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Antriebs-oder Mitnahmevorrichtung vermittels Hysteresis
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Schaffung einer Antriebs-oder Mitnahmever- bindung zwischen einer in einem Gehäuse dicht eingekapselten antreibenden Welle und einer ausserhalb dieses Gehäuses befindlichen anzu- treibenden Welle vermittels Hysteresis.
Derartige Vorrichtungen sind bekannt, sei es mit Hilfe magnetischer Mitnahme, wobei jede der Wellen einen permanenten Magneten trägt, oder sei es, dass eine der Wellen einen perma- nenten Magneten trägt, während die andere
Welle ein Stück magnetisierbaren Metalles auf- weist, das mit Armen den Magnetpolen gegen- über liegt, oder sei es mit Mitnahme mittels
Hysteresis, wobei eine der Wellen einen permanenten Magneten mit zwei oder mehreren Armen, die andere ringförmige Welle eine flache Nickelscheibe trägt, die dem Magneten gegenüberliegt.
Diese Vorrichtungen haben nachfolgende Mängel :
1. Bei plötzlichem Anlassen der antreibenden Welle erfolgt häufig ein Abreissen der Kupplung, ohne Möglichkeit, den Synchronismus zwischen den beiden Teilen wiederherzustellen, da die Trägheit des mitgenommenen Stückes gross ist, sobald es sich um einen Magneten handelt.
2. Bei Mitnahme einer Scheibe durch Hysteresis ist die Kraftlinienverteilung schlecht, denn der magnetische Kreis schliesst sich zwischen den Magnetpolen in der Luft, und nur ein geringer Teil der Kraftlinien geht durch die Scheibe hindurch, während sich der übrige Teil aussen schliesst.
In diesem Falle ist der Synchronismus nach einem leichten Schlupf rasch erreicht, aber das übertragene Drehmoment ist gegenüber jenem, das von zwei permanenten Magneten geliefert wird, sehr gering.
Mit den bekannten Vorrichtungen kann leicht betrügerisch manipuliert werden, und um sie davor zu schützen, müssen sie allseitig durch einen magnetisierbaren Schirm abgedeckt sein.
Die Erfindung bezweckt, obigen Mängeln abzuhelfen. Sie besteht im Wesen in einem Antrieb bzw. in einer Mitnahmevorrichtung durch Hysteresis, die auf einer der Wellen einen permanenten Magneten in Gestalt eines geraden Stabes, dessen Längsachse senkrecht zur Rotationsachse steht, und auf der anderen Welle ein von jeglichem vorragenden Pol freies zylin- drisches Rohr aus Nickel oder einem Metall mit den Hysteresiseigenschaften von Nickel koaxial zur Magnetenrotationsachse enthält. Beide
Teile sind durch eine nichtmagnetisierbare, glockenförmige Scheidewand getrennt, und es liegt die Magnetpolachse in halber Höhe des zylindrischen Rohres.
Die Vorteile dieser Vorrichtung sind : Ver- ringerung des Luftspaltes gegenüber der bekann- ten vorerwähnten Mitnehmeart durch Hysteresis, eine gute Kraftlinienverteilung und ein hervorragender Schutz gegen unlautere Manipulationen.
Die Figuren der Zeichnung zeigen beispielsweise Ausführungen der Erfindung, u. zw. die Fig. 1 eine bekannte Mitnahmevorrichtung mittels Hysteresis, Fig. 2 die erfindungsgemässe Vorrichtung, die Fig. 3,4 die Kraftlinienverteilung für den Fall nach Fig. 2, wenn ausserhalb der Vorrichtung zu betrügerischen Zwecken ein grosser permanenter Magnet herangebracht wird bzw. wenn die Vorrichtung einen oder keinen Schutzschirm enthält. Die Fig. 5 zeigt zu Vergleichszwecken die Kurven der Drehmomente in einzelnen Fällen, Fig. 6 die Kurven des Schlupfes.
In Fig. 1 sieht man die bekannte Mitnehmevorrichtung vermittels Hysteresis. Der durch 1 dargestellte, permanente Ringmagnet mit dem Nord-und Südpol auf seiner oberen Seite, nimmt infolge Hysteresis die Nickelscheibe 2 mit. Die Zwischenwand 3 trennt die beiden Teile.
Der Magnet 1 ist auf der nicht dargestellten Antriebswelle, die Scheibe 2 auf der angetriebenen Welle befestigt.
Diese Figur zeigt die Verteilung der Kraftlinien ; man sieht, dass ein Teil derselben sich schliesst, ohne die Scheibe zu durchdringen ; die Scheidewand 3 muss von solcher Dicke sein, dass sie dem Innendruck widersteht, der gegebenenfalls in dem den Magnet 1 enthaltenden Gehäuse herrscht.
Die Fig. 2 stellt die erfindungsgemässe Vorrichtung dar. Man sieht darin den Magnet in Form eines Stabes 4 auf der antreibenden Welle und mit dem Nord-und Südpol an den beiden Stabenden ; 5 ist das zylindrische Nickelrohr auf der angetriebenen Welle, die in der Verlängerung der Antriebswelle liegt. 6 ist die Scheidewand
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in Gestalt einer Glocke, welche die beiden einander sich umschliessenden Teile trennt.
Aus dieser Figur ersieht man auch die Verteilung der Kraftlinien und kann feststellen, dass sich die Mehrzahl über den Zylinder 5 schliesst.
Die zylindrische Gestalt von 6 ermöglicht für einen gleichen Druck im Gehäuse, eine geringere Dicke der Scheidewand als jene des Teiles 3 (Fig. 1), der ja eben ist. Daher ist der Luftspalt gegenüber der Vorrichtung nach Fig. 1 verkleinert.
Die zwei Vorteile : gute Kraftlinienverteilung und Verringerung des Luftspaltes tragen dazu bei, dass das übertragene Drehmoment bei gleicher Grösse der Vorrichtung grösser ist.
Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich aus dem Umstand, dass bei der neuen Vorrichtung keine axiale Anziehungskraft zwischen ihren beweglichen Teilen auftritt, und dass die vollkommene Konzentrizität dieser Teile auch keine radiale Reaktion verursacht.
Fig. 3 stellt den Kraftlinienverlauf für den Fall dar, dass man zu betrügerischen Zwecken ausserhalb der Vorrichtung, die ohne Schutzschirm ist, einen permanenten Magneten 7 anbringt. Man sieht aus der Figur, dass die Glocke 5 aus Nickel selbst als Schutzschirm wirkt und die Entmagnetisierung bzw. die Blockierung des Magneten 4 verhindert. Überdies steht die Hülle 8, welche die anzutreibende Vorrichtung umgibt und sie gegen Staub sowie andere äussere Einflüsse schützt, vom Zylinder 5 genügend weit ab und verhindert, dass man den Aussenmagneten noch näher heranbringt.
Diese Hülle 8 besteht für den Fall nach Fig. 3 aus beliebigem, nicht magnetisierbarem Material (Messing, plastische Massen usw.). Sie hat demnach keine magnetische Schutzwirkung.
Die Fig. 5 zeigt in Form von Kurven die Mitnehmerdrehmomente Md als Funktion der Dicke der Scheibe 2 bzw. der Zylinder 5 bei verschiedenen Anordnungen auf gleichen Raumbedarf reduziert (Dred).
Die Kurve I entspricht der Anordnung nach Fig. 1. Die Kurve 11 stellt im gleichen Massstabe das Mitnehmerdrehmoment der Vorrichtung nach Fig. 2 als Funktion der Dicke des Nickelrohres 5 dar.
Die Kurve 111 stellt im gleichen Massstab das Mitnehmerdrehmoment bei der Anordnung nach Fig. 3, d. h. bei einem Betrugsversuch mit einem permanenten Magneten unter den gleichen übrigen Bedingungen wie in Fig. 2 dar, d. h. ohne Schutzschirm. Man sieht, dass die Verringerung des Drehmomentes nur sehr gering ist.
Die Kurve IIIbis stellt das Drehmoment für den Fall nach Fig. 4 dar ; diese Figur zeigt die gleiche Vorrichtung wie Fig. 3, bei welcher die Schutzhülle 9 aus einem magnetischen Material ist. Die Verteilung der Kraftlinien der beiden Magnete ist dann derart, dass zwischen Glocke 5 und Schirm 9 ein vollständig neutraler Zwischenraum besteht.
Die Kurve IIIter zeigt das Drehmoment nach Entfernung des Störmagneten 7.
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anzutreiben gestattet. Ausserdem sind plötzliche Ingangsetzungen der Zähler infolge häufiger Entnahme der Flüssigkeit oder des Gases von keiner Bedeutung mehr.
Der Bereich der Erfindung wird nicht überschritten, wenn man unter Anwendung der vorangegebenen Prinzipien eines Hysteresisantriebes oder Mitnahme mittels Magneten und Nickelrohr die Vorrichtung durch äquivalente Mittel ab- ändert ; so kann der Magnet aus einer beliebigen magnetischen Legierung, desgleichen auch das Rohr aus einer solchen Legierung mit Eigenschaften analog jenen des Nickels bestehen. Die Formen und Abstände können in gewissen Grenzen schwanken. Statt einer zylindrischen Glocke mit kreisförmigem Querschnitt kann auch eine solche mit polygonalem, leicht kegeligem oder kugeligem Querschnitt verwendet werden ; die die beweglichen Teile trennende Scheidewand kann aus beliebigem nichtmagnetischem und ausreichend druckfestem Material bestehen. Sie kann z.
B. zwecks Schwächung der Fou- cault'schen Ströme aus einem Material mit hohem Leitungswiderstand sein.
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