DE4410160C1

DE4410160C1 - Hochwärmebeständige Spule, insbesondere zur Verwendung als Antriebsspule und als Meßspule zum Antrieb und zum Messen der Schwingungen des Schwingrohres einer Vorrichtung zum Messen der Masse eines durch eine Rohrleitung fließenden Mediums

Info

Publication number: DE4410160C1
Application number: DE19944410160
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Elsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-03-24
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2014-03-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Spule mit einem Spulenkörper mit einer axialen Bohrung zur Aufnahme eines Magneten und einer auf dem Spulenkörper angeordneten Spulenwicklung.

Eine bekannte Spule dieser Art besteht aus einem isolierten Kupferdraht und ist mit einem Isolierlack getränkt. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Isolierlacks und derjenige des Kupferdrahtes der Wicklung sind unterschiedlich groß, für bestimmte Anwendungsfälle zu groß, so daß es im praktischen Betrieb zu Ablösungserscheinungen im Bereich des Wicklungs anfanges und/oder des Wicklungsendes kommt. Außerdem besteht die Gefahr der Ablösung der Kupferdrahtbeschichtung und des Drahtbruches infolge unterschiedlicher Ausdehnungsfaktoren.

Diese bekannte Spule ist bis zu einer Temperatur von höchstens etwa 200°C temperaturbeständig und kann daher im Hochtemperatur bereich über 200°C nicht eingesetzt werden.

Aus der DE-Z DOMININGHAUS, H.: Thermoplastische Hochleistungs kunststoffe, Messebericht K′86, in: Kunststoffe 77 (1987) 2, S. 209-213 ist bekannt, Fluorpolymere in der Elektrotechnik; hier insbesondere in der Isolationstechnik zu verwenden, weil die Minia turisierung der Bauteile in der Elektrotechnik und Elektronik sowie die damit verbundene Erhöhung der Leistung je Flächeneinheit ohne hochwärmebeständige elektrische Isolierstoffe nicht beherrschbar sind.

Aus der DE-Z "elektrotechnik", 64, H. 7, 7. April 1982, S. 46 ist es bekannt, daß sich keramische Werkstoffe grundsätzlich für alle An wendungen in der Elektrotechnik, Elektronik und Hochfrequenztech nik eignen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spule der einleitend genannten Art zu schaffen, die keine Ablösungserscheinungen nebst Drahtbrüchen im Bereich des Wicklungsumfanges und des Wick lungsendes zeigt und deren Drahtwicklungen ohne Vergußmasse die ursprüngliche bei der Fertigung fixierte Position beibehält.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Spulenkörper einen zylindrischen inneren Teil sowie einen Be festigungsflansch und einen Durchführungsflansch aufweist, wobei im Befestigungsflansch Bohrungen zur Aufnahme von Befestigungs schrauben und im Durchführungsflansch Bohrungen für die Durch führung des Wicklungsdrahtes vorgesehen sind und daß der Spulen körper aus einem elektrisch isolierenden und bis auf eine Tempera tur von über 200°C belastbaren Kunststoff, insbesondere Polytetra fluoräthylen und der Spulendraht aus legiertem Stahl (Sonderstahl) mit einer aufgesinterten Schicht aus Polytetrafluoräthylen besteht.

Da der Spulenkörper aus Polytetrafluoräthylen und der Spulendraht aus Sonderstahl mit einer Schicht aus aufgesintertem Polytetra fluoräthylen besteht, führt es selbst dann nicht zu Nachteilen, etwa zu einem Kurzschluß oder einem Erdschluß in der Spule, wenn die aufgesinterte Schicht aus Polytetrafluoräthylen sich an den Berüh rungspunkten mit dem Spulenkörper aufreibt bzw. dort beschädigt wird, weil es auch in einem solchen Fall zwischen dem spannungs führenden Draht und dem Spulenkörper nicht zu einem Kurzschluß oder einem Erdschluß kommen kann.

Der Spulenkörper kann mit dem Befestigungsflansch an der Spu lenträgerplatte einer Vorrichtung zum Messen der Masse eines pumpfähigen Mediums mit selbstsichernden Muttern dauerhaft be festigt werden.

Zweckmäßig hat der Spulendraht einen Durchmesser von 0,1 mm bei den Meßspulen und einen solchen von 0,5 mm bei den Antriebsspulen. Die Bohrungen im Durchführungsflansch haben ei nen Durchmesser von 0,5 mm.

Es empfiehlt sich insbesondere, die Spulen als Antriebsspule und als Meßspule zum Antrieb und zum Messen der Schwingungen des Schwingungs rohres einer Vorrichtung zum Messen der Masse eines durch eine Rohrleitung fließenden Mediums zu verwenden.

Der Spulenkörper ist mit dem Befestigungsflansch an der Spulenträ gerplatte der Durchflußmeßvorrichtung zu befestigen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der den Spulenanfang und der das Spulenende bildende Stahldraht an eine Keramikklemme geklemmt sind, von der aus ein hochtemperaturbeständiger isolierter elektrisch leitender Draht durch eine Bohrung in der Spulenträgerplatte auf die gegenüberliegende Seite der Spulenträgerplatte geführt und dort zusammen mit weiteren gleichen Drähten aus der Vorrichtung herausgeführt ist.

Zweckmäßig ist die axiale Bohrung im Spulenkörper für die Aufnah me des an dem Schwingrohr der Durchflußmeßvorrichtung befestig ten Magneten vorgesehen.

Solche Spulen werden mit Vorteil eingesetzt in Vorrichtungen zum Messen der Masse eines pumpfähigen durch eine Rohrleitung fließenden Mediums mit Hilfe der Coriolis-Kraft, wobei wenigstens ein U-förmig gebogenes Schwingrohr für den Durchfluß des Mediums und zur Messung der von dem durchfließenden Medium hervorgeru fenen Coriolis-Kraft vorgesehen ist. Dabei ist wenigstens eine An triebsspule zum zumindest mittelbaren Antrieb des Schwingrohres und sind wenigstens zwei Meßspulen zum zumindest mittelbaren Messen der Schwingungen des Schwingrohres an voneinander ent fernt liegenden Stellen des Schwingrohres angeordnet. Das Schwingrohr sowie die Antriebsspule und die Meßspulen sind in ei nem Gehäuse untergebracht, durch dessen Boden die beiden Enden des Schwingrohres geführt sind.

Diese Vorrichtung ist so ausgebildet, daß das Gehäuse druckfest ausgebildet ist, indem nur ein einziges Schwingrohr vorgesehen ist, daß in der Mitte der Krümmung sowie am Anfang und am Ende der Krümmung wenigstens je ein Magnethalter vorgesehen ist und daß mit Abstand von dem Schwingrohr innerhalb des Gehäuses an dem Gehäuse eine Spulenträgerplatte befestigt ist, an der den Magnet haltern gegenüberliegend Spulen als Antriebsspulen und Meßspulen vorgesehen sind.

Der aus PTFE bestehende Spulenkörper wird, bevor die Wicklung auf den Spulenkörper aufgebracht wird, wärmetechnisch vorgealtert, damit er die endgültige Form erreicht und diese Form beibehält, wenn die Wicklung auf den Spulenkörper aufgebracht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten Spulenkörper ohne Wicklung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Spulenkörper gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Spule zusammen mit der Wicklung, mit dem Schwingrohr und der Spulenträgerplatte.

Ein beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen bestehender Spulen körper 1 hat einen mittleren zylindrischen Teil 2, auf dem oben ein Durchführungsflansch 3 und unten ein Befestigungsflansch 4 vorge sehen ist, wobei der Befestigungsflansch 4 breiter als der Durchfüh rungsflansch 3 ausgebildet ist.

Der Befestigungsflansch 4 weist zwei Bohrungen 5, 6 auf, um den Spulenkörper 1 mit selbstsichernden Muttern 7, 8 an der Spulenträ gerplatte 9 zu befestigen.

Der Durchführungsflansch 3 ist eine Bohrung 10 vorgesehen, durch die das den Wicklungsanfang bildende Drahtende 11 geführt ist. Desgleichen ist mit Abstand von der Bohrung 10 eine weitere Boh rung 12 vorgesehen, durch die das das Wicklungsende darstellende Drahtende 13 geführt ist.

In die Bohrung 14 taucht ein Magnet 15 ein, der in einem Magnet halter 16 des Schwingrohres 17 kalt eingepreßt ist. Das Schwingrohr 17 ist durch den Boden 18 eines im einzelnen nicht dargestellten Gehäuses geführt und mit dem Boden 18 verschweißt.

Die Drahtenden 11 und 13 sind von der Spule zu einer hochtem peraturbeständigen Keramikklemme 19 geführt, an der sie ange klemmt sind. Der gesamte Wicklungsdraht einschließlich der Drahtenden 11 und 13 ist mit einer durch Sintern auf den Draht auf gebrachten Schicht aus Polytetrafluoräthylen beschichtet, so daß auch der Draht aus legiertem Stahl hochtemperaturbeständig und somit für einen Hochtemperaturbereich oberhalb 200°C bis we nigstens 260°C und darüberhinaus geeignet sind.

Von der Keramikklemme 19 aus führt ein elektrischer Leiter 20 mit hochtemperaturbeständiger Isolierung durch eine Bohrung 21 in der Spulenträgerplatte 9 und wird unterhalb der Spulenträgerplatte 9 als elektrischer Leiter 22 fortgeführt.

In nicht näher dargestellter Weise werden unterhalb der Spulenträ gerplatte 9 mehrere elektrische Drähte 22 zu einem Kabelbaum zu sammengefaßt, der in einer speziellen Durchführung durch das Ge häuse nach außen geführt ist.

Bezugszeichenliste

1 Spulenkörper
2 zylindrischer Bereich
3 Durchführungsflansch
4 Befestigungsflansch
5 Bohrung
6 Bohrung
7 Mutter
8 Mutter
9 Spulenträgerplatte
10 Bohrung
11 Draht/Wicklungsanfang
12 Bohrung
13 Draht/Wicklungsende
14 Bohrung
15 Magnet
16 Magnethalter
17 Schwingrohr
18 Gehäuseboden
19 Keramikklemme
20 Kabel
21 Bohrung
22 Kabel

Claims

1. Spule mit einem Spulenkörper mit einer axialen Bohrung zur Auf nahme eines Magneten und mit einer auf dem Spulenkörper an geordneten Spulenwicklung insb. zur Verwendung als Antriebsspule und als Meßspule zum Antrieb und zum Messen der Schwingungen des Schwingungsrohres einer Vorrich tung zum Messen der Masse eines durch eine Rohrleitung flie ßenden Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper einen zylindrischen inneren Teil sowie einen Be festigungsflansch und einen Durchführungsflansch aufweist, wo bei im Befestigungsflansch Bohrungen zur Aufnahme von Befesti gungsschrauben und im Durchführungsflansch Bohrungen für die Durchführung des Wicklungsdrahtes vorgesehen sind und daß der Spulenkörper aus einem elektrisch isolierenden und bis auf eine Temperatur von über 200°C belastbaren Kunststoff, insbeson dere Polytetrafluoräthylen und der Spulendraht aus legiertem Stahl (Sonderstahl) mit einer aufgesinterten Schicht aus Polytetrafluor äthylen besteht.

2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spu lendraht einen Durchmesser von 0,1 mm und die Bohrungen des Befestigungsflansches einen Durchmesser von 0,5 mm haben.

3. Spule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Spulenkörper mit dem Befestigungsflansch an der Spulenträgerplatte der Durchflußmeßvorrichtung befestigt ist.

4. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der den Spulenanfang und der das Spulenende bildende Stahldraht an eine Keramikklemme geklemmt sind, von der aus ein hochtemperaturbeständiger isolierter elektrisch lei tender Draht durch eine Bohrung in der Spulenträgerplatte auf die gegenüberliegende Seite der Spulenträgerplatte geführt und dort zusammen mit weiteren gleichen Drähten aus der Vorrichtung herausgeführt ist.

5. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die axiale Bohrung im Spulenkörper für die Aufnahme des an dem Schwingrohr der Durchflußmeßvorrichtung befestigten Magneten vorgesehen ist.