DE1423884B2 - Magnetische Kupplung für einen Durchflussmengenzähler zur Übertragung des vom Meßwerk kommenden Antriebes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Kupplung für einen Durchflußmengenzähler zur Übertragung des vom Meßwerk kommenden Antriebes auf außerhalb des Meßwerksraumes untergebrachte Vorrichtungen wie z. B. Zähl-, Registrier- und Integrierwerke, bei welcher jede der beiden sich an einer Trennwand gegenüberstehenden Kupplungshälften ein bzw. wenigstens ein Paar diametral zueinander angeordneter Stabmagnete besitzt.

Die bisher bei Durchflußmengenzählern für diese Übertragung gebräuchlichen Kupplungen waren in erster Linie solche mit ungleichnamig magnetisierten Polen. Sie haben, mögen sie als Stirn- oder als Zentral-Kupplung ausgebildet sein, den Nachteil eines mehr oder weniger großen Energieverbrauchs. Bei def Stirn-Kupplung sind es axial gerichtete Kräfte, die mit der Lagerung aufzunehmen sind, so daß Reibungsverluste in Kauf genommen werden müssen. Bei der Zentral-Kupplung sind es seitliche Lagerkräfte, die sich wegen der ungleichmäßigen Magnetisierung der einzelnen Pole nicht vermeiden lassen.

Bei Mengenmeßgeräten für strömende Medien machen sich diese unerwünschten Kräfte besonders im unteren Teil des Meßbereichs, d. h. bei kleinen Durchflußstärken, störend bemerkbar, weil dort nur ein verhältnismäßig kleiner Impuls zur Verfügung steht.

Um auch in diesem Teil des Meßbereichs eine ausreichende Meßgenauigkeit zu erzielen, war man bisher z.B. auch bei'Trockenläufer-Wasserzählern gezwungen, einige Untersetzungsräder im zu messenden Medium laufen zu lassen. Das ist, weil sich dort Korrosionserscheinungen nicht vermeiden lassen, ein schwerwiegender Nachteil.

Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Ausführungen ergibt sich daraus, daß sie bei unbelasteter Kupplung, d. h. in der Ruhestellung des mit ihnen ausgerüsteten Mengenzählers, das Maximum des durch sie. übertragenen Moments besitzen, welches in dieser Stellung und auch beim Anlaufen des Zählers überhaupt nicht benötigt wird.

Man hat sich bereits mit der Aufgabe befaßt, für Durchflußmengenzähler eine Magnet-Kupplung zu schaffen, die praktisch verlustfrei arbeitet und bei welcher auch bei sehr hohen Drehgeschwindigkeiten die Gefahr eines Springens oder Außertrittkommens der Übertragung weitestgehend vermieden wird (deutsches Patent 1 265 433).

Zur Lösung dieser Aufgabe war gemäß dem älteren Patent eine Ausführung vorgeschlagen worden, bei welcher bei Verwendung einer Magnet-Kupplung mit koaxial angeordneten Kupplungshälften und in Axialrichtung gepolten Permanentmagneten ein Paar gegensinnig gepolter treibender und ein Paar gegensinnig gepolter getriebener Magnete diametral zueinander gestellt sind und derzufolge jeder der Pole auf seiner Kreisbahn zugleich eine Anziehung und eine Abstoßung erleidet und das erzielte Drehmoment stets der Summe dieser Wechselwirkungen entspricht.

Dieser ältere Vorschlag vermag aber kaum als befriedigende Lösung zu erscheinen. Denn bei seiner Verwirklichung, bei der es auf genaueste Einhaltung der Abstände ankommt, sind fertigungstechnische Schwierigkeiten und Ungenauigkeiten schwer vermeidbar. Und diesem Umstand zufolge wird, zumal sich die anziehenden und die abstoßenden Magnetkräfte mit der 3. Potenz zum Abstand ändern, die Erreichung des angestrebten Effekts unvollkommen bleiben müssen.

In anderen Technikgebieten, in denen von den dort verwendeten Magnet-Kupplungen keine differenzierten Eigenschaften und Eignungen verlangt werden, wie sie zur Lösung der hier gestellten Aufgabe erforderlich sind, ist bereits auch eine Ausbildung bekannt, deren über einen Luftspalt zusammenwirkende Kupplungshälften je mit einer Vielzahl von Polen ausgestattet sind, die durch einen einzigen, mit zwei Polschuhen versehenen, konzentrisch zur Drehachse angeordneten und in seiner Achsrichtung magnetisierten Ringmagneten erregt werden, und wobei jeder dieser Ringe auf seiner dem Luftspalt zugewendeten Seite einen Kranz von Zähnen besitzt, welche die einzelnen Magnetpole bilden und derart abgewinkelt sind, daß sie zum Luftspalt parallel laufen (deutsche Patentschrift 816 175).

Bei dieser bekannten Ausführung kommt die Übertragung also bereits über eine Abstoßung zwischen entsprechenden Polen zustande. Sie hat aber den Nachteil, daß bei der Vielzahl der Pole zwischen diesen nur minimal kleine Abstände verbleiben und sich zuwenig Spiel ergibt, um eine Anpassung der magnetischen Wechselwirkung "an das ZU₄,übertragende Drehmoment zu erlauben oder auch nur die Möglichkeit einer solchen Anpassung erkennbar werden zu lassen.

Außerdem ist die Wirkungsweise der bekannten Kupplung sehr hart. Sie könnte daher als Mittel für die Übertragung der Drehbewegung vom Meßwerk zum Zählwerk usw. eines Durchflußmengenzählers für strömende Medien keine im Sinne des Erfindungszieles geeignete Lösung ergeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine magnetische Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher bei unbelastetem (stillstehendem) Zähler nur eine sehr schwache magnetische Wechselwirkung zwischen den Kupplungshälften besteht und die sich in einem weiteren Bereich selbsttätig auf das zu übertragende Drehmoment einstellen kann, welche also eine hohe Elastizität besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polachsen sämtlicher Stabmagnete senkrecht zur Trennwand gerichtet und alle der Trennwand zugewendeten Enden dieser Magnete in beiden Kupplungshälften gleichnamig gepolt sind.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die Übertragung des Drehmoments von der einen zur anderen Kupplungshälfte nur durch die vorliegende Abstoßimg der Magnete erfolgt, wobei sich die Pole auf der Abtriebsseite zu denen der Antriebsseite stets auf Lücke einstellen und sich der Abstand zwischen ihnen in einem weiteren Bereich an die Größe des zu übertragenden Drehmoments anpassen kann. So ist bei Stillstand des Gerätes, z. B. eines Gas- oder Wasserzählers, und entsprechend unbelasteter Kupplung jeweils nur das kleinste von ihr übertragbare Moment wirksam, während das Moment bei beginnender Belastung des Zählers augenblicklich größer wird und ' sich zwangläufig auf den jeweiligen Belastungsgrad einstellt. Diese Ausbildung ist also für die Übertragung auch sehr kleiner Impulse verwendbar. Sie macht daher auch bei Verwendung verhältnismäßig schwacher Magnete die Unterbringung von Untersetzungsrädern im Meßraum vor der Kupplung entbehrlich und gestattet einfachste Gestaltung im Aufbau der Geräte.

Durch die Anordnung nur zweier Magnete, die sich

um nahezu 90° zueinander verstellen können, ist außerdem ein weiter Anpassungsbereich gewonnen für die Energieübertragung bei verschiedenen Belastungsphasen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar beispielsweise bei einem Wasserzähler mit Trockenläufer-Zählwerk.

F i g. 1 zeigt den Zähler mit Stirn-Drehkupplung im mittleren Senkschnitt,

F i g. 2 einen Horizontalschnitt längs der Linie x-x der F i g. 1 und

F i g. 3 einen entsprechenden Schnitt bei einem Zähler mit Zentral-Drehkupplung.

Zunächst seien die F i g. 1 und 2 betrachtet. Mit 1 ist der obere, mit 2 der untere Gehäuseteil des Zählers bezeichnet. Der Boden des oberen Teils 1 bildet hier die Trennwand 13 zwischen beiden, welche in üblicher Weise im Bereich der magnetischen Kupplung als dünne Platine ausgebildet ist. Das im unteren Gehäuseteil befindliche Meßwerk ist hier durch ein Flügelrad 3 dargestellt, dessen Welle 4 bei 5 höhenverstellbar abgestützt ist. Im oberen Gehäuseteil möge sich das Zählwerk befinden, dessen bauliche Ausbildung nicht Gegenstand der Erfindung und dessen Wellen mit 6 bezeichnet ist.

Auf der Flügelradwelle 4 sitzt als antriebsseitiger Teil der magnetischen Kupplung eine Tragplatte od. dgl. 7 mit den Magneten 8 und 9. Eine auf der Zählwerkswelle 6 sitzende Tragplatte od. dgl. 10 mit den Magneten 11 und 12 bildet den abtriebsseitigen Kupplungsteil. Die Trennwand zwischen beiden Teilen ist mit 13 bezeichnet. Die Polachsen der Magnete sind senkrecht zur Trennwand 13 gerichtet. Da nun für die Übertragung des Antriebes ausschließlich Magnete mit gleichnamigen Polen Verwendung finden, welche einander abstoßen, so werden diese bei unbelastetem Zähler oder sonstigem Mengenmeßgerät eine Ruhestellung einnehmen, in welcher bei gleicher Stärke und gleichem Achsenabstand das Minimum des übertragbaren Moments wirksam ist. Bei richtiger Wahl der Magnetstärke reicht dieses Minimum aus, um das im unteren Teil des Meßbereichs zu übertragende kleine Moment aufzunehmen.

Bei allen Ausführungen besteht die Anordnung aus nur zwei Magnetpaaren. Sie bilden also in der Ruhe-Stellung zusammen ein Kreuz, dessen Balken im rechten Winkel zueinander stehen. Bei Belastung des Zählers werden die Pole einander angenähert, wobei das von ihnen übertragbare Moment anwächst. Bei genügend starken Magneten wird die Stellung, in weleher die beiderseitigen Pole einander genau gegenüberstehen würden (labiles Gleichgewicht), nicht erreicht. Man kann also bei passender Wahl der Magnetstärken und der Polabstände ein verhältnismäßig großes Moment übertragen, ohne dabei auf die Feinfühligkeit des Zählers oder sonstigen Mengenmeßgeräts verzichten zu müssen.

In Fällen, in denen die Übertragung des vom Meßwerk kommenden Antriebes auf das Zähl-, Registrier-, Integrierwerk od. dgl. der Mengenmeßvorrichtung in

ao der Form einer Zentral-Drehkupplung erfolgen soll, können an die Stelle der Tragplatten 7 und 10 der F i g. 1 und 2 entsprechende Tragringe od. dgl. treten, an denen die Magnete 8 und 9 einerseits sowie 11 und 12 andererseits befestigt sind. Die Trennwand ist

as hier mit 14 bezeichnet. Die Polachsen sämtlicher Magnete sind senkrecht zu ihr gerichtet (F i g. 3).

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Magnetische Kupplung für einen Durchflußmengenzähler zur Übertragung des vom Meßwerk kommenden Antriebes auf außerhalb des Meßwerksraumes untergebrachte Vorrichtungen wie z. B. Zähl-, Registrier- und Integrierwerke, bei welcher jede der beiden sich an einer Trennwand gegenüberstehenden Kupplungshälften ein bzw. wenigstens ein Paar diametral zueinander angeordneter Stabmagnete besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Polachsen sämtlicher Stabmagnete (8, 9, 11, 12) senkrecht zur Trennwand (13 bzw. 14) gerichtet und alle der Trennwand zugewendeten Enden dieser Magnete in beiden Kupplungshälften gleichnamig gepolt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen