DE1623801B2 - Magnetische triebkupplung fuer messgeraete, wie stroemungsmesser u.dgl. - Google Patents
Magnetische triebkupplung fuer messgeraete, wie stroemungsmesser u.dgl.Info
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Triebkupplung zum Übertragen von Drehbewegungen
in Meßgeräten, wie Strömungsmessern u.dgl., von einem Meßwerkrotor bzw. dessen Welle auf die Welle
eines Anzeigeinstiumentes, eine Registriereinrichtung od. dgl, bestehend aus einem auf den Rotor bzw. dessen
Welle aufgesetzten, sich mit diesem drehenden Triebmagnet, einem auf die Instrumentenwelle aufgesetzten
Kuppl'ingsmagnet und einem zwischen dem Triebmagnet und dem Kupplungsmagnet eingesetzten Magnetkern
aus nichtpermanent magnetisierbarem Material, der dazu ausgebildet ist, das vom Ti iebmagneten
bezüglich der Drehachse des Rotors erzeugte Magnetfeld im Bereich des Kupplungsmagneten bezüglich der
Instrumenten welle im wesentlichen nachzubilden.
Es ist bekannt, magnetische Kupplungen als Antriebsverbindung in Meßgeräten, beispielsweise in Strömungsmessern,
zwischen dem von dem fließfähigen Medium angetriebenen Rotor und der Welle eines
Anzeigeinstrumentes einer Registrierungseinrichtung oder dergleichen zu benutzen (US-PS 31 63 041). Solche
magnetische Triebkupplungen setzen aber voraus, daß die Drehachsen des Triebmagneten und die Kupplungsmagnete miteinander ausgerichtet sind, also die
Magnete im wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind.
Da bei vielen Meßgeräten diese Voraussetzung aber nicht erfüllt ist, beispielsweise bei Axial-Strömungsmessern
und ähnlichen Geräten, die Rotorachse und die Instrumentenachse in einem Winkel von etwa 90°
zueinander stehen, kann man nur dann eine magnetische Kupplung der oben beschriebenen Art benutzen, wenn
man eine zusätzliche Verbindung, beispielsweise ein Räderwerk einfügt, um die beiden, die magnetischen
Kupplungsteile tragenden Wellen in koaxialer Gegenüberstellung zu bringen. Eine solche zusätzliche
Verbindung, beispielsweise ein solches Räderwerk, ist aber nachteilig, weil sie die der Drehbewegung des
Meßwerkrotors entgegenwirkende mechanische Reibung wesentlich erhöht und dadurch die Genauigkeit
eines solchen Meßgerätes ungünstig beeinflußt.
Aus der DT-PS 7 42 362 ist eine magnetische Triebkupplung zum Übertragen von Drehbewegungen
mit einem Triebmagnet und einem angetriebenen Magnet bekannt. Davon abgesehen, daß es zweifelhaft
ist, mit dieser bekannten Triebkupplung einen einigermaßen günstigen Wirkungsgrad für die Bewegungsübertragung
zu erreichen, ist es bei der dort beschriebenen Vorrichtung auf jeden Fall erforderlich,
h5 daß die miteinander gekuppelten Drehachsen im
wesentlichen parallel verlaufen.
Aus der US-PS 31 69 398 ist weiterhin eine magnetische Kupplung bekannt, bei der zwei sich entsprechende
kegelförmige Magnete in Art von Kegelrädern gegeneinander ablaufen. Durch diese Anordnung läßt
sich ein nur sehr schlechter Übertragungs-Wirkungsgrad erreichen, da man bei dieser Verrichtung im
wesentlichen auf rechtwinklige und sich in einem Schnittpunkt treffende Achsanordnung angewiesen ist.
Diese bekannten Vorrichtungen weisen nicht nur, wie bereits dargelegt, eine sehr ungünstigen Übertragungs-Wirkungsgrad
auf, sondern haben noch den weiteren Nachteil, daß ein axialer getrennter Aufbau des Rotors
und der Triebkupplung sich nicht erreicher, läßt
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neuartige magnetische Triebkupplung für Meßgeräte
u. dgl. zu schaffen, bei der einerseits die Möglichkeit der Anordnung beider Drehachsen in einem beliebigen
gewählten Winkel zueinander und andererseits ein besonders günstiger Wirkungsgrad für die Bewegungsübertragung
sowie ein axial kompakter Aufbau des herausnehmbaren Rotors und der T;iebkupplung
erreicht werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Magnetkern aus drei getrennten
Magnetkernstücken gebildet ist, deren Polflächen an dem dem Triebmagneten zugeordneten Ende dem
ringförmig ausgebildeten, in den Rotor eingesetzten Triebmagneten gegenüber in einer zur Rotationsebene
des Triebmagneten parallelen Ebene liegen, während die anderen, den Kupplungsmagneten zugeordneten
Polflächen der Magnetkernstücke sich konzentrisch um einen Teil des Rotationsweges des Kupplungsmagneten
herum erstrecken und in gleichen Winkelabständen angeordnet sind.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß die magnetische Abnahme der Drehbewegung vom Rotor in einer
Normalebene zur Rotorachse erfolgt und das in dieser Normalebene zur Rotordrehachse aufgenommene Magnetfeld
in eine den Rotationsweg des Kupplungsmagneten umgebende zylindrische Fläche übertragen und
in dieser zylindrischen Fläche abgebildet wird, so daß wiederum die Übertragung des Magnetfeldes auf den
Kupplungsmagneten mit denkbar größtem Wirkungsgrad erfolgt. Die Mittelachse dieser zylindrischen
Abbildungsfläche des Magnetfeldes kann dadurch in jedem beliebigen Winkel zur Rotationsachse des Rotors
angeordnet sein.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin von Vorteil, daß die magnetische Triebkupplung axial gedrängt und
kompakt ausgebildet ist, so daß ein mit einer solchen Triebkupplung ausgerüsteter Rotor leicht durch relativ
kleine öffnungen in Rohrleitungen eingesetzt und auch leicht durch Meßeinrichtungen anderer Art ausgetauscht
werden kann.
Durch die Erfindung läßt sich auch der Meß-.verkrotor
und der Instrumentenantrieb mit der magnetischen Kupplung in neuartiger Weise besonders günstig an die
jeweiligen Erfordernisse anpassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen in Art einer Turbine ausgebildeten Axial-Strömungsmesser mit
magnetischer Triebkupplung gemäß der Erfindung;
F i g. 2 einen Schnitt nach den Linien 2-2 der Fig. 1,
F i g. 3 ein Schnitt nach den Linien 3-3 der Fig. 1,
F i g. 4 eine vergrößerte Darstellung des Rotors und der magnetischen Triebkupplung gemäß Fig. 1,
Fig.5 einen Schnitt nach den Linien 5-5 gemäß Fig. 4,
Fig.6 einen Schnitt nach den Linien 6-6 gemäß
Fig. 4,
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linien 7-7 gemäß
F i g. 4 und
F i g. 8 eine perspektivische Darstellung der Magnetfluß-Führungsstücke
für eine magnetische Triebkupplung nach den F i g. 1 und 4,5,6 und 7.
Die erfindungsgemäße magnetische Triebkupplung kann in einem in der Fig. 1 dargestellten, in Art einer
Turbine aufgebauten Strömungsmesser 20 Anwendung finden, der zum Messen von Flüssigkeiten, beispielsweise
Wasser, ausgebildet ist, und ein einstückiges Gehäuse 22 mit im wesentlichen rohrförmigen! Grundaufbau
aufweist. Das Gehäuse 22 ist an den gegenüberliegenden Enden durch sich parallel erstreckende Flansche 24
und 26 zum Einbauen in eine Leitung abgeschlossen. Der Innendurchmesser des Gehäuses 22 ist vorzugsweise
im wesentlichen gleich demjenigen der jeweiligen Leitung, in die der Messer 20 zur Strömungsrichtung
eingesetzt werden soll.
Wie aus F i g. 1 weiterhin ersichtlich, ist der Rotor 28 koaxial zum Gehäuse 22 und axial zwischen einen
stromoberseitigen Zentralkörper 30 und einem stromunterseitigen Zentralkörper 32 angebracht. Die Zentralkörper
30 und 32 sind gegenseitig koaxial im Gehäuse 22 ausgerichtet und wirken mit dem Rotor 28
zusammen, um einen ringförmigen Kanal 34 zwischen dem Einlaßende des Meßgerätes am Flansch 24 und
dem Auslaßende des Meßgerätes am Flansch 26 zu bilden.
Wie dargestellt, ist der Zentralkörper 30 mit einer geschoßförmigen Nase versehen, um einen glatten,
divergierenden Übergang für das strömende Medium in dem Kanal 34 zu gewährleisten. Außerdem ist eine
Mehrzahl radial gerichteter Flügel 36 am Zentralkörper 30 befestigt, die sich von einem Bereich unmittelbar
stromoberseitig vom Rotor 28 bis zum Einlaßende des Meßgerätes 20 am Flansch 24 erstrecken. Die Flügel 36
tragen den Zentralkörper 30 im Gehäuse 20.
Der hohle Zentralkörper 32 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist ein geschlossenes
strömungstechnisch günstig geformtes Ende auf, um das aus dem Kanal 34 kommende Medium glatt in den
Flansch 26 zusammenzuführen. Der Zentralkörper 32 hält frei tragend den Rotor 28 und ist mit sich radial
erstreckenden Rippen 40 tisgebildet, die an ihren äußeren Enden mittels Maschinenschrauben 44 (eine ist
in F i g. 1 zu sehen) am den Rotor 28 umgebenden Rotor-Mantel 42 befestigt sind.
Wie die Schnittdarstellung der Fig.2 zeigt, ist das
Gehäuse 22 mit einer ringsumlaufenden, nach innen offenen Nut 46 zur Aufnahme des Mantels 42
ausgebildet. Der Innendurchmesser des Mantels 42 ist vorzugsweise gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses
22 an den gegenüberliegenden Seiten der Nut 46 und bildet so eine glatte Fortsetzung der Innenfläche des
Gehäuses 22 an den gegenüberliegenden Seiten der Nut 46. Dadurch wird eine glatte, durchgehende den Fluß
führende, die äußere Begrenzung des Kanals 34 zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Gerätes
bildende Oberfläche geschaffen.
Wie aus den F i g. 1 und 3 ersichtlich, ist der Mantel 42 mittels Deckelschrauben 50 an der Deckplatte 48
befestigt. Die Deckplatte 48, die mit ihrem Flansch 56
μ die im Gehäuse 22 ausgebildete öffnung 52 überdeckt
und auf der flachen, ringförmig bearbeiteten Fianschfläche 58 des Gehäuse* 22 aufliegt, ist mittels Deckelschrauben
60 abnehmbar mit dem Gehäuse 22
verbunden. Aus der bisherigen Beschreibung der Konstruktion des Gerätes ist ersichtlich, daß die
Gesamtheit vom Mantel 42, Zentralkörper 32 und Rotor 28 von der Deckelplatte 48 getragen werden und nach
Abnehmen der Deckelschrauben 60 als eine Einheil 5 leicht und bequem entfernbar und auswechselbar sind.
Wie in F i g. 1 und 4 gezeigt, ist der Zentralkörper 32 mit einem offenen, dem Rotor 28 gegenüberliegenden
Ende ausgebildet und durch eine den Rotor tragende Platte 64 aus nicht ferromagnetischem Material ι ο
verschlossen. Die Platte 64 weist eine einstückig an ihr ausgebildete längliche Nabe 66 mit abgesetzter
Bohrung 68 auf, die koaxial zur Längsachse des Gerätes liegt und die koaxial die Rotorwelle 70 aufnimmt. Die
Trägerplatte 64 ist in geeigneter Weise im Zentralkörper 32 befestigt und trägt zur Erreichung eines dichten
Verschlusses gegen fließfähige Medien zwischen der Trägerplatte 64 und dem Zentralkörper 32 einen
O-Ring 74 aus nachgiebigem Material.
Wie Fig.4 verdeutlicht, wird der in das Innere des
Zentralkörpers 32 ragende Endabschnitt bzw. Nabenabschnitt 76 der Platte 64 von der abgesetzten Bohrung 78
aufgenommen. Um einen dichten Verschluß gegen fließfähige Medien zwischen dem Nabenabschnitt 76
und dem Zentralkörper 32 zu bilden, ist hier ebenfalls ein O-Ring 82 angeordnet.
Wie Fig.4 weiterhin zeigt, erstreckt sich eine Kopfschraube 84 koaxial durch die am strömungstechnisch
günstig ausgebildeten Ende des Zentralkörpers 32 ausgebildete, abgesetzte Bohrung 80 und dem Nabenabschnitt
76, die in das von der Bohrung 68 aufgenommene unierstromseitige Ende der Welle 70 eingeschraubt ist.
Beim Einschrauben der Schraube 84 in die Welle 70 wird die Welle 70 in Anlage mit dem Ansatz der abgesetzten
Bohrung 68 gezogen und hält die Platte 64 in ihrer Lage in der Ausnehmung 65.
Die Schnittdarstellung der Fig.2 zeigt den eigentlichen
Meßwerksrotor 90, der einen Teil der Rotoranordnung 38 bildet. Der Rotor 90 ist vorzugsweise aus
geeignetem Kunststoff, beispielsweise Polypropylen, hergestellt und weist eine Reihe am Umfang verteilt
angeordneter gerader Schaufeln 92 auf. Die Schaufeln 92 erstrecken sich radial gegen den Kanal 34 und sind
starr an ihrem inneren Ende mit einer zylindrischen Rotornabe 94 ausgebildet. Die Nabe 94 ist koaxial
drehbar durch die in axialem Abstand angeordnete Lager % und 98, vorzugsweise aus Graphit, auf der
Welle 70 gelagert. Die Lager 96 und 98 werden durch einen die Welle 70 umgebenden Abstandshalter 100 in
gegenseitiger Abstandslage gehalten und durch einen in eine Nut am oberstromseitigen Ende der Welle
eingesetzten Sprengring 104 auf der Welle 70 gesichert. Die Lagerung an der oberstromseitigen Stirnseite
geschieht durch ein Axial-Lagerelement 108, welches
mit einer Kupplungssegmentoberfläche ausgebildet ist und sich gegen eine geeignete Axial-Lagerplatte 110
abstützt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Nabe 94 an ihrem
entgegengesetzten Ende in kurzem Abstand gegenüber den Zentralkörpern 30 und 32 angeordnet und hat einen (,0
Durchmesser, der den zylindrischen Abschnitten der Zentralkörper 30 und 32 entspricht, um eine glatte, im
wesentlichen ununterbrochene innere Begrenzung des Kanals 34 mit gleichbleibendem Durchmesser zu bilden.
Wie F i g. 2 zeigt, ist jede der Schaufeln 92 des Rotors i,r.
90 mit einer gleichförmigen, radial nach außen gelichteten Verjüngung ausgebildet. Die Schaufeln 92
sind hierbei vorzugsweise derart gewunden, daß sie einen spitzen Angriffswinkel mit der Längsachse de;
Kanals 34 bilden. Diese Schaufelausbildung hat für siel
eine verbesserte Meßgenauigkeit als günstig erwiesen Das den Rotor 90 in herkömmlicher Weise in Drehung
versetzende Medium tritt durch den Kanal 34 ein.
Aus den Fig. 1 und 2 ist ein Justierflügel 12( ersichtlich, der auf einem Schaft 122 stromoberseitig
aber in der Nähe der Spitzen der Schaufel 92 befestig ist. Der Schaft 122 ist drehbar an der Deckelplatte 4i
angebracht und lösbar durch eine Mutter gesichert. Di« Achse des Schaftes 122 schneidet hierbei die Drehachse
des Rotors 90. Der Justierflügel 120 wird vom Herstellei des Strömungsmessers eingestellt und in der eingestell
ten Stellung mit einer Abdichtmutter 124 befestigt.
Gemäß der Erfindung wird die Drehbewegung des Rotors 90 durch eine neuartige magnetische Kupplungs
einrichtung 132 übertragen, mit welcher ein Anzeige instrument oder Registriergerät angetrieben wird. Die
Kupplungseinrichtung 132 ist in den Fig. 1 und 4 gezeigt und besteht aus einem ringförmigen permanen
ten keramischen Triebmagnet 134, einem ringförmiger permanenten keramischen Kupplungsmagnet 138 unc
einem Magnetfluß-Führungskörper 139. Der Magnet fluß-Führungskörper 139 ist — wie weiter unten irr
einzelnen erläutert wird — derart ausgebildet, daC durch den Magnetfluß-Führungskörper 139 eine Übertragung
der Drehbewegung des Magneten 134 auf der Magneten 138 ermöglicht wird, obwohl sich die Achser
dieser Magnete im rechten Winkel schneiden.
Nach den Fig. 1 und 4 sind die sich axia gegenüberliegenden Endflächen der Nabe 94 und dei
Trägerplatte 64 jeweiij mit 140 und 141 gekennzeichnet
und liegen im dicht benachbarten, parallelen Ebenen, die sich im rechten Winkel zur Drehachse des Rotors 9C
erstrecken. Der Magnet 134 ist dicht und passend ir einer Ringnut 144 eingesetzt, die konzentrisch in der
Nabe 94 gebildet ist und axial nach der Stirnfläche 141 der Platte 64 offen ist. Wie dargestellt, ragt der Magnel
134 axial aus der Nut 144 um einen kleinen Abstand hervor und hält noch einen kurzen axialen Abstand voi
der Stirnfläche 14, um einen kleinen, sich axia erstreckenden Luftspalt 146 zu bilden.
Der Magnet 138 ist am unteren Ende einei Instrumentenantriebswelle 160 angebracht, die sich
koaxial nach oben durch ein Tauchrohr 162 aus geeignetem, nicht magnetischem Material, beispielsweise
rostfreiem Stahl, erstreckt. Das Röhrchen 162 ist am oberen Ende offen und am unteren Ende durch eine
Endwand 164 geschlossen. Die Instrumentenantriebswelle 160 ist durch Lager 165 im Röhrchen 162 drehbar
um eine Achse gelagert, die normalerweise die Drehachse des Rotors 90 schneidet. Das obere Ende des
Röhrchens 162 ist in einer Mutter 166 (s. Fig. 1] eingeschraubt, die an der Unterseite der Deckplatte 4i
befestigt ist. Die Instrumenten-Antriebswelle 16C erstreckt sich über das obere Ende des Röhrchens 162
hinaus und durch eine Bohrung 168 in der Deckplatte 48 um mit dem Antrieb (nicht dargestellt) eines Anzeigeinstrumentes
oder Registriergerätes 130 verbunden zi werden.
Das Röhrchen 162 erstreckt sich nach unten von der Unterseite der Deckplatte 48 durch axial ausgerichtete
Bohrungen 170 und 172, die jeweils in dem Mantel 42 und dem Zentralkörper 32 ausgebildet sind. Die
Abdichtung zwischen dem Röhrchen 162 und der Bohrung Γ/2 geschieht durch den O-Ring 174, so daß ein
dichter Abschluß zwischen dem Röhrchen 162 und dem Zentralkörper 32 gewährleistet wird. Das Anzeige-
instrument bzw. Registriergerät 130 ist vorzugsweise eine an sich aus US-PS 28 58 461 bekannte, abgedichtete
Einheit.
Das untere Ende des Röhrchens 160 ist koaxial dicht in eine Blindbohrung 176 aufgenommen, wie sie im
einzelnen weiter unten erläutert ist.
Wie insbesondere aus F i g. 8 ersichtlich, ist das Magnetfluß-Führungsstück 139 im wesentlichen hufeisenförmig
ausgebildet. Es weist einen eine flache Seite bildenden Plattenabschnitt 181 und drei sich axial
erstreckende, im wesentlichen parallel angeordnete Magnetfluß-Führungsabschnitte 182, 183 und 184 auf.
Die Magnetfluß-Führungsabschnitte 182, 183 und 184 und der Plattenabschnitt 181 sind zunächst maschinell
oder in anderer Weise als ein Stück aus nicht-permanent magnetisierbarem Material, beispielsweise Weicheisen,
hergestellt. Die Magnetfluß-Führungsabschnitte 182 und 183 erstrecken sich nach vorn vom unteren Ende
des Plattenabschnittes 181 parallel zur Normalachse des Plattenabschnittes 181. Der Magnetfluß-Führungsabschnitt
184 erstreckt sich nach vorn von einem mittleren Bereich des Plattenabschnittes !81 zwischen den beiden
mit den Führungsabschnitten 182 und 163 verbundenen Enden. Der Plattenabschnitt 181 ist mit einem inneren,
gleichförmigen Krümmungsradius ausgebildet. Die Magnetfluß-Führungsabschnitte 182, 183 und 184 sind
mit gleichen Radien und gleicher Winkelverteilung um den Mittelradius des Plattenabschnittes 181 verteilt,
wobei der Winkelabstand zwischen den einzelnen Abschnitten 120° beträgt.
Bevor diese Anordnung — wie in F i g. 8 gezeigt — in drei Teile zerlegt wird, wird das einstückige Element,
welches, wie bereits oben dargelegt, aus den Abschnitten 181 bis 184 besteht, durch Aufsetzen des
Plattenabschnittes 181 auf eine glatte, zylindrische Umfangsfläche der Nabe 66 und durch Einsetzen der
vorderen Enden der Magnetfluß-Führungsabschnitte 182 bis 184 in jeweilige passende Ausnehmungen 186 in
der Trägerplatte 64 zusammengesetzt. Der innere Krümmungsradius des Plattenabschnittes 181 entspricht
im wesentlichen dem des Außenradius der Nabe 66, so daß der Plattenabschnitt 181 sitzend paßt und die Nabe
66 teilweise umgibt. Das einstückige Element, bestehend aus den Abschnitten 181 bis 184, wird durch die
Ausnehmungen 186 so ausgerichtet, daß der Magnetfluß-Führungsabschnitt
184 auf der Oberseite der Nabe 166 sitzt und die Magnetfluß-Führungsabschnitte 182
und 183 auf den gegenüberliegenden Seiten der Nabe mit 120° gegenseitigem Winkelabstand — wie in Fig.5
und 7 gezeigt — angeordnet sind.
Nachdem das noch einstückige Magnetfluß-Führungsslück
mit den Abschnitten 181 bis 184 in seine Lage gebracht ist, wird ein Ring 188 aus geeignetem,
nicht-magnetischem Material, umfänglich um die Nabe 166 gegossen, um die Abschnitte 181 bis 184 auf der
Nabe 66 einzubetten und — wie insbesondere aus den F i g. 5 und 7 ersichtlich — starr zu befestigen. In dieser
Lage ist die Verbindung des Magnetfluß-Führungsabschniltes
184 mit dem Plattenabschnitt 181 genau mit der Langsachse des Röhrchens 162 ausgerichtet. Nach fao
dem Erstarren bzw. Verfestigen des Einbettmaterials wird die Bohrung 176 in die Masse 181 gebohrt, und
zwar ausgerichtet mit der Achse des Rchrchens 162 und durch den Verbindungsbereich der Platte 181 mit dem
Magnetfluß-Führungsabschnitt 184. Der Durchmesser b">
der Bohrung 176 ist weitgehend genau gleich demjenigen des Röhrchens 162 und groß genug, um den
MaKiictfluß-Führungsabschnitt 184 von dem Plattenabschnitt
188 abzutrennen und den Plattenabschnitt 188 in der Hälfte zu teilen, um getrennte Teile 181a und 181/j
(vgl. F i g. 8) zu erhalten, die jeweils einstückig mit einem der Magnetfluß-Führungsabschnitte 182 bzw. 183 sind.
Als Ergebnis werden drei in gleichem Winkelabstand angeordnete Polschuh-Flächen 192,193 und 194 in einer
Zylindermantelfläche gebildet, die sich koaxial mit gleicher Ausdehnung wie das untere Ende des
Röhrchens 162 erstreckt. Die Polschuhflächen 192, 193 und 194 begrenzen die Bohrung 176 und liegen damit
dicht am Außenumfang des Röhrchens 162.
Wie aus Fig.6 weiterhin ersichtlich, ist der Magnet
138 am unteren Ende der Instrumenten-Antriebswelle 160 koaxial mit dem Röhrchen 162 und radial mit den
Polschuh-Flächen 192 bis 194 aus gerichtet befestigt. Auf diese Weise wird die am meisten wirksame
Orientierung des Magneten 138 bezüglich der Polschuh-Flächen 192 bis 194 sichergestellt, um einen maximalen
magnetischen Kupplungseffekt zwischen der Magnetfluß-Führungseinrichtung 139 und dem Magneten 138
zu erreichen.
Beim Einsetzen der Registriergerät-Teile in den Zentralkörper 32, der Deckplatte 48 und dem Rotor 28
wird das untere Ende des Röhrchens 162 in die Bohrung 176 eingeführt, wenn das abgedichtete Registriergerät
richtig auf die Deckplatte 48 gesetzt wird. Die Bohrung 176 stellt damit sicher, daß die Deckplatte 48, der
Zentralkörper 32, der Mantel 42, das Röhrchen 62 und das Registriergerät 130 richtig zueinander orientiert
sind.
Wie Fig.6 weiter zeigt, sind die Innenwände der Ausnehmungen 186 flach und passen auf den flachen,
parallelen Polschuh-Flächen 196, 197 und 198 (vergl. Fig.8) jeweils zusammen. Die Dicke der Trägerplatte
64 zwischen den Polschuh-Flächen 196 bis 198 und der Stirnfläche 141 ist verhältnismäßig dünn und gleichförmig,
um eine starke magnetische Wirkung zwischen dem Magnet 134 und dem Magnetfluß-Führungsteil 139
zu erzielen. Wie gezeigt, sind die Polschuh-Flächen 196 bis 198 axial gegenüber dem Magnet 184 ausgerichtet
und dicht an diesen herangebracht. Die Magnetfluß-Führungsabschnitte 182 bis 184 liegen im wesentlichen
parallel zur Drehachse des Rotors 90.
Der Magnet 134 ist vorzugsweise so polarisiert, daß er zwei Pole (einen Nord- und einen Südpol) mit 180°
Winkelabstand trägt, die sich über die axiale Länge des Magnets erstrecken. Der Magnet 138 ist in gleicher
Weise wie der Magnet 134 polarisiert. Wenn die Magnetflußdichte von dem Nordpol des Magneten 134
auf dem Maximalwert an irgendeiner Polschuh-Fläche 196 bis 198 der Magnetfluß-Führungsabschnitte 182 bis
184 liegt, befindet sich der Südpol des Magneten 134 in der Mitte zwischen den beiden anderen Magnetfluß-Führungspolen.
Eine Drehbewegung des Rotors 90 um 60° aus dieser Stellung bringt jedoch den Südpol des
Magneten 134 axial gegenüber einer der Magnetfluß-Führungspolflächen 196 bis 198, um eine maximale
Magnetfluß-Dichte zwischen dieser Polschuh-Fläche und dem Südpol des Magneten 134 zu erzeugen. So wird
durch Benutzung von zwei Polen auf dem Magnet 134 und drei Magnetfluß-Führungsabschnitten 182 ein
maximaler Magnetfluß zwischen dem Magnetl'luß-Führungsstück
139 und dem Magneten 134 bei allen 60° während der Drehung des Rotors 90 erzielt.
Über die Polschuh-Flächen 196 bis 198 erzeugt der Magnet 134 ein entsprechendes Magnetfeld an den
Polschuh-Flächen 192 bis 194. Die Richtung dieses Feldes entspricht der Winkelstellung der Pole auf dem
Magnet 134. Der Magnet 138 wird somit in einer Richtung verdreht, um mit der Richtung des Magnetfeldes
an den Polen 192 und 194 ausgerichtet zu werden.
Ein Gegendrehmoment, mit dem der Magnet 138 belastet ist, erzeugt eine gewisse Phasendifferenz in der
relativen Winkelstellung der Magnete 134 und 138. Diese Winkel-Phasendifferenz zwischen den Magneten
134 und 138 entspricht einer vorher bestimmten magnetischen Flußdichte in den Luftspalten 146. Eine
Änderung in dieser Phasendifferenz hat eine entsprechende Änderung in den magnetmotorischen Kräften
zur Folge. Während der Änderung der Phasendifferenz wird daher mechanische Arbeit auf Kosten der in dem
magnetischen Kreis gespeicherten Energie geleistet, und zwar dem magnetischen Kreis, der durch die
Magnete 134 und 138 und die Magnetfluß-Führungsabschnitte 182 bis 184 gebildet wird.
Durch Anordnen der drei Magnetfluß-Führungsstükke der Einrichtung 139 und durch Anbringen der
ringförmigen Trieb- und Kupplungsmagnete 134 und 138 bezüglich der Nabe 94 und der Welle 160 in der
oben beschriebenen Weise kann der axiale Abstand zwischen dem Rotor 90 und der Welle 60 verhältnismäßig
klein gehalten werden, um dadurch einen außerordentlich axial kompakten Aufbau — wie insbesondere
F i g. 3 zeigt — des herausnehmbaren Rotors mit Zentralkörper zu schaffen. Als ein Ergebnis hiervon
kann beispielsweise der durch den Rotor 90 und die anderen an dem Zentralkörper 32 getragenen Teile
gebildete Einsatz so konstruiert sein, daß er bequem
to durch eine solche Einrichtung durch Fernaufzeichnung ersetzt werden kann. Solche Fernaufzeichnungseinrichtungen
sind üblicherweise axial kompakt, da sie elektrische oder magnetische Aufnahmeeinheiten anstelle
von bewegungsübertragenden magnetischen Triebkupplungen enthalten. Ein nach der Erfindung
ausgerüstetes Meßgerät bietet somit den beträchtlichen Vorteil der leichten Austauschbarkeit von Antriebssätzen
für lokale Registrierung (wie beispielsweise in F i g. 1 gezeigt) gegen Einsätze für Fernregistrierung in
das gleiche Gerätegehäuse ohne Lösen des Gehäuses von der Leitung.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Magnetische Triebkupplung zum Übertragen von Drehbewegungen in Meßgeräten, wie Strömungsmessern
u. dgl. von einem Meßwerkrotor bzw. dessen Welle auf die Welle eines Anzeigeinstrumentes,
einer Registriereinrichtung u. dgl., bestehend aus einem auf den Rotor bzw. dessen Welle aufgesetzten,
sich mit diesem drehenden Triebmagnet, einem auf die Instrumentenwelle aufgesetzten Kupplungsmagnet und einem zwischen dem Triebnsagnet und
dem Kupplungsmagnet eingesetzten Magnetkern aus nicht permanent magnetisierbarem Material, der
dazu ausgebildet ist, das vom Triebmagneten bezüglich der Drehachse des Rotors erzeugte
Magnetfeld im Bereich des Kupplungsmagneten bezüglich der Instrumentenwelle im wesentlichen
nachzubilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (139) aus drei getrennten
Magnetkernstücken (182, 183, 184) gebildet ist, deren Polflächen (196, 197, 198) an dem dem
Triebmagneten (134) zugeordneten Ende dem ringförmig ausgebildeten, in den Rotor (90) eingesetzten
Triebmagneten (134) gegenüber in einer zur Rotationsebene des Triebmagneten (134) parallelen
Ebene liegen, während die anderen, den Kupplungsmagneten (138) zugeordneten Polflächen (192, 193,
194) der Magnetkernstücke sich konzentrisch um einen Teil des Rotationsweges des Kupplungsmagneten
(138) herum erstrecken und in gleichen Winkelabständen angeordnet sind.
2. Magnetische Triebkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Triebmagnet (134)
mit diametral einander gegenüberliegendem Nordpol und Südpol polarisiert ist, derart, daß wenn ein
Pol des Triebmagneten einer Polfläche eines der Magnetkernstücke direkt gegenüberliegt, der andere
Pol des Triebmagneten (134) mittig zwischen den beiden anderen Polflächen der Magnetkernstücke
liegt.
3. Magnetische Triebkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkernstücke
(182, 181Ö; 183, 181a; 184) in eine Masse aus nicht-magnetischem Material eingebettet sind, die in
das Innere der Führungseinrichtung des Meßgerätes od. dgl. geformt bzw. gegossen ist.
4. Magnetische Triebkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magnetkern
(139) bildenden Magnetkernstücke (182, 181 Z); 183, 181a; 184) von einem einzigen Element getrennt
worden sind, nachdem dieses Element im Gehäuse fest angebracht ist, um die genaue Lage der dem
Kupplungsmagneten (138) zugeordneten Polflächen (192,193,194) sicherzustellen.
5. Magnetische Triebkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkernstücke
(182, 181Z); 183, 181a; 184) vor ihrer Trennung an einem gemeinsamen Bereich verbunden sind, daß sie
durch Ausbilden einer Bohrung (176) durch diesen gemeinsamen Bereich getrennt sind, und daß diese
Bohrung (176) mit der Instrumentenwelle (160) ausgerichtet ist.
6. Magnetische Triebkupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
dem Kupplungsmagneten (138) zugeordneten Polflächen (192, 193, 194) der Magnetkernstücke (182,
181b,· 183, 181a; 184) in einer gemeinsamen
Zylindermantelfläche den Kupplungsmagneten (138) umgeben.
7. Magnetische Triebkupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
dem Triebmagneten (134) zugeordneten Polflächen (196, 197, 198) der Magnetkernstücke (182, 181Z>;
183, 181a; 184) axial bezüglich der Drehachse des Rotors (28) und die dem Kupplungsmagneten (138)
zugeordneten Polflächen (192, 193, 194) radial bezüglich der Instrumentenachse (160) angeordnet
sind.
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