DE60034909T2 - Magnetischer Drehgeber - Google Patents

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DE60034909T2
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Paul K. Old Catton Edwards
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    • G01F15/06Indicating or recording devices
    • G01F15/065Indicating or recording devices with transmission devices, e.g. mechanical
    • G01F15/066Indicating or recording devices with transmission devices, e.g. mechanical involving magnetic transmission devices
    • GPHYSICS
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    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/25Selecting one or more conductors or channels from a plurality of conductors or channels, e.g. by closing contacts
    • G01D5/251Selecting one or more conductors or channels from a plurality of conductors or channels, e.g. by closing contacts one conductor or channel
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    • G01R11/00Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
    • G01R11/02Constructional details
    • G01R11/16Adaptations of counters to electricity meters

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Messgeräte, die eine mechanische Drehung in ein elektronisches Signal umwandeln.
  • Eine große Vielfalt von Messgeräten ist dafür ausgelegt, eine Durchflussmenge eines Fluids, wie beispielsweise Wasser oder Gas, zu messen oder einen Elektrizitätsfluss über die Zeit zu messen. Typischerweise wird der Fluss verwendet, um eine mechanische Drehung zu erzeugen, die durch einen Getriebezug wirkt, um eine Messuhranzeige einer Gesamtmenge zu erzeugen. Beispiele sind Wegstreckenzähler, Wasserzähler, Gaszähler, Elektrizitätszähler, Zeitzähler usw. Diese Geräte waren vor dem Aufkommen moderner digitaler Schaltkreistechnik in hohem Maße entwickelt. Heutzutage werden viele Messgeräte von fern oder durch einen digitalen Rechner oder Mikroprozessor abgelesen. Folglich kann es notwendig sein, dass ein Zeitzähler an einem Ausrüstungsteil ein Signal an einen Mikroprozessor schicken muss, der diese Ausrüstung steuert und überwacht. Wasserzähler können zum Beispiel fernabgelesen werden, zum Beispiel außerhalb eines Gebäudes oder einer Wohnung, um das manuelle Ablesen zu erleichtern. Eine Fernablesung kann ebenfalls über das Telefon oder durch Funk oder einen mit einem Zentralrechner verbundenen Satelliten erreicht werden.
  • Die Allzweckbeschaffenheit von Messgeräten bedeutet Kosten, was zusammen mit einer hohen Zuverlässigkeit eine Haupterwägung ist. Ein sehr zuverlässiger mechanischer Schalter bedeutet im Allgemeinen einen Zungenschalter, mit seinen hermetisch abgedichteten Kontakten und einer Lebensdauer von bis zu einer Milliarde Zyklen ohne Ausfall, in Abhängigkeit von dem an den Stromkreis angelegten Strom. Messgerätemechanismen sind durch Anbringen eines Magneten an der mechanischen Ausgabemessuhr und Erfassen der Drehung des Magneten mit einem Zungenschalter modifiziert worden, um eine elektrische Ausgabe zu erzeugen. Unglücklicherweise ist der unbefugte Eingriff an Messgeräten immer eine Besorgnis, wenn die Messgeräteausgabe verwendet wird, um eine Gebühr für einen Kunden zu berechnen. Im Stand der Technik ist von FR 2 655 155 bzw. DE 197 25 247 ein Gaszähler bzw. ein Wasserzähler bekannt, der eine Eingriffserkennungsfähigkeit hat.
  • Es wird ein Weg zum Umwandeln einer drehenden Messuhrausgabe in ein digitales elektrisches Signal benötigt, der eine größere Auflösung hat und der einen unbefugten Eingriff erkennen kann.
  • Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in digitale Signale bereitgestellt, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:
    ein Gehäuse,
    eine für eine Drehung um eine Achse am Gehäuse angebrachte Grundplatine, wobei die Grundplatine eine Magnetaufnahmefläche und ein daran angebrachtes Getriebe-Eingriffsmittel hat,
    einen an der Magnetaufnahmefläche der Grundplatine angebrachten Magneten, der eine Magnetebene definiert, wobei der Magnet eine Vielzahl von aufeinanderfolgend mit gleichem Radialabstand um die Rotationsachse angeordneten Polen hat, wobei die Drehung des Magneten eine kreisförmige Bahn definiert, längs derer die Magnetpole aufeinanderfolgend angeordnet sind,
    eine am Gehäuse angebrachte, in Wesentlichen ebene Leiterplatte,
    einen ersten Zungenschalter, der eine erste Zungenschalterachse hat, wobei der erste Zungenschalter an der Leiterplatte angebracht und so angeordnet ist, dass die erste Zungenschalterachse mit engem Abstand zum Magneten und parallel zur Tangente der durch den Magneten definierten kreisförmigen Bahn angeordnet ist, so dass ein Drehen des Magneten mit der Grundplatine bewirkt, dass der erste Zungenschalter für jeden der Vielzahl von Polen für jede vollständige Umdrehung des Magneten einmal öffnet und schließt,
    einen zweiten an der Leiterplatte angebrachten und mit engem Abstand zum ersten Zungenschalter angeordneten zweiten Zungenschalter, der aber mit ausreichendem Abstand zum Magneten angeordnet ist, so dass ein Drehen des Magneten nicht bewirkt, dass der zweite Zungenschalter öffnet, wobei der zweite Zungenschalter zum Erkennen äußerer Magnetfelder dient, um so einen unbefugten Eingriff zu erkennen,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der Leiterplatte parallel zur Rotationsachse der Grundplatine ist, und dadurch, dass der erste Zungenschalter in der Ebene des Magneten angeordnet ist und der zweite Zungenschalter außerhalb der Ebene des Magneten angeordnet ist.
  • Ferner wird nach einem anderen Aspekt der Erfindung eine Vorrichtung wie in Anspruch 2 bereitgestellt.
  • Bei einer Ausführungsform setzt ein Messgerät dieser Erfindung einen Magneten mit zehn Polen ein, der zum Drehen angetrieben wird durch ein mit einem Getriebezug verbundenes Zahnrad, der mit einer Rotationsquelle verbunden ist, die proportional zu einem Fluiddurchfluss, dem Ablauf von Zeit oder einer anderen Erscheinung ist. Ein Zungenschalter ist so angebracht, dass eine Drehung der Pole des Magneten in eine dem Zungenschalter benachbarte Position und aus derselben bewirkt, dass der Zungenschalter öffnet und schließt, wenn sich der Magnet dreht. Das Öffnen und Schließen des Zungenschalters führt zu einer Stufenänderung bei einer an ein elektronisches Gerät angelegten Spannung, die einen Zähler fortschaltet. Das Ergebnis ist ein Messgerät, das einen Zungenschalter benutzt, um eine Drehbewegung in ein elektronisches Signal umwandelt, das leicht zu einem Rechner übermittelt und durch denselben verarbeitet werden kann.
  • Viele Messeinrichtungen werden verwendet, um Kunden die Menge einer verbrauchten Ware, wie beispielsweise Wasser, Gas oder Elektrizität zu berechnen, und können daher eine Motivation zum unbefugten Eingriff Tiefem. Ein zweiter Zungenschalter, der mit ausreichendem Zwischenraum zum sich drehenden Magneten angeordnet ist, so dass er normalerweise geschlossen bleibt, kann als empfindliche Einrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins äußerer Magnetfelder dienen. Solche äußeren Magnetfelder können den Betrieb des ersten Zungenschalters stören, der dazu dient, die Drehung des mehrpoligen Magneten abzufühlen.
  • Die Messeinrichtung kann für einen schnellen Zusammenbau durch Menschen oder Roboter ausgelegt sein. Die Bauteile, die das System zum Umwandeln einer Drehung in ein elektrisches Signal ausmachen, bestehen aus: einer Leiterplatte, auf welcher der Drehungsabfühlzungenschalter und der Eingriffsabfühlzungenschalter angebracht sind, zusammen mit Widerständen, die in Reihe mit den Zungenschaltern verbunden sind, um den Stromfluss durch den Stromkreis zu begrenzen, der gebildet wird, wenn der Zungenschalter schließt, einem Magnetträger, der eine Grundplatine und einen sich von der Grundplatine aus erstreckenden Pfosten hat, einer zehnpoligen Magnetscheibe, die auf der Grundplatine angeordnet ist wie eine Schallplatte auf einem Schallplattenspieler. Ein Getriebezug ist zwischen einen Durchflusssensor und die Platine geschaltet, die den mehrpoligen Magneten trägt.
  • Die Magnetscheibe wird durch gegenüberliegende elastische Kunststofffinger festgehalten, die sich durch gegenüberliegende Schlitze von der Grundplatine nach oben erstrecken und den Magneten überlagern. Der Magnetträger kann ein einfaches Spritzgussteil sein. Die Leiterplatte kann nach den hoch automatisierten Verfahren gefertigt sein, die zur Fertigung gedruckter Leiterplatten entwickelt worden sind. Die einzelnen Teile sind leicht zusammenzubauen durch Anordnen auf einem geeigneten Gehäuse, das den Antriebsgetriebezug und eine obere Fläche einschließt, durch die sich die Skala dreht, um eine Messuhr anzutreiben.
  • Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, ein Mittel zum Umwandeln einer Drehbewegung in ein digitales Signal bereitzustellen.
  • Es ist ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung, einen Mechanismus zum Verwenden eines Zungenschalters zum Erfassen einer Drehbewegung bereitzustellen.
  • Es ist noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung, ein Messgerät zum Messen eines Fluiddurchflusses über die Zeit bereitzustellen, das einen unbefugten Eingriff erkennen kann.
  • Es ist ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, ein Messgerät zum Messen eines Fluiddurchflusses mit einer größeren Auflösung bereitzustellen. Die Grundplatine umfasst Reibungsmittel, welche die Getriebelose und also die Vibration verringern.
  • Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden offensichtlich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, gelesen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
  • 1 eine isometrische Ansicht der Bauteile dieser Erfindung, verwendet zum Umwandeln einer Drehbewegung in ein elektronisches Signal, angebracht an einem anwendungsspezifischen Messgerätegehäuse, ist,
  • 1(a) eine Ansicht, ähnlich 1, ist, wobei die Anordnung von Armaturenbrett und Magnet entfernt ist und die gedruckte Leiterplatte gezeigt wird,
  • 2 eine Draufsicht der Leiterplatte und des sich drehenden Magneten der Einrichtung von 1 ist,
  • 3 eine alternative Anordnung der Leiterplatte und des sich drehenden Magneten zeigt,
  • 4 einen zum zweiten Zungenschalter von 1 und 2 alternativen zweiten Zungenschalter zeigt,
  • 5 bis 7 verschiedene Wege zum Anbringen eines Hilfsmagneten am zweiten Zungenschalter zeigen, insbesondere
  • 5 einen Hilfsmagneteneinsatz zeigt, einsatzgeformt in eine den zweiten Zungenschalter umgebende Hülse,
  • 6 einen Hilfsmagneten in einer Hülse in der Form einer Schelle zeigt,
  • 7 eine röhrenartige Hülse zeigt, magnetisiert, um so ein Hilfsmagnet zu werden, und
  • 8 eine zu der in 1 und 2 alternative Leiterplattenauslegung zeigt.
  • Unter einzelner Bezugnahme auf 1 bis 2, worin sich gleiche Zahlen auf ähnliche Teile beziehen, wird eine Vorrichtung 20 zum Umwandeln einer Drehbewegung in ein elektronisches Signal gezeigt. Die Bauteile bestehen aus einem scheibenförmigen Magneten 22, der an einer Grundplatine 24 angebracht ist. Der Magnet ist ein isotroper Ferrit (gesintert). Die Grundplatine 24 ist Teil einer Baugruppe, die mit einem Zahnrad 26 verkeilt ist, das durch einen Getriebezug (nicht gezeigt) angetrieben wird. Die Grundplatine 24 ist zum Drehen um eine Achse 32 an einem Gehäuse 28 angebracht. Ein Pfosten 30 erstreckt sich längs der Rotationsachse 32 von der Grundplatine 24 nach oben. Eine solche Information kann in Situationen nützlich sein, in denen eine Ware wie Wasser gemessen wird, wobei die Durchflussinformationen neben dem Messen der verwendeten Menge eine unabhängige Nützlichkeit haben können.
  • Es ist wünschenswert, den Magneten 22 an dem sich am langsamsten bewegenden Abschnitt des Getriebezugs anzubringen, um jegliche Wirkungen der Trägheit des Magneten auf ein Minimum zu verringern. Ferner ist es wünschenswert, so viele Merkmale des vorhandenen mechanischen Messgeräts wie möglich zu erhalten, um die Gestaltungserfahrung zu erhalten und die Kosten auf ein Minimum zu verringern.
  • Wie in 2 gezeigt, hat der Magnet 22 ein Mittelloch 34 und zwei rechteckige Öffnungen 36, die sich von dem Loch 34 aus erstrecken, um ein einziges geschlitztes Loch 38 zu bilden. Zwei elastische Finger 40 erstrecken sich von der Grundplatine 24 nach oben. Die elastischen Finger 40 haben geneigte Flächen 42, die von der Rotationsachse 32 weg abfallen. Die geneigten Flächen 42 wirken mit Abschnitten des Magneten 22 zusammen, welche die rechteckigen Öffnungen 36 bilden, um die Finger 40 zum Mittelpfosten 30 hin zu biegen, wodurch ermöglicht wird, dass der Magnet 22 über die Finger 40 hinweggeht. Die Finger 40 haben Widerhaken 46, die den Magneten 22 gegen eine Drehung und eine Verschiebung im Verhältnis zur Grundplatine 24 festhalten. Die rechteckigen Öffnungen 36 können mit Unterseitenabschrägungen 43 versehen sein, um das Hinunterdrücken des Magneten über die Widerhaken 46 der Finger 40 weiter zu unterstützen.
  • Das Zahnrad 26 wird durch einen Getriebezug (nicht gezeigt) in Eingriff genommen, der einer Drehbewegung bereitstellt von einer Einrichtung, wie beispielsweise einem Laufrad, das durch einen Durchfluss von Wasser, wie bei einem Wasserzähler, veranlasst wird, sich zu drehen. Der Magnet 22 hat zehn Magnetpole 48, die um den Umfang 50 der Magnetscheibe 22 angeordnet sind. Eine Drehung der Grundplatine 24 bewirkt, dass sich der Magnet um die Rotationsachse 32 dreht.
  • Eine Leiterplatte 52 ist durch Abschnitte 54 des Gehäuses 28, die einen Schlitz bilden, der die Leiterplatte 52 in Bezug auf den Magneten 22 und die Grundplatine 24 unbeweglich anordnet, am Gehäuse 28 angebracht. Die Leiterplatte umfasst einen ersten Zungenschalter 56, der so angeordnet ist, dass die Achse des Zungenschalters 56 wesentlich tangential zu und in der Ebene der drehbaren Magnetscheibe 22 liegt. Der erste Zungenschalter 56 hat eine bekannte Form des Typs A (das heißt, eine einpolige Anordnung). Folglich bringt eine Drehung der Scheibe nacheinander jeden Magnetpol 48 in eine dem mittigen Aktivierungsbereich 58 des Zungenschalters 56 benachbarte Position. Die Glaskapsel des Zungenschalters 56 ist mit Zwischenraum zum Magneten 22 angeordnet.
  • In 3 wird eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Alle Teile in 3 entsprechen den Teilen in 1 und 2 und tragen die gleichen Bezugszahlen. Jedoch ist die Ausrichtung des ersten Zungenschalters 56 im Verhältnis zum Magneten 22 unterschiedlich. Nun ist der Zungenschalter 56, in Axialrichtung des Magneten gesehen, unterhalb des Magneten 22 angeordnet.
  • Der Zungenschalter 56 ist, wie in 3 gezeigt, in einer Linie mit einem dem Umfang 50 benachbarten Punkt des Magneten angeordnet. Zweckmäßigerweise wird die Leiterplatte 52 um ungefähr 90° gedreht. Jedoch ist die Ausrichtung der Leiterplatte 52 und also des ersten Zungenschalters 56 im Verhältnis zum Magneten 22 unterschiedlich. Der nun gezeigte erste Zungenschalter liegt so, dass er mit dem Umfang des Magneten 22 übereinstimmt, wenn der Umfang in der Richtung einer Rotationsachse 32 extrapoliert wird. Zweckmäßigerweise wird die Leiterplatte 52 in Bezug auf ihre Konfiguration von 1 auf ungefähr 90° gedreht, und die Leiterplatte 52 stellt dem Zungenschalter 56 eine Stütze bereit.
  • Wenn der Magnet 22 in der unmittelbar oben beschriebenen Konfiguration ist, ist es notwendig, dass die Magnetismuseigenschaften des Magneten 22 sich von denen des Magneten von 1 und 2 unterscheiden, d.h., der Magnet 22 ist im Gegensatz zu dem in Radialrichtung magnetisierten 22 von 1 und 2 in Axialrichtung magnetisiert. Bei dieser Anordnung fließt der Magnetismus bei Anwendung vom Magneten 22 in die Seite in 3 zum ersten Zungenschalter 56 hin.
  • An Stelle des Zungenschalters 56 kann ein Hall-Effekt- oder ein Giant-Magneto-Resistive- (GMR)Sensor verwendet werden.
  • Jeder Pol eines Magneten 22 induziert einen entgegengesetzten Pol in dem Zungenschalter, was das Magnetpaar bereitstellt, das bewirkt, dass der Zungenschalter 56 schließt. Zwischen dem Polen 48 öffnet der Zungenschalter 56, so dass der Magnet 22 mit zehn Polen zu zehn Öffnungen und zehn Schließungen des Zungenschalters führt. Der Zungenschalter 56 ist so konfiguriert und angeordnet, dass der Zungenschalter für einen sich konstant drehenden Magneten für einen Teil der Zeit geschlossen und für einen Teil der Zeit geöffnet ist. Das Verhältnis zwischen geschlossenen/offenen Zyklen erleichtert den Betrieb der Schaltkreistechnik, welche die Drehung des Magneten 22 überwacht. Das Verhältnis kann in Abhängigkeit von der Stärke des Magneten und der Empfindlichkeit des Zungenschalters verändert werden.
  • Ein erster Widerstand 60, der in Reihe mit dem ersten Zungenschalter 56 geschaltet ist, ist ebenfalls an der Leiterplatte 52 angebracht. Der Widerstand 60 dient dazu, den Stromfluss durch den ersten Zungenschalter 56 zu begrenzen und den Stromfluss an die Zählschalttechnik (nicht gezeigt) anzupassen. Falls der Zungenschalterstrom begrenzt wird, ist eine ausfallfreie Leistung von mehr als einhundert Millionen Zyklen möglich.
  • Ein zweiter Zungenschalter 62 der sogenannten Form-C-Konfiguration ist mit Zwischenraum zum Magneten 22 an der Leiterplatte 52 angebracht, so dass er nicht durch die Drehung des Magneten 22 betätigt wird. Ein Form-C-Zungenschalter hat eine bewegliche Zunge 63 und zwei feststehende Zungenkontakte 65, 67. Alle drei Zungen sind ferromagnetisch, jedoch ist die Kontaktfläche der ersten feststehenden Zunge 65, gegen welche die bewegliche Zunge 63 vorgespannt ist, aus einem nicht magnetischen Material geformt, das an die ferromagnetische Zuleitung 65 geschweißt worden ist. Wenn sie einem Magnetfeld ausgesetzt werden, nehmen die beiden feststehenden Zungen 65, 67 die gleiche Polarität an, die derjenigen der beweglichen Zunge 63 entgegengesetzt ist, auf Grund des nicht magnetischen Metalls, das eine Flussunterbrechung bildet, besteht die einzige Anziehungskraft mit ausreichender Größe zwischen der beweglichen Zunge 63 und dem Kontakt an der normalerweise offenen Zunge 67, so dass sich die bewegliche Zunge 63 vom Kontakt an der normalerweise geschlossenen Zunge 65 zu dem Kontakt an der normalerweise offenen Zunge 67 bewegt.
  • Der Form-C-Zungenschalter 62 gewährleistet durch den normalerweise geschlossenen Kontakt 65 eine sichere Anzeige, dass er vorhanden ist, und gewährleistet durch den normalerweise offenen Kontakt 67 ein Mittel zum Erkennen eines äußeren Magnetfeldes. Äußere Magnetfelder, wie beispielsweise diejenigen, die durch einen Magneten verursacht werden, der absichtlich oder versehentlich so angeordnet wird, dass er den Betrieb des ersten Zungenschalters 56 stört, werden ein Umschalten vom normalerweise geschlossenen Kontakt zum normalerweise offenen Kontakt verursachen. Weil Messgeräte, die eine Vorrichtung 20 einsetzen, häufig verwendet werden, um auf der Grundlage einer gemessenen Menge einer Ware eine Verwendungsgebühr zu erzeugen, ist eine Anzeige eines unbefugten Eingriffs entscheidend.
  • Ein zweiter Widerstand 64 ist in Reihe mit der normalerweise geschlossenen Zunge 67 des zweiten Zungenschalters 62 angebracht, um wieder den Stromfluss zu der einen unbefugten Eingriff erkennenden Schaltkreistechnik (nicht gezeigt) zu begrenzen. Der zweite Zungenschalter 62 ist mit einer gemeinsamen Erdung verbunden und verbindet die einen unbefugten Eingriff erkennende Schaltkreistechnik durch den zweiten Widerstand mit der gemeinsamen Erdung (nicht gezeigt). Der erste Zungenschalter 56 ist zwischen die Drehungserfassungsschaltung (nicht gezeigt) und die gemeinsame Erdung geschaltet, so dass der erste Zungenschalter, wenn er schließt, die Sensordrehungserfassungsschaltung (nicht gezeigt) durch den ersten Widerstand 60 mit der Erdung verbindet.
  • In 4 wird ein weiterer zweiter Zungenschalter 62 einer anderen Art gezeigt. Während der zweite Zungenschalter 62 von 1 und 2 eine zweipolige (häufig Form C genannte) Anordnung verwendet, hat in 4 der zweite Zungenschalter 62 eine einpolige (häufig Form A genannte) Anordnung. Dieser zweite Zungenschalter 62 hat einen an demselben befestigten Hilfsmagneten 68. Dies ist bekannt als „Vorspannen" des zweiten Zungenschalters 62, d.h., Bewirken, dass er in einem geschlossenen Zustand ist. Der Hilfsmagnet 68 kann an den zweiten Zungenschalter 62 geklebt sein. Es wird zu erkennen sein, dass der Hilfsmagnet 68 im Verhältnis zum Magneten 22 nur klein sein muss.
  • Bei einer anderen Ausführungsform, die das Problem überwindet, den Hilfsmagneten 68 an die 11 cm des Zungenschalters 62 zu kleben, was schmutzig, dauerhaft, zeitaufwendig und folglich kostenaufwendig ist, wird der Hilfsmagnet 68, wie in 5, 6 und 7 gezeigt, an einer Hülse 70 angebracht oder nimmt tatsächlich deren Form an.
  • Die Hülse 70 kann aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein.
  • Im Einzelnen ist der Hilfsmagnet 68 unter Bezugnahme auf 5 in die Hülse 70 einsatzgeformt. Die Hülse 70 nimmt die Form eines Gehäuses an und umschließt den zweiten Zungenschalter 62. Der Hilfsmagnet 68 muss nach dem Einsatzformvorgang magnetisiert werden.
  • Unter Bezugnahme auf 6 hat die Hülse 70 die Form einer elastischen Schelle. Sie ist röhrenförmig und hat eine Öffnung längs ihrer Länge, um zu ermöglichen, dass sie auf den zweiten Zungenschalter 62 aufgesteckt wird. Die Hülse 70 hat einen erweiterten Abschnitt 72, der Hilfsmagnet 68 ist innerhalb des erweiterten Abschnitts 72 angeordnet. Die Öffnung 71 längs der Länge der Hülse 70 ermöglicht ein rasches Abnehmen der Hülse 70 vom zweiten Zungenschalter 62.
  • Unter Bezugnahme auf 7 ist die Hülse 70 röhrenartig. Die Hülse 70 wird magnetisiert, um zum Hilfsmagneten 68 zu werden. Danach wird sie gleitend auf dem zweiten Zungenschalter 62 angeordnet.
  • Die unmittelbar vorstehende Offenbarung hebt nur einige Wege hervor, wie der Hilfsmagnet 68 am zweiten Zungenschalter 62 angebracht werden könnte. Offensichtlich könnten andere Arten der Hülse 70 und tatsächlich andere Mittel als die Hülse benutzt werden.
  • 8 zeigt eine Leiterplatte 52, die eine veränderte Leiterbahnauslegung hat. Die Auslegung nimmt den zweiten Zungenschalter 62 auf. Die Bauteile 56, 62, 64 und 72 haben eine von der von 1 unterschiedene Konfiguration.
  • Es sollte sich verstehen, dass die Gehäuseanordnung und -struktur von dem bestimmten Messgerät abhängen wird, in das die Vorrichtung eingebaut ist. Es sollte sich ebenfalls verstehen, dass die Elektronik, die mit der Leiterplatte kommuniziert, dies durch an die Platine gelötete Drähte oder durch einen Steckverbinder tun kann, der unmittelbar an die Platine angeschlossen ist. Weitere an die Platine gelötete Drähte können zu am Gehäuse angebrachten Steckverbindern geführt werden. Solche Gehäusesteckverbinder können dann mit Drähten verbunden werden, die zu einem Rechnereingangsschaltkreis oder einem Kommunikationsschaltkreis führen.
  • Der Getriebezug wird die Beziehung zwischen dem gemessenen Durchfluss und der Drehgeschwindigkeit der Scheibe bestimmen. Er wird typischerweise so gewählt, dass sich die Scheibe mit einer Geschwindigkeit dreht, die ein Erkennen eines minimalen Durchflusses und ein leichtes Abschätzen der Geschwindigkeit während des maximalen Durchflusses ermöglicht. Für einen typischen Wasserzähler wird eine Drehung einer Messuhr einer gemessenen Gallone (3,8 L) an Wasser entsprechen. Die Grundplatine umfasst Reibungsdämpfungsmittel, was die Getriebelose und daher die Vibration verringert.
  • Es sollte sich verstehen, dass ein Zahnrad in die Platine eingeschlossen und integral mit derselben sein und durch ein Zahnrad angetrieben werden könnte, das einen Teil eines Getriebezugs bildet.
  • Es sollte sich verstehen, dass die Erfindung nicht auf die hierin illustrierte und beschriebene bestimmte Konstruktion und Anordnung von Teilen begrenzt ist, sondern solche modifizierten Formen derselben umfasst, die in den Rahmen der folgenden Ansprüche fallen.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in digitale Signale, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: ein Gehäuse (28), eine für eine Drehung um eine Achse am Gehäuse angebrachte Grundplatine (24), wobei die Grundplatine eine Magnetaufnahmefläche und ein daran angebrachtes Getriebe-Eingriffsmittel hat, einen an der Magnetaufnahmefläche der Grundplatine angebrachten Magneten (22), der eine Magnetebene definiert, wobei der Magnet eine Vielzahl von aufeinanderfolgend mit gleichem Radialabstand um die Rotationsachse angeordneten Polen hat, wobei die Drehung des Magneten eine kreisförmige Bahn definiert, längs derer die Magnetpole aufeinanderfolgend angeordnet sind, eine am Gehäuse angebrachte, in Wesentlichen ebene Leiterplatte (52), einen ersten Zungenschalter (56), der eine erste Zungenschalterachse hat, wobei der erste Zungenschalter an der Leiterplatte angebracht und so angeordnet ist, dass die erste Zungenschalterachse mit engem Abstand zum Magneten und parallel zur Tangente der durch den Magneten definierten kreisförmigen Bahn angeordnet ist, so dass ein Drehen des Magneten mit der Grundplatine bewirkt, dass der erste Zungenschalter für jeden der Vielzahl von Polen für jede vollständige Umdrehung des Magneten einmal öffnet und schließt, einen zweiten an der Leiterplatte angebrachten und mit engem Abstand zum ersten Zungenschalter angeordneten zweiten Zungenschalter (62), der aber mit ausreichendem Abstand zum Magneten angeordnet ist, so dass ein Drehen des Magneten nicht bewirkt, dass der zweite Zungenschalter öffnet, wobei der zweite Zungenschalter zum Erkennen äußerer Magnetfelder dient, um so einen unbefugten Eingriff zu erkennen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der Leiterplatte parallel zur Rotationsachse der Platine ist, und dadurch, dass der erste Zungenschalter in der Ebene des Magneten angeordnet ist und der zweite Zungenschalter außerhalb der Ebene des Magneten angeordnet ist.
  2. Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in digitale Signale, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse (28), eine für eine Drehung um eine Achse am Gehäuse angebrachte Grundplatine (24), wobei die Grundplatine eine Magnetaufnahmefläche und ein daran angebrachtes Getriebe-Eingriffsmittel hat, einen an der Magnetaufnahmefläche der Grundplatine angebrachten Magneten (22), der eine Magnetebene definiert, wobei der Magnet eine Vielzahl von aufeinanderfolgend mit gleichem Radialabstand um die Rotationsachse angeordneten Polen hat, wobei die Drehung des Magneten eine kreisförmige Bahn definiert, längs derer die Magnetpole aufeinanderfolgend angeordnet sind, eine am Gehäuse angebrachte, in Wesentlichen ebene Leiterplatte (52), einen ersten Zungenschalter (56), der eine erste Zungenschalterachse hat, wobei der erste Zungenschalter an der Leiterplatte angebracht und so angeordnet ist, dass die erste Zungenschalterachse mit engem Abstand zum Magneten und parallel zur Tangente der durch den Magneten definierten kreisförmigen Bahn angeordnet ist, so dass ein Drehen des Magneten mit der Grundplatine bewirkt, dass der erste Zungenschalter für jeden der Vielzahl von Polen für jede vollständige Umdrehung des Magneten einmal öffnet und schließt, einen zweiten an der Leiterplatte angebrachten und mit engem Abstand zum ersten Zungenschalter angeordneten zweiten Zungenschalter (62), der aber mit ausreichendem Abstand zum Magneten angeordnet ist, so dass ein Drehen des Magneten nicht bewirkt, dass der zweite Zungenschalter öffnet, wobei der zweite Zungenschalter zum Erkennen äußerer Magnetfelder dient, um so einen unbefugten Eingriff zu erkennen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der Leiterplatte parallel zur Magnetebene ist, und dadurch, dass der erste Zungenschalter in Axialrichtung in einer Linie mit dem Magneten angeordnet ist und der zweite Zungenschalter in Axialrichtung außerhalb einer Linie mit dem Magneten angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Zungenschalter von einem einpoligen Typ ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Zungenschalter von einem einpoligen Typ ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Zungenschalter von dem Typ ist, der eine einzelne bewegliche Zunge und zwei unbewegliche Kontakte hat, und wobei die bewegliche Zunge gegen einen ersten Kontakt vorgespannt wird, wenn kein äußeres Magnetfeld vorhanden ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnet zehn Pole hat.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnet durch elastische Finger, die den Magneten in Eingriff nehmen, wenn er in Eingriff mit der Magnetaufnahmefläche gedrückt wird, an der sich drehenden Grundplatine angeordnet gehalten wird.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Grundplatine einen Pfosten, der sich längs der Achse der Grundplatine erstreckt, und einen an dem Pfosten befestigten Feinzeiger hat, um das Drehen der Grundplatte optisch sichtbar zu machen.
DE60034909T 1999-08-27 2000-08-25 Magnetischer Drehgeber Expired - Lifetime DE60034909T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9920241.8A GB9920241D0 (en) 1999-08-27 1999-08-27 Multi pole activation magnetic rotary sensing device
GB9920241 1999-08-27

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