DE1265433B

DE1265433B - Magnetic coupling for measuring devices

Info

Publication number: DE1265433B
Application number: DER22515A
Authority: DE
Inventors: Henning Karlby; Winston F Z Lee
Original assignee: Rockwell Manufacturing Co
Current assignee: Rockwell Manufacturing Co
Priority date: 1957-01-17
Filing date: 1958-01-17
Publication date: 1968-04-04

Description

Magnetkupplung für Meßgeräte Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetkupplung für Meßgeräte mit einer treibenden und einer angetriebenen Kupplungshälfte, die koaxial angeordnet sind, und mit permanenten, in axialer Richtung gepolten Magneten, die sich paarweise auf koaxialen ringförmigen Bahnen bewegen und das Drehmoment von der treibenden auf die angetriebene Kupplungshälfte übertragen.Magnetic coupling for measuring devices The invention relates to a magnetic coupling for measuring devices with a driving and a driven coupling half, the are arranged coaxially, and with permanent, axially polarized magnets, which move in pairs on coaxial annular paths and the torque transferred from the driving to the driven coupling half.

Bei einer bekannten Magnetkupplung dieser Art sind ein treibender und ein angetriebener Magnet vorgesehen, die sich um ringförmige Bahnen mit vertikaler Achse bewegen. Der treibende Magnet ist an dem Schwingkolben eines Schwingkolbenmeßwerks so befestigt, daß er einen vertikalen zylindrischen Becher aus unmagnetischem Material konzentrisch umkreist. Der angetriebene Magnet ist ein kreiszylindrischer Stab, welcher derart lose in das Innere des Bechers eingesetzt ist, daß seine Polung gegensinnig zu derjenigen des treibenden Magnets ist. Durch die Anziehungskraft zwischen den beiden Magneten wird daher der angetriebene Magnet an der dem trei benden Magnet am nächsten liegenden Stelle der Innenseite des zylindrischen Bechers gehalten. Der zylindrische Becher ist so lang, daß der angetriebene Magnet in dieser Stellung den Boden des Bechers nicht berührt. Wenn der treibende Magnet um den Becher kreist, folgt ihm der angetriebene Magnet, wobei er auf der Innenseite des Bechers abrollt. Entlang der Achse des Bechers verläuft eine Abtriebswelle, die mit einem in die Umlaufbahn des angetriebenen Magnets ragenden radialen Ansatz versehen ist. Wenn der angetriebene Magnet auf der Innenseite des Bechers rollt, schiebt er diesen radialen Ansatz vor sich her und versetzt dadurch die Abtriebswelle in Drehung. In a known magnetic coupling of this type are a driving and a driven magnet is provided which revolves around annular orbits with vertical Move the axis. The driving magnet is on the oscillating piston of an oscillating piston measuring mechanism mounted so that it has a vertical cylindrical cup made of non-magnetic material circled concentrically. The driven magnet is a circular cylindrical rod, which is so loosely inserted into the interior of the cup that its polarity is opposite to that of the driving magnet. Because of the attraction between the two magnets is therefore the driven magnet on the driving magnet held closest to the inside of the cylindrical cup. The cylindrical cup is so long that the driven magnet is in this position does not touch the bottom of the cup. When the driving magnet circles around the cup, the driven magnet follows it, rolling on the inside of the cup. Along the axis of the cup runs an output shaft that is connected to the Orbit of the driven magnet protruding radial approach is provided. if the driven magnet rolls on the inside of the cup, he pushes it radial approach in front of it and thereby sets the output shaft in rotation.

Diese bekannte Magnetkupplung weist zwar gegenüber anderen bekannten Magnetkupplungen mit einander axial gegenüberliegenden Magneten den Vorteil auf, daß von den magnetischen Anziehungskräften keine axialen Lagerbelastungen auf die Antriebswelle und die Abtriebswelle ausgeübt werden; doch ist ihre Anwendungsmöglichkeit aus verschiedenen Gründen beschränkt. Vor allem ist sie nur für einen Einbau mit vertikaler Achse geeignet. Ferner sind ihre inneren Verluste wegen der rollenden Reibung zwischen angetriebenem Magnet und Becher und der gleitenden Reibung zwischen angetriebenem Magnet und radialem Ansatz so groß, daß sie nur bei Meßwerken verwendet werden kann, die ein verhältnismäßig großes Drehmoment erzeugen. Schließlich besteht eine beträchtliche Gefahr des Springens und Außertrittfallens. Infolge des von der Abtriebswelle auf den angetriebenen Magnet ausgeübten Bremsmoments sowie auch bei plötzlichen Beschleunigungen bleibt nämlich der angetriebene Magnet gegenüber dem treibenden Magnet etwas zurück. Dadurch vergrößert sich der Abstand zwischen den beiden Magneten, wodurch die magnetische Anziehungskraft verringert wird. Diese Erscheinung ist kumulativ, so daß schließlich die Gefahr besteht, daß der angetriebene Magnet stehenbleibt und erst beim nächsten Umlauf des treibenden Magnets wieder eingefangen wird. Jedes solche »Springen« hat einen Meßfehler zur Folge, weil die Abtriebswelle eine Umdrehung weniger ausführt als die Antriebswelle. Schließlich besteht, insbesondere bei großen Drehzahlen, die Gefahr, daß der angetriebene Magnet überhaupt nicht mehr eingefangen wird. Bei jedem Außertrittfallen fällt nämlich der angetriebene Magnet auf den Boden des Bechers herab. Er muß dann in der kurzen Zeit des nächsten Vorbeigangs des treibenden Magnets wieder angehoben und auf die volle Drehzahl beschleunigt werden. Wenn dies nicht gelingt, bleibt der angetriebene Magnet dauernd stehen. Diese Gefahr des vollständigen Außertrittfallens ist natürlich um so größer, je größer die von der Kupplung zu treibende Belastung ist. This known magnetic coupling has compared to other known Magnetic couplings with axially opposing magnets have the advantage of that of the magnetic forces of attraction no axial bearing loads on the Input shaft and output shaft are exercised; yet is their possible application limited for various reasons. Above all, it is only available for installation with vertical axis. Furthermore, their internal losses are because of the rolling Friction between the driven magnet and the cup and the sliding friction between driven magnet and radial attachment so large that it is only used in measuring mechanisms can be that generate a relatively large torque. Finally there is a considerable risk of jumping and falling out of step. As a result of the Output shaft braking torque exerted on the driven magnet as well as at Sudden accelerations namely the driven magnet remains opposite the driving magnet something back. This increases the distance between the two magnets, reducing the magnetic attraction. These Appearance is cumulative, so there is ultimately a risk that the driven Magnet stops and only again during the next revolution of the driving magnet is captured. Every such "jumping" results in a measurement error because the The output shaft rotates one revolution less than the drive shaft. In the end there is, especially at high speeds, the risk that the driven magnet is no longer captured at all. Every time you step out of the way, you fall the driven magnet descends to the bottom of the cup. He must then in the short one Time of the next passage of the driving magnet again raised and on the full speed can be accelerated. If this does not succeed, the powered one remains Magnet stand permanently. This danger of falling out of step completely is natural the greater the load to be driven by the clutch, the greater it is.

Das Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Magnetkupplung der eingangs angegebenen Art, die praktisch verlustfrei arbeitet und bei welcher auch bei sehr großen Drehzahlen die Gefahr eines Springens oder Außertrittfallens weitgehend vermieden ist. The aim of the invention is therefore to create a magnetic coupling of the type indicated at the beginning, which works practically without loss and which even at very high speeds there is a risk of jumping or falling out of step is largely avoided.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwei gegensinnig gepolte treibende Magnete und zwei gegenseitig gepolte getriebene Magnete jeweils einander diametral gegenüber angeordnet sind. According to the invention, this is achieved in that two opposing directions polarized driving magnets and two mutually polarized driven magnets each are arranged diametrically opposite one another.

Bei der nach der Erfindung ausgeführten Magnetkupplung ist der eine angetriebene Magnet gegensinnig zu dem ersten treibenden Magnet und gleichsinnig zu dem zweiten treibenden Magnet angeordnet, so daß er von dem ersten treibenden Magnet angezogen, von dem zweiten treibenden Magnet aber abgestoßen wird. In entsprechender Weise ist der andere angetriebene Magnet gegensinnig zu dem zweiten treibenden Magnet und gleichsinnig zu dem ersten treibenden Magnet angeordnet. Jeder angetriebene Magnet wird also von dem ihm zugeordneten treibenden Magnet angezogen, von dem diesem diametral gegenüberliegenden treibenden Magnet aber abgestoßen. Wenn also die angetriebenen Magnete aus irgendeinem Grund gegen die treibenden Magnete zurückbleiben und die Anziehungskraft zwischen den einander zugeordneten Magnetpaaren abnimmt, steigt in entsprechendem Maße die Abstoßungskraft zwischen den nicht zusammengehörigen Magneten. Diese Abstoßungskraft sucht die angetriebenen Magnete wieder in die richtige Lage in bezug auf die treibenden Magnete zu bringen. Ein Springen oder Hängenbleiben der angetriebenen Magnete ist daher praktisch nicht möglich, solange das höchstzulässige Drehmoment nicht dauernd überschritten wird. Bei kurzzeitiger Überschreitung dieses Drehmoments werden die angetriebenen Magnete auch bei großen Drehzahlen mit Sicherheit wieder eingefangen, da die kombinierten Anziehungs- und Abstoßungskräfte fast über den ganzen Umfang der Kreisbahnen wirksam sind. In the case of the magnetic coupling carried out according to the invention, one is driven magnet in opposite directions to the first driving magnet and in the same direction arranged to the second driving magnet so that it is driven by the first Magnet attracted, but repelled by the second driving magnet. In appropriate The other driven magnet is in the opposite direction to the second driving magnet and arranged in the same direction as the first driving magnet. Everyone powered Magnet is therefore attracted by the driving magnet assigned to it, this one diametrically opposite driving magnet but repelled. So if the powered Magnets for some reason lagging against the driving magnets and the The force of attraction between the mutually associated pairs of magnets decreases, increases to a corresponding extent the force of repulsion between those that do not belong together Magnets. This repulsive force seeks the driven magnets back into the right one Position in relation to the driving magnets. A jumping or getting stuck the driven magnets is therefore practically not possible as long as the maximum permissible Torque is not continuously exceeded. If this is exceeded briefly The driven magnets are sure to achieve maximum torque even at high speeds recaptured as the combined forces of attraction and repulsion are almost over the entire circumference of the circular paths are effective.

Wegen der symmetrischen Anordnung können die angetriebenen Magnete an der Abtriebswelle ebenso fest angebracht sein wie treibende Magnete an der Antriebswelle. Innerhalb der Magnetkupplung entstehen daher praktisch keine Reibungsverluste, abgesehen von der geringfügigen Lagerreibung der beiden Wellen. Insbesondere entfallen die rollenden und gleitenden Reibungen zwischen den angetriebenen Magneten und dem sie enthaltenden zylindrischen Becher bzw. dem Ansatz der Abtriebswelle. Ferner ist dann die Lage der Magnete bedeutungslos; sie können ebensogut um eine horizontale wie um eine vertikale Achse umlaufen. Sowohl die axialen wie die radialen Kraftkomponenten der magnetischen Anziehungs- und Abstoßungskräfte heben sich gegenseitig vollkommen auf, so daß von den Magnetkräften keine Lagerbelastungen verursacht werden. Because of the symmetrical arrangement, the driven magnets be firmly attached to the output shaft as well as driving magnets to the drive shaft. As a result, there are practically no friction losses within the magnetic coupling from the slight bearing friction of the two shafts. In particular, the rolling and sliding friction between the driven magnet and which it is containing cylindrical cup or the approach of the output shaft. Furthermore is then the position of the magnets is meaningless; you can just as easily get a horizontal one as if revolving around a vertical axis. Both the axial and the radial force components the magnetic forces of attraction and repulsion cancel each other out perfectly so that no bearing loads are caused by the magnetic forces.

Die erfindungsgemäße Magnetkupplung eignet sich wie die bekannten Magnetkupplungen vor allem für Meßgeräte, bei denen ein Drehmoment zwischen Teilen übertragen werden muß, die vollkommen gegeneinander abgedichtet sein müssen. Dies ist in erster Linie bei Strömungsmessern der Fall. Wegen des guten Wirkungsgrades und der geringen Reibungsverluste ist aber die erfindungsgemäße Magnetkupplung auch für solche Strömungsmesser geeignet, die ein kleineres Drehmoment erzeugen, deren Meß- genauigkeit durch Widerstandsmomente stärker beeinträchtigt wird und die mit größeren Drehzahlen betrieben werden, beispielsweise für Flügelradströmungsmesser. The magnetic coupling according to the invention is suitable like the known ones Magnetic couplings, especially for measuring devices where a torque is between parts must be transferred, which must be completely sealed against each other. this is primarily the case with flow meters. Because of the good efficiency and the low friction losses is also the magnetic coupling according to the invention suitable for those flow meters that generate a smaller torque, their Measuring accuracy is more affected by the moments of resistance and with higher speeds can be operated, for example for impeller flow meters.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt Fig. 1 die Oberansicht eines Strömungsmessers, bei dem die erfindungsgemäße Magnetkupplung anwendbar ist, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 von Fig. 1 Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 von Fig. 1 und 2, F i g. 4 eine vergrößerte Schnittansicht der Magnetkupplung und des Getriebes für den Zählwerksantrieb, Fig. 5 eine Ansicht des in Fig.4 gezeigten Mechanismus von links, F i g. 6 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Magnetkupplung und Fig.7 einen Schnitt durch die Magnetkupplung von Fig. 6 nach der Linie 7-7 von Fig. 6. An embodiment of the invention is shown in the drawing. 1 shows the top view of a flow meter in which the inventive Magnetic coupling is applicable, Fig. 2 shows a section along the line 2-2 of Fig. 1 3 shows a section along the line 3-3 of FIGS. 1 and 2, FIG. 4 an enlarged Sectional view of the magnetic coupling and the gear for the counter drive, Fig. 5 is a view of the mechanism shown in FIG. 4 from the left, FIG. 6 is a sectional view the magnetic coupling according to the invention and FIG. 7 a section through the magnetic coupling of FIG. 6 along line 7-7 of FIG. 6.

Der in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Flügelradströmungsmesser 20 besitzt ein zweiteiliges rohrförmiges Gehäuse. Ein erster rohrförmiger Abschnitt 22 des Gehäuses besitzt einen Befestigungsflansch 24, der am äußeren Ende angeschweißt ist, und einen am inneren Ende angeschweißten Verbindungsflansch 26. Ein zweiter rohrförmiger Abschnitt 28 von gleichem Durchmesser wie der rohrförmige Abschnitt 22 ist gleichachsig zu diesem angeordnet. Er weist einen Befestigungsflansch 30 auf, der an seinem äußeren Ende angeschweißt ist, und einen am inneren Ende angeschweißten Flansch 32, der an dem Flansch 26 des Abschnitts 22 anliegt. Wie in Fig.2 genau gezeigt ist, werden die Flansche 26 und 32 durch in gleichen Abständen ringsum verteilte Schrauben 34 ausgerichtet und starr miteinander verbunden. Die Abdichtung gegen das Strömungsmittel wird zwischen den Flanschen 26 und 32 durch eine O-Ringdichtung 36 gewährleistet, die in einer ringförmigen Vertiefung in der dem Flansch 32 zugewandten Fläche des Flansches 26 liegt. Der Innendurchmesser der rohrförmigen Abschnitte22 und 28 ist zweckmäßig gleich dem Durchmesser der Leitung, in welche das Meßgerät 20 zum Zweck der Strömungsmittelmessung mit Hilfe der Flansche 24 und 30 eingefügt wird. The impeller flow meter 20 shown in Figures 1, 2 and 3 has a two-piece tubular housing. A first tubular portion 22 of the Housing has a mounting flange 24 which is welded to the outer end and a connecting flange 26 welded to the inner end. A second tubular section 28 of the same diameter as the tubular section 22 is arranged coaxially to this. It has a fastening flange 30 which is welded at its outer end, and one welded to the inner end Flange 32 which rests against flange 26 of section 22. As in Fig. 2 exactly As shown, the flanges 26 and 32 are evenly spaced around Screws 34 aligned and rigidly connected to one another. The seal against the fluid is passed between the flanges 26 and 32 through an O-ring seal 36 ensures that in an annular recess in the flange 32 facing Surface of the flange 26 is located. The inner diameter of the tubular sections22 and 28 is expediently equal to the diameter of the conduit into which the measuring device 20 is inserted for the purpose of measuring the fluid with the aid of the flanges 24 and 30 will.

Ein stromlinienförmig ausgebildeter Verdrängungskörper, der aus einem stromaufwärts gerichteten Abschnitt 38 und einem stromabwärts gerichteten Abschnitt 40 besteht, ist im Inneren der rohrförmigen Abschnitte 22 und 28 gleichachsig zu diesen befestigt. Dieser Verdrängungskörper enthält das Strömungsmengenmeßwerk und den Antriebsmechanismus für das Zählwerk. A streamlined displacement body that consists of a upstream section 38 and a downstream section 40 consists, is in the interior of the tubular sections 22 and 28 coaxially to this attached. This displacement body contains the flow rate measuring mechanism and the drive mechanism for the counter.

Zu dem Verdrängungskörperabschnitt 38 gehört ein hohler Körper 42, der an seinem Ende eine Vertiefung 44 enthält. Diese Vertiefung dient zur Aufnahme einer Lagerstütze 46, die mit Schrauben 48 befestigt ist. Am gegenüberliegenden Ende des Körpers 42 ist eine Platte 50 mit Schrauben 52 befestigt. A hollow body 42 belongs to the displacement body section 38, which contains a recess 44 at its end. This recess is used for recording a bearing support 46 which is fastened with screws 48. On the opposite At the end of the body 42, a plate 50 is fastened with screws 52.

Eine Verkleidung 54 ist mittels eines Gewindebolzens 56 auf der Platte 50 angebracht. Die Außenfläche 58 der Verkleidung 54 verjüngt sich in entsprechender Weise in Richtung auf die Strömung hin, so daß die zu messende Strömung des Strömungsmittels von der zylindrischen Strömung der Leitung zu einer ringförmigen Strömung durch den Ringkanal 60 umgewandelt wird, der durch die zylindrische Außenfläche des Körpers 42 und die zylindrische Innenfläche des Gehäuseabschnitts 22 begrenzt wird. Der Verdmngungskörperabschnitt 38 wird im Innern des rohrförmigen Abschnitts 22 gleichachsig durch radial verlaufende Stege 62 gehalten, die mittels Schrauben 64 am Körper 42 und mittels Schrauben 66 am rohrfi-irmigen Abschnitt 22 starr befestigt sind.A cover 54 is on the plate by means of a threaded bolt 56 50 attached. The outer surface 58 of the cladding 54 tapers in a corresponding manner Point in the direction of the flow so that the flow of the fluid to be measured from the cylindrical flow of the conduit to an annular one flow is converted by the annular channel 60, which is through the cylindrical outer surface of the body 42 and the cylindrical inner surface of the housing portion 22 limited will. The displacement body portion 38 is in the interior of the tubular portion 22 held coaxially by radially extending webs 62, which by means of screws 64 on the body 42 and rigidly attached to the tubular section 22 by means of screws 66 are.

Der stromabwärts gerichtete Verdrängungskörperabschnitt 40 besteht aus einem hohlen Glied 68, dessen Außenfläche 70 sich in der Strömungsrichtung von einem zylindrischen Abschnitt 72, der den gleichen Durchmesser wie die Außenfläche des Abschnitts 42 besitzt und gleichachsig zu diesem liegt, zu einer Spitze 74 hin verjüngt. Er ist so gekrümmt, daß der Strömungsübergang von dem ringförmigen Kanal 60 zu dem zylindrischen Kanal des Abflußrohres mit möglichst geringer Wirbelbildung geschieht. Das Glied 68 wird im Inneren des rohrförmigen Abschnitts 28 durch Bolzenpaare 76 und 78 gehalten die in das Glied 68 eingeschraubt sind. Die Befestigung geschieht mittels Schrauben 80, welche durch die Wand des rohrförmigen Abschnitts 28 geführt und in die Enden der Bolzen 76 bzw. 78 eingeschraubt sind. Eine mit Öffnungen 84 versehene Platte 82 ist an dem Ende des Teils 68 befestigt, welches dem Kernabschnitt 38 zugewandt ist. Diese Platte trägt eine Drucklagerhalterung 86. The downstream displacer section 40 is made of a hollow member 68, the outer surface 70 of which extends in the direction of flow from a cylindrical portion 72 that is the same diameter as the outer surface of the section 42 and is coaxial to this, to a tip 74 rejuvenates. It is curved so that the flow transition from the annular channel 60 to the cylindrical channel of the drain pipe with the least possible vortex formation happens. The member 68 is secured inside the tubular section 28 by pairs of bolts 76 and 78 which are screwed into member 68. The attachment happens by means of screws 80 which are guided through the wall of the tubular section 28 and are screwed into the ends of bolts 76 and 78, respectively. One with openings 84 provided plate 82 is attached to the end of part 68 which is the core portion 38 is facing. This plate carries a thrust bearing bracket 86.

Das rotierende System 88 des Meßwerks besteht aus einer Welle 90, die aus einem magnetischen Material gefertigt ist und in der Lagerstütze 46 mittels im Abstand voneinander liegender Radiallager 92 und 94 gelagert ist. Es ist magnetisch aufgehängt, und zwar mittels eines permanenten Hufeisenmagnets 96, der an der Lagerstütze 46 oberhalb der Welle 90 befestigt ist. Ferner gehört zu dem rotierenden System des Meßwerks ein Flügelrad98, an dessen Umfang in gleichen Abständen Flügel 100 befestigt sind, die in dem ringförmigen Kanal 60 liegen, sowie ein am gegenüberliegenden Ende der Welle 90 außerhalb des Lagers 92 befestigtes treibendes lEQupplungsteil 102 einer Magnetkupplung. Die resultierende magnetische Kraft des Magnets 96 ist so groß, daß sie das Gewicht des rotierenden Systems 88 gerade aufhebt, wobei ihre Wirkungslinie durch den Schwerpunkt des rotierenden Systems 88 geht. The rotating system 88 of the measuring mechanism consists of a shaft 90, which is made of a magnetic material and in the bearing support 46 by means spaced apart radial bearings 92 and 94 is mounted. It's magnetic suspended by means of a permanent horseshoe magnet 96 attached to the bearing support 46 is attached above the shaft 90. It also belongs to the rotating system of the measuring mechanism an impeller 98, on the circumference of which blades 100 are equally spaced are attached, which lie in the annular channel 60, and one on the opposite End of the shaft 90 attached outside the bearing 92 driving IE coupling part 102 a magnetic coupling. The resulting magnetic force of the magnet 96 is so large that it just takes off the weight of the rotating system 88, with their Line of action through the center of gravity of the rotating system 88 goes.

Zwischen dem Magnet 96 und der Welle 90 muß ein ausreichender Luftspalt bestehen, damit die magnetische Anziehungskraft durch das unvermeidbare radiale Spiel der Welle 90 in den Lagern 92 und 94 nicht merklich verändert wird. There must be a sufficient air gap between the magnet 96 and the shaft 90 exist so that the magnetic attraction through the inevitable radial Game of the shaft 90 in the bearings 92 and 94 is not noticeably changed.

Das Flügelrad 98 liegt zwischen den Verdrängungskörperabschnitten 38 und 40 an der Verbindungsstelle der Flansche 26 und 32 der Gehäuseabschnitte 22 und 28. Es ist zur Wartung leicht zugänglich, wenn der rohrförmige Abschnitt 28 zusammen mit dem darin befestigten Verdrängungskörperabschnitt 40 nach Lösen der Flansche 26 und 32 abgenommen wird. Wenn der rohrförmige Abschnitt 28 und der Verdrängungskörperabschnitt 40 entfernt sind, kann das ganze rotierende System als ein Stück leicht dadurch herausgenommen werden, daß die Schrauben 48 gelöst werden, so daß die Lagerstütze 46 vom Körper 42 getrennt wird. The impeller 98 lies between the displacer sections 38 and 40 at the junction of the flanges 26 and 32 of the housing sections 22 and 28. It is easily accessible for maintenance when the tubular section 28 together with the displacement body section 40 fastened therein after loosening the flanges 26 and 32 is removed. When the tubular portion 28 and the Displacer section 40 are removed, the entire rotating system can be used as a can be easily removed a little by loosening the screws 48, so that the bearing bracket 46 is separated from the body 42.

Die von der Strömung auf das rotierende System 88 ausgeübte axiale Schubkraft wird von einem Edelsteinlager aufgenommen, das in einem Bolzen 104 befestigt ist. Dieser Bolzen wird durch eine Druckfeder 106 federnd unterstützt und ist in dem Teil 86 des Verdrängungskörperabschnitts 40 gleichachsig zu dem rotierenden System 88 angeordnet. Die federnde Halterung dieses Lagers verhindert seine Beschädigung beim Transport. The axial exerted on the rotating system 88 by the flow Thrust is absorbed by a gem bearing that is held in a bolt 104 attached is. This bolt is resiliently supported by a compression spring 106 and is in the part 86 of the displacement body portion 40 coaxially to the rotating System 88 arranged. The resilient mounting of this bearing prevents it from being damaged while transporting.

Wie später ausführlicher erläutert wird, ist das treibende Kupplungsteil 102 mit einem angetriebenen Kupplungsteil 108 durch eine nichtmagnetische rohrförmige Trennwand 110 hindurch magnetisch gekoppelt. Diese Trennwand bildet eine statische Abdichtung gegen das Strömungsmittel und ist völlig dicht mit dem Körper 42 durch eine Halteplatte 112 verbunden. Diese ist am Körper 42 mittels Schrauben 114 befestigt. Die hermetische Abdichtung zwischen der Platte 112 und dem Körper 42 wird durch einen O-Ring 116 gewährleistet, der in einer Vertiefung des Körpers 42 liegt, während die Abdichtung zwischen der Platte 112 und der rohrförmigen Trennwand 110 durch einen O-Ring 118 geschieht, der in einer Vertiefung der Platte 112 angeordnet ist. Das angetriebene Kupplungsteil 108 treibt ein Ritzel 120 an, welches über ein Getriebe, das in F i g. 4 und 5 gezeigt ist, eine senkrecht verlaufende Welle 122 antreibt. Wie aus Fig. 3 am besten zu erkennen ist, liegt diese Welle gleichachsig zu der Zählwerkantriebswelle 124, mit welcher sie gekoppelt ist. Die Zählwerkswelle 124 (F i g. 3) verläuft durch ein feststehendes rohrförmiges Gehäuse 126. Das Gehäuse 126 ist durch den ringförmigen Kanal 60 zwischen den Teilen 22 und 42 geführt, wobei es am Körper 42 mittels einer Einsatzbuchse 128 befestigt ist, die praktisch eine Einheit mit dem Körper 42 bildet. Die statische Abdichtung gegen das Strömungsmittel zwischen dem Gehäuse 126 und der Buchse 128 geschieht durch einen O-Ring 130, der in einer Vertiefung der Buchse 128 liegt. An dem Teil 22 ist das Gehäuse 126 mittels eines am Teil 22 angeschweißten Einsatzes 132 befestigt. Ein O-Ring 134 gewährleistet die statische Abdichtung gegen das Strömungsmittel zwischen dem Gehäuse 126 und dem Einsatz 132. As will be explained in more detail later, the driving clutch part is 102 with a driven coupling part 108 by a non-magnetic tubular Partition wall 110 through magnetically coupled. This partition forms a static one Seals against the fluid and is completely tight with the body 42 through a holding plate 112 connected. This is attached to the body 42 by means of screws 114. The hermetic seal between the plate 112 and the body 42 is through an O-ring 116 ensured, which lies in a recess of the body 42 while the seal between the plate 112 and the tubular partition 110 through an O-ring 118 occurs, which is arranged in a recess in the plate 112. The driven coupling part 108 drives a pinion 120 which, via a gear, that in Fig. 4 and 5, a perpendicular shaft 122 drives. As can best be seen from Fig. 3, this wave is coaxial with the Counter drive shaft 124 to which it is coupled. The counter shaft 124 (Fig. 3) extends through a fixed tubular housing 126. The housing 126 is passed through the annular channel 60 between the parts 22 and 42, wherein it is attached to the body 42 by means of an insert socket 128 which is practically a Forms unit with the body 42. The static seal against the fluid between the housing 126 and the socket 128 is done by an O-ring 130, the lies in a recess of the socket 128. On the part 22, the housing 126 is means an insert 132 welded to part 22. An O-ring 134 ensures the static seal against the fluid between housing 126 and the stake 132.

Die Welle 124 ist mit der Eingangswelle 136 eines üblichen Ziffernscheibenzählwerks 138 (Fig. 1 und 3) gekoppelt, welches an der Oberseite des Meßgeräts 20 im Inneren eines aufrecht stehenden rohrförmigen Gehäuses 140 angebracht ist. Das Gehäuse 140 ist etwa in radialer Richtung starr an der Außenseite des rohrförmigen Abschnitts 22 befestigt. The shaft 124 is connected to the input shaft 136 of a conventional dial counter 138 (Fig. 1 and 3) coupled, which on the top of the measuring device 20 inside an upright tubular housing 140 is attached. The housing 140 is approximately rigid in the radial direction on the outside of the tubular section 22 attached.

Wie in F i g. 4 und 5 dargestellt ist, ist das Getriebe zwischen dem Ritzel 120 und der Welle 122 in zwei Trägern 144 und 146 gelagert, die durch Schrauben 148 starr verbunden sind und mittels eines Auslegers 150 an einem Ansatz der rohrförmigen Trennwand 110 befestigt sind. Der Ausleger 150 ist mittels Schrauben 152 starr mit dem Teil 144 verbunden. As in Fig. 4 and 5, the transmission is between the pinion 120 and the shaft 122 in two supports 144 and 146 supported by Screws 148 are rigidly connected and by means of a bracket 150 on an approach the tubular partition 110 are attached. The boom 150 is by means of screws 152 rigidly connected to part 144.

Er weist eine Mittelöffnung 154 auf, welche mit engem Sitz den zylindrischen Abschnitt 156 der rohrförmigen Trennwand 110 aufnimmt, so daß der Ausleger 150 an einem radial verlaufenden Flansch 158 der rohrförmigen Trennwand 110 anstößt. Der Zusammenhalt zwischen der Öffnung 154 und dem zylindrischen Abschnitt 156 kann entweder durch Preßsitz erreicht werden, oder die Teile können zur Bildung einer starren Einheit durch Hartlöten miteinander verbunden sein.It has a central opening 154 which closely fits the cylindrical Section 156 of the tubular partition 110 receives so that the boom 150 at a radially extending flange 158 of the tubular partition wall 110 abuts. Of the Cohesion between the opening 154 and the cylindrical portion 156 can be either can be achieved by an interference fit, or the parts can be used to form a rigid Unit to be joined together by brazing.

Das Getriebe zwischen dem Ritzel 120 und der Welle 122 besteht aus Zahnrädern 160, 162, 164, 166, 168, 170, 172 und 176. Das Zahnrad 162 kämmt mit dem Ritzel 120, und die übrigen Zahnräder bilden eine übliche Untersetzungsgetriebekette. Auf der Welle 178 des letzten Zahnrades 176 sitzt eine Schnecke 180, die mit einem auf der Welle 122 sitzenden Schneckenrad kämmt. The transmission between the pinion 120 and the shaft 122 consists of Gears 160, 162, 164, 166, 168, 170, 172 and 176. The gear 162 meshes with pinion 120 and the remaining gears form a conventional reduction gear chain. On the shaft 178 of the last gear 176 sits a worm 180 with a meshes on the shaft 122 seated worm wheel.

Das treibende Kupplungsteil 102 der Magnetkupplung besteht aus einem Edelstahijoch 184, das koaxial an der Welle 90 befestigt ist, und aus zwei quadratischen Stabmagneten 186 und 188, die in Vertiefungen 190 und 192 der Arme des Jochs 184 z. B. durch Weichlöten befestigt sind. Die Achsen der quadratischen Stabmagnete 186 und 188 liegen in gleichen Abständen von der Achse der Welle 90 und parallel zu dieser. Sie sind so angeordnet, daß sie die ringförmige Trennwand 110 umkreisen. The driving coupling part 102 of the magnetic coupling consists of a Stainless steel yoke 184 attached coaxially to shaft 90 and two square Bar magnets 186 and 188 placed in recesses 190 and 192 in the arms of yoke 184 z. B. are attached by soft soldering. The axes of the square bar magnets 186 and 188 are equidistant from the axis of shaft 90 and parallel to this. They are arranged so that they encircle the annular partition 110.

Das angetriebene Kupplungsteil 108 liegt innerhalb der durch die Endwand 194 verschlossenen rohrförmigen Trennwand 110. Sie ist darin koaxial drehbar mittels einer Welle 196 gelagert, die in im Abstand befindlichen Lagern 198 und 200 gelagert ist. The driven coupling part 108 is within the by the End wall 194 closed tubular partition 110. It is coaxially rotatable therein mounted by means of a shaft 196 in spaced-apart bearings 198 and 200 is stored.

Die Lager werden durch ineinandergreifende Halterungen 204 und 206 gehalten. Die Halterungen 204 und 206 werden dadurch koaxial zueinander gehalten, daß die zylindrische Fläche 208 am Teil 206 in eine zylindrische Vertiefung 210 im Teil 204 eingreift.The bearings are supported by interlocking brackets 204 and 206 held. The brackets 204 and 206 are thereby held coaxially to one another, that the cylindrical surface 208 on part 206 into a cylindrical recess 210 intervenes in part 204.

Beide Teile sitzen im Paßsitz in der inneren zylindrischen Wand der rohrförmigen Trennwand 110.Both parts sit in a snug fit in the inner cylindrical wall of the tubular partition 110.

Das angetriebene Kupplungsteil 108 besteht aus einem zylindrischen Magnetträger 212 aus Kunststoff, in dessen Umfang diametral gegenüberliegende halbzylindrische Vertiefungen 214 und 216 eingeschnitten sind, welche die zylindrischen angetriebenen Magnete 218 bzw. 220 aufnehmen. Die angetriebenen Magnete 218 und 220 besitzen vorzugsweise die gleiche Länge wie die treibenden Magnete 186 und 188. Sie werden in axialer Richtung auf gleicher Höhe mit den treibenden Magneten durch die magnetische Anziehungskraft behalten, welche die treibenden Magnete 186 und 188 darauf ausüben. Es besteht in axialer Richtung genügend Spiel in den Lagern 198 und 200, um jede Axialbewegung des angetriebenen Kupplungsteils 108 aufzunehmen, die notwendig ist, um eine axiale Belastung dieser Lager infolge der magnetischen Kopplungskräfte zwischen den Magneten 186 und 218 oder den Magneten 188 und 220 zu verhindern.The driven coupling part 108 consists of a cylindrical Magnetic carrier 212 made of plastic, in the circumference of which is diametrically opposed semi-cylindrical Recesses 214 and 216 are cut, which the cylindrical driven Hold magnets 218 or 220. The driven magnets 218 and 220 preferably have the same length as the driving magnets 186 and 188. They are in axial Direction level with the driving magnets due to the magnetic attraction retained which the driving magnets 186 and 188 exert on it. It consists in axial direction enough play in bearings 198 and 200 to prevent any axial movement of the driven coupling part 108 to receive, which is necessary to an axial Load on these bearings as a result of the magnetic coupling forces between the magnets 186 and 218 or magnets 188 and 220.

Der Kunststoffmagnetträger 212 ist auf der Welle 196 mittels zweier Haltestifte 222 befestigt, deren Achsen in einer Ebene und parallel zur Achse der Welle 196 liegen und gegen die Vertiefungen 214 und 216 versetzt sind. Die Stifte ragen durch Öffnungen in dem Kunststoffmagnetträger 212, und sie sind an ihrem freien Ende in einem Flansch 324 befestigt, der starr koaxial zur Welle 196 rechts vom Lager 200 an dieser befestigt ist. The plastic magnet carrier 212 is on the shaft 196 by means of two Retaining pins 222 attached, the axes of which are in a plane and parallel to the axis of the Shaft 196 lie and are offset from the recesses 214 and 216. The pencils protrude through openings in the plastic magnet carrier 212, and they are on their free End fixed in a flange 324 which is rigidly coaxial with the shaft 196 to the right of the Bearing 200 is attached to this.

Wie später ausführlicher erläutert wird, besteht zwischen den treibenden Magneten 186 und 188 und den angetriebenen Magneten 218 und 220 eine solche Beziehung, daß bei einer Drehung der Welle 90, die durch eine Strömung des Strömungsmittels durch die Flügel 100 des Flügelrades 88 hervorgerufen wird, das angetriebene Kupplungsteil 108 entweder durch Anziehung zwischen den angetriebenen Magneten 218, 220 und den treibenden Magneten 186 bzw. 188 oder durch Abstoßung zwischen den angetriebenen Magneten 218,220 und den treibenden Magneten 188 bzw. 186 in Drehung versetzt wird. Eine Drehung des Kupplungsteils 108 wird auf die Welle 196 und das Ritzel 120 übertragen, das am Ende der Welle 196 außerhalb des Lagers 198 befestigt ist, so daß die Drehung über das in Fig. 4 und 5 dargestellte Getriebe auf die Antriebswelle 122 des Zählwerks übertragen wird. As will be explained in more detail later, there is between the driving forces Magnets 186 and 188 and the driven magnets 218 and 220 have such a relationship, that upon rotation of the shaft 90 caused by a flow of the fluid caused by the vanes 100 of the impeller 88, the driven coupling part 108 either by attraction between the driven magnets 218, 220 and the driving magnets 186 or 188 or by repulsion between the driven Magnets 218,220 and the driving magnets 188 and 186 is set in rotation. One twist of the coupling part 108 is transmitted to the shaft 196 and the pinion 120, which is attached to the end of the shaft 196 outside of the bearing 198 so that the rotation via the transmission shown in FIGS. 4 and 5 to the drive shaft 122 of the counter is transmitted.

Aus der vorstehenden Beschreibung und aus F i g. 2 der Zeichnung ist zu erkennen, daß die Platte 50, die Dichtung 51, der Körper 42, die Platte 112, die Dichtungen 116 und 118 und die rohrförmige Trennwand 110 eine abgedichtete Klammer 230 bilden, die gegen die durch den Kanal 60 fließende Strömung mittels der mit Dichtungen 130 und 134 versehenen rohrförmigen Wellenhalterung 126 (F i g. 3) abgeschlossen ist. Die Drehbewegung des Kupplungsteils 108 wird daher zu dem außerhalb des Meßgehäuses 22 und 28 angebrachten Zählwerk 138 übertragen, ohne daß dynamische Abdichtungen, wie Stopfbuchsen u. dgl., verwendet werden, so daß eine völlig flüssigkeits- und gasdichte Zählwerksanordnung erhalten wird. From the above description and from FIG. 2 of the drawing it can be seen that the plate 50, the seal 51, the body 42, the plate 112, seals 116 and 118 and tubular partition 110 a sealed clip 230 form the counter to the flow flowing through the channel 60 by means of the with Seals 130 and 134 provided tubular shaft support 126 (Fig. 3) completed is. The rotational movement of the coupling part 108 therefore becomes that outside the measuring housing 22 and 28 attached counter 138 transmitted without dynamic seals, such as glands and the like., So that a completely liquid and gastight counter arrangement is obtained.

Die Wirkungsweise der Magnetkupplung soll nun an Hand von Fig. 6 und 7 näher beschrieben werden. The mode of operation of the magnetic coupling will now be illustrated with reference to FIG. 6 and 7 will be described in more detail.

Bei der in F i g. 6 und 7 dargestellten Magnetkupplung besitzen die beiden treibenden Magnete 186' und 188' gegensinnige Polungen in Richtung der Rotationsachse des treibenden Kupplungsteils 102', und die angetriebenen Magnete 218' und 220' sind gleichfalls gegensinnig gepolt, so daß der angetriebene Magnet218' von dem treibenden Magnetl86' angezogen und von dem treibenden Magnet 188' abgestoßen wird. In gleicher Weise wird der zweite angetriebene Magnet 220' vom Magnet 188' angezogen und vom Magnet 186' abgestoßen. Das gesamte magnetische Antriebsmoment entspricht der Summe der vier zuvor genannten Wechselwirkungen. In the case of the in FIG. 6 and 7 have the magnetic coupling shown two driving magnets 186 'and 188' opposite polarity in the direction of the axis of rotation of the driving coupling part 102 ', and the driven magnets 218' and 220 ' are also polarized in opposite directions, so that the driven magnet 218 'of the driving magnet 188 'is attracted and repelled by driving magnet 188'. Similarly, the second driven magnet 220 'is attracted to the magnet 188' and repelled by magnet 186 '. The total magnetic drive torque corresponds to the sum of the four previously mentioned interactions.

Bei der praktischen Erprobung einer Ausführung der in Fig. 6 und 7 dargestellten Magnetkupplung in Verbindung mit einem Flügelradmeßwerk der in Fig. 2 gezeigten Art ergab sich eine maximale Einfangdrehzahl von 5800 U/min. Dies bedeutet, daß die maximale Drehzahl des treibenden Kupplungsteils, bei welcher das treibende Kupplungsteil das angetriebene Kupplungsteil aus dem Stillstand noch einfangen kann, 5800 U/min beträgt. Bei einer entsprechenden Kupplung mit einfacher Anziehung von gleicher Größe ergab sich eine maximale Einfangdrehzahl von 1850 U/min. In the practical testing of an embodiment of the in Fig. 6 and 7 illustrated magnetic coupling in connection with an impeller measuring mechanism of the in Fig. 2 resulted in a maximum capture speed of 5800 rpm. This means, that the maximum speed of the driving clutch part at which the driving Coupling part can still catch the driven coupling part from standstill, 5800 RPM. With a corresponding coupling with simple attraction of of the same size resulted in a maximum capture speed of 1850 rpm.

Claims

Claims: 1. Magnetic coupling for measuring devices with a driving and a driven coupling half, which are arranged coaxially, and with permanent, in the axial direction polarized magnets, which are in pairs on coaxial ring-shaped Move tracks and the torque from the driving to the driven coupling half transferred, characterized in that two oppositely polarized driving magnets (186, 188) and two oppositely polarized driven magnets (218, 220) each to one another are arranged diametrically opposite.

2. Magnetic coupling according to claim 1, characterized in that between the coaxial The tracks of the magnets (186, 188, 218, 220) are non-magnetic fluid-tight partition (110) is attached.

3. Magnetic coupling according to claim 1 or 2, characterized in that that all magnets (186, 188, 218, 220) are arranged symmetrically to one another.

4. Magnetic coupling according to claim 3, characterized in that the Magnets (186, 188, 218, 220) have the same axial extent and are on the same Height are arranged.

Considered publications: German Patent Specifications No. 482 312, 816 715; German utility model No. 1 687 062, 1727381; Austrian U.S. Patent No. 126,921; U.S. Patent Nos. 2,487,783, 2,725,266.