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Wirbelstrom-Geschwirldigkeitsmesser Es sind Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmesser
bekannt, die mit einer an einem Anzeigeorgan fest angeordneten Glocke versehen sind,
deren gegebenenfalls mit zahnähnlichen Ausbuchtungen versehener Rand in den zwischen
dem angetriebenen Magneten und dem damit rotierenden magnetischen Rückschlußteil
befindlichen Luftspalt hineinragt und unter dem Einfluß von Wirbelströmen mitgenommen
wird. Bei einer bekannten Ausführungsform besitzt die Glocke einen Rand, der an
jeder Seite über den Magneten hinausragt. Der Rückschluß teil ist bedeutend länger
als die Wandstärke des Magneten. Infolgedessen treten schräg zur Rotationsebene
des Magneten verlaufende Kraftlinien des magnetischen Feldes auf, die vom Magneten
nach den Enden des Rückschluß teiles verlaufen und den Glockenrand mehr oder weniger
schneiden, je nach der gegenseitigen axialen Lage des Magneten, der Glocke und des
Rückschlußteiles, die vom mechanischen Spiel der Lagerung und von thermischen Einflüssen
abhängt. Da ferner bei dieser bekannten Ausführungsform der Boden der Glocke nicht
durchbrochen ist, erhält die Glocke eine zusätzliche, aber unkontrollierbare Beschleunigung
zu ihrer beabsichtigten Rotation, da sie auch die in die Luft austretenden Kraftlinien
schneidet. Die Anzeige wird dadurch ungenau. Ferner bewirkt jede Änderung der Axiallage
zwischen Magnet und Glocke infolge der schräg laufenden Kraftlinien des magnetischen
Feldes eine Änderung des Drehmomentes. Diese Nachteile bestehen insbesondere auch
bei einer anderen bekannten Ausführungsform, bei der der Rückschlußteil über seinen
Umfang abgeschrägt oder mehr oder weniger schraubenlinienförmig ausgebildet ist,
da bei dieser Ausführungsform längs des Umfangs des Rückschlußteiles die magnetischen
Kraftlinien sehr unterschiedlich verlaufen und Streufelder auftreten. Sie bestehen
fernerhin dann, wenn der magnetische Rückschlußteil exzentrisch zum Magneten und
damit zur Glocke angeordnet ist, was, wie die erwähnte Maßnahme der schraubenlinienförmigen
Ausbildung zeigt, vorgeschlagen wurde, um die Eichung zu erleichtern, jedoch zu
den erwähnten Nachteilen führt. Eine weitere, der erstgenannten Ausführungsform
ähnliche Ausführungsform, bei der aber die Höhe des Rückschluß teils gleich der
Wandstärke des Magneten ist, besitzt eine Glocke mit geschlossenem Boden und einem
Rand, der nur an einer Seite über den Luftspalt hinausragt. Auch hier gelten die
beschriebenen Nachteile, die auch nicht dadurch vermieden werden, daß nach einem
weiteren bekannten Vorschlag die Wirbelstromglocke einen weitgehend ausgehöhlten
Boden besitzt, bei der aber zwischen den Aushöhlungen und dem diese Aushöhlung umsäumenden
Teil Streufelder auftreten, die große Momentausweichungen verursachen.
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Die- Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmesser
so auszubilden, daß weder durch Änderung der axialen Lage zwischen Magnet und Glocke,
wie sie durch thermische Einfiüsse und Lagerspiel unvermeidlich sind, noch durch
Streufelder Beeinträchtigungen des Meßergebnisses auftreten.
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Die Erfindung betrifft einen Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmesser mit
einer an einem Anzeigeorgan fest angeordneten Glocke, deren Rand in den zwischen
dem Magneten und dem magnetischen Rückschlußteil befindlichen Luftspalt hineinragt
und gegebenenfalls mit zahnähnlichen Ausbuchtungen versehen ist, deren Anzahl derjenigen
der Pole des Magneten entspricht. Die Erfindung besteht darin, daß der Rückschlußteil
aus einer Nabe mit mehreren radialen Armen und einem zylindrischen, an diesen Armen
befestigten Körper besteht und letzterer in der Höhe gleich der Wandstärke des Magneten
ist, sowie darin, daß die Glocke einen zylindrischen, beiderseitig über den zwischen
Magnet und Rückschluß teil angebrachten Luftspalt hinausragenden Rand und eine mit
dünnen, an dem Rande fest verbundenen Armen versehene Nabe aufweist.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Nabe des Rückschlußteiles
mehrere Arme aus unmagnetischem Stoff, z. B. Duraluminium, auf.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin
zu sehen, daß die Kraftlinien des magnetischen Feldes immer senkrecht zum Glockenrand
verlaufen, weil die Höhe des Rückschlußringes
gleich der Dicke des
Magneten ist. Der Boden der Glocke ist durchbrochen, d. h., er wird nur von schmalen
Armen gebildet, die unempfindlich gegen die Wirkung der Kraftlinien sind. Daher
erreicht die Erfindung, daß eine unvermeidliche Veränderung der axialen Lage des
Magneten, der Glocke und des Rückschlußteils ohne Einfluß auf das auf die Glocke
wirkende Moment ist, das nach einmaliger Einstellung immer konstant bleibt, so daß
ein unverfälschtes Meßergebnis gewährleistet wird.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt längs der
LinieI-I der Fig. 2 eines Wirbelstroin-Geschwindigkeitsmessers nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung nach Fig. 1 in Richtung der Pfeile II-II.
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Auf der Achse 1, deren Lager nicht dargestellt sind, ist unter Andrückung
gegen eine Schulter die Nabe 2 eines Halters des Rückschlußteils für das Feld befestigt.
Diese Nabe 2 ist durch in gleichmäßigen Abständen angeordnete Arme 3 mit einer zylindrischen
Felge 4 verbunden. Diese zylindrische Felge besitzt innere Lagerungsteile 5, welche
auf der Seite der Arme 3 durch eine Schulter 6 abgeschlossen werden.
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Diese abgesetzten Lagerungsteile dienen zur Aufnahme eines Rückschluß
teils 7 für das Feld, welcher in der Lagerung mit leichter Reibung drehbar ist.
An der Stelle eines jeden Arms besitzt die Felge 4 eine Verstärkung 8 mit einer
Gewindebohrung 9 zur Aufnahme einer Blockierungsschraube, welche sich gegen den
Umfang des Rückschluß teils 7 legt.
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Die Außenfläche des Rückschluß teils hat die Form eines zylindrischen
Ringes, während die Innenfläche exzentrische zylindrische Ausnehmungen 10 aufweist,
welche voneinander durch zu der Achse 1 konzentrischeOberflächenteile 11 getrennt
sind. Bei dem dargestellten Beispiel sind sechs Oberflächenteile 11 vorhanden, welche
Zahnköpfe bilden.
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Der gepreßte Magnet 12 hat die Form einer Scheibe, deren Dicke gleich
der Höhe des Rückschluß teils ist.
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Diese gepreßte Scheibe ist auf eine Nabe 13 aufgepreßt, welche wie
die Nabe2 auf den geschwächten Teil der Achse 1 aufgeschoben und auf Drehung mit
der Nabe 2 mittels einer schrauhenzieherförmigen Kupplung 14 fest verbunden ist.
Die entgegengesetzte Seite der Nabe 13 weist eine abgesetzte Bohrung 15 auf, in
welcher auf dem mit Gewinde versehenen Ende 16 der Achse 1 eine Blockierungsmutter
17 festgezogen werden kann, welche eine zylindrische Seitenfläche und einen geschlitzten
Kopf oder einen Kronenkopf 18 besitzt.
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In den Luftspalt zwischen der sechs Polzonen zeigenden Seitenfläche
19 des Magneten 12 und dem Rückschlußteil 7 wird der Rand 20 der Glocke aus unmagnetischem
Werkstoff eingeführt. Die Höhe dieses Randes ist erheblich größer als die Höhe des
Luftspaltes, so daß er beiderseits außerhalb des Luftspaltes beträchtlich übersteht.
Der Rand 20 ist durch dünneArme21 mit einerNabe22 vereinigt, in welcher die Tragachse
des Anzeigegliedes, z. B. eines Zeigers, befestigt ist, welche in Lagern gelagert
ist, welche sie genau auf die Achse 1 zentrieren. Diese Achse und ihre Lager sind
nicht dargestellt.
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Zur Regelung des Feldes braucht nur der Rückschlußteil 7 in der Bohrung
verdreht zu werden.
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Hierdurch wird nach Belieben die gegenseitige Lage der Zähne 11 und
der Polflächen auf der Seitenfläche 19 des Magneten 12 verändert. Nach vorgenommener
Einstellung wird der Ring 7 mittels der in den Löchern 9 festgezogenen Schrauben
in seiner Lage gehalten.
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Diese durch eine gegenseitige Drehung erhaltene Einstellung wird
nicht durch etwaige Veränderungen der axialen Lage der Glocke gegenüber dem Magneten
oder seinem Rückschlußteil beeinflußt. Es schadet daher nichts, wenn derartige Änderungen
an den Lagerungen und den Haltern infolge der Temperatur oder derWirkung eines mechanischen
Spiels auftreten.
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Die Zulässigkeit eines verhältnismäßig großen axialen mechanischen
Spiels vereinfacht die Herstellung der Lagerungen. Das Überstehen der Ränder der
Glocke gestattet die Verringerung der Streuflüsse. Die Anbringung der Glocke und
des Halters des Rückschlußteils mit Hilfe von dünnen Armen gestattet die Verringerung
der Einflüsse der Vorderseiten des Magneten, welche im allgemeinen Störwirbelströme
hervorrufen. Schließlich können radialeVerformungen infolge der Einwirkung der Temperatur
auf die radialen Abmessungen des Magneten, des Rückschlußteils und des Randes der
Glocke leichter bekämpft und leichter durch eine zweckmäßige Wahl der Werkstoffe
der Glocke, des Magneten und des Rückschlußteils und seines Halters ausgeglichen
werden.
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So ist es zweckmäßig, den Halter des Rückschlußteils aus einer Aluminiumlegierung,
z. B. Duralumin, den Rückschluß teil selbst aus schwedischem Eisen und die Glocke
aus reinem Aluminium oder einer beliebigen anderen dem gewünschten Zweck entsprechenden
Legierung herzustellen.
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PATENTANSPROCHE: 1. Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmesser mit einer
an einem Anzeigeorgan fest angeordneten Glocke, deren Rand in den zwischen dem Magneten
und dem magnetischen Rückschluß teil hefindlichen Luftspalt hineinragt und gegebenenfalls
mit zahnähnlichen Ausbuchtungen versehen ist, deren Anzahl derjenigen der Pole des
Magneten entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußteil aus einer Nabe
(2) mit mehreren radialen Armen (3) und einem zylindrischen, an diesen Armen befestigten
Körper (7) besteht und letzterer in der Höhe gleich der Wandstärke des Magneten
(12) ist und die Glocke einen zylindrischen, beiderseitig über den zwischen Magnet
und Rückschluß teil angebrachten Luftspalt hinausragenden Rand (20) und eine mit
dünnen, an dem Rande fest verbundenen Armen (21) versehene Nabe aufweist.