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Magnetanordnung für Wirbelstrommeß geräte Die Erfindung bezieht sich
auf eine Magnetanordnung für Wi rbelstrommeßgeräte, namentlich Tachometer. Sie löst
die Aufgabe, die Ab messungen derartiger Geräte zu verkleinern, ihre Genauigkeit
zu erhöhen, die Fertigung zu vereinfachen und auch eine Herabsetzung der Antriebsdrehzahl
zu ermöglichen. Die neue Magnetanordnung hat, wie eine andere, inzwischen bekanntgewordene,
zwei an den Stirnflächen eines vornehmlich zylindrischen Magneten anliegende sternförmige
Platten aus Weicheisen, deren radiale Fortsätze um 900 abgebogene Enden aufweisen.
Nach der Erfindung bilden diese Enden der sternförmigen Platten einen äußeren und
einen inneren Polkranz, zwischen denen sich die Wand des Wirbelstromkörpers befindet.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen.
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Die bekanntgewordene andere Magnetanordnung weist gleich große Polsternplatten
auf, welche mit ihren umgebogenen Enden zwischeneinander greifen und so abwechselnde
Pole bilden, deren Feld durch einen besonderen äußeren Ring im Gehäuse des Meßgerätes
geschlossen wird, der den Wirbelstromkörper
frei umgibt. Das Feld
muß daher den Luftspalt zweimal durchsetzen, wodurch große Streuung auftritt. Der
Einbau des magnetisierten Magneten muß dabei ohne den Rückschluß erfolgen, was eine
stärkere Entmagnetisierung hervorruft.
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Es sind ferner Wirbelstromkupplungen zur Erzielung konstanter Drehzahlen
bekanntgeworden, welche aus sternförmigen, einem axialen Magnetschlußkern anliegenden
Magnetplatten mit abgebogenen, einander gegenüberstehenden Enden bestehen, zwischen
denen sich die Wand des Wirbelstromkörpers befindet. Derartige Magnetanordnungen
sind zusammengebaut nur mangelhaft und schwierig magnetisierbar, so daß sie bei
gleich -großer Wirkung wie beim Erfindungsgegenstand weit größer als die erfindungsgemäße
Anordnung sein müssen.
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Wenn die erfindungsgemäße Magnetanordnung als mechanisches Gebilde
fertiggestellt ist, erfolgt die Herstellung des permanenten Magneten dadurch, daß
man die Anordnung zwischen die Polschuhe eines zusätzlichen Magneten bringt, der
eine sehr hohe Feldstärke hat. Dessen Kraftfluß verläuft dann parallel einerseits
durch den zwischen den Platten befindlichen Körper, der hierbei zu einem permanenten
Magneten wird, und andererseits durch die Weicheiseuplatten und deren Pol stücke
bildende Fortsätze. Nachdem die Anordnung aus dem Feld des zusätzlichen Erregermagneten
entfernt wird, bildet sie einen geschlossenen Magnetkreislauf, wobei in einer der
beiden Platten der Magneduß seine Richtung ändert. Eben wegen dieses Richtungswedlsels
ist es erforderlich, daß die Platten aus NYeicheisen bestehen. Bei der bekannten
Wirbelstromkupplung sind die Stirnflächen des NIagnetschlußkörpers treppetk förmig
abgesetzt, und die permanente Magneten bildenden Platten ruhen nur auf den durch
die treppenförmige Absetzung entstehenden Schultern, d. h. sie sind in der Art von
Ringen auf den Magnetschlußkörper aufgezogen. Im Gegensatz dazu besitzt der permanente
Magnet des Erfindungsgegenstands, der an die Stelle des genannten Magnetschlußkörpers
tritt, unabgesetzte Stirnflächen, die durch die beiden als Magnetschlußkörper dienenden
Platten bedeckt werden, wodurch ein geringer magnetischer Ubergangswiderstand infolge
des Vorhandenseins einer großen Kontaktfläcbe zrvischen dem permanenten Magneten
und den Platten erzielt wird. Auch entfällt hierdurch die Notwendigkeit einer nachträglichen
Bearbeitung des Materials, aus dem der permanente Magnet besteht, sowie die Gefahr
einer Zerstörung desselben beim Befestigen der Platten. Dies ist im Hinblick darauf
wichtig, daß die neuzeitlichen hochwertigen Magnetmassen, die für die Herstellung
des permanenten Magneten in Betracht kommen, sehr hart und sprode sind.
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Die Äveicheisenplatten des Erfindungsgegenstands lassen sich leicht
stanzen und ennöglichen die Erzielung einer hohen magnetischen Sättigung.
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Die in Frage stehenden Platten werden vorteilhaft derart bemessen,
daß die Breite der Polschuhe annähernd gleich ist der Breite der Pollücken. Hierdurch
wird restlose Ausnutzung des Ävirbelstrnrnkörpers, der in der Regel Glockenform
hat, erzielt, und da die gesamte Ävirbelstrombelastung desselben annähernd ihren
optimalen Wert erreicht, ist eine weitere Verkleinerung der Abmessungen des Meßgeräts
möglich. Diese Bemessung der Platten bildet nicht den Gegenstand der Erfindung.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben.
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Fig. I ist ein Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 ist eine Ansicht der zugehörigen Wirbelstromglocke, und Fig. 3 zeigt eine
Einzelheit geschnitten; in den Fig. 4 und 5 sind zwei weitereAusführungsbeispiele
im Längsschnitt wiedergegeben.
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Den Fig. I bis 3 zufolge weist die Magnetanordnung den oberen Polkranz
I und den unteren Polkranz 2 auf. Die Polschuhe der beiden genannten Polkränze sind
durch um go0 umgebogene Enden von mit radialen Fortsätzen versehenen Platten 1a,
2a aus Weicheisen gebildet. Zwischen dem äußeren und dem inneren Polkranz befindet
sich die vertikale zylindrisehe Wand der NVirbelstromglocke 3. Die Platten Ia, 2a
werden durch die Flansche des hohlen Nietes 4 an die unabgesetzten Stirnflächen
des permanenten zylindrischen Magneten 5 gedrückt, durch den die Polkränze polarisiert
werden. Es bildet sich daher je ein Magnetfeld zwischen einem innerhalb der Wirbelstromglocke
3 und einem außerhalb derselben liegenden Pol schuh aus, das die zwischen ihnen
liegende Wandung der Wirbelstromglocke 3 durchsetzt. Infolgedessen werden in ihr
elektromotorische Kräfte induziert. Die Breite der Zonen, in denen naeh aufwärts
gerichtete elektromotorische Kräfte induziert werden und in denen daher nach aufwärts
gerichtete Ströme entstehen, ist annähernd gleich der Breite der Zonen, in denen
keine induziert werden und die zur Schließung der Wirbelstromkreise dienen. Die
spezifische Strombelastung längs des Umfanges der Wirbelstromglocke ist infolgedessen
eine gleichmäßige, was in Fig. 2 schematisch veranschaulicht worden ist. Im Hinblick
auf die Streuung der Polschuhe wird man die
Polschuhbreite etwas
geringer halten als die Lückenbreite. Innerhalb der Buchse 4 befindet sich ein Lager
6 für die Achse 7 der Wirbelstromglocke 3.
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Die dargestellte Anordnung ermöglicht den Ausgleich von Temp,eraturschwankungen
auf einfachere Art als die bisher bekannten Anordnungen. Bekanntlich ändert sich
die Leitfähigkeit des Metalls, aus dem die Wirbelstromglocke besteht, entsprechend
den anftretenden Temperaturschwankungen, - und es ist daher erforderlich, diese
Leitfähigkeitsschwankungen zu kompensieren. Dies kann durch Bimetallstreifen oder
durch Temperaturausgleichs legierungen erfolgen, d. h. Lesgierungen, deren Permeabilität
temperaturabhängig ist. Es ist beispielsweise bekannt, durch zusätzliche Bimetallstreifen
den Luftspalt der Wirbelstromglocke in Abhängigkeit von der Temperatur zu ändern
und auf diese Weise die Leitfähigkeitsschwankungen der Wirbelstromglocke dergestalt
zu kompensieren, daß das auf sie ausgeübte Drehmoment bei gleicher Antriebsdrehzahl
unabhängig von der jeweils herrschenden Temperatur stets gleich ist. Gemäß Fig.
3 besteht die Platte 2a, deren um go0 umgebogene radiale Fortsätze die .Polschuhe
des äußeren Polschuhkranzes bilden, aus einem ferromagnetischen Bimetallblech. Es
entfallen daher zusätzliche Steuerbimetallstreifen zur Kompensation von Temperarurschwankungen.
Diese werden vielmehr durch das Sichnacheinwärts- oder Sichnachauswärtsbiegen der
bimetallischen Polschuhe ausgeglichen. Verwendet man ein Bimetallblech mit nur einer
ferromagnetischen Schicht, so muß diese der Wirbelstromglocke 3 zugekehrt sein.
Statt. die Platte 2a, die den äußeren Polkranz bildet, aus Bimetallblech herzustellen,
könnte auch die Platte Ia, deren Enden den inneren Polkranz bilden, aus Bimetallblech
bestehen.
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Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4 und 5 erfolgt die
Kompensation von Temperaturschwankungen nicht durch Eimetall, sondern durch eine
Temperaturausgleichslegierung.
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Dler Fig. 4 zufolge sind die Platten Ia, 2a auf entg,egengesetzten
Seiten des permanenten Magneten 5 durch die Buchse 4 festgehalten, die aus einer
Temperaturausgleichslegierung besteht. Im oberen Teil der Buchse 4 befindet sich
der Stopfen 8, der sie zwecks Erzielung eines guten magnetischen Kontaktes mit der
Platte Ia auseinandertreibt. Die Buchse 4 bildet einen magnetischen Nebenschluß,
der sich in Abhängigkeit von der Temperatur dergestalt ändert, daß er die temperaturbedingten
Leitfähigkeitsschwankungen der Wirbelstromglocke 3 kompensiert.
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Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen
gemäß Fig. 4 nur dadurch, daß bei der zuerst genannten die Buchse 4, die zur Aufnahme
der Antriebsachse dient, aus einem unmagnetischen Baustoff besteht und von einem
Mantel q aus einer magnetischen Temperaturausgleichslegierung umgeben ist. Der Mantel
wird durch ein geschlitztes Rohr bzw. ein gerolltes Blech gebildet und durch Ausweiten
der Buchse 4 radial nach außen gepreßt. Die Buchse 4 drückt die Platten Ia, 2a gerade
so fest an den permanenten Magneten 5, daß die Platten sich nicht ungewollt verdrehen
können, aber von Hand aus verdrehbar sind. Dies ist wichtig, um das Magnetsystem
bequem justieren zu können.
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Auch bei den anderen Ausführungsbeispielen sind zweckmäßig die Platten
Ia, 2a von Hand aus gegeneinander verdrehbar.
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Den oben behandelten Ausführungsbeispielen liegen permanente Magneten
in Form kurzer Rohrstutzen zugrunde. Die Herstellung solcher Magneten aus den neuzeitlichen
hochwertigen Gießlegierungen kann jedoch zu Schwierigkeiten führen. Um diesen aus
dem Wege zu gehen, kann der permanente Magnet in Teil magneten unterteilt sein,
die zentrischsymmetrisch in bezug auf die Drehachse angeordnet sind.