專利名稱：指針式儀表的渦流計量機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及指針式儀表特別是轉速表和/或轉速計的一種渦流計量機構。這種渦流計量機構有一個旋轉磁鐵、一個扭簧、一個磁性回動構件和一個熱變補償元件。旋轉磁鐵以能轉動的固定方式配置在驅動軸上面對渦流構件的位置，旋轉磁鐵給指針軸傳遞第一轉矩。渦流元件由導電材料制成以能轉動的固定方式固定在指針軸上。扭簧給指針軸傳遞方向與第一轉矩相反的第二轉矩。磁性回動構件配置在渦流構件的下游和/或旋轉磁鐵的下游。熱變補償元件供在溫度上升的情況下補償旋轉磁鐵磁場的減弱和渦流構件電導率的下降。
這種渦流計量機構應用在例如轉速表中，因而是現有技術。現有技術的這種渦流計量機構中，旋轉磁鐵的磁極對上裝有一個作為補償元件的補償環，由磁阻隨溫度的上升而增大的材料制成。這樣，旋轉磁鐵產生的磁場在低溫情況下減弱，減弱的情況隨著溫度的上升不斷減少。
本發明的任務在于生產本說明書開端所述的那一種渦流計量機構，使這種渦流計量機構體積盡可能小，制造起來經濟實惠。
本發明是通過下列措施解決這個課題的。補償元件制成彈簧元件，構制得能在溫度上升時減小扭簧傳遞給指針軸的第二轉矩，或維持傳遞給渦流構件的第一轉矩不變。
這種布局使溫度對渦流計量機構影響的補償再也無需使用固定在旋轉磁鐵上的補償環。這樣，旋轉磁鐵就可以特小的間隙安置在渦流構件對面，從而可以采用體積特別小、可用經濟實惠的材料制取的旋轉磁鐵。這樣就可以使渦流計量機構的體積特別小，而且計量機構可以經濟實惠地生產出來。
當然，本發明也可以通過在指針軸上設置永久磁鐵，在驅動軸上設置渦流構件而倒轉其運動方面的情況。
按照本發明一個有益的設計，渦流計量機構采用的零部件特別少，補償元件制成了這樣一種扭簧，扭簧由溫度上升時能使所述扭簧的彈簧常數減小的材料制成。大凡要產生第二轉矩的任何場合都采用這種扭簧，因而補償元件不需要另外的零件。
按照本發明另一個有益的設計，補償元件制成旨在減小溫度上升情況下渦流元件與旋轉磁鐵之間的軸向間隙的軸向彈簧時，氣隙由補償元件自動調整。
作為另一種可供選擇的方案，本發明的補償元件也可以制成旨在減小溫度上升情況下磁性回動構件與渦流構件或旋轉磁鐵之間的轉向間隙的軸向彈簧。這種配置并無助于渦流計量機構體積的減小，多虧本發明采用了特別小的旋轉磁鐵以極小的間距安置在渦流構件對面。
本發明的補償元件完全補償溫度響應特性，這只能用大得不相稱的代價才能達到。就這一方面來說，采用不完全補償溫度響應特性的補償元件、借助于大家知道的方法補償漏補的部分還是有好處的。在補償元件只部分補償的情況下，可以在補償不足的場合借助于大家知道的補償材料另外在在使用的氣隙處補償漏補的部分，這樣做有好處。在補償元件過補償的情況下，可以采用例如象FeNi合金的補償材料在磁性回動件中進行補償，這個補償，與補償元件一起，起了測定溫度中性點的作用。
補償元件實際上可采用任何形式，按照本發明另一有益的設計，采用塑料用注塑法制成時，特別經濟實惠。
采用一般的材料組合，在10℃溫升的情況下，旋轉磁鐵傳遞給渦流構件的轉矩減少4％至8％左右。按照本發明另一有益的設計，補償元件由例如象聚甲醛之類熱性能適當的塑料制取時，補償這種變化時的溫度范圍特別大。
按照本發明另一有益的設計，塑料制成的補償元件用纖維增強時，即使在高溫的情況下也有足夠的強度，而且變形的傾向極微。用纖維增強時適用的材料有例如玻璃纖維制成的填料。
彈簧元件的彈簧常數往往只在一定限度的溫度范圍內線性變化。彈簧元件的多個部分串聯配置且其彈簧常數隨溫度的變化按不同的形式變化時，不難擴大這個溫度范圍。
按照本發明另一有益的設計，旋轉磁鐵由硬質鐵氧體制成時，可以進一步降低渦流計量機構的生產成本。
本發明可以有許多實施方案。為進一步說明本發明的基本原理，附圖中示出了其中的四種實施方案，下面說明這些實施方案。附圖中，
圖1示出了本發明采用扭簧作為補償元件的渦流計量機構，圖2示出了本發明渦流計量機構的一個實施方案，圖3示出了圖2中A的細節，圖4示出了本發明渦流計量機構的另一個實施方案；圖5示出了可采用的補償元件的實施方案。
圖1、圖2和圖4分別示出了渦流計量機構2～5，分別配置在外殼1中，且具有一個連接件7構制得使其可與撓性軸6連接。旋轉磁鐵8由永磁材料制成，配置得使其可以通過撓性軸6轉動，渦流構件9位于旋轉磁鐵8對面，與旋轉磁鐵8間隔小小的間距配置。渦流構件9由導電材料(例如銅或鋁)制成，以能轉動的固定方式固定在指針軸10上，指針軸10轉設得可相對于旋轉磁鐵8轉動。這磁感應，旋轉磁鐵8轉地在渦流構件9中產生渦流，從而將第一轉矩傳遞給指針軸10。旋轉磁鐵8相對于渦流構件9轉動得越快，第一轉矩就越大。此第一轉矩受到第二轉矩的反作用。第二轉矩由扭簧11將其傳遞給指針軸10，且指針軸10偏轉得越大，第二轉矩的值就越大。為提高磁感應作用，在渦流構件9上方和旋轉磁鐵8下方分別配置了磁性回動構件12和13。圖中，扭簧11畫面錐形。當然，在此情況下也可采用扁平螺旋彈簧。
在圖1所示的渦流計量機構2中，為構成補償元件14，扭簧11由溫度上升的情況下使扭簧11彈簧常數的減小量與傳遞給渦流構件9的第一轉矩的下降量相同的材料制成，從而補償了旋轉磁鐵8的磁性材料隨溫度的變化和渦流構件9的電導率。聚甲醛，舉例說，是扭簧11的合適材料。
圖2示出了制成軸向彈簧、在溫度上升的情況下減小旋轉磁鐵8與渦流構件9之間間距的補償元件16。鑒于此間距是渦流構件9中產生的渦流的決定因素，因而這種結構的作用是補償旋轉磁鐵8傳遞給渦流構件9的轉矩在溫度上升情況下的下降。為一目了然起見，旋轉磁鐵8、渦流構件9和磁性回動構件12，13分別以不同的剖面線示出。
從圖3中可以看到，軸向軸承16a設置在指針軸10與制成軸向彈簧的補償元件16之間，能在軸承襯16b內軸向移動，其作用是以不大的摩擦力裝設指針軸10。
至于圖4中所示渦流計量機構5的情況，在旋轉磁鐵8與下面的磁性回動構件13之間設置了補償元件17，制成軸向彈簧，其作用是在溫度上升的情況下減小旋轉磁鐵8與磁性回動構件9的間距。由于磁性回動構件13與旋轉磁鐵8的這個間距越小，渦流構件9中產生的渦流就越大，因而補償了溫度對渦流計量機構5的影響。
圖5中所示的補償元件15用注塑法用塑料制成一個整體。除了真正的彈簧元件外，還具有腹板18和鎖定夾19。借助于鎖定夾19，補償元件就可簡單地壓入外殼1中，直到鎖緊為止，從而完全裝上。于是腹板18就使補償元件15在本發明的渦流計量機構中坐落在所要求的位置。
權利要求
1.指針式儀表的一種渦流計量機構，具有一個旋轉磁鐵、一個扭簧、一個磁性回動構件和一個熱變補償元件，旋轉磁鐵以能轉動的固定方式配置在驅動軸上面對渦流構件的位置，構制得能在驅動軸轉動的情況下給指針軸傳遞第一轉矩，渦流構件由導電材料制成，以能轉動的固定方式固定在指針軸上，扭簧給指針轉傳遞方向與第一轉矩相反的第二轉矩，磁性回動構件配置在渦流構件的下游和/或旋轉磁鐵的下游，熱變補償元件供在溫度上升的情況下補償旋轉磁鐵磁場的減弱和渦流構件電導率的下降，其特征在于，補償元件(14-17)制成彈簧元件，該補償元件能在溫度上升的情況下減小扭簧(11)傳遞給指針軸(10)的第二轉矩，或維持傳遞給渦流構件(9)的第一轉矩不變。
2.如權利要求1所述的渦流計量機構，其特征在于，為構制補償元件(14)，扭簧(11)由溫度上升的情況下能減小所述扭簧彈簧常數的材料制成。
3.如權利要求1所述的渦流計量機構，其特征在于，補償元件(16)制成軸向彈簧，旨在減小溫度上升的情況下渦流構件(9)與旋轉磁鐵(8)之間的軸向間隙。
4.如權利要求1所述的渦流計量機構，其特征在于，補償元件(17)制成軸向彈簧，旨在減小溫度上升的情況下磁性回動構件(12，13)與渦流構件(9)或旋轉磁鐵(8)之間的間隙。
5.如以上任一權利要求所述的渦流計量機構，其特征在于，磁回路在工作氣隙內采用隨溫度變化的第一種材料，在工作氣隙外采用隨溫度變化的第二種材料，從而達到了進一步進行磁補償的目的。
6.如以上至少其中之一權利要求所述的渦流計量機構，其特征在于，補償元件(14-17)用塑料用注塑法制成。
7.如以上權利要求之一所述的渦流計量機構，其特征在于，補償元件(14-17)由聚甲醛制成。
8.如以上至少一項權利要求所述的渦流計量機構，其特征在于，補償元件(14-17)用纖維增強。
9.如以上至少一項權利要求所述的渦流計量機構，其特征在于，補償元件(14-17)有多個部分串聯配置，且各部分的彈簧常數隨溫度的變化而以不同的方式變化。
10.如以上至少一項權利要求所述的渦流計量機構，其特征在于，旋轉磁鐵(8)由硬質鐵氧體制成。
全文摘要
一種渦流計量機構,具有一旋轉磁鐵、一扭簧、一磁性回動構件和一熱變補償元件。旋轉磁鐵以能轉動的固定方式配置在驅動軸上面對渦流構件的位置,以在驅動軸轉動的情況下給指針軸傳遞第一轉矩。渦流構件由導電材料制成。以能轉動的固定方式固定在指針軸上。扭簧給指針軸傳遞方向與第一轉矩相反的第二轉矩。磁性回動構件配置在渦流構件的下游和/或旋轉磁鐵的下游。熱變補償元件供在溫度上升的情況下補償旋轉磁鐵磁場的減弱和渦流構件電導率的下降。補償元件制成彈簧元件,以在溫度上升的情況下減小扭簧傳遞給指針軸的第二轉矩,或維持傳遞給渦流構件的第一轉矩不變。
文檔編號G01R5/16GK1240512SQ97180611
公開日2000年1月5日 申請日期1997年11月27日 優先權日1996年12月12日
發明者K·－J·奈德哈德特, K·－H·米藤比勒, H·-J·布魯梅, W·杜貝格, W·呂布, M·卡斯珀, F·維安德, M·哈伯曼, C·貝克豪斯 申請人:曼內斯曼Vdo股份公司
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