DE3046804A1

DE3046804A1 - Fluegelradzaehler

Info

Publication number: DE3046804A1
Application number: DE19803046804
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing. 7759 Hagnau Hartig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-12
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1982-07-08
Also published as: DE3046804C2

Description

Flügelradzähler
Die Erfindung betrifft einen Flügelradzähler in Volltrockenläuferbauart mit wenigstens einem Permanentmagneten, der stirnseitig an einem bei einer Drehung des Flügelrades rotierenden Element angeordnet ist, und einem im Abstand vom Permanentmagne ten im Bereich von dessen Magnetfeld angeordneten Geber, der eine der Drehbewegung des rotierenden Elementes entsprechende Größe erzeugt.
bei Flügelradzählern dieser Art bildet der Permanentmagnet den einen Teil einer magnetischen Kupplung, deren anderer Teil das Zahnradgetriebe eines Meßwerkes antreibt. Eine Auswertung des Meßergebnisses ist hierbei nur in Form einer Ablesung der Anzeige des Meßwertes möglich. In vielen Fällen ist jedoch eine Meßwert-Fernübertragung erwünscht.
Es ist zwar bekannt, eine der Drehbewegung des Flügelrades entsprechende Impulsfolge zu erzeugen, die eine Fernübertragung ohne weiteres zuläßt. Die hierfür bekannten Lösungen sind jedoch mit erheblichen Nachteilen behaftet. Beispielsweise ist bei Verwendung eines vom Permanentmagneten geschalteten Reedkontaktschalters die begrenzte Lebensdauer störend, Andere bekannte Lösungen arbeiten drehzahlabhängig oder führen Drehwinkeloszillationen zu Mehrfachimpulsen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flügelradzahler zu schaffen, der eine der Drehbewegung des Flügelrades entsprechende Impulsfolge erzeugt, also eine einfache Fernübertragung des Meßwertes ermöglicht, dennoch aber zuverlässig und kostengünstig ist.
Diese Aufgabe 18st ein Flügelradzähler mit den Merkmalen des Anspruches 1. Der an sich bekannte, beispielsweise in CRegelungstechnische Praxis", 22. Jahrgang (1980), Heft 3, Seiten 81 bis 85 beschriebene Wiegand-Sensor erzeugt immer dann einen Impuls, wenn er durch das Magnetfeld des Permanentmagneten ummagnetisiert wird. Die Impulsfolge entspricht daher der Drehbewegung des Flügelrades. Da die Ummagnetisierung des Wiegand-Sensors sprungartig erfolgt, ist die Impulsfolge drehzahlunabhängig. Weitere Vorteile eines Gebers in Form eines Wiegand-Sensors sind die Verschleißfreiheit und damit die hohe Zuverlässigkeit und Wartungsfreiheit, die Unempfindlichkeit gegen Drehwinkeloszillationen, die weitgehende Rückwirkungsfreiheit auf das Flügelrad, die relativ hohe Spannung der erzeugten Impulse, von die Unabhängigkeit/einer Hilfsenergiequelle, der geringe Platzbedarf, die Unempfindlichkeit gegen Vibrationen und die relativ geringen Kosten. Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich daher auch für eine Umrüstung bereits eingebauter ZAhler, wenn beispielsweise eine Fernübertragung erwünscht oder erforderlich ist, weil in der Regel der vorhandene Raum für den Einbau des Wiegand-Sensors zur Verfügung steht. Aus demselben Grunde ist es vielfach auch ohne konstruktive Anderung des Zählers möglich, diesen wahlweise mit dem bisher üblichen Meßwerk oder mit einem Wiegand-Sensor auszurüsten.
Vorzugsweise ist der Wiegand-Sensor in axialem Abstand von der Stirnseite des den Permanentmagneten tragenden Elementes so angeordnet, daß die Längsachse des Wiegand-Sensors in einer zu der durch die Bewegungsbahn des Permanentmagneten definierten Ebene parallelen Ebene liegt,da sich hierdurch eine besonders günstige Lage des Wiegand-Sensorsfiim Feld des Permanentmagneten ergibt.
Besonders vorteilhaft ist dabei ein Permanentmagnet, der als ein wenigstens ein Polpaar aufweisender, axial, vorzugsweise axial lateral,oder diametral magnetisierter Ringmagnet ausgebildet ist.
Der Permanentmagnet kann in an sich bekannter Weise zentrisch im Bereich des einen Endes der Flügelradwelle angeordnet sein.
Es ist dann keine Anderung gegenüber den bekannten Ausführungsformen mit magnetischer Kupplung zwischen dem Flügelrad und dem Meßwerk erforderlich. Der Wiegand-Sensor liegt hierbei vorzugsweise unmittelbar neben der dem Flügelrad abgekehrten Seite der Trennwand zwischen dem nassen und dem trockenen Teil des Zählerinnenraums. Man erhält dabei symmetrische Feldverhältnisse und damit auch stets gleich große Impulse am Ausgang des Wiegand-Sensors, wenn die Drehachse des Flügelrades lotrecht auf die Mitte der Längsachse des Wiegand-Sensors ausgerichtet ist, der in dem den trockenen Teil des Innenraums des Zählers zumindest teilweise begrenzenden Gehäuses festgelegt ist.
Ist eine Stimulierung des Wiegand-Sensors durch den an der Welle des Flügelrades vorgesehenen Permanentmagneten nicht möglich oder unerwünscht, dann kann dann, wenn der Zähler ein Meßwerk enthält, der Permanentmagnet auch stirnseitig an einem sich bei der Drehung des Flügelrades drehenden Element des Meßwerkes angeordnet sein. Eine solche Ausbildung des erfindungsgemäßen Zählers erlaubt ein Ablesen des Meßwertes am Zähler selbst und außerdem eine Fernübertragung des Meßwertes.
Da die vom Wiegand-Sensor erzeugten Impulse eine sehr geringe Impulsdauer haben, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine diese Ausgangs impulse in Impulse mit größerer Dauer umwandelnde Baugruppe vorgesehen, die im trockenen Teil des Innenraums des Zählers angeordnet ist. Diese Baugruppe kann einen Thyristor aufweisen oder aus ihn bestehen. Die Impulse des Wiegand-Sensors reichen nämlich aus, um einen Thyristor,statt dessen auch ein Schalttransistor eingesetzt werden kann, in den leitenden Zustand zu bringen.
Um eine möglichst kostengünstige Montage zu erreichen, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Wiegand-Sensor als Modul oder als Teil eines Moduls ausgebildet. Dieser Modul kann auch die zur Impulsumformung vorgesehene Baugruppe enthalten.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II der Fig. 1.
In dem zylindrischen Gehäuseunterteil 1 eines Einstrahlflügelradzählers ist zentral ein Flügelrad 2 so angeordnet, daß die Flüssigkeit, welche am einen der beiden Anschlußstutzen 3 des Gehäuseunterteils 1 ein- und am anderen wieder austritt, tangential-auf das Flügelrad 2 auftrifft. Die Lagerung des Flügelrades 2 ist in bekannter Weise als Spitzenlagerung ausgebildet.
In das vom Spitzenlager wegweisende Ende der Hohlnabe 2' des Flügelrades 2 ist ein Permanentmagnet 4 eingesetzt, der als axial lateral magnetisierter Ringmagnet ausgebildet und konzentrisch zur Drehachse des Flügelrades 2 angeordnet sowie fest mit der Hohlnabe 2' verbunden ist. Er hat im Ausführungsbeispiel ein Polpaar, könnte aber auch mehrere Polpaare aufweisen.
Eine Trennwand 5 aus einem den Durchgriff des Magnetfeldes des Permanentmagneten 4 gestattenden Material, beispielsweise Messing, verschließt auf derjenigen Seite, auf der sich der Permanentmagnet befindet, den Gehäuseunterteil 1 flüssigkeitsdicht. Wie Fig. 1 zeigt, ist zwischen dieser Trennwand 5 und dem Permanentmagneten 4 nur ein geringer Spalt vorhanden.
An der Trennwand 5 ist auf deren dem Permanentmagneten 4 abgekehrten Seite ein Wiegand-Sensor 6 festgelegt, und zwar in einer Ebene, die parallel zu der dem Wiegand-Sensor zugekehrten Stirnfläche des Permanentmagneten 4 liegt. Die Längsachse des Wiegand-Sensors 6 und die Drehachse des Flügelrades 2 stehen also lotrecht aufeinander. Dabei schneidet die Längsachse des Flügelrades 2 die Längsachse des Wiegand-Sensors in der Mitte zwisdhen dessen beiden Enden. Der Wiegand-Sensor 6 hat also eine zentrische oder symmetrische Lage bezüglich des Permanentmagneten 4.
Im Ausführungsbeispiel liegt der Wiegand-Sensor 6 in einer zentralen, zylindrischen Vertiefung der Trennwand 5, was seine Positionierung und seine Befestigung an der Trennwand 5 mittels eines Klebers erleichtert. Jede vollständige Umdrehung des Flügelrades 2 führt zu zwei Ummagnetisierungen des ferromagnetischen Kerns des Wiegand-Sensors, die wiederum je einen Spannungsimpuls in der den Kern umgebenden Spule zur Folge haben.
Da die Ummagnetisierung sprungförmig erfolgt, sind die Impulse drehzahlunabhängig. Sie haben eine Höhe von 1 V bis 2 V.
Auf die dem Gehäuseunterteil 1 abgekehrte Seite der Trennwand 5 ist ein zylindrisches Gehäuseoberteil 7 gleichachsig aufgesetzt.
Ein die Flansche des Gehäuseunterteils 1, der Trennwand 5 und des Gehäuseoberteils 7 übergreifender Ring 8 verbindet diese drei Teile miteinander. Wie Fig. 1 zeigt, hat im Ausführungsbeispiel der Gehäuseoberteil 7 einen längs seines äußeren Randes an der Trennwand 5 anliegenden Boden, der mit einer zentralen Durchgangsöffnung versehen ist. Durch diese Öffnung hindurch sind die beiden Anschlußdrähte des Wiegand-Sensors zu einer von zwei Lötfahnen 9 bzw. zur ZUndelektrode eines Thyristors 10 geführt.
Sowohl der Thyristor 10 als auch die beiden Lötfahnen 9 sind am Boden des Gehäuseoberteils 7 auf dessen der Trennwand 5 abgekehrten Seite befestigt. Die beiden Lötfahnen 9 verbinden die beiden Anschlüsse des Thyristors 10 mit je einer Ader eines zweiadrigen Kabels il, dessen eines Ende durch die Wand des Gehäuseoberteils 7 hindurch in dessen Inneres eingeführt ist. Ober das Kabel 11 werden die vom Wiegand-Sensor erzeugten und mittels des Thyristors 10 umgeformten Impulse zu einer Auswerteschaltung geführt.

Claims

PAT E N T AN S P R o C H E S Flügelradzähler in Volltrockenläuferbauart mit wenigstens einem Permanentmagneten, der stirnseitig an einem bei einer Drehung des Flügelrades rotierenden Element angeordnet ist,und einem im Abstand vom Permanentmagneten im Bereich von dessen Magnetfeld angeordneten Geber, der eine der Drehbewegung des rotierenden Elementes entsprechende Größe erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber als ein im trockenen Teil des Zählerinnenraums angeordneter Wiegand-Sensor (6) ausgebildet ist.
2. Zähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegand-Sensor (6) in axialem Abstand von der Stirnseite des den Permanentmagneten (4) tragenden Elementes (2') angeordnet ist und daß die Längsachse des Wiegand-Sensors (6) in einer zu der durch die Bewegungsbahn des Permanentmagneten (4) definierten Ebene parallelen Ebene liegt.
3. Zähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet ein wenigstens ei Polpaar aufweisender, axial, vorzugsweise axial lateral, oder diametral magnetisierter Ringmagnet ist.
4. Zähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (4) in an sich bekannter Weise zentrisch im Bereich des einen Endes der Flügelradwelle angeordnet ist und der Wiegand-Sensor (6) unmittelbar neben der dem Flügelrad (2) abgekehrten Seite einer Trennwand (5) zwischen dem nassen und dem trockenen Teil des Zählerinnenraums liegt.
5. Zähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Flügelrades (2) lotrecht auf die Mitte der Längsachse des Wiegand-Sensors (6) ausgerichtet ist, der in dem den trockenen Teil des Innenraums des Zählers wenigstens teilweise begrenzenden Gehäuse (7) festgelegt ist.
6. Zähler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet stirnseitig an einem sich bei der Drehung des Flügelrades (2) drehenden Element eines Meßwerkes angeordnet ist.
7. Zähler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine die Ausgangsimpulse des Wiegand-Sensors (6) umformende Baugruppe (10), die im trockenen Teil des Innenraums des Zählers angeordnet ist.
8. Zähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe einen Thyristor (10) aufweist.
9. Zähler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegand-Sensor (6) als Modul oder Teil eines Moduls ausgebildet ist.
10. Zähler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Modul die Baugruppe (10) enthält.