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Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für Meßgeräte mit
Schwebekörper, insbesondere für Strömungsmengenmesser, bei denen der Stand des Schwebekörpers
magnetisch auf einen Hebel übertragen wird, der mit dem Zeiger der Vorrichtung verbunden
ist.
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Solche Geräte mit magnetischer Übertragung vom Schwimmer oder Schwebekörper
auf einen Hebel sind in verschiedenen Formen bekannt. Der Schwimmer ist dabei mit
einem oder mehreren senkrechten, stabförmigen Führungsmagneten verbunden. Bei Verwendung
von zwei Führungsmagneten sind die benachbarten Pole gleichnamig. Seitlich dieser
Stabmagnete, außerhalb des Meßraumes, ist der Übertragungshebel um eine waagerechte
Achse schwenkbar gelagert. Das eine Ende dieses Hebels ist mit einem stabförmigen
Folgemagneten besetzt, der an seinen Enden den Nordpol bzw. Südpol aufweist, also
längsmagnetisiert ist. Ändert der Schwimmer und damit der mit ihm verbundene Magnet
seine Höhenlage, so zieht er den Folgemagnet am tSbertragungshebel und dadurch den
Hebel selbst mit, so daß die Hebelstellung der jeweiligen Schwimmerstellung entspricht.
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Bei dieser bekannten Bauart bewegt sich das Ende des Übertragungshebels
auf einem Kreisbogen, der Führungsmagnet am Schwimmer aber auf einer senkrechten
Geraden. Der Luftspalt zwischen Führungsmagnet und Folgemagnet am Übertragungshebel
ist in verschiedenen Schwimmerstellungen somit unterschiedlich. Noch größer ist
die Schwankung der magnetischen Kopplungskraft, da sich Änderungen im Luftspalt
quadratisch auf die Kopplungskraft auswirken.
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Das gilt auch für die Ausführungsform, bei welcher der mit dem Zeiger
betrieblich verbundene Hebel an seinem Vorderende gegabelt ist und zwei Stabmagnete
trägt, die quer zur Längsachse des Hebels liegen und beiderseits des Meßraumes schwingen.
Die Stabmagnete sind dabei ebenfalls längsmagnetisiert.
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Um die magnetische Übertragung zu vergleichmäßigen, sind bei einer
anderen bekannten Bauart mehrere Magnete an einem um eine waagerechte Achse schwingenden
Drehkörper versetzt angeordnet.
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Dadurch kann erreicht werden, daß in jeder Lage des Hebels wenigstens
ein Magnet den geringsten Abstand zum Führungsmagnet am Schwimmer aufweist.
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Die Gesamtkopplungskraft schwankt so nicht in dem Maße wie bei der
vorher beschriebenen Ausführung, jedoch ist auch bei der gestaffelten Anordnung
der Magnete noch eine Schwankung der Kopplungskraft vorhanden. Die Vergleichmäßigung
wird immer vollkommener, je mehr gestaffelte Magnete angewendet werden. Jedoch ist
mit der Vergrößerung der Zahl der Magnete auch eine Vergrößerung der mitbewegten
Massen verbunden, welche die Gefahr des Abreißens der magnetischen Verbindung bei
schnellen Bewegungen des Schwimmers vergrößert.
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Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für Meßgeräte, insbesondere
Strömungsmengenmesser, mit magnetischer Übertragung der jeweiligen Stellung des
im Meßrohr befindlichen, einen Magnetkörper tragenden Schwebekörpers oder Schwimmers
nach außen auf einen mit dem Zeiger verbundenen Übertragungshebel, dessen eines
Ende in zwei das Meßrohr umgreifende Arme ausläuft, die je mit einem mit dem Führungsmagnet
in Wirkverbindung stehen-
den Folgemagnet besetzt sind, dessen Magnetisierungsrichtung
quer zum Übertragungshebel liegt.
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Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die Kopplungskraft zwischen Führungsmagnet
und Folgemagnet am Übertragungshebel auf einfache Weise möglichst über den gesamten
Meßbereich konstant zu halten.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Folgemagnete als quermagnetisierte
Stäbe ausgebildet sind und eine solche Länge aufweisen, daß die wirksamen Spalte
zwischen Führungsmagnet und Folgemagneten über den gesamten Meßbereich praktisch
konstant sind.
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Bei dieser Anordnung ändert sich der Luftspalt zwischen dem Schwimmermagnet
und dem Folgemagnet am Übertragungshebel nicht. Es wirkt in allen Stellungen die
gleiche Kopplungskraft, und zwar der Höchstwert an Kopplungskraft in allen Stellungen.
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Dazu ist weder eine Staffelung noch eine Vergrößerung der Masse erforderlich,
so daß der Höchstwert an Kopplungskraft mit einem Höchstmaß an Gleichförmigkeit
und der geringsten zu beschleunigenden Masse des Übertragungsgestänges zusammenfällt.
Es können daher selbst plötzliche Schwimmeränderungen, wie sie vornehmlich bei Strömungsmengenmessern
auftreten, ohne Abreißen der magnetischen Kopplung übertragen werden, so daß in
keinem Betriebszustand die Übertragung ausfällt oder eine Falsch anzeige erfolgt.
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Während bei den bekannten Geräten zur Verminderung der Abweichung
des Kreisbogens der Folgemagneten gegenüber dem geraden Weg des Führungsmagneten
die Neigung besteht, den Hebel möglichst lang auszuführen, kann die Gestaltung des
Hebelsystems bei der Erfindung unabhängig von dieser Erwägung erfolgen, so daß das
Gerät gedrängter gebaut werden kann. Andererseits kann der Schwimmerweg groß gehalten
und damit die Genauigkeit erhöht werden, ohne daß deshalb die Kopplungskraft in
bestimmten Stellungen des Schwimmers vermindert wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
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A b b. 1 zeigt schematisch die Zuordnung der Magnetpole der Folgemagneten
zum Führungsmagneten; A b b. 2 gibt ein Schaubild des Gerätes wieder.
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In dem Meßrohr 1 ist ein nicht dargestellter Schwimmer oder Schwebekörper
mit dem Stabmagnet 2, also dem Führungsmagnet, senkrecht und geradlinig auf und
ab beweglich. Der Stand des Magneten 2 soll nach außen übertragen werden. Dazu dienen
die beiden Folgemagneten 3 und 4 an dem Gabelhebel 5, der um die waagerechte Achse
6 im Rähmchen7 schwenkbar und durch ein Gewicht 8 austarierbar ist.
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Wie aus Abt. 1 ersichtlich ist, sind die beiden Folgemagnete 3 und
4 quergepolt, derart, daß die Innenseiten beispielsweise Nordpole und die Außenseiten
beispielsweise Südpole sind.
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Der für die Kopplungskraft maßgebende Abstand zwischen Führungsmagnet
2 und den Folgemagneten 3 und 4 bleibt über den gesamten Bewegungsbereich des Hebels
5 konstant, auch wenn das Hebelende auf einem Kreisbogen schwingt und der Führungsmagnet
sich geradlinig bewegt. Infolge des gleichbleibenden Abstandes ist auch die Kopplungskraft
zwischen den Magneten praktisch gleichbleibend, so daß eine zuverlässige Mitnahme
der Folgemagneten
durch den Führungsmagnet in allen Lagen gewährleistet
ist.
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Die quergepolten Magnete 3 und 4 können durch entsprechende Magnetisierung
von magnetischem Sintermaterial hergestellt werden. Man kann sie auch aus mehreren
nebeneinandergesetzten, z. B. aneinandergeklebten, längsgepolten Magneten zusammenbauen.
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Die Hebelachse 6 kann verhältnismäßig nahe an die Meßkammer herangerückt
werden, da auch Kreisbögen mit starker Krümmung die gleichbleibend kräftige magnetische
Kopplung nicht beeinträchtigen können, wenn die Folgemagnete nur entsprechend lang
ausgebildet sind.
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Damit kann das ganze Gerät in den Abmessungen kleiner gehalten werden
als bekannte Ausführungen.
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Dies gibt unter anderem bei größeren Meßständen den Vorteil, daß mehrere
Geräte gut übersichtlich auf einem verhältnismäßig kleinen Raum untergebracht werden
können.
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Das Gerät läßt sich in verschiedener Weise weiterbilden. Um in jeder
Lage des Übertragungshebels 5 eine waagerechte Lage des den jeweiligen Meßwert anzeigenden
Zeigers zu gewährleisten, ist seitlich am Hebel 5 ein kleiner Waagehebel 9 um die
Achse 10 schwenkbar angeordnet. Sein Zeigerarm 9 a ist durch das Gewicht 9 b so
ausgeglichen, daß er immer waagerecht bleibt. Vor dem Zeiger ist eine Skala 11 um
die Scharnierachse 12 klappbar angebracht. An dieser Skala ist der Stand des Magneten
2 so ablesbar, als ob man den Magneten unmittelbar sehen könnte.
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Die gesamte Apparatur ist an einer Gehäuseplatte 14 angebracht. Das
Gehäuse ist mit den Lagern 15, mit Rohrschellen oder ähnlichen lösbaren Befestigungsmitteln
an dem Rohr 1 festgeklemmt.
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Wenn der Schwebekörper starken Schwankungen seiner Höhenlage unterworfen
ist, so kann es bei der starken magnetischen Kupplung zweckmäßig sein, eine magnetische
Dämpfung bzw. Wirbelstrombremse einzubauen. Sie besteht nach A b b. 2 aus dem Schwert
19 und den Permanentmagneten 20 und ist bei langsameren Bewegungen nahezu unwirksam,
während bei schnelleren Schwankungen die erzeugten Wirbelströme die Bewegung ohne
irgendeine Reibung dämpfen.
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Der freischwebende Waagehebel 9 kann durch die bei 22 angedeutete
Parallelogrammführung mit dem dauernd waagerechten Zeiger 23 an der Koppel 24
ersetzt
werden, wenn man die zusätzlichen Gelenke in Kauf nimmt. Der Führungsmagnet 2 kann
aus zwei gleichpoiig zusammengesetzten Magneten gebildet werden.