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Spannungstriebsystem für Induktionsmessgeriite.
Um günstige Eigenschaften eines Induktionsmessgerätes, insbesondere Zählers, hinsichtlich Drehmoment, Eigenverbrauch und Belastungskurve zu erzielen, ist man bestrebt, den magnetischen Fluss des Spannungskreises, welcher die Ankerscheibe durchsetzt, möglichst kräftig zu gestalten.
Für diesen Zweck ist es vorteilhaft, die Pole für den die Scheibe durchsetzenden magnetischen Fluss mit breiten Polflächen auszustatten, um den magnetischen Widerstand des Luftweges für die Kraftlinien zu verringern. Ausserdem ist es aber vorteilhaft, diese Polflächen nur in Richtung des Scheibenradius langgestreckt, in tangentialer Richtung aber verhältnismässig schmal zu machen, wobei die Strompole zu beiden Seiten der Mittellinie der unteren Polfläche angeordnet werden, so dass also die Ebene des U-förmigen Stromkernes senkrecht steht zu der genannten Mittellinie. Das bewirkt, dass die vom Stromfluss induzierten Scheibenströme in radialer Richtung auf grosse Strecken im Spannungsfeld verlaufen können, wobei sie in tangentialer Richtung abgelenkt werden und so ein grosses Drehmoment auf die Scheibe ausüben.
Zur Erzielung eines kräftigen motorisch wirksamen Spannungstriebflusses ist es weiterhin vorteil-
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Feld einer Spule in Luft, ohne Gegenwart von Eisen, besitzt axiale Symmetrie, es verläuft also derart, dass der Kraftlinienfluss in jeder durch die Spulenlängsachse gelegten Ebene derselbe ist. Versieht man die Spule in bekannter Weise mit einem Eisenweg für den motorisch wirksamen Fluss, so werden durchaus nicht alle Kraftlinien durch diesen ihren Weg nehmen, sondern die Kraftlinien des in Luft vorhandenen Feldes werden nur mehr oder weniger aus ihrem störungsfreien Verlauf abgelenkt und es bleibt immer ein ausserhalb des Eisenweges verlaufender Streufluss übrig.
Diese Überlegungen haben nun gemäss der Erfindung zur Konstruktion eines neuen Spannungstriebkernes geführt, bei dem ein oder mehrere Aussenzinken sich dem ungestörten Verlauf der Kraftlinien in verschiedenen zueinander geneigten, gegebenenfalls auch senkrechten Ebenen anpassen, also derart angeordnet sind, dass das Eisen den Kraftlinienverlauf, der sich in Luft ausbilden würde, nur unwesentlich verändert, und bei dem der die Ankerscheibe durchsetzende, motorisch wirksame Triebfluss zwischen Polflächen verläuft, welche in Richtung des Scheibenradius langgestreckt sind.
Die praktische Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann auf mannigfaltige Weise erfolgen.
In den Figuren sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt.
Fig. 1 zeigt zunächst die Beziehungen zwischen der Lage der Aussenzinken und dem Kraftlinienfluss, u. zw. ist der Kraftlinienfluss gezeichnet, der von einer stromdurchflossenen Spule ohne Eisen in der Zeichenebene erzeugt wird. Dasselbe Kraftlinienbild ist in allen Ebenen vorhanden, welche durch die Achse A-jl hindurchgelegt werden. Ausserdem ist gestrichelt ein Eisenweg eingezeichnet, dessen
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dessen durch das Vorhandensein eines solchen Eisenweges die Kraftlinien so gut wie gar nicht gestört. Derartige Eisenwege sind nun in verschiedenen zueinander geneigten Ebenen vorgesehen.
Fig. la zeigt den Gesamtaufbau eines Triebsystems nach der Erfindung. Das Spannungseisen trägt auf seiner der Scheibenachse 30 zugekehrten Seite die Spannungsspule 22 und besitzt radial zur Scheibe 21 langgestreckte Polschuhe J ! und 2. Auf dem die Spule tragenden Schenkel des Spannungeisens ist ausserdem ein senkrecht zur Zeichenebene liegender Rahmen 13 angeordnet, der beliebige Formen besitzen kann und von dem eine zweckmässige Ausführungsform beispielsweise in der Fig. 19 dargestellt ist. 5 ist der Stromkern mit der zugehörigen Stromwicklung, 31 das Zählwerk des Systems.
Die von der Spannungsspule erzeugten Kraftlinien verlaufen, wie dies aus den ausgezogenen Linien hervorgeht, teilweise im Eisen des Spannungskerns, teilweise durch das Eisen des Rahmens 13, teilweise verlaufen sie auch entsprechend den gestrichelt eingezeichneten Linien als Streufluss durch einen Teil des radiallanggestreckten Polschuhes 1 und durch die Luft. Dadurch, dass diese Streulinien teilweise auch durch den Polschuh 1 verlaufen, wird der Luftweg des Streuflusses verkleinert, und es wird somit eine Verbesserung des Kraftlinienflusses erreicht.
Fig. 1 b stellt den Aufriss, Fig. 2 den Seitenriss eines dreizinkigen Kernes dar. 1 und 2 sind die Polschuhe für den motorisch wirksamen, 3 der Eisenweg für den motorisch unwirksamen Fluss, 16 sind die Aussenzinken, 17 der die Spule tragende, und den Luftspalt 18 enthaltende Mittelzinken. Die Lamellen der Aussenzinken stehen nicht aufrecht, ihre Ebene ist also nicht, wie sonst üblich, parallel zur Zeichenebene, sondern die Lamellen umschliessen die Spule so, dass ihre Ebenen senkrecht zur Zeichenebene verlaufen und sowohl oben, als auch unten in horizontalen Ebenen verlaufen.
Fig. 3 stellt den Aufriss, Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines dreizinkigen Kernes mit aufrechten Lamellen dar. Fig. 4 zeigt den unteren Polschuh 2 von unten gesehen. 4 ist der Eisenweg des
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erkennt, sind die Lamellen desselben geeignet gebogen, was eine günstige Ausnutzung des Streufeldes und auch eine günstige Raumausnutzung ermöglicht. Zur bequemeren Montage ist der Eisenweg 4 aus zwei gleichen Teilen hergestellt und bei 11 verschraubt. Die Luftspalte bei 11 und der im Zinken 10 entstehende Luftspalt dienen zur Regulierung der Phasenverschiebung und des Eigenverbrauches.
In den Fig. 8 und 9 ist ein ähnlicher Triebkern dargestellt. Mit 5 ist der Stromkern angedeutet, 6 stellt den Eisenweg des motorisch unwirksamen Flusses dar, welcher keinen Mittelzinken besitzt, sondern auf einen Vorsprung des Zinkens 9 aufgeschoben wird.
Fig. 10 ist der Aufriss, Fig. 11 der Seitenriss eines Triebkernes, bei welchem die Spannungspole nach vorn und hinten ragen. Entsprechend sind die Lamellen nach vorn und hinten gebogen, wie Fig. 11 von der Seite gesehen und Fig. 12 von unten gesehen darstellt. Bei dieser Anordnung werden zweckmässiger- weise zwei Stromkerne 7 und 8 angeordnet, damit der Schwerpunkt des Stromtriebflusses zusammenfällt mit dem Schwerpunkt des Spannungstriebflusses. In den Fig. 13,14 und 15 ist ein Triebkern dargestellt, dessen Lamellen so gebogen sind, dass die Pole der Stromspule 5 gegenüber der Mitte der Spannungspole angeordnet werden können, während der Spannungsfluss aussen um dieselben herumgeleitet wird.
Der in den Fig. 16-19 dargestellte Triebkern besitzt zwei Aussenzinken 16, welche nicht in einer Ebene mit den Mittelzinken 17 verlaufen. Die hiezu nötige Biegung der Lamellen ist aus der perspektivischen Ansicht Fig. 19 ersichtlich. Auf diese Weise wird der Streufluss besonders günstig ausgenutzt.
13 ist der Eisenweg des motorisch nicht wirksamen Flusses, welcher auf den Mittelzinken14 aufgeschoben wird. Er kann gebogen sein oder in einer Ebene verlaufen. Der Mittelzinken 14 besitzt am oberen Ende eine Nut 15. Ein Zähler mit diesem neuen Spannungstriebkern besitzt gegenüber den bisher bekannten Konstruktionen einen überraschend kleinen Eigenverbrauch bei grossem Drehmoment und ein überraschend geringes Gewicht. Dies rührt daher, dass zum ersten Male sämtliche Gesichtspunkte, die zur Erteilung dieser Eigenschaften notwendig sind in einem und demselben Triebkern vereinigt sind.
Ausserdem wird dadurch, dass die beiden in radialer Richtung verlängerten Polflächen- 1, 2 mit den Aussenzinken 3,4, 6, 13, 16 des Kernes keine Ebene gemeinsam haben, noch der Vorteil erzielt, dass die Polschuhe nicht nur ihrem eigentlichen Zweck, sondern gleichzeitig auch dazu dienen, den Rückschluss für einen Teil des Streuflusses zu bilden, wodurch eine weitere Verringerung des Gewichtes möglich ist.
Hiezu kommt noch, dass es durch diese Konstruktionen zum ersten Male möglich wird, bei tangentialem Triebkern diesen so unterhalb der Triebscheibe zu führen, dass eine gute magnetische Verbindung zwischen dem Aussenzinken und dem unteren Spannungspol gewährleistet ist. Bei der Konstruktion und praktischen Herstellung eines derartigen, in mehreren Ebenen verlaufenden Triebkernes ist darauf zu achten, dass
Stossfugen nach Möglichkeit vermieden werden, da diese den motorisch wirksamen Fluss sehr stark schwächen und infolgedessen den durch das Sammeln des Streuflusses erzielten Vorteil zum Teil wieder aufheben. Bei dem neuen Triebkern können Stossfugen fast vollkommen vermieden bzw. so gelegt werden, dass sie unschädlich sind, wenn man die Lamellen, aus welchen der Kern aufgebaut ist, so stanzt
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Teiles nur im Innern der Spule 22 auftreten.
Der motorisch unwirksame Fluss, der bekanntlich zur Erreichung der 900 Phasenverschiebung zwischen Spannung-und Stromfluss notwendig ist, kann ausserhalb der Spule gänzlich vom motorisch wirksamen Fluss getrennt sein und hiebei können seine Eisenwege ausserdem so gelegt und gestaltet sein, dass er vom Streufeld, welches für den motorisch wirksamen Fluss nicht mehr in Betracht kommt, gespeist wird. Durch dieses Mittel kann, bei Anbringung passender Luftspalte, der Eigenverbrauch des Spannungskreises noch weiter herabgedrückt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Spannungstriebsystem für Induktionsmessgeräte, dadurch gekennzeichnet, dass die durch einzelne Aussenschenkel (3, 4,6, 13, 16) und den Mittelsehenkel gebildeten Ebenen untereinander einen von Null abweichenden Winkel einschliessen, und dass die radial langgestreckten Polsehuhe und 2) in keiner dieser Ebenen verlaufen und infolge davon auch zur Rückführung eines Teiles des Streuflusses dienen.