DE2642343C2

DE2642343C2 - Vorrichtung zum magnetischen Umformen der Hubbewegung eines Magnetträgers in eine Kreisbewegung, insbesondere zur Ja-Nein-Anzeige von Druckzuständen und Drucksignalen

Info

Publication number: DE2642343C2
Application number: DE19762642343
Authority: DE
Inventors: Manfred 8752 Schoellkrippen Behl; Lothar 6082 Moerfelden Kemmler
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1976-09-21
Filing date: 1976-09-21
Publication date: 1978-10-12
Also published as: FR2365104B1; FR2365104A1; DE2642343B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zürn magnetischen Umformen der Hubbewegung eirieii Ma^ gnetträgers in eine Kreisbewegung, insbesondere zur Ja-Nein-Anzeige von Druckzuständen und Drucksignalen, bei der auf einem insbesondere mit der Membran eines Druckwegwandlers verbundenen Magnetträger in Hubrichtung hintereinander ein magnetischer Nord- und ein magnetischer Südpol angeordnet sind, die durch einen Hub des Magnetträgers abwechselnd in Nächststellung zu einem Drehglied bringbar sind, an dessen Peripherie der magnetische Noid- und der magnetische Südpol eines Permanentmagneten angeordnet sind und das durch einen Hub des Magnetträgers in eine Kreisbewegung um eine parallel zur Ebene der Hubachse des Magnetträgers liegende Rotationsachse bringbar ist.

'⁵ Durch die deutsche Gebrauchsmusterschrift 1928241 ist bereits eine derartige Vorrichtung zur Ja-Nein-Anzeige von Druckzuständen und Drucksignalen bekannt, bei welcher an der Innenwand des dort topfförmig ausgebildeten Magnetträgers um etwa

-0 90° zur Topfachse versetzt in Topfachsenrichtung hintereinander jeweils zwei getrennte Permanentmagnete derart angeordnet sind, daß die Magnetachsen der beiden jeweils hintereinander angeordneten Permanentmagnete antiparallel zueinander und tangential zur Topfachsenebene liegen. Die Topfachse, die mit der Hubachse des Magnetträgers zusammenfällt, fluchtet mit der Rotationsachse des Drehgliedes, welches aus einem radiusartigen Zeiger besteht, an dessen Ende ein Stabmagnet mit ebenfalls tangentialer Magnetachse angeordnet ist. Die in Hubrichtung jeweils hintereinander angeordneten magnetischen Nord- und Südpole des Magnetträgers gehören also jeweils verschiedenen Mgneten an, wobei insgesamt vier Magnete am Magnetträger vorgesehen sind, während die

J5 beiden an der Peripherie des Drehgliedes angeordneten, einem einzigen Permanentmagneten zugehörigen Nord- und Südpole an der Peripherie des Drehgliedes benachbart angeordnet sind. An der Welle des Drehgliedes ist bei der bekannten Vorrichtung im übrigen auch das Schauzeichen zur Sichtbarmachung der Ja-Nein-Anzeige angeordnet.

Die bekannte Vorrichtung arbeitet in der Weise, daß beim Hub des topfförmig ausgebildeten Magnetträgers die in Hubrichtung hintereinander angeordneten Permanentmagnete entgegengesetzter Polung nacheinander in den Bereich des Drehgliedes bringbar sind, so daß sich in der Ebene des Permanentmagneten des Drehgliedes einmal, bei einer bestimmten Hubstellung des Magnefträgers, tangential zum topfförmi-

)0 gen Magnetträger in Richtung auf den Permanentma gneten weisend ein Nord- und ein Südpol und zum anderen ein Süd- und ein Nordpol des Magnetträgers betinden. Hierdurch wird erreicht, daß der Permanentmagnet des Drehgliedes jeweils hubabhängig in

« eine seiner um 90° versetzten Endstellungen gebracht wird. Wegen weiterer Einzelheiten der Wirkungsweise der bekannten Vorrichtung wird auf die deutsche Gebrauchsmusterschrift 1928241 verwie sen.

Die bekannte Vorrichtung hat sich zwar im Prinzip bewährt, jedoch haben sich Verschiedene Nachteile herausgestellt, So ist es zunächst einmal ungünstig, daß der Topfmagnet vier einzelne Permanentmagnete aufweisen muß, da hierdurch das Gewicht des Magnetträgefs stark vergrößert wird, was insbesondere dann Von Nachteil ist, wenn der Magnetträger beispielsweise am Betätigungshebel eines fluidischen Umschalters bekannter Art, wie er beispielsweise in

der DE-AS 2530362 beschrieben ist, angebracht wird, wodurch die Trägheit des Systems sich erhöht. Außerdem gewährleistet die bekannte Magnetanordnung insbesondere dann, wenn eine Kreisbewegung des Drehgliedes von nicht 90, sondern 180° erwünscht ist, kein unbedingt sicheres Umspringen des Drehgliedes, wobei als weiterer Nachteil hinzukommt, daß das Drehglied wegen des konstruktionsbedingten Eingreifens in den Bereich des Magnetträgers nicht ohne größeren baulichen Aufwand ausgewechselt werden '" kann, wie es beispielsweise immer dann erwünscht ist, wenn von Zeit zu Zeit unterschiedliche Schauzeichen verwendet werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Verwendung einer geringeren Anzahl von Magneten masse- und trägheitsärmer arbeitet, ein zuverlässigeres Umspringen des Drehgliedes um 180° gewährleistet und bei einfachstem baulichem Aufwand die Möglichkeit gibt, das Drehglied bzw. das -<> daran befindliche Schauzeichen ohne Beeinflussung des Magnetträgermechanismus auszuwechseln.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Vereinigung folgender Merkmale gelöst:

a) die auf dem Magnetträger in Hubrichtung hin- 2> tereinander angeordneten Magnetpole bilden den Nord- und den Südpol eines einzigen, stabförmigen, mit seiner Achse in Hubrichtung liegenden ersten Permanentmagneten;

b) der an dem Drehglied angeordnete, ebenfalls jo stabförmige zweite Permanentmagnet erstreckt sich senkrecht zur Rotationsachse des Drehglie des in deren Ebene und über dessen gesamte Breite, senkrecht zur Rotationsachse des Drehgliedes. J''

Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung ist also bei der Vorrichtung nach der Erfindung am Magnetträger nur ein einziger Permanent- bzw. Stabmagnet vorgesehen, wodurch der fluidische Umschalter oder dergleichen, welcher den Magnetträger bewegt, nur to eine sehr geringe Masse zu bewegen braucht. Die magnetische Energie wird durch die erfindungsgemäße Anordnung, bei der charakteristischerweise der am Drehglied vorgesehene Stabmagnet nicht mit tangentialer, sondern mit in Durchmesserrichtung weisender r> Magnetachse angeordnet ist, wese ltlich besser ausgenutzt als bei der bekannten Vorrichtung. Darüber hin aus läßt sich infolge der gegenseitigen Zuordnung von Hubachse des Magnetträgers bzw. ersten Permanentmagneten und Rotationsachse des Drehgliedes dann, ίο wenn das Drehglied, wie es Gegenstand einer bevorzugten Ai'sführungsforir der Erfindung ist, in von der dem Magnetträger abgewandten Seite leicht zu öffnenden Lagern gelagert ist, das Schauzeichen, welches vorzugsweise aus dem als Kugel ausgebildeten Dreh- >ΐ glied selbst bestehen kann, leicht auswechseln. Das Drehglied kann natürlich auch andere als Kugelform haben, beispielsweise scheiben- oder kreuzförmig ausgebildet sein, solange nur gewährleistet ist, daß der Permanentmagnet in Durchmesserrichtung das Dreh- bo glied senkrecht zu dessen Rotationsachse vollständig durchsetzt.

Grundsätzlich kann die Rotationsachse des Drehgliedes sowohl parallel zur Nord^Sudachse^ also zur Magnetachse des ersten Permanentmagneten des Magnetträgers als auch senkrecht hierzu angeordnet sein, wobei es allgemein vorteilhaft ist, daß die Rotationsachse des Drehgliedes innerhalb der zu der Hubachse des ersten Permanentmagneten parallelen Rotationsachsenebcne mit geringstmöglichem Abstand zu tier Achse dts ersten Permanentmagneten des Magnttträgers angeordnet ist.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht aber vor, daß die Rotationsachse des Drehgliedes parallel zur Hubachse des ersten Permanentmagneten angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist nämlich unter allen Umständen gewährleistet, daß bei einer Verschiebung des ersten Permanentmagneten des Magnetträgers um seine eigene Länge das Umspringen des Drehgliedes erfolgt, d. h. also, bei kleinstmöglicher Verschiebung bzw. kleinstmöglichem Hub des ersten Permanentmagneten. Steht die Rotationsachse des Drehgliedes hingegen um 90" versetzt zur Magnetachse des ersten Permanentma gneten, so ist der Weg, um den der erste Permanentmagnet verschoben werden muß, um ein Umspringen des Drehgliedes um 180° zu erreichen, von der Geometrie des Drehgliedes abhängig. Dies beruht darauf, daß bei Parallelanordnung von Dithglied-Rotationsachse und Magnetachse des am Magnetlager angebrachten ersten Stabmagneten die an der Peripherie des Drehgliedes einander gegenüberliegend arcgeordneten Pole des Permanent- oder Stabmagneten de^c Drehgiiedes nicht ausweichen können, sondern zum frühstmöglichen Zeitpunkt mit dem in die Abstoßstellung kommenden Magnetpol des sich bewegenden Permanentmagneten des Magnetträgers in Kontakt kommen.

Besonders bevorzugt eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einem fluidischen Umschalter für Meß-, Regel- oder Steuergeräte, wie er in der DE-AS 2530362 im einzelnen beschrieben ist, auf die insofern in vollem Umfang Bezug genommen wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aber nicht nur zur Ja-Nein-Anzeige von Drucksignalen oder Druckzuständen in Verbindung mit derartigen oder ähnlich aufgebauten Umschaltern geeignet, sondern allgemein dann, wenn es gilt, kurze, kräftearme lineare Bewegungen in Form einer »magnetiscncn Übersetzung« zuverlässig in Kreisbewegungen von 180 mit großem Radius zu übersetzen. Hierin wird ein wichtiger Teil des Erfindungsgeiiankens gesehen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt durch die Rotationsachse des Drehgl^des, und

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 abgebilde'en Ausführungsbeispieles in Richtung der Rotationsachse des Drehgliedes.

Bei dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein erster Permanentmagnet 10 mit quer in der Zeichenebene von Fig. 1 verlaufender Magnetachse am in Fig. 1 pesehen oberen Ende eines langgestreckten, in der Zeichenebene von Fig. 1 um eine senkrecht zur Zeichenebene gelegene Achse verschwenkbaren Magnetträgers 12 gelagert- tier Magnetträger 12 bildet die Verlängerung des Betätigungshebels eines fluidischen Umschalters 14, wie er beispielsweise in der DT*AS 2530362 beschrieben ist, auf die insoweit Bezug genommen wird. Für die Erläuterung der vorliegenden Erfindung ist es lediglich von Bedeutung, daß der Magnetträger 12 fest in

eine Sieuermerrrbrarr Kr des fluidischcn Umschalters 14 integriert und demzufolge bei einer Beaufschlagung von Steuerkammefn 18, 20 des Umschalters 14 mit einem fließfähigen Steuermittel, wie Druckluft, über Eingänge E₁ bzw, Ej um die senkrecht zur Zeichenebene von Fig, 1 verlaufende, in einem Dichtwulst 22 der Steuermembran 16 liegenden Kippachse verschwerikbäf ist, wobei eine Druckfeder 24 den Magnetträger 12 und damit den Permanentmagneten 10 in seine, in Fig. 1 gesehen, rechte Endstellung drückt.

Parallel zu der in Fig. 1 quer verlaufenden Hubachse des ersten Permanentmagneten 10, die bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel zugleich die Magnetachse des ersten Permanentmagneten 10 ist, liegt eine Rotationsachse 26 einer beispielsweise aus Kunststoff oder dergleichen bestehenden, unmagnetischen Kugel 28, die in der Ebene der Rotationsachse 26 und senkrecht Zu dieser von einem Stabrnagnetert 30 vollständig durchsetzt ist Bemerkt sei. daß Lager 32, 34, der Rotationsachse 26 der Kugel 28 von der dem Magnetträger 12 und damit dem ersten Permanentmagneten 10 abgewandten Seite leicht zu öffnen sind, so daß die Kugel 28 leicht ausgewechselt werden kann, ohne daß es hierzu irgendwelcher Manipulationen am fluidischen Umschalter 14 oder am Magnetträger 12 mit dem ersten Permanentmagneten 10 bedürfte.

Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 lediglich dadurch, daß hier, wie bereits einleitend ausgeführt, da? in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht, und zwar in Fig. 1 von links gesehen, wiedergegeben ist, wobei also die Rotationsachse 26 senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 2 verläuft, ebenso wie die Achse des Permanentmagneten 10, während die nicht gezeigte Kippachse des Magnetträgers 12 in dem Dichtwulst 22 in Fig. 1 hier natürlich parallel zur Zeichenebene zu denken ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung, die zur Ja-Nein-Anzeige von Druckzuständen und Drucksignalen dient, weiche auf den fluidischen Umschalter 14 aufgegeben werden, arbeitet wie folgt:

Liegt der erste, an dem schwenkbaren Magnetträger 12 angeordnete Permanentmagnet 10 in der in Fig. 1 in ausgezogenen Linien gezeichneten Stellung, so liegt der magnetische Nordpol ;V des ersten Permanentmagneten 10 in Nächststellung zur Peripherie der Kugel 28, mit der Wirkung, daß der magnetische Südpol S des zweiten Permanentmagneten oder Stabmagneten 30 durch den Nordpol N des ersten Permanentmagneten 10 angezogen wird und die in Fig. 1 wiedergegebene Position einnimmt. Wird der Magnetträger 12 nun dadurch, daß auf die in Fig. 1 links liegende Steuerkammer 18 des fluidischen Umschalters 14 ein positives Drucksignal aufgegeben wird, in Fig. 1 in die gestrichelt gezeichnete Stellung nach links bewegt» unter entsprechender Bewegung des ersten Permanentmagneten IO in die gestrichelt gezeichnete Stellung, so wird von dem Augenblick an,
in dem der Magnetlager 12 in Fig. 1 gesehen seine
Mittellage zwischen den beiden gestrichelten Endlagen erreicht, die durch den magnetischen Südpol S
des ersten Permanentmagneten 10 auf den Südpol S
des Stabmagneten 30 ausgeübte Abstoßungskraft
größer als die Anziehungskraft, die der nunmehr allmählich sich entfernende Nordpol N des Permanentmagneten 10 auf den Südpol S des Stabmagneten 30
ausüben kann, mit der Wirkung, daß plötzlich die Kugel 28 um die Rotationsachse 26 um 180 umspringt,
wobei nunmehr der Nordpol N des Stabmagneten 30 in Nächststellung zu dem ersten Permanentmagneten 10 gelangt. Von besonderem Vorteil ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, daß bei der beschriebenen Hub- oder Schwenkbewegung des ersten Permanentmagneten 10 der in Fig. 1 unten liegende, in Nächststellung zum Permanentmagneten 10 angeordnete Südpol des Stabmagneten 30 der Bewegung des Nordpoles nach links nicht folgen kann, bedingt dadurch, daß das durch die Bewegung des Permanentmagneten 10erzeugte Drehmoment um eine in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene liegende Achse wirkt und damit wegen der Fesselung durch die Lager 32, 34 der RotaMonsachse 28 keine Rotationsbewegung der Kugel 28 e^rzeugen kann. Vielmehr ist nur ein plötzliches Umschlagen der Kugel möglich, sobald nämlich der Südpol S des ersten Permanentmagneten 10 seine abstoßende Wirkung auf den unten liegenden Südpol S des Stabmagneten 30 von Fig. 1 einnimmt.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung nach der Erfindung gewährleistet somit ein verläßliches Umj5 schlagen der Kugel 28 bei Hubbewegungen des Magnetträgers 12 bzw. des ersten Permanentmagneten 10. Auf der Kugelfläche können leicht farbige Markierungen oder auch Schriftzeichen etc. angebracht werden, die auch seitlich, insbesondere aber in Fig. 1 von oben gesehen, abgelesen werden können. Natürlich läßt sich statt der Kugel 28 bedarfsweise auch ein andersgeartetes Drehglied verwenden, beispielsweise eine Rotationsachse 26, an der ein scheiben- oder kreuzartiges Anzeigeglied befestigt ist, wobei lediglich stets erforderlich ist, daß der Stabmagnet 30 sich tatsächlich über die gesamte Querabmessung, senkrecht zur Rotationsachse 26 gesehen, des Drehgliedes erstreckt. Dadurch, daß die Lager 32, 34 von der dem fluidischen Umschalter 14 bzw. dem ersten Permanentmagneten 10 abgewandten Seite leicht geöffnet werden können, kann die Kugel 28 auf bequeme Weise ausgewechselt werden, beispielsweise dann, wenn es erwünscht ist, die von der Kugel getragenen Symbole, Markierungen oder dergleichen auszutausehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

b) Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum magnetischen Umformen der Hubbewegung eines Magnetträgers in eine Kreisbewegung, insbesondere zur Ja-Nein-Απι-zeige von Druckzuständen und Drucksignalen, bei der auf einem insbesondere mit der Membran eines Druckwegwandlers verbundenen Magnetträger in Hubrichtung hintereinander ein magnetischer Nord- und ein magnetischer Südpol angeordnet sind, die durch einen Hub des Magnetträgers abwechselnd in Nächststellung zu einem Drehglied bringbar sind, an dessen Peripherie der magnetische Nord- und der magnetische Südpol eines Permanentmagneten angeordnet sind und das durch einen Hub des Magnetträgers in eine Kreisbewegung um eine parallel zur Ebene der Hubachse des Magnetträgers liegende Rotationsachse hringbar ist, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) die auf dem Magnetträger (12) in Hubrichtung hintereinander angeordneten Magnetpole bilden den Nord- und den Südpol eines einzigen, stabförmigen, mit seiner Achse in Hubrichtung liegenden ersten Permanentmagneten (10);

der an dem Drehglied (28) angeordnete, ebenfalls stabförmige zweite Permanentmagnet (30) erstreckt sich senkrecht zur Rotationsachse (20) des Drehgliedes in deren Ebene und über dessen gesamte Breite, senkrecht zur Rotationsachse (26) des Drehgliedes (28).

2. Vorrichtung nach Anspri :h 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse (26) des Drehgliedes (28) innerhalb der zu der Hubachse des ersten Permanentmagneten (10) parallelen Rotationsachsenebene mit geringstmöglichem Abstand zu der Achse des ersten Permanentmagneten (10) des Magnetträgers (12) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse (26) des Drehgliedes (28) parallel zur Hubachse des ersten Permanentmagneten (10) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehglied (28) eine von dem zweiten Permanentmagneten (30) durchsetzte Kugel (28) ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse (26) des Drehgliedes (28) in von der dem Magnetträger (12) abgewandten Seite leicht zv. öffnenden Lagern (32, 34) gelagert ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetträger (12) die Verlängerung eines Betätigungshebels eines fluidischen Umschalters (14) für Meß-, Regel- oder Steuergeräte bildet.