Andere mechanische Geschwindigkeitsmesser

Abgesehen von Wirbelströmen und sich drehenden Kabeln versuchten Erfinder Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts einige andere Möglichkeiten, die Geschwindigkeit mit ausgeklügelten mechanischen Methoden zu messen. So gab es z. B. Geschwindigkeitsmesser, die ähnlich wie Fliehkraftregler (Geschwindigkeitsbegrenzer) in Dampfmaschinen funktionierten, mit Gewichten, die sich mit zunehmender Umdrehungszahl einer Achse erhöhten. Die Gewichte waren mit einem Hebel verbunden, der eine Nadel auf einer Skala auf und ab bewegte, um die Geschwindigkeit anzuzeigen. Im Jahr 1916 patentierte die Firma Waltham einen Luftbecher-Mechanismus, der dem Wirbelstromprinzip ähnelte, jedoch mit zwei einander gegenüberliegenden luftgefüllten Bechern. Wenn sich ein Becher drehte, zog die darin befindliche Luft die Luft in einem zweiten, nahe gelegenen Becher an, der mit einem Zeiger und einer Spiralfeder verbunden war, genau wie bei einem Wirbelstromgeschwindigkeitsmesser. Diese Idee stammt von keinem Geringeren als dem großen Elektropionier und Erfinder Nikola Tesla.

Elektronische Tachometer

Foto: Es gibt eine ganze Reihe von Tachometer-Apps für Smartphones, die anhand von GPS-Signalen (oder anderen Signalen zur Standortbestimmung des Telefons) die Geschwindigkeit (wie weit man gefahren ist) und die Uhrzeit berechnen. Dies ist Speedometer Complete für das iPhone von Daniel J. Pérez, und für Android gibt es die Apps GPS Speedometer and Odometer und SpeedView.

So gut wie alle Tachometer, die bis in die 1980er Jahre hergestellt wurden, arbeiteten mit einem Wirbelstrom- und Kabelmechanismus – ähnlich dem ursprünglichen, patentierten Design von Schulze. Aber es gibt auch Nachteile. Erstens gibt es viele mechanische Teile, die sich abnutzen (wodurch sie ungenau werden) oder plötzlich ausfallen. Wenn das Tachokabel reißt, wird die ganze Vorrichtung sofort unbrauchbar – und es braucht einen Mechaniker, um sie zu reparieren. Lange Tachowellen sind besonders unpraktisch, was bei großen Nutzfahrzeugen wie Lastwagen und Bussen schon immer ein Problem war.Wirbelstromtachos sind auch nicht gerade ideal für Fahrräder, nicht zuletzt, weil am Lenker kein Platz für einen großen Tacho ist!Und nicht nur die Wellen sind ein Problem: Ein herkömmliches Tachozifferblatt kann schwer abzulesen sein, wenn man auf der Autobahn unterwegs ist, vor allem nachts: Will man wirklich die Augen von der Straße nehmen, um herauszufinden, wo die Nadel auf dem Zifferblatt steht? Manche Leute ziehen es vor, ihre Geschwindigkeit als einfache Zahl auf einer gut beleuchteten Digitalanzeige zu sehen.

Artwork: Wie ein elektronischer Tachometer funktioniert: 1) Ein Magnet, der mit einem der Räder (oder wahrscheinlicher mit einer Antriebswelle, die an einem der Räder befestigt ist) verbunden ist, dreht sich mit hoher Geschwindigkeit. 2) Jedes Mal, wenn er eine vollständige Umdrehung macht, passiert er einen Hall-Effekt-Sensor (oder einen anderen magnetischen Sensor) und das Feld des Magneten löst den Sensor aus. 3) Ein Schaltkreis verstärkt die Signale des Sensors und wandelt sie in Ihre momentane Geschwindigkeit und die zurückgelegte Strecke um. 4) Eine digitale Anzeige auf dem Armaturenbrett fungiert sowohl als Tachometer als auch als Kilometerzähler und zeigt die Geschwindigkeit und die zurückgelegte Strecke nebeneinander an.

Elektronische Tachometer funktionieren auf eine völlig andere Weise. Kleine Magnete, die an der rotierenden Antriebswelle des Fahrzeugs befestigt sind, schwingen an in der Nähe angebrachten zinnmagnetischen Sensoren (entweder Reed-Schalter oder Halleffekt-Sensoren) vorbei. Jedes Mal, wenn die Magnete die Sensoren passieren, erzeugen sie einen kurzen Stromimpuls. Ein elektronischer Schaltkreis zählt, wie schnell die Impulse ankommen, und wandelt dies in eine Geschwindigkeit um, die elektronisch auf einem LCD-Display angezeigt wird.Da der Schaltkreis die Anzahl der Radumdrehungen misst, kann er auch die zurückgelegte Strecke aufzeichnen und so als Kilometerzähler fungieren (Entfernungsmesser).Elektronische Tachometer können die Geschwindigkeit auch mit analogen Zeigern und Skalen anzeigen, genau wie die traditionellen Wirbelstromtachos: In diesem Fall treibt die elektronische Schaltung einen hochgradig steuerbaren Elektromotor (einen so genannten Schrittmotor) an, der den Zeiger um einen entsprechenden Winkel dreht.Elektronische Tachometer sind zuverlässiger und kompakter als mechanische, und die Bewegungssensoren können sich in beliebiger Entfernung von der Geschwindigkeitsanzeige befinden, so dass sie sich für jede Art von Fahrzeug eignen, vom Fahrrad bis zum 40-Tonnen-Lkw!

“Wissen Sie, wie schnell Sie gefahren sind, Sir?”
“Leider nicht, Officer, aber ich weiß ziemlich genau, wie mein Auto das berechnet. Zählt das?”.