DE287185C

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Publication number: DE287185C
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Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 287185'-KLASSE 42 o. GRUPPE

Styling.WILHELM BECKMANN in BERLIN.

Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmesser. Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. April 1913 ab.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmesser mit Eisenrückschlußkörper, der mit dem umlaufenden Magnetsystem zusammen umläuft.
Die Wirkung der Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmesser beruht bekanntlich darauf, daß durch einen mit der zu messenden Geschwindigkeit umlaufenden Magneten ein Anzeigekörper entgegen der Wirkung einer Feder durch die erzeugten Wirbelströme mitgenommen wird. Die Größe des Ausschlages des Anzeigekörpers gibt die zu messende Geschwindigkeit an. Zur Verstärkung der magnetischen Wirkung wird bekanntlich auf der dem Magneten entgegengesetzten Seite des Anzeigekörpers ein Eisenrückschlußkörper angebracht, der mit dem Magneten umläuft. Außerdem kann durch Veränderung der Lage dieses Eisenrückschlußkörpers leicht eine Veränderung des durch den permanenten Magneten erzielten Drehmomentes und damit des Zeigerausschlages erzielt werden. Die Mittel, die bisher zur Lösung dieser Aufgabe angewandt werden, beruhen entweder darauf, daß der Eisenrückschlußkörper durch Verschrauben in seiner Lage zu dem Magneten verstellt wird, oder darin, daß er in sich selbst eine Veränderung erfährt, ohne daß seine Lage zum Magneten geändert wird, um das wirksame Kraftlinienfeld je nach Bedarf zu stärken oder zu schwächen. So wird beispielsweise der Eisenrückschlußkörper bei einem glocken- oder ringförmigen Magnetkörper höher oder tiefer in ihn. hinein- bzw. über ihn geschoben, oder er wird aus zwei gegeneinander verdrehbaren, mit Fensterchen versehenen Weicheisenhülsen gebildet. Entsprechend der gegenseitigen Überdeckung der Fensterchen in den beiden Hülsen wird in diesem Falle das Kraftlinienfeld verändert, ohne daß der Eisenrückschlußkörper als solcher in seiner Lage zum Magneten verschoben wird.

Diese bekannten Ausführungen haben jedoch erhebliche Nachteile, da ihre Konstruktion verhältnismäßig schwierig und in jedem Falle ziemlich teuer wird.

Durch vorliegende Erfindung werden diese Nachteile einwandfrei behoben. Es genügt hier nur ein Teil einer Umdrehung, um die völlige Eichung zu erzielen. Die Erfindung besteht darin, daß der -in sich unveränderliche Eisenrückschlußkörper entweder eine besondere Gestaltung erhält, derart, daß bei einem Verdrehen desselben um die Magnetachse die den Magnetpolen gegenüberstehende Eisenmasse vergrößert oder verkleinert wird, oder aber darin, daß bei einer Verdrehung des Eisenrückschlußkörpers seine Lage sich den Magnetpolen gegenüber ändert, wodurch eine Verstärkung oder Schwächung des den Anzeigekörper durchsetzenden Kraftfeldes erzielt wird. In beiden Fällen wird eine achsiale Verschiebung des Eisenrückschlußkörpers, wie sie durch das Verschrauben desselben bei

den bekannten Vorrichtungen hervorgerufen wird, oder eine Veränderung des Eisenrückschlußkörpers in sich vermieden.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt.

Fig. ι zeigt einen Geschwindigkeitsmesser mit ringförmigem Magneten im Schnitt,

Fig. 2 den Magneten mit dem Eisenrückschlußkörper in Ansicht,

ίο Fig. 3 den Eisenrückschlußkörper allein im Achsialschnitt.

Fig. 4 zeigt im Grundriß einen Ringmagneten mit exzentrisch gelagertem Eisenrückschlußkörper,

Fig. 5 den Eisenrückschlußkörper gemäß Fig. 4 allein im Schnitt und Grundriß,

Fig. 6 einen teilweisen Schnitt durch einen Geschwindigkeitsmesser mit zylindrischem Magneten und schräg zur Stirnfläche des Magneten angeordnetem Eisenrückschlußkörper. Fig. 7 zeigt einen zweipoligen zylindrischen Magneten im Grundriß mit einer brückenartigen Ausführung des Eisenrückschlußkörpers, die parallel zu den Stirnflächen des Magneten liegt,

Fig. 8 im Grundriß einen sechspoligen Magneten mit entsprechendem Eisenrückschlußkörper.

In den Figuren bedeutet α den Eisenrückschlußkörper, der bei der Ausführung gemäß Fig. ι bis 3 zylindrische Gestalt besitzt. Jedoch ist seine Wandhöhe an verschiedenen Stellen verschieden hoch, und zwar, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist die Ebene der oberen Kante geneigt zur Ebene der unteren Kante des Zylinders; der Zylinder ist also abgeschrägt. Das den Anzeigekörper durchsetzende Kraftfeld ist am stärksten, wenn den Magnetpolen der hochwandige Teil des Eisenrückschlußkörpers gegenübersteht. Durch Verdrehen aus dieser Lage wird das Kraftfeld und dadurch das Drehmoment geschwächt, welches sein Minimum erreicht, wenn der niedrigste Teil der Zylinderwandung des Eisenrückschlußkörpers den Magnetpolen gegenübersteht. Statt dieser gleichmäßigen Übergänge in der Wandhöhe kann ohne Schwierigkeit auch ein ungleichmäßiger bzw. unstetiger Übergang in der Wandstärke gewählt werden, beispielsweise wie es in Fig. 2 a dargestellt ist (Bildung einer Ecke). Die Herstellung des Eisenrückschlußkörpers gestaltet sich besonders günstig nach Fig. 1. Der Eisenrückschlußkörper α besteht aus Eisenblech und wird als Zylinder aus einer ebenen Platte ausgestanzt und gepreßt. Die Innenbohrung und der äußere Rand der ausgestanzten Platte sind Kreise, die jedoch exzentrisch liegen. Beim Pressen in die gewünschte Form wird dann die innere Bohrung konzentrisch mit der Zylinderwandung. Ein so zurechtgebogener Eisenrückschlußkörper α wird nun in einer entsprechenden Nut b der Halteplatte g des umlaufenden Magneten ni geführt, so daß er leicht verdreht werden kann. Er wird weiter gehalten durch einen Bügel oder einen Ring f, der zweckmäßig federnd ausgeführt ist. Durch Anpressen der Schraubenmutter s, die auf der Magnetachse e sitzt, oder mehrerer Schraubenbolzen, die in der Grundplatte g des Magneten m sitzen, wird der Eisenrückschlußkörper in seiner Lage festgehalten, so daß eine Verstellung während des Betriebes nicht möglich ist. Durch die Federung des Bügels wird gleichzeitig bewirkt, daß die Befestigungsschraube s ohne weiteres gesichert ist.

Mit I ist das Gehäuse, mit 0 der Zeiger und mit φ die Feder des Geschwindigkeitsmessers bezeichnet, die einerseits an der Achse des Anzeigekörpers, andererseits am Gehäuse befestigt ist.

In diesem Beispiel ist die Zylinderwandung des Eisenrückschlußkörpers konzentrisch zum Magneten und Anzeigekörper angeordnet, während die Wandungen an den verschiedenen Stellen verschieden hoch sind. In einem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 ist der Eisenrückschlußkörper α von zylindrischer Gestalt, und zwar überall gleicher Höhe der Zylinderwandung; jedoch umgibt die Zylinderwandung das Magnetsystem nicht konzentrisch, sondern exzentrisch. Durch Verdrehen des Anzeigekörpers um die Achse des Magneten kann die den Magnetpolen gegenüberstehende Eisenmasse genähert oder entfernt werden, wodurch ein entsprechender größerer oder stärkerer Zeigerausschlag hervorgerufen wird. Die Herstellung und auch die Anbringung eines solchen Eisenrückschlußkörpers ist in entsprechender und ebenso billiger Weise auszuführen wie in dem erstgenannten Beispiel.

In beiden Beispielen ist angenommen, daß der Magnet ein Ringmagnet ist. Es kann jedoch auch ein anders gestalteter Magnet in Frage kommen. Besitzt der Magnet mehr als zwei Pole, so ist der Eisenrückschlußkörper entsprechend auszuführen. Im ersteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 müßte z. B., falls mehr als zwei Magnetpole vorhanden sind, für jedes Polpaar eine erhöhte und eine vertiefte Stelle der Zylinderwandung des Eisenrückschlußkörpers vorhanden sein, oder es kann gemäß Fig. 8 der Mantel des Eisenrückschlußkörpers, entsprechend den Polpaaren des Magnetsystems, wellenförmigen Querschnitt erhalten, so daß nahe und ferne Stellen des Eisenrückschlußkörpers an dem Magnetsystem vorhanden sind. Bei scheibenförmiger Ausbildung des Eisenrückschlußkörpers wird der

Umfang der Scheiben entsprechend ausgebildet. ; Die erwähnten Ausführungsbeispiele beziehen sich darauf, daß der Anzeigekörper den Magneten außen umgibt.. Die entsprechende Wirkung läßt sich auch erzielen, wenn der glockenförmige Anzeigekörper vom Magneten umgeben wird. Die Eichung gestaltet sich jedoch nicht so vorteilhaft, weil der Eisenrückschlußkörper nicht so leicht von außen zugänglich ist.

Bei Wirbelstromtachometern, bei denen ein scheibenförmiger Anzeigekörper zur Verwendung kommt, beispielsweise Fig. 6, läßt sich die Erfindung ebenfalls verwenden, und zwar kann auch hierbei der Eisenrückschluß entweder von besonderer Gestalt oder in besonderer Lage ausgeführt sein, so daß einer Verdrehung des Eisenrückschlusses eine Verstärkung des Drehmomentes entspricht. In Fig. 6 beispielsweise ist der Eisenrückschlußkörper a zur Stirnebene der Magnetpole und zur Ebene des Anzeigekörpers geneigt in einem drehbaren Haltering gelagert.

Es ist augenscheinlich, daß auch hier eine Verdrehung des Eisenrückschlußkörpers bzw. des Halteringes um die Magnetachse eine Verschiebung des Kraftfeldes und damit eine Veränderung des Drehmomentes hervorruft.

Bei einem solchen Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmesser kann jedoch auch der Eisenrückschlußkörper parallel zur Ebene der Magnetpole und des Anzeigekörpers ausgeführt werden. Er muß dann jedoch eine von der kreisförmigen abweichende Gestalt haben, beispielsweise eine brückenartige, wie α in Fig. 7. Auch hier bewirkt eine Verdrehung des Eisenrückschlußkörpers eine Veränderung des Kraftfeldes und somit des Drehmomentes. Sind mehr als zwei Magnetpole vorhanden, so muß der Eisenrückschlußkörper entsprechend ausgebildet werden durch eine entsprechende Zahl von Aussparungen oder durch wellenförmige Gestaltung des scheibenförmigen Eisenrückschhisses, um eine entsprechende Zahl von dem Magnetsystem nahen und fernen Stellen des Eisenrückschlusses zu erhalten.

' Bei Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmessern, bei denen die wirksamen Polflächen des Magneten weder eine zylindrische noch eine ebene Gestalt, sondern eine kegelförmige Gestalt besitzen, läßt sich naturgemäß die Eichung in entsprechender Weise vorsehen.

Außerdem können die Wirkungen des Eisenrückschlußkörpers, die einmal in einer besonderen Gestalt und das andere Mal in einer besonderen Lage den Magnetkörpern gegenüber beruhen, miteinander vereint werden, wodurch gegebenenfalls eine erhöhte Wirkung erzielt werden kann.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Wirbelstrom - Geschwindigkeitsmesser mit einem mit dem Magnetsystem umlaufenden Eisenrückschlußkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der in sich unveränderliche Eisenrückschlußkörper eine solche Lage oder eine solche Gestalt oder beides besitzt, daß durch seine Verdrehung um die Magnetachse das den Anzeigekörper durchsetzende Kraftfeld verändert wird, ohne daß dabei eine achsiale Verschiebung des Eisenrückschlußkörpers erfolgt.
2. Wirbelstrom - Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenrückschlußkörper, der mit dem Magnetsystem einen ringförmigen Spalt bildet, eine Mantelfläche von verschiedener Höhe hat.
3. Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend der Zahl der Polpaare eine entsprechende Zahl von hohen und niedrigen Stellen in der Mantelfläche des Eisenrückschlußkörpers vorhanden ist.
4. Wirbelstrom - Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Magnetsystem einen ringförmigen Spalt zur Aufnahme des Anzeigekörpers bildende Eisenrückschlußkörper eine zur Wandung des Magneten exzentrische Zylinderwandung hat.
5. Wirbelstrom - Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1 und 4,. dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderwandung des Eisenrückschlußkörpers eine der Zahl der Magnetpolpaare entsprechende Zahl von dem Magnetsystem nahen oder fernen Stellen der Zylinderwandung hat.
6. Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Magnetpolen gegenüberliegende Eisenrückschlüß von scheibenförmiger Gestalt gegen die Stirnebene der Magnetpole geneigt ist.
7. Wirbelstrom - Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Polen gegenüberliegende. Eisenrückschluß von scheiben- no förmiger Gestalt eine der Zahl der Polpaare entsprechende Zahl von Aussparungen hat.
8. Wirbelstrom - Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem scheibenförmigen Anzeigekörper gegenüberliegende Eisenrückschluß wellenförmig ausgebildet ist, so daß eine der Zahl der Polpaare entsprechende Zahl von dem Magnetsystem nahen oder fernen

Stellen des Eisenrückschlusses vorhanden ist.

g. Wirbelstrom - Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch ι bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, um den Eisenrückschluß oder seinen etwaigen Haltering in einem Ring drehbar zu führen und in diesem festzuhalten.

io. Wirbelstrom-Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch ι und 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festklemmen des Eisenrückschlußkörpers ein federnder Bügel oder Ring dient, der durch eine oder mehrere Schrauben gehalten wird, zum Zwecke, eine gleichzeitige Sicherung der Schrauben zu erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.