßwerks befindet. Das
Dämpfungselement 13 besteht aus einem Dämpfungsrotor 15, der in einem mit
einem viskosen Schmierstoff 16 gefüllten Raum 17 beweglich gelagert ist. Der
Dämpfungsrotor 15 wird über ein Getriebe 18 von der Welle 5 des beweglichen
Organs angetrieben, wobei das Getriebe 18 aus Zahnrädern 19 und 20
besteht, die vorteilhafterweise in ihrem gegenseitigen Eingriff in achsparalleler
Richtung eine Verschiebung zulassen. Die Zahnräder 19 und 20 müssen nicht
notwendigerweise vollumfänglich als solche ausgebildet sein, sondern
insbesondere dann, wenn während des Abgleichvorgangs des Meßwerks eine
Entkopplung des Dämpfungsrotors 15 vom beweglichen Organ beabsichtigt ist,
mag es zweckmäßiger sein, wenigstens eines der Zahnräder 19 oder 20 nur
als Segmentzahnrad, z. B. als 3/4-Segmentzahnrad auszubilden, damit die
Zahnräder 19 und 20 in eine Betriebsstellung bringbar sind, in der sie sich mit
ihren Zähnen nicht im Eingriff befinden.
Der Dämpfungsrotor 15 besteht im wesentlichen aus einer in einer
Lagerbuchse 14 gelagerten Welle 21, die in dem mit dem Schmierstoff 16
gefüllten Raum 17 einen vorzugsweise rotationssymmetrischen
Dämpfungskörper 22 besitzt der beispielsweise die Form eines Zylinders hat
und direkt an der Welle 21 angeformt sein kann. In vielen Fällen wird es
zweckmäßig sein, das Dämpfungselement 13 konstruktiv in das Gehäuse 1 des
Meßwerks zu integrieren, so wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Das
Dämpfungselement 13 kann aber bedarfsweise auch als separates Bauteil mit
einem eigenständigen Gehäuse ausgebildet sein.
Sowohl durch die Wahl eines Schmierstoffes mit einer geeigneten Viskosität als
auch durch das Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann auf die Anzeige
des analogen Meßwerks Einfluß genommen werden. Auch kann die
Beschleunigungsmasse des Dämpfungsrotors sehr klein gewählt werden. Auch
wenn es hier nicht näher ausgeführt ist, so läßt sich die vorgeschlagene
Lösung im Grundsatz auch auf Meßwerke mit translatorischer Bewegung
übertragen.
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Dämpfung des beweglichen Organs eines Meßwerks, wobei
das Meßwerk in seinem Gehäuse (1) feststehende Teile besitzt die das
bewegliche Organ haltern und mit deren Hilfe eine Meßgröße eine
Bewegung des beweglichen Organs erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Dämpfung des beweglichen Organs ein Dämpfungselement (13)
vorgesehen ist, das aus einem vom beweglichen Organ beabstandet
angeordneten Dämpfungsrotor (15) besteht, der mit dem beweglichen Organ
gekoppelt ist und von diesem angetrieben wird sowie in einem mit einem
viskosen Schmierstoff (16) gefüllten Raum (17) beweglich gelagert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Welle (21) des Dämpfungsrotors (15) mit einer Welle (5) des
beweglichen Organs durch ein Getriebe (18) gekoppelt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Getriebe (18) bei der Drehmomentübertragung von der Welle (5)
des beweglichen Organs auf die Welle (21) des Dämpfungsrotors (15)
zwischen beiden Wellen in achsparalleler Richtung eine Relativbewegung
zuläßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Getriebe (18) eine Betriebsstellung aufweist, in der der
Dämpfungsrotor (15) vom beweglichen Organ entkoppelt ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
daß die Welle (21) des Dämpfungsrotors (15) einen angeformten
rotationssymmetrischen Dämpfungskörper (22) aufweist, der sich in dem mit
dem viskosen Schmierstoff (16) gefüllten Raum (17) bewegt.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
daß das Dämpfungselement (13) in das Gehäuse (1) des Meßwerks
integriert ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
daß das Dämpfungselement (13) als ein separates Bauteil mit einem
eigenständigen Gehäuse ausgebildet ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997143947 DE19743947A1 (de) | 1997-10-04 | 1997-10-04 | Vorrichtung zur Dämpfung des beweglichen Organs eines Meßwerks |
MYPI9804452 MY125848A (en) | 1997-10-04 | 1998-09-29 | Device for damping the moveable member of a measuring instrument |
CNB981243045A CN1192209C (zh) | 1997-10-04 | 1998-10-03 | 测量仪器活动部件的阻尼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997143947 DE19743947A1 (de) | 1997-10-04 | 1997-10-04 | Vorrichtung zur Dämpfung des beweglichen Organs eines Meßwerks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19743947A1 true DE19743947A1 (de) | 1999-04-29 |
Family
ID=7844634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1997143947 Withdrawn DE19743947A1 (de) | 1997-10-04 | 1997-10-04 | Vorrichtung zur Dämpfung des beweglichen Organs eines Meßwerks |
Country Status (3)
Country | Link |
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CN (1) | CN1192209C (de) |
DE (1) | DE19743947A1 (de) |
MY (1) | MY125848A (de) |
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DE7515193U (de) * | 1975-10-30 | Schnurr H | Ubertragungsmeßwerk mit Dämpfungseinrichtung | |
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EP0304510A1 (de) * | 1986-08-02 | 1989-03-01 | VDO Adolf Schindling AG | Messeinrichtung |
-
1997
- 1997-10-04 DE DE1997143947 patent/DE19743947A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-09-29 MY MYPI9804452 patent/MY125848A/en unknown
- 1998-10-03 CN CNB981243045A patent/CN1192209C/zh not_active Expired - Fee Related
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Title |
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JP 6-117878 A. In: Patent Abstracts of Japan, Sect. P, Vol. 18 (1994), Nr. 399 (P-1776) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1213770A (zh) | 1999-04-14 |
CN1192209C (zh) | 2005-03-09 |
MY125848A (en) | 2006-08-30 |
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |