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Magnetsystem für elektrische Drehspulmessgeräte,-rews od. dgl.
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in entgegengesetzter Richtung von dem Kraftflusse durchsetzt werden, und sich der Dauermagnet oder die-magnete wenigstens bis in die Nähe der beiden Luftspalte erstreckt bzw. erstrecken.
Unter Magnetkomplex ist hier jener Teil des Magnetkreises zu verstehen, in dem sich das dauermagnetische Material mit dem gegebenenfalls vorhandenen, mit diesem in magnetischem Kontakt stehenden Teil aus ferromagnetischem Material befindet. Unter der Form des Magnetkomplexes bzw. eines Magneten ist die Form der darin verlaufenden Kraftlinien zu verstehen.
Die erfindungsgemässe Ausbildung ergibt mehrere wesentliche Vorteile.
Einer derselben besteht darin, dass das nach der
Erfindung aufgebaute Magnetsystem statisch und infolgedessen gegen äussere Magnetfelder unempfindlich ist. Eine äussere Fe1dkomponente parallel zur Drehachse der Spule führt zu einer
Verstärkung des Feldes in dem einen Luftspalt und zu einer Schwächung des Feldes im anderen
Luftspalt, da die Felder in den zwei Luftspalten entgegengesetzt gerichtet sind. Die Empfindlich- keit eines solchen Messgerätes,-relais od. dgl. nach der Erfindung wird also von äusseren Magnet- feldern nicht beeinflusst.
Ein anderer Vorteil besteht darin, dass bei einer
Vorrichtung nach der Erfindung mit einem be- stimmten Kräftepaar Gewicht und Volumen der
Vorrichtung, sowie das Gewicht an Dauermagnet- material verhältnismässig gering sind, da die an den Luftspalten endenden Teile des Magnet- komplexes parallel zueinander und nicht ent- gegengesetzt liegen. Die Eisenmenge, die zur
Führung des Flusses im Magnetkreis auf- genommen werden muss, ausser der von den magnetischen Eigenschaften bestimmten Menge an Dauermagnetmaterial, kann bis auf ein
Minimum an Gewicht und Volumen beschränkt sein ; ähnliches gilt für das Dauermagnetmaterial.
Ein weiterer wichtiger Vorzug besteht darin, dass der Drehspulteil aus dem Magnetsystem ent- fernt werden kann, ohne den Verlauf der ma- gnetischen Kraftlinien des Magnetkreises zu beein- trächtigen. Dies kommt daher, dass die End- flächen der Schenkel des magnetischen Kom- plexes in einer Ebene liegen und der Spulenkern
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parallel zu und vor diesen Endflächen angeordnet ist. Müsste man bei einem Magnetsystem mit Dauermagnetmaterial von hoher Koerzitivkraft in den Verlauf der magnetischen Kraftlinien eingreifen, z.
B. durch Entfernung des Kernes, um den sich die Spule dreht, samt Spule aus dem Magnetkreis, so würde es sich nach Wiedereinführung des Messwerkes zeigen, dass das Feld beträchtlich unterhalb seines ursprünglichen Wertes abgefallen ist und infolgedessen erneute Verstärkung des Dauermagnetmaterials beim vollständigen Kreis erforderlich ist.
Die praktische Ausbildung des Magnetsystems nach der Erfindung kann z. B. dadurch erfolgen, dass der Magnetkomplex zwei Dauermagnete mit ringsektorförmigem Querschnitt enthält, die mit ihren von dem Luftspalt abgekehrten Endflächen auf einer Weicheisenplatte angeordnet sind.
Der Magnetkomplex kann auch in bekannter Weise ganz aus Dauermagnetmaterial bestehen.
Schliesslich empfiehlt es sich, das Magnetsystem derart auszubilden, dass der als magnetisches Joch für den Komplex dienende Spulenkern, um den sich die Spule dreht, kreisförmig ist und mit einer radialen Aussparung zur Montage der Spule versehen ist. Hiedurch wird erzielt, dass eine mit einer durchlaufenden Welle ver- sehene Spule leicht aus dem Magnetsystem ent- fernt werden kann.
Die Erfindung wird an Hand einiger in der
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Diese Beispiele beziehen sich auf Drehspulgeräte, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
In Fig. 1 ist linos in Draufsicht und rechts in
Seitenansicht eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Dauermagnete 1, die in Achsen- richtung magnetisiert sind und aus einem Material mit hoher Koerzitivkraft bestehen, auf einer
Weicheisenplatte 2 angeordnet sind. Die Ma- gnete 1 und die Platte 2 bilden zusammen den
U-förmigen Magnetkomplex. Die Endflächen 3 der Magnete 1 liegen in einer Ebene Die zwei Luftspalte, die nacheinander von den Kraftlinien durchsetzt werden und in denen sich die bewegliche Spule 4 mit einer ihrer Spulenseiten bewegt, erstrecken sich zwischen den Endflächen 3 der Magnete 1 und einem als kreisförmige Platte ausgebildeten Weicheisenkern 5. Zur Halterung des Kernes 5 dienen die an der Platte 2 befestigten nichtmagnetischen Säulen 6.
Die Halterungen für die Lager der Spule und der Spiralfedern sind in dieser Figur, ebenso wie in den folgenden übersichtlichkeitshalber weggelassen.
Fig. 2 zeigt eine Variante der Ausführung nach Fig. 1. Die Verbindung zwischen den zwei Dauermagneten 1 besteht hier gleichfalls ans Dauer- magnetmaterial, wodurch ein einziger U-förmiger Dauermagnet entsteht. Die Grundplatte 2 aus Fig. 1 ist also in bezug auf ihre magnetische Funktion durch Dauermagnetmaterial ersetzt worden, sie ist auch bei der Bauart nach Fig. 2 noch als Grundplatte 7 vorhanden, dient jedoch nur zur Montage und ist dementsprechend dünner und aus nicht ferromagnetischem Material hergestellt.
Sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 ist der Kern 5 mit einer radialen Aussparung 8 zur Montage der Spule ausgestattet. Eine solche Aussparung lässt sich bei einem erfindungsgemässen Magnetsystem mit zwei nacheinander von den Kraftlinien durchsetzten Luftspalten unbedenklich verwenden. Es entsteht zwar dadurch eine unsymmetrische Verteilung der Kraftlinien im Kern 3, da diese das Ende der Aussparung umgreifen müssen ; die wirksame Spulenseite muss aber, falls sie mit ihrer einen Hälfte in einem Gebiet von verhältnismässig höherer Feldstärke liegt, mit ihrer anderen Seite notwendigerweise in einem Gebiet von entsprechend niedrigerer Feldstärke liegen.
In Fig. 3 ist eine andere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, die durch Verdopplung der Anordnung nach Fig. 2 entstanden ist. Hiebei ist beiderseits der Spule ein Magnetkomplex angeordnet. Diese Verdopplung ist nicht auf die Bauart nach Fig. 2 beschränkt.
Auch bei anderen Formen von Messsystemen, wie f. a. bei den im folgenden geschilderten, findet die Erfindung Anwendung.
Für bestimmte Verwendungen kann es zweckmässig sein, die einfache Spule durch zwei Spulen zu ersetzen, je von der halben Breite, die einander diametral gegenüber auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind. Diese Spulen können gewünschtenfalls gesondert gespeist werden. Auf diese Weise entsteht ein Differentialsystem. Wenn ausserdem durch geeignete Formgebung der Luftspalte die Felder in denselben nicht homogen gemacht werden, kann man einen Quotientenmesser erhalten. Ein solcher entsteht auch, wenn mehr als zwei Spulen, z. B. drei Spulen, auf einer Welle befestigt sind oder wenn senkrecht zur Hauptspule eine Hilfsspule auf der gleichen Welle sitzt.
Alle diese an sich bekannten Systemarten fallen am günstigsten aus, wenn das Magnetsystem nach der in der Erfindung gegebenen Lehre aus- gebildet wird.
Bei den geschilderten Anordnungen ist es nicht erforderlich, dass sich die Drehspule unmittelbar über dem Magnet bzw. den Magneten bewegt.
Falls dies zur Erzielung eines sehr homogenen
Magnetfeldes erforderlich ist, kann oben auf dem
Magnet zwischen diesem und der Drehspule eine dünne Weicheisenplatte von solcher Stärke ange- ordnet werden, dass kein grosser Kraftlinienverlust im Luftspalt durch Streuung dieser Platte zur Unterseite des Magneten entsteht. Auch ist es möglich, die Kraftlinien mittels Polschuhen zu- sammenzudrängen, wodurch erzielt wird, dass der gesamte Magnetfluss eine kleinere Oberfläche durchsetzen mjss. In diesem Falle können der
Kern, um den sich die Spule dreht, schmaler und die Spulenabmessungen kleiner sein. Dies ist von Vorteil, wenn eine äusserst leichte Dreh- spule erforderlich ist.
Der Polschuh bzw. die
Polschuhe sollen dabei derart ausgestaltet sein,
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dass der Gewinn nicht durch erhöhte Streuung aufgehoben wird.
PATENTANSPRÜCHE : l. Magnetsystem für elektrische Messgeräte, - relais od. dgl. mit einer oder mehreren drehbaren Spulen und einem oder mehreren Dauermagneten aus einem Material mit hoher Koerzitivkraft, bei dem der Magnetkomplex von zwei nacheinander von den Kraftlinien durchsetzten, in derselben Ebene liegenden Luftspalten begrenzt wird, in denen sich um einen Spulenkern eine oder mehrere drehbare Spulen bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkomplex die Form eines U aufweist, dessen beide, die Magnetpole bildenden Schenkel, wenigstens im wesentlichen parallel zur Drehachse der Spule bzw.
der Spulen angeordnet sind und mit ihren Endflächen in derselben Ebene liegen, wobei die beiden Luftspalte zwischen den Endflächen der Schenkel und einem im wesentlichen eine zusammenhängende Kreisscheibe bildenden Spulenkern gebildet werden, der ganz von der Spule umgeben wird und parallel oder nahezu parallel zu den erwähnten Endflächen liegt, so dass die beiden Luftspalte in entgegengesetzter Richtung von dem Kraftlinienfluss durchsetzt werden, und sich der bzw. die Dauermagnete wenigstens bis in die Nähe der beiden Luftspalte erstrecken.