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Magnetische Triebkupplung für Meßgeräte, wie Strömungsmesser und
dgl.
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Priorität V.St.A. vom 20. Januar 1966; USA-Patentanmeldung BJr. 521.775
Die Erfindung bezieht sich auf magnetische Triebkupplungen zum Übertragen von Drehbewegungen
in Meßgeräten, wie Strömungsmesser und dgl., von einem Meßwerkrotor bzw. dessen
Welle, auf die Welle eines Anzeigeinstrumentes, einer Registriereinrichtung oder
dgl..
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Es ist bekannt, magnetische Kuplungen als Antriebsverbindung in Meßgeräten,
beispielsweise in Strömungsmessern zwischen dem von dem fließfähigen Medium angetriebenen
Rotor und der Welle
eines Anzeige ins trumentes einer Registriereinrichtung
oder der gleichen zu benutzten (USA-Patentschrift 3.163.041).
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Solche magnetische Triebkupplungen setzen aber voraus, daß die Drehachsen
des Triebmagneten und des Kupplungsmagneten miteinander ausgerichtet sind, also
die Magnete im wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind.
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Da bei vielen Meßgeräten diese Voraussetzung aber nicht erfüllt ist,
beispielsweise bei Axial-StrUmunsRmessern und ähnlichen Geräthen, die Rotorachse
und die Pnstrumentenachse in einem Winkel von etwa 90° zueinander stehen, kann man
nur dann eine magnetische Kupplung der oben beschriebenen Art benutzen, wenn man
eine zusätzliche Verbindung, beispielsweise ein Räderwerk, einfügt, um die beiden
die magnetischen Kupplungsteile tragenden Wellen in koaxialer Gegenüberstellung
zu bringen. Eine solche.zusätzliche Verbindung, beispielsweise ein solches Räderwerk,
ist aber zu beanstanden, weil sie die der Drehbewegung des Meßwerkrotors entgegenwirkende
mechanische Reibung wesentlich erhöht und dadurch die Genauigkeit eines solchen
Meßgerätes ungünstig beeinflußt.
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Der Erfindung liegt daher die grundsätzliche Aufgabe zugrunde, eine
neuartige magnetische Triebkupplung für Meßgeräte zu schaffen, die nicht mehr die
koaxiale Lage der Drehachsen der beiden magnetischen Kupplungsteile voraussetzt,
bei der vor
allem auch diese beiden Drehachsen in einem beliebigen
gewählten Niinkel zueinander stehen können. Es soll dadurch die Notwendigkeit für
ein Räderwerk oder dgl. als Verbindungselement zwischen zwei nicht koaxialen Wellen
beseitigt werden.
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Im besonderen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige
magnetische Triebkupplung zu schaffen, in der der Triebmagnet und der Kupplungsmagnet
über ein Magnetflaß-Führungsstück aus nicht permanent magnetisierbarem Material
gekuppelt wird, das den Weg des magnetischen Flußes zwischen dem Triebmagnet und
dem Kupplungsmagnet definiert.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen dem Triebmagnet
und dem Kupplungsmagnet mindestens ein Magnetkernstück aus nicht permanent magnetisierbarem
Material als definierter Magnetflußweg eingesetzt und dazu ausgebildet ist das vom
Triebmagneten bezüglich der Drehachse des Rotors erzeugte Magnetfeld im Bereich
des Eupplungsmagneten bezüglich der außerhalb der Drehachse des Rotors liegenden
Achse der Instrumentenwelle im wesentlichen nachzubilden. Auf diese Weise ist es
möglich, ohne zwischengeschaltetes Räderwerk oder dgl. die Instrumentenwelle und
den auf ihn gesetzten Kupplungsmagnet an günstigster Stelle und günstigster Lage
innerhalb des Gerätes anzuordnen, der Kupplungsmagnet muß nicht mehr in unmittelbarer
Nähe des Triebmagneten angeordnet sein. Die beiden Magnete müssen auch nicht mehr
im wesentlichen gleiche gegenüberliegende Plächen haben. Ferner können die Teile
des Meßgerätes, insbesondere die für den Antrieb des Instrumentes bzw.
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Registriergerätes erforderlichen Teile besser kompakt und besser wirksam
als bisher ausgebildet und angeordnet werden.
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Durch die Erfindung wird noch der weitere für die Wirksamkeit der
Kupplung selbst wesentliche Vorteil erzielt, daß durch das Magnetkernstück jetzt
die drei wesentlichen Teile der magnetischen Kupplung, nämlich der Triebmagnet,
das Magnetkernstück und der Kupplungsmagnet, sich in einfacher Weise sehr genau
zueinander anordnen lassen, so daß sich ein besonders günstiger Wirkungsgrad der
Kupplung ergibt.
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Durch die Erfindung läßt sich auch der Me#werkrotor und der Instrumentenantrieb
mit der magnetischen Kupplung in neuartiger Weise besonders günstig an die jeweiligen
Erfordernisse anpassen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung; Es zeigen: Pig. 1
einen Längs schnitt durch einen in Art einer Turbine ausgebildeten ial-Strömungsmesser,
mit magnetischer Triebkupplung nach der Erfindung; Fig. 2 ein Schnitt nach den Linien
2-2 der Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt nach den Linien 3-3 der Fig.
1; Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Rotors und der magnetischen riebkupplung
nach Fig. 1; Pig. 5 einen Schnitt nach den Linien 5-5 der Fig. 4; Fig. 6 einen Schnitt
nach den Linien 6-6 der Fig. 4; Fig. 7 einen Schnitt längs der Linien 7-7 der Fig.
4 und Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der Magnetfluß-Führungsstüche für
eine magnetische Triebkupplung nach den Figuren 1 und.4 bis 7.
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In der Zeichnung, insbesondere Fig. 1, ist ein in Art einer Turbine
aufgebauter Strömungsmesser 20 gezeigt, der zum Messen von Fliissigkeiten, beispielsweise
Wasser, ausgebildet ist und ein einstückiges Gehäuse 22 mit im wesentlichen rohrförmigem
Grundaufbau aufweist. Das Gehäuse 22 ist an den gegenüberliegenden Enden durch sich
radial erstreckende Flansche 24 und 26 zum Einbauen in eine Leitung abgeschlossen.
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Der Innendurchmesser des Gehäuses 22 ist vorzugsweise im wesentlichen
gleich demjenigen der jeweiligen Leitung in die der Messer 20 zur Strömungsmessung
eingesetzt werden soll.
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Gemäß Fig. 1 ist ein Rotor 28 koaxial zum Gehäuse 22 und axial zwischen
einem stromoberseitigen Zentralkörper 30 und einem Stromunterseitigen Zentralkörper
52 angebracht, Die Zentralkörper
30 und 32 sind gegenseitig koaxial
im Gehäuse 22 ausgerichtet und wirken mit dem Rotor 28 zusammen um einen ringförmigen
Kanal 34 zwischen dem Einlaß ende des Meßgexatea am Flansch 24 und dem Auslaßende
des Meßgerätes am Flansch 26 zu bilden.
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Wie dargestellt, ist der Zentralkörper 30 mit einer geschoßförmigen
Nase versehen, um eilen glatten divergierenden Übergang für das strömende Medium
in den Kanal 34 zu bilden.
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Außerdem ist eine Mehrzahl radialer richtender Flügel 36 am Zentralkörper
30 befestigt, die sich von einem Bereich unmittelbar stromoberseitig vom Rotor 28
bis zum Einlaßende des Meßgerätes 20 am Flansch 24 etstrecken. Die Flügel 36 tragen
den Zentralkörper 30 im Gehäuse 20.
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Der Zentralkörper 32 ist hohl im wesentlichen zylindrisch und hat
ein geschlossenes Atrömungstechnisch günstig geformates Ende, um das aus dem Kanal
34 kommende Medium glatt an dem Flansch 26 zusammenzuführen. Der Zentralkörper 32
hält freitragend den Rotor 28 und ist mit sich radial erstreckenden Rippen 40 ausgebildet,
die an ihren äußeren Enden mittels Maschinenschrauben 44 (eine ist in Fig. 1 zu
sehen) an einem Rotor-Mantel 42 befestigt sind. Der Rotor-Mantel 42 ist mit einer
zylindrischen glatten Innenfläche mit gleichbleibendem Durchmesser ausgebildet und
umgibt den Rotor 28 und liegt dabei
koaxial mit der Längsachse des
Gehäuses 22.
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Wie Fig. 2 zeigt, ist das Gehäuse 22 mit einer ringsumlauf enden nach
innen offenen Nut 46 zur Aufnahme des Mantels 42 versehen. Der Innendurchmesser
des Mantels 42 ist vorzugsweise gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses 22 an den
gegenüberliegenden Seiten der Nut 46 und bildet so eine glatte Fortsetzung der Innenfläche
des Gehäuses 22 an den gegenüberliegenden Seiten der Nut 46, um dadurch eine glatte
durchgehende den Fluß führende, die äußere Begrenzung des Kanals 34 zwischen dem
Einlaß und dem Auslaß des Gerätes bildende Oberfläche zu schaffen.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Mantel 42 mittels Deckelschrauben 50
an einer Deckplatte 48 befestigt6 Die Deckplatte 48 erstreckt sich über eine seitliche
Öffnung 52 im Gehäuse 22 zwischen den Flanschen 24 und 26. Wie dargestellt, ist
die Deckplatte 48 am Rand mit einem Flansch 56 ausgebildet, der auf einer die Öffnung
52 umgebenden flachen ringförmigen bearbeiteten Flanschfläche 58 auf dem Gehäuse
22 sitzt. Die Deckplatte 48 ist abnehmbar mittels Deckelschrauben 60, die sich durch
den Flansch 56 erstrecken, mit dem Gehäuse 22 verbunden. Aus der bisherigen Beschreibung
der Konstruktioh des Gerätes ist ersichtlich, daß die Gesamtheit von Mantel 42,
Zentralkörper 32 und Rotor 28 von der Deckplatte 48 getragen werden und nach Abnehmen
der Deckelschrauben 60 als eine
Einheit entfernbar sind. Dadurch
kann die so aufgehängte Einheit von Mantel 42, Zentralkörper 32 und Rotor 28 durch
die seitliche Öffnung 52 eingesetzt und entfernt werden ohne die Rohrverbindungen
an den Flanschen 24 und 26 zu lösen. Es ist dadurch leicht und bequem möglich, eine
solche Einheit auch im'Freien auszuwechseln.
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Wie in Fig. 1 und 4 gezeigt, ist der Zentralkörper 32 mit einem offenen
dem Rotor 28 gegenüberliegenden Ende ausgebildet und durch eine den Rotor tragende
Platte 64 verschlossen. Die Platte 64 ist aus nicht ferromagnetischem Material und
genau passend in eine gebohrte Ausnehmung 65 eingesetzt, die koaxial im Zentralkörper
32 ausgebildet ist.
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Die Platte 64 hat ferner eine einstückig an ihr ausgebildete längliche
Nabe 66. Die Nabe 66 ist mit einer abgesetzten Bohrung 68 ausgebildet, die koaxial
mit der Längsachse des Gerätes liegt und die koaxial die Rotorwelle 70 aufnimmt.
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Die Trägerplatte 64 ist in geeigneter Weise im Zentralkörper 32 befestigt
und trägt einen nachgiebigen O-Ring 74, der gegen den inneren Umfang der Ausnehmung
65 zusammengedrückt ist, um einen dichten Verschluß gegen fießfähige Medien zwischen
der Trägerplatte 64 und dem Zentralkörper 32 zu bilden.
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Wie am besten aus Fig. 4 zu sehen, erstreckt eich die Nabe 66 koaxial
in das Innere des Zentralkörpers 32 und endet in
einem Endabschnitt
76 mit verringertem Durchmesser. Dieser Endabschnitt 46 ist eng koaxial in einem
erweiterten Abschnitt 78 einer abgesetzten Bohrung 80 aufgenommen, die durch das
strömungstechnisch günstig gebildete Ende des Zentralkörpere 32 geführt ist. Dabei
ist ein in eine Nut eingesetzter 0-Ring 82 auf dem Nabenabsohnitt 76 vorgesehen
und gegen die glatte zylindrische Innenfläche des Bohrungsabschnittes 78 gedrückt,
um einen dichten Verschluß gegen fließfähige Medien zwischen dem Nabenabschnitt
76 und dem Zentralkörper 32 zu bilden. Die O-Ringe 74 und 82 bilden zusammen mit
der Trägerplatte 64 eine Abdichtung für den Innenraum des Zentral körpers 52 gegen
das durch das Meßgerät strömende Medium.
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Wie Fig. 4 zeigt, erstreckt sich eine Kopfschraube 84 koaxial durch
die abgesetzte Bohrung 78 und den Nabenabschnitt 76 und ist in das von der Bohrung
68 aufgenommene unterstromseitige Ende der Welle 70 eingeschraubt. Der Kopf der
Schraube 84 sitzt gegen einen axial nach außen frei Schulter 86, um die Welle 70
axial in ihrer Stellung zu halten. Die Welle 70 stützt sich auf eine ringförmige
Schulter ab, die zwischen den abgesetzten Abschnitten der Bohrung 68 gebildet ist,
während das Ende des Abschnittes 76 in der abgesetzten Bohrung 80 durch einen Anschlag
der Platte 64 mit der gebohrten Ausnehmung 65 axial in seiner Lage gehalten wird.
Beim Einschrauben der Schraube 84 in die Welle 70 wird 8o die Welle 70 in Anlage
mit dem Absatz in der abgesetsten Bohrung 68
gezogen und hält die
Platte 64 in ihrer Lage in der Ausnehmung 65. Der eigentliche Meßwerksrotor 90,
der einen Teil der Rotoranordnung 38 bildet, ist am Umfang mit Schaufeln versehen
und am oberstromseitigen Ende der Welle 70 aufgesetzt, die sich zwischen den Zentralkörpern
30 und 32 erstreckt. Der eigentliche Rotor 90 ist vorzugsweise aus geeignetem Kunststoff,
beispielsweise Polypropylen, hergestellt und weist eine Reihe gerader Schaufeln
92 auf. Die Schaufeln 92 erstrecken sich radial gegen den Kanal 34 und sind starr
an ihrem inneren Ende mit einer zylindrischen Rotornabe 94 ausgebildet. Die Nabe
94 ist koaxial drehbar auf der Welle 70 gelagert durch in axialem Abstand angeordnete
Lager 96 und 98, die jeweils eine Lagerbuchse,vorzugsweise aus Graphit, enthalten.
Die Lager 96 und 98 werden durch einen die Welle 70 umgebenden Abstandshalter 100
in gegenseitiger Abstandslage gehalten. Die Gesamtheit von Lagern 96 und 98 und
Abstandshalter 100 werden axial zwischen einer ringförmigen Schulter 102 und einem
in eine Nut am oberstromseitigen Ende der Welle eingesetzten Sprengring 104 in ihrer
Lage gehalten. An der oberstromseitigen Stirnseite ist eine Öffnung 106 in der Welle
ausgebildet, die ein Axial-Lager-Element 108 aufnimmt. Das Axial-Lager-Element 108
ist mit einer Kuppelsegmentoberfläche ausgebildet, die sich gegen eine geeignete
Axial-Lager-Platte 110 abstützt0 Die Axial-Lager-Platte 110 ist eng in eine in einer
Halteplatte 112 angebrachten Paßnut eingesetzt. Die Halteplatte 112 ist in
einem
entfernbaren Deckelstück 114 befestigt, das in einen Gewindebohrungsabsclunitt am
oberstromseitigen Ende der Nabe 94 eingeschraubt ist.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Nabe 94 an ihrem entgegengesetzten
Ende in kurzem Abstand gegenüber. den Zentralkörpern 30 und 32 angeordnet und hat
einen Durchmesser, der den zylindrischen Abschnitten der Zentralkörper 30 und 32
entspricht, um eine glatte im wesentlichen ununterbrochene innere Begrenzung des
Kanals 34 mit gleichbleibendem Durchmesser zu bilden. Jede der Schaufeln 92 des
Rotors 90 ist mit einer gleichförmigen radial nach außen geriRhteten Verjüngung
ausgebildet mit dem Ergebnis, daß der Ansatz jeder Schaufel an der Nabe 94 breiter
als die Schaufeispitze in der Nähe der Innenfläche des Mantels 42 ist. Die Schaufeln
92 sind vorzugsweise derart gewunden, daß sie einen spitzen Angriffswinkel mit der
Längsachse des-Kanals 34 bilden. Diese Schaufelausbildung hat sich für eine verbesserte
Meßgenauigkeit als günstig erwiesen. Alles das Gerät durchsetzende Medium tritt
durch den Kanal 34 um den Rotor 90 in herkömmlicher Weise in Drehung zu versetzten.
In Fig. 1 ist ein Justierflügel 120 gezeigt, der auf einem Schaft 122 stromoberseitig
von aber in der Nähe der Spitzen der Schaufeln 92 zu befestigen ist. Der Schaft
122 ist drehbar an der Deckplatte 48 angebracht und lösbar durch eine Mutter 94
gesichert. Die Achse des Schaftes 122 schneidet normalerweise die Drehachse des
Rotors 90. Der
Justierflügel 120 wird vom Hersteller des Strömungsmessers
eingestellt und in der eingestellten Stellung mit einer Abdichtmutter 124 befestigt.
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Gemäß der Erfindung wird die Drehbewegung des Rotors 90 durch eine
neuartige magnetische Kupplungseinrichtung 132 übertragen, um ein Anzeigeinstrument
oder Registriergerät anzutreiben.
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Die Kupplungseinrichtung 132 ist in den Figuren 1 und 4 gezeigt und
besteht aus einem ringförmigen permanenten keramischen Triebmagnet 134, einem ringförmigen
permanenten keramischen Kupplungsmagnet 138 und einem Magnetfluß-Führungakörper
139; Der Magnetfluß-Ftihrungskörper 139 ist,wie weiter unten im einzelnen erläutert
wird, derart ausgebildet, daß er ermöglicht, die Magnete 134 und 138 zu Drehbewegung
um solche Achsen anzubringen, die sich im rechten Winkel schneiden.
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Nach den Figuren 1 und 4 sind die sich axial gegenüberliegenden Endflächen
der Nabe 94 und der Drägerplatte 64 Jeweils mit 140 und 141 gezeichnet und liegen
in dicht benachbarten, parallelen Ebenen, die sich im rechten Winkel zur Drehachse
des Rotors 90 erstrecken. Der Magnet 134 ist dicht und passend in eine Ringnut 144
eingesetzt, die konzentrisch in.der Nabe 94 gebildet ist und axial nach der Stirnfläche
141 der Platte 64 offen ist. Wie dargestellt, ragt der Magnet 134 axial au der Nut
144 um einen kleinen Abstand hervor und hält noch
einen kurzen
axialen Abstand vor der Stirnfläche 141 um einen kleinen sich axial erstreckenden
Luftspalt 146 zu bilden.
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Der Magnet 138 ist am unteren Ende einer Instrumentenantriebswelle
160 angebracht, die sich koaxial nach oben durch ein Tauchrohr 162 aus geeignetem
nicht magnetischem Material, beispielsweise rostfreiem Stahl, erstreckt. Das Röhrchen
162 ist am oberen Ende offen und am unteren Ende durch eine Endwand 164 geschlossen.
Die Instrumentenantriebswelle 160 ist durch Lager 165 (nicht gezeigt) im Röhrchen
162 drehbar um eine Achse gelagert, die normalerweise die Drehachse des Rotors 90
schneidet. Das obere Ende des Röhrchens 162 ist in eine Mutter 166 (siehe Fig. 1)
eingeschraubt, die an der Unteraeite der Deckplatte 48 befestigt ist. Die Instrumentenantriebswelle
160 erstreckt sich über das obere Ende des Röhrchens 162 hinaus und durch eine Bohrung
168 in der Deckplatte 48 um mit dem Antrieb (nicht gezeigt) eines Anzeigeinstrumentes
oder Registriergerätes 130 verbunden zu werden.
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Das Röhrchen 162 erstreckt sich nach unten von der Unterseite der
Deckplatte 48 durch axial ausgerichtete Bohrungen 170 und 172, die Jeweils in dem-Mantel
42 und dem Zentralkörper 32 ausgebildet sind. Ein in eine Nut eingesetzter O-Ring
174, der Yon einem Abeohnitt des Röhrchens 162 getragen wird, ist in die
Bohrung
172 aufgenommen und gegen die- Innenfläche der Bohrung 172 gedrückt, um einen dichten
Abschluß zwischen dem Röhrchen 162 und dem Zentralkörper 32 zu bilden. Das Anzeigeinstrument
bzw. Registriergerät 130 ist vorzugsweise eine abgedichtete Einheit und als solche
bekannt, beispielsweise aus der USA-Patentschrift Nr. 2.858.461.
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Das untere Ende des Röhrchens 160 ist koaxial dicht in eine Blindbohrung
176 aufgenommen, wie sie im einzelnen weiter unten erläutert ist.
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Weise am besten aus Fig. 8 ersichtlich, ist das Magnetfluß-Füiirungsstück
139 im wesentlichen hufeisenförmig ausgebildet.
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Es weist einen eine flache Seite bildenden Plattenabschnitt 181 und
drei sich axial erstreckende im wesentlichen parallel angeordnete Magnetfluß-Führungsabschnitte
182, 183 und 184 auf. Die Magnetfluß-Führungsabschnitte 182, 183 und 184 und der
Plattenabschnitt 181 sind zunächst maschinell oder in anderer Weise als ein Stück
aus nicht-permanent magnetisierbarem Material, beispielsweise Weicheisen, hergestellt.
Die Magnetfluß-Führungsabschnitte 182 und 183 erstrecken sich nach vorn vom unteren
Ende des Plattenabschnittes 181 parallel zur Normalachse des Plattenabschnittes
181. Der Magnetfluß-Fuhrungsabschnitt 184 erstreckt sich nach vorn von einem mittleren
Bereich des Plattenabschnittes 181 zwischen den beiden mit den
Führungsabschnitten
182 und 183 verbundenen Enden. Der Plattenabschnitt 181 ist mit einem inneren gleichförmigen
Krümmungsradius ausgebildet. Die Magnetfluß-Bührungsabschnitte 182, 183 und 184
sind mit gleichen Radien und gleicher Winkelverteilung um den Mittelradius des Plattenabschnittes
181 verteilt. Der Winkelabstand zwischen den Magnetfluß-Ptihrungsabschnitten 182,
183 und 184 beträgt so 1200.
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Bevor diese Anordnung in drei Teile zerlegt wird, wie es in Fig. 8
gezeigt ist, wird das einstückige Element, bestehend aus den Abschnitten 181 bis
184, durch Aufsetzen des Plattenabsfhnittes 181 auf eine glatte zylindrische Umfangsfläche
der Nabe 66 und durch Einsetzen der vorderen Ende der Magnetfluß-Führungsabschnitte
182 bis 184 in Jeweilige passende Ausnahmungen 186 in der rägerplatte 64 zusammengesetzt.
Der innere Krümmungsradius des Plattenabschnittes 181 ist wesentlich der gleiche,
wie der Außenradius der Nabe 66, so daß der Plattenabschnitt 181 sitzend paßt und
die Nabe 66 teilweise umgibt.
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Das einstückige Element,bestehend aus den Abschnitten 181 bis 184,
wird durch die Ausnehmungen 186 so ausgerichtet, daß der Magnetfluß-Führungsabschnitt
184 auf der Oberseite der Nabe 166 sitzt und die Magnetfluß-Ftihrungßabschnitte
182 und 183 auf gegenüberliegenden Seiten der Nabe mit 1200 gegenseitigem Winkelabstand
wie in Fig. 5 und 7 gezeigt.
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Nachdem das noch einstückige Magnetluß-Fiihrungseti3ck mit den Abschnitten
181 bis 184 in seiner Lage gebracht ist, wird ein Ring 188 aus geeignetem nicht
magnetischem Material umfänglich um die Nabe 166 gegossen um die Abschnitte 181
bis 184 auf der Nabe 66 einzubetten und starr zu befestigen, wie dies am besten
in den Fig. 5 und 7 gezeigt ist. In dieser Lage ist die Verbindung des Magnetluß-Führungsabschnittes
184 mit dem Plattenabschnitt 181 genau mit der Längsachse des Röhrchens 162 ausgerichtet.
Nachdem das Einbettmaterial fest geworden ist, und eine starre Masse bildet, wird
die Bohrung 176 in die Masse 188 gebohrt, und zwar ausgerichtet mit der Achse des
Röhrchens 162 und durch den Verbindungsbereich der Platte 181 mit dem Magnetfluß-Führungsabschnitt
184. Der Durchmesser der Bohrung 176 ist weitgehend genau gleich demJenigen des
Röhrchens 162 und groß genug um den Magnetflu#-Führungsabschnitt 184 von dem Plattenabschnitt
188 abzutrennen und deiii Plattenabschnitt 188 in der Hälfte zu teilen, um getrennte
Teile 181a und 181b (Vgl. Fig. 8) zu erhalten, die jeweils einstückig mit einem
der Magnetfluß-Führungsabschnitte 182 bzw. 183 sind. Als Ergebnis werden drei in
gleichem Winkelabstand angeordnete Polschuh-Plächen 192, 193 und 194 in einer Zylindermantelfläche
gebildet, die sich koaxial und mit gleicher Ausdehnung wie das untere Ende des Röhrchens
162 erstreckt. Die Polschuh-Flächen 192, 193 und 194 begrenzen die Bohsung 176 und
liegen damit dicht am Außenumfang des Röhrchens 162.
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Wie am besten in Fig. 6 gezeigt, ist der Magnet 138 am unteren Ende
der Instrumentenantriebswelle 160 koaxial mit dem Röhrchen 162 und radial mit den
Polschuh-Flächen 192 bis 194 ausgerichtet befestigt. Auf diese Weise wird die am
meisten wirksame Orientierung des Magneten 138 bezüglich der Polschuh-Flächen 192
bis 194 sichergestellt, um einen maximalen magne tischen Kupplungseffekt zwischen
der Magnetflu#-Führungseinrichtung 139 und dem Magneten 138 zu erreichen.
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Beim Einsetzen der Registriergerät-Teile in den Zentralkörper 32,
die Deckplatte 48 und den Rotor 28 wird das untere Ende des Röhrchens 162 in die
Bohrung 176 eingeführt, wenn das abgedichtete Registriergerät richtig auf die Deckplatte
48 gesetzt wird, Die Bohrung 176 stellt damit sicher, daß die Deckplatte 48 der
Zentralkörper 32, der Mantel 42, das Röhrchen 62 und das Registriergerät 130 richtig
zueinander orientiert sind.
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Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich, sind die Innenwände der Ausnehmungen
186 flach und passen mit den flachen parallelen Polschuh-Plächen 196, 197 und 198
(Vgl. Fig. 8) Jeweils zusammeln. Die Dicke der Trägerplatte 64 zwischen den Polsohuh--Plächen
196 bis 198 und der Stirnfläche 141 ist verhältnismäßig dünn und gleiohförmig um
eine starke magnetische Wirkung zwischen dem Magnet 134 und dem Magnetfluß-Ftihrungsteil
139
zu erzielen. Wie gezeigt, sind die Polschuh-Flächen 196 bis
198 axial gegenüber dem Magnet 184 ausgerichtet und dicht an diesen herangebracht.
Die Magnetfluß-Führungsabschnitte 182 bis 184 liegen im wesentlichen parallel zur
Drehachse des Rotors 90.
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Der Magnet 134 ist vorzugsweise so polarisiert, daß er zwei Pole (einen
Nordpol und einen Stidpol) mit 1800 Winkelabstand trägt und die sich über die axiale
Länge des-Magnets erstrecken.
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Der Magnet 138 ist in gleicher Weise polarisiert. Wenn die Magnetflußdichte
von dem Nordpol des Magneten 134 auf dem Maximalwert an irgendeiner Polsohuh-Fläche
196 bis 198 der Magnetluß-Führungsabschnitte 182 bis 184 liegt, befindet sich der
Südpol des Magneten 134 in der Mitte zwischen den beiden anderen Magnetfluß-Führungspolen.
Eine Drehbewegung des Rotors 90 um 600 aus dieser Stellung bringt jedoch den Südpol
des Magneten 134 axial gegenüber einer der Magnetfluß-Führungspolflächen 196 bis
198 um eine maximale Magnetflußdichte zwischen dieser Polsohuh-Fläche und dem Südpol
des Magneten 134 zu erzeugen. So wird durch Benutzung von zwei Polen auf dem Magnet
134 und drei Magnetfluß-Führungsabschnitte 182 ein maximaler Magnetfluß zwischen
dem Magnetfluß-Pührungsstück 139 und dem Magneten 134 bei allen 600 während der
Drehung des Rotors 90 erzielt.
ttber die Polschuh-Flächen 196 bis
198 erzeugt der Magnet 134 ein entsprechendes Magnetfeld an den Polschuh-Flächen
192 bis 194. Die Richtung dieses Feldes entspricht der Winkelstellung der Pole auf
dem Magnet 134. Der Magnet 138 wird somit in einer Richtung verdreht um mit der
Richtung des Magnetfeldes an den Polen 192 bis 194 ausgerichtet zu werden.
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Ein Gegendrehmoment mit dem der Magnet 138 belastet ist, erzeugt eine
gewisse Phasendifferenz in der relativen Winkelstellung der Magnete 134 und 138.
Diese Winkel-Phasendifferenz zwischen den Magneten 134 und 138 entspricht einer
vorher bestimmten magnetischen Flußdichte in den Luftspalten. Eine Änderung in dieser
Phasendifferenz hat eine entsprechende Änderung in den magnetomotorischen Kräften
zur Folge Während der Änderung der Phasendifferenz wird daher mechanische Arbeit
auf Kosten der in dem magnetischen Kreis gespeicherten Energie geleistet, und zwar
dem magnetischen Kreis, der durch die Magnete 134 und 138 und die Magneffluß-Führungsabschnitte
182 bis 184 gebildet wird.
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Durch Anordnen der drei Magnetfluß-Führungsstücke der Einrichtung
139 und durch Anbringen der ringförmigen Trieb-und Kupplungsmagnete 134 und 138
bezüglich der Nabe 94 und der Welle 160 in der oben beschriebenen Weise, kann der
axiale
Abstand zwischen dem Rotor 90 und der Welle 60 verhältnismäßig
klein gehalten werden* um dadurch einen außerordentlich axial kompakten Aufbau des
herausnehmbaren Rotors mit Zentralkörper zu schaffen, wie es am besten aus Fig.
3 ersichtlich ist. Als ein Ergebnis hiervon kann beispielsweise der durch den Rotor
90 und die anderen von dem Zentralkörper 32 getragenen Teile gebildete Einsatz eo
konstruiert sein, daß er bequem durch eine solche Einrichtung für Fernaufzeichnung
ersetzt werden kann. Solche Fernaufzeichnungseinrichtungen sind üblicher Weise axial
kompakt, da sie elektrische oder magnetische Aufnahmeeinheiten anstelle von bewegungsübertragenden
magnetischen Triebkupplungen enthalten. Ein nach der Erfindung ausgerüstetes Meßgerät
bietet somit den beträchtlichen Vorteil der leichten Austauschbarkeit von Antriebseinsätzen
für lokale Registrierung (wie beispielsweiße in Fig. 1 gezeigt) gegen Einsätze für
Fernregistrièrung in das gleiche Gerätegehäuse ohne Lösen des Gehäuses von der Leitung,
Alle in der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen niedergelegten
Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können für sich allein oder in jeder denkbaren
Kombination von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sein.
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Patentansprüche: