DE1936083A1 - Daempfungsvorrichtung - Google Patents

Description

1935083

PATENTANWÄLTE Stuttgart, den 1.4.JuIi 1969

■ DR.-ING. WOlFF, H. CARTELS, 75/8 '

■DR. BRANDES, DR.-LMG, HELD -

7 STUTTGART-N, LANGE STRASSc 31

Reg.-Nr. 122 011

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Dämpfungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen der Relativbewegung zwischen mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Körpern mittels einer Dämpfungsflüssigkeit, die in einem an beide Körper angrenzenden Dämpfungsraum angeordnet ist, insbo-Borufere für eane Vorrichtung sum Dämpfen dar relativ zueinander bewegbaren Teile eines Meßinstrumentes,z.B. eines Galvanometers,

Die PräBisionslager für Meßinstrumente sind im wesentlichen reibungsfrei. Wird daher ein elektrischer Strom oder eine elektrische Spannung plötzlich an die Anschlußklemmen eines

9 0 9 8 8 7/1142 _BAD ORIGINAL

elektrischen Meßinstrumentes angelegt, dann neigt die Anzeigenadel dazu, über den Skalenwert auszuschlagen, der der angewendeten Stromstärke oder Stromspannung entspricht. Wird hierbei keine Dämpfung vorgesehen, schwingt die Anzeigenadel für eine gewisse Zeit um den anzuzeigenden Skalenwert, bis sie schließlich zur Ruhe kommt. Das Problem der Dämpfung der Bewegung eines Instrumentes, wie z.B. eines Drehspul- oder Drehmagnetgalvanometers beschäftigt daher schon lange die Fachwelt. Eine bekannte Lösung besteht darin, eine Dämpfungsflüssigkeit anzuwenden, wie sie z.B. in stoßdämpferartigen Anordnungen od.dgl. benutzt wird. Ein Nachteil bei der Anwendung einer Dämpfungsflüssigkeit besteht darin, daß die verwendete Flüssigkeit aus ihrem Behälter herausfließen kann, wie dieser Behälter auch beschaffen sein mag. Außerdem sind eine Dämpfungsflüssigkeit benutzende Dämpfungsvorrichtungen schwerfällig und verhältnismäßig kostspielig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Dämpfungsvorrichtung zu schaffen, bei der trotz Anwendung einer Dämpfungsflüssigkeit weder ein Verlust der Flüssigkeit zu befürchten ist noch eine komplizierte und kostspielige Bauweise notwendig sind.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Dämpfungsflüssigkeit eine magnetisierbare Flüssigkeit vorgesehen ist, die von einem magnetischen Feld im Dämpfungsraum gehalben ist. Dadurch wird in'überraschend rs in fächer .Weise erreicht, daß die magnetisierbare Flüssigkeit durch das magnetische Feld im Dämpfungsraum gehalten wird, so daß alle Dichtungsproblerue für die Flüssigkeit dadurch beseitigt sind.

Bei einer besonders vorteilhaften Aus führung sforin der Erfindung kann hierbei zum Erzeugen des magnetischen Feldes mindestens einer der beiden Körper ein Magnet sein. Dies ist beson-

909887/1142 BAP QpiGINAL

ders dann zweckmäßig, wenn In einem Meßinstrument mindestens einer der beiden Teile sowieso ein Magnet, z.B. ein Dauermagnet, ist, wie das z.B. bei Galvanometern der Fall ist.

Die Erfindung hat den besonderen Vorteil, daß ein begrenzter und abgedichteter Raum nicht erforderlich ist. Als Dämpfungsraum kann einfach ein Spalt zwischen den beiden Körpern vorgesehen sein, in dem die magnetisierbare Flüssigkeit durch das magnetische Feld gehalten wird. Ein besonderer Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die sich im Spalt zwischen den beiden Körpern befindende Dämpfungsflüssigkeit ein Ansammeln von Schmutz oder anderen Fremdkörpern in diesem Spalt verhindert.

Als magnetisierbare Flüssigkeit kann eine kolloidale Suspension von ferromagnetischen Partikeln in einer vorzugsweise organischen Trägerflüssigkeit vorgesehen sein* Dadurch ergibt sich eine paramagnetische Flüssigkeit, die z.B. im Falle eines Instrumentes mit bewegbarem Magnet von den Polen des Magneten angezogen und dadurch im Luftspalt gehalten wird.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten AusfÜhrungsbeispieles im einzelnen erläutert.

Die Zeichnung zeigt in schematisch vereinfachter Weise einen Axialschnitt durch ein Galvanometer mit drehbar gelagertem Dauermagneten.

Die Zeichnung zeigt ein sogenanntes Magnetnadelgalvanometer mit drehbar gelagertem Dauermagneten. Dies ist aber nur eine mögliche Ausführungsform der Erfindung,da diese zur Dämpfung der Relativbewegung von gegeneinander bewegbaren Körpern benutzt werden kann, an die ein gemeinsamer Dämpfungsraum an-

909887/1U2

grenzt und wo die Erzeugung eines magnetischen Feldes z.B. dadurch, daß einer der beiden Körper ein Dauermagnet ist, möglich ist. Das dargestellte Galvanometer mit bewegbarem Dauermagneten ist ähnlich den häufiger benutzten D'Arsonval-Drehspulgalvanometern, nur mit dem Unterschied, daß hier der Magnet und nicht die Spule den bewegbaren Körper darstellt. Die Erfindung ist aber in gleicher Weise auch bei einem D'Arson val-Instrument anwendbar.

Ein bewegbarer Dauermagnet 10 ist mittels zweier Lagerzapfen 12 und 14 drehbar gelagert, die in Lageraussparungen 18 bzw. 16 eingreifen. Die für den Dauermagneten 10 vorgesehene Lageranordnung kann in beliebiger bekannter Weise ausgeführt sein, z.B. ein übliches Edelsteinlager aufweisen. Der bewegbare Magnet ist innerhalb eines freien Raumes zwischen den Teilen einer elektromagnetischen Spule 20 angeordnet. Die Spule 20 und der Magnet 10 sind so angeordnet, daß zwischen ihnen ein Luftspalt 22 besteht. Die elektromagnetische Spule ist auf einen isolierenden Rahmen 24 aufgewickelt. Die Spulenteile 20a und 20b sind in Reihe mit einer zu messenden Stromquelle verbindbar. Fließt ein Strom durch die Spule 20, dann wirkt diese wie ein Elektromagnet nach bekannten Grundsätzen und bildet zwei magnetische Pole, die die magnetischen Pole des bewegbaren Magneten 10 anziehen oder abstoßen. Dementsprechend dreht sich der Magnet IO um einen Betrag, der der Stromstärke in der Spule 20 entspricht. Mit dem Magneten wird eine an einem Lagerzapfen befestigte Anzeigenadel 26 mitbewegt, die mit einer zugeordneten, in der Zeichnung nicht dargestellten Skala zusammenwirkt, um die gemessene Stromstärke anzuzeigen.

Wegen der im wesentlichen reibungsfreien Lagerung bei Instru- '' menten dieser Art neigt die Nadel 26 dazu, sich über den dem zu messenden Wert der Stromstärke entsprechenden Skalenwert hinauszubewegen. Die Bewegung des Magneten 10 wird durch

909887/1U2

eine magnetische Dämpfungsflüssigkeit 28 gedämpft, die im Luftspalt 22 zwischen dem Magnet 10 und der Spule 20 angeordnet sind. Die Dämpfungsflüssigkeit 28 dämpft sehr schnell eine jede Schwingung des Magneten 10. So kommt der bewegbare Magnet 10 und dementsprechend auch die Anzeigenadel 26 sehr schnell in einerstellung zur Ruhe, die dem Drehmoment entspricht, das der Strom in der Spule 20 verursacht. Die magnetische Flüssigkeit 28 wird im Luftspalt durch die Anziehungskräfte der magnetischen Pole des Dauermagneten 10 gehalten. Diese Kräfte-verhindern, daß die Flüssigkeit 28 aus dem Luftspalt 22 herausfließt.

Die magnetisierbare Flüssigkeit 28 weist eine kolloidale Suspension von sehr feinen ferromagnetischen Teilchen in einer organischen Trägerflüssigkeit auf, z.B. in Petroleum. Eine solche Flüssigkeit hat die Eigenschaft, daß ein magnetisches Feld, z.B. das vom bewegbaren Magneten 10 erzeugte Feld, auf die Flüssigkeit eine Kraft ausübt, ohne deren Eigenschaft als Flüssigkeit zu verändern. Durch die ferromagnetischen Teilchen werden verschiedene Teile der Flüssigkeit durch das magnetische Feld des Dauermagneten 10 verschieden magnetisiert. Diese verschiedenen Teile der Flüssigkeit 28 rotieren mit dem bewegbaren Magneten 10 und bewirken dadurch eine Dämpfung. Weiterhin wird,wie oben ausgeführt, durch die Anziehung der magnetisierbaren Flüssigkeit 21 durch den Magneten 10 die Flüssigkeit 28 im Spalt 22 gehalten.

Es sei hier* noch bemerkt, daß die van der Waal¹ sehen Anziehungskräfte zwischen den Teilchen selbst in manchen Fällen es notwendig machen können, ein Dispersionsmittel, wie z.B. ölsäure,der Trägerflüssigkeit hinzuzufügen, um sicherzustellen, daß die einzelnen Partikelchen so voneinander getrennt werden, daß die van der Waal¹sehen Kräfte zwischen ihnen ver-

909887/1.U2

hältnismäßig schwach bleiben. Als Dispersionsmittel kann eine monomolekulare Schicht vorgesehen sein, die auf der Oberfläche eines jeden Partikels absorbiert ist und die bei der Annäherung eines anderen Partikels eine elastische Abstoßung bewirkt, um dadurch den Anziehungskräften entgegenzuwirken, die andernfalls eine Ausflockung,d.h. eine Ansammlung von Partikeln in kleinen Massen, verursachen könnten, wodurch es zu einer Ausfällung der Partikel führen könnte.Weitere Ausführungen über magnetisierbar Flüssigkeiten als solche sind in dem Artikel "Magnetic Fluids" von R.E.Rosenswieg auf den Seiten 48 bis 56 der Zeitschrift "International Science and Technology", Juli 1966, und in anderen Veröffentlichungen, die auf Seite 90 dieses Artikels angeführt sind, beschrieben.

Wie oben ausgeführt, bewirkt die Flüssigkeit 28 nicht nur eine Dämpfung, sondern sie verhindert auch eine Ansammlung von Verunreinigungen oder anderen Fremdteilen im Luftspalt 22.

909887/1U2

Claims (6)

1. P a t e η t a η s ρ r O ehe

   Vorrichtung zum Dämpfen der Relativbewegung zwischen mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Körpern mittels einer Dämpfungsflüssigkeit, die in einem an beide Körper angrenzenden Dämpfungsraum angeordnet ist/ dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungsflüssigkeit eine magnetisierbare Flüssigkeit (28) vorgesehen ist, die von einem magnetischen Feld im Dämpfungsraum (22) gehalten ist.
2. 2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des magnetischen Feldes mindestens einer der beiden Körper ein Magnet (10) ist.
3. 3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungsraum ein Spalt (22) zwischen den beiden Körpern (10, 20) vorgesehen ist.
4. 4) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als magnetisierbare Flüssigkeit eine kolloidale Suspension von ferromagnetischen Partikeln in einervorzugsweise organischen Trägerflüssigkeit vorgesehen ist.
5. 5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4_r dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Körper die relativ zueinander bewegbaren Teile eines Meßinstrumentes sind.
6. 6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Körper als stationäre elektromagnetische Spule (20) und der andere Körper als drehbarer Dauermagnet (10)

   909887/1142

   vorgesehen sind und daß der Luftspalt (22) zwischen diesen den Dämpfungsraum bildet.

   909887/1 U2