DE1174522B - Vorrichtung zur magnetischen Kupplung zweier drehbar gelagerter Hebel durch eine Gehaeusewandung - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur magnetischen Kupplung zweier drehbar gelagerter Hebel durch eine Gehäusewandung Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung an Meßeinrichtungen zur magnetischen Kupplung zweier um im wesentlichen parallel zueinander verlaufender Achsen, die im Abstand voneinander angeordnet sind, schwenkbar gelagerter Hebel zur Übertragung einer Meßkraft durch eine Gehäusewandung od. dgl. hindurch, bei der die Kupplungsstelle zwischen einem Kraftfühler und einem vorzugsweise nach dem Prinzip der selbsttätigen Kraftkompensation arbeitenden Meßsystem angeordnet ist und über die Kupplung auf das Meßsystem Störkräfte übertragen werden, die durch Gegenkräfte kompensierbar sind, und bei der ferner die Magnetkupplung aus zwei Kupplungselementen besteht, die vorzugsweise beide ein eigenes magnetisches Moment aufweisen.
• Vorrichtungen dieser Art sind an sich bekannt. Sie dienen beispielsweise in der Mengerimeßtechnik zur Übertragung eines im Innern eines abgeschlossenen Druckraumes erzeugten, der Menge eines chemisch aggressiven, durch eine Blende strömenden Mediums proportionalen Differenzdrucks auf ein außerhalb dieses Druckraumes angeordneten Meßwerk, das den Differenzdruck und damit schließlich die Menge anzeigt bzw. einen entsprechenden Regler betätigt, der zur Regelung der Menge des Mediums vorgesehen ist. Diese Vorrichtungen haben sich vornehmlich bei Meßeinrichtungen eingeführt, die nach dem Prinzip der selbsttätigen Kraftkompensation arbeiten, bei denen also die über die Kupplung übertragene Meßkraft durch eine gleich große, der Meßkraft entgegengerichtete Kompensationskraft kompensiert wird und die Kompensationskraft bzw. die diese Kraft erzeugende Größe ein Maß für die Meßkraft ist.
• Kraftkupplungen dieser und ähnlicher Zweckbestimmung weisen den Nachteil auf, daß eine Auslenkung eines der beiden Hebel, z. B. desjenigen Hebels, der die Meßkraft über die Kupplung auf die Kraftmeßvorrichtung überträgt, an der Kupplungsstelle Rückstellkräfte erzeugt, die den Hebel in seine Ausgangslage zurückzustellen bemüht sind. In der deutschen Patentschrift 1053 081 ist deshalb zur Beseitigung solcher Störkrafteinflüsse, die die Messung kleinerer Kräfte behindern, eine Kraftkupplung der hier betrachteten Art beschrieben, bei der eines der beiden miteinander in magnetischer Wechselwirkung stehenden Kupplungsbestandteile um eine zu den Hebelachsen parallele Achse drehbar gelagert ist, wodurch die Kupplungselemente bei kleinen Auslenkungen eines der beiden Kupplungsbestandteile stets eine parallele Stellung beibehalten können. Eine der auftretenden Störkraftkomponenten ist hierdurch beseitigt. Diese Maßnahmen haben sich jedoch nicht als ausreichend erwiesen, da eine Hebeldrehung nicht nur eine Drehung der Kupplungsmagnete gegeneinander herbeiführt, sondern auch eine Verschiebung gegeneinander zur Folge hat. Hierdurch treten neuerlich Kraftkomponenten auf, die die erwähnten Störkräfte wieder einführen.
• Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten wird der Erfindung entsprechend eine Einrichtung zur magnetischen Kupplung zweier um parallele Drehachsen, deren Drehpunkte nicht zusammenfallen, beweglich gelagerter und durch eine Wändung getrennter Hebel zur Übertragung einer Meßkraft, bei der die Kupplungsstelle zwischen einem Kraftfühler und einem vorzugsweise nach dem Prinzip der selbsttätigen Kraftkompensation arbeitenden Meßsystem angeordnet ist, und bei dem Mittel vorgesehen sind, die die bei Auslenkung eines Hebels auftretenden Rückstellkräfte kompensieren, und bei der ferner die Kupplung aus zwei Kupplungselementen besteht, die vorzugsweise beide ein eigenes magnetisches Moment aufweisen, vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, daß die magnetischen Achsen der magnetischen Kupplungselemente in Richtung der Achsen der Hebel gegeneinander um die Exzentrizität e verschoben angeordnet sind.
• In derartigen Anordnungen tritt bei Auslenkung eines der beiden Hebel eine die erwähnte Rückstellkraft kompensierende Gegenkraft auf.
• Bei Einrichtungen nach der Erfindung wird deshalb eine drehbare Lagerung der Kupplungselemente an der Kupplungsstelle entbehrlich, und es gelingt durch Verschiebung der beiden Kupplungselemente gegeneinander, die Kupplung derart zu justieren, daß die noch auftretenden Rückstellkräfte an der Kupplung in einem hinreichend großen Drehwinkelbereich der miteinander gekuppelten Hebel nicht mehr störend in Erscheinung treten. Es ist überdies durch Kompensation der Störkräfte möglich, etwa auf der Seite des Kraftfühlers auftretende Fehlerkonstanten mit zu kompensieren.
• Die Einrichtung nach der Erfindung hat insbesondere bei solchen Meßsystemen, die nach dem Prinzip der selbsttätigen Kraftkompensation arbeiten und bei denen die Meßkraft auf der dem Kraftfühler abgewandten Seite der Kupplung durch eine Gegenkraft in der Weise kompensiert wird, daß die Meßkraft radiziert zur Anzeige gebracht wird, Bedeutung, denn es werden durch die Besonderheit der Kupplungsausbildung Meßfehler vermindert, die durch die elastischen »Stör«kräfte (Federkonstanten der Übertragungsglieder der Wellrohre od. dgl.) im unteren Meßbereich der Einrichtung besonders auffällig in Erscheinung treten. Die Kupplung wirkt also durch die innerhalb der Kupplung entstehenden Kräfte im Sinne der Beseitigung von Verfälschungen des unteren Meßbereichs der Meßeinrichtung.
• In der Figur, die die Kupplungsstelle einer magnetischen Kraftdurchführung wiedergibt, ist die Erfindung zur Erläuterung dargestellt.
• Es bezeichnet beispielsweise 1 die Einspannstelle einer Blattfeder (nicht dargestellt), an der ein Hebel 3 angelenkt ist, der sich im Innern eines ebenfalls nicht weiter dargestellten Druckraumes befindet. Der Druckraum weist an einer Stelle seiner Gehäusewandung eine Erweiterung 4 auf, durch die der Hebel 3 hindurchgreift. Die Erweiterung 4 ist mit einer aus eisenfreiem Material gefertigten Hülse 5 abgedichtet, deren Ausnehmung den Hebel 3 aufnimmt. Am Ende des Hebels 3 ist ein Stabmagnet 6 angeordnet, dessen magnetisches Moment quer zur Richtung des Hebels verläuft. An den Hebel 3 greift ferner eine Druckstange (die senkrecht zur Darstellungsebene ausgerichtet ist) an, die zur Übertragung der Meßkraft von einem nicht gezeichneten Kraftfühler auf den Hebel dient. Außerhalb der Druckraumwandung ist ein Hebel 7 um eine Achse 8 schwenkbar gelagert, der an seinem Ende mit einer U-förmigen Erweiterung 9 versehen ist, die die Hülse 5 umfaßt und zwei stabförmige Magnete 10 und 11 trägt. Die magnetischen Momente dieser Magnete verlaufen parallel zum Moment des Magneten 6. Der Magnet 6 ist in Richtung des Hebels 3 gegen die Magnete 10 und 11 exzentrisch so versetzt, daß die bei Auslenkung der Kupplung entstehenden Kippkräfte, die beispielsweise über 3 auf 7 übertragenen Störkräfte annähernd kompensieren. Die Gegenkraft läßt sich beispielsweise durch Verschieben des Trägers 9 in Richtung von 7 einjustieren.
• Die Erfindung findet -wie eingangs bemerkt -vornehmlich bei solchen Meßeinrichtungen Anwendung, bei denen die am Hebel ? fühlbare Meßkraft durch eine elektrisch erzeugte Gegenkraft etwa dadurch kompensiert wird, daß die Auslenkung des Hebels 7 bzw. eines äquivalenten Organs durch einen wechselspannungsgespeisten Abgriff erfühlt wird und die der Auslenkung proportionale Ausgangsspannung des Abgriffs zur Aussteuerung eines Verstärkers herangezogen wird, dessen Ausgangsstrom nach Gleichrichtung einen geeigneten elektrodynamischen Kompensationskraftgeber derart durchfließt, daß der Kompensationsstrom der Wurzel aus der Meßkraft proportional ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zur magnetischen Kupplung zweier um parallele Drehachsen, deren Drehpunkte nicht zusammenfallen, beweglich gelagerter und durch eine Wandung getrennter Hebel zur Übertragung einer Meßkraft, bei der die Kupplungsstelle zwischen einem Kraftfühler und einem vorzugsweise nach dem Prinzip der selbsttätigen Kraftkompensation arbeitenden Meßsystem angeordnet ist, und bei dem Mittel vorgesehen sind, die die bei Auslenkung eines Hebels auftretenden Rückstellkräfte kompensieren, und bei der ferner die Kupplung aus zwei Kupplungselementen besteht, die vorzugsweise beide ein eigenes magnetisches Moment aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Achsen der magnetischen Kupplungselemente (10, 11; 6) in Richtung der Achsen der Hebel (3, 7) gegeneinander um die Exzentrizität e verschoben angeordnet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kupplungsteile gegeneinander verschiebbar angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 292 342, 472 409, 813 897; USA.-Patentschrift Nr. 2 670 464; schweizerische Patentschrift Nr. 274 894; Hengstenberg, Sturm, Winkler: Messen und Regeln in der Chemischen Technik, Springer-Verlag (1957), S. 400 bis 410.