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Bremsmagnet mit regelbarer Bremswirkung für elektrische
Messinstrumente, insbesondere für elektrische Zähler
Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremsmagnet mit regelbarer Bremswirkung für elektrische Messinstrumente, insbesondere für Zähler, wobei der Bremsmagnet in an sich bekannter Weise einen über einen Luftspalt und ein loch geschlossenen magnetischen Kreis sowie ein Regelorgan zum Regeln des Luftspaltes aufweist.
Wie bekannt, ist bei in Serienfertigung hergestellten elektrischen, Messinstrumenten mit Bremsmagnet im allgemeinen eine nachherige Regelung der Bremswirkung des Bremsmagnets erforderlich. Insbesondere trifftdies bei Elektrizitätszählern zu, durch die der Verbrauch an elektrischer Energie durch Zählen der Umdrehungen einer Aluminiumscheibe registriert wird und bei denen deshalb die Drehzahl der Aluminiumscheibe in einem vorbestimmten Zusammenhang mit der Last stehen muss. Bei der Serienfertigung kann nun eine Anzahl von Faktoren (z. B. die Streuung der Abmessungen und der Materialgüte innerhalb der Toleranzgrenzen) auftreten, infolge deren die tatsächliche Drehzahl von der Solldrehzahl abweicht.
Diese Abweichung soll durch Regelung der Bremswirkung des Bremsmagnets beseitigt werden.
Zu diesem Zweck ist bereits ein Bremsmagnet vorgeschlagen worden, bei welchem am den Luftspalt begrenzenden Abschnitt des Joches ein drehbar gelagerter Ansatz vorgesehen ist. Dieser bildet gleichsam einen magnetischen Nebenschluss, durch den der magnetische Fluss in Abhängigkeit von der Winkellage des Ansatzes mehr oder weniger geshuntet wird. Bei einer andern, ähnlichen Ausführung ist der den Luftspalt begrenzende Abschnitt des Joches gelenkig gelagert und hiedurch seine Überdeckung mit der Aluminiumscheibe veränderbar, so dass der Widerstand des magnetischen Kreises und somit auch die Drehzahl der Aluminiumscheibe geändert werden kann.
Beide Ausführungen sind mit dem Nachteil behaftet, dass die Regelung nicht durch Änderung des Luftspaltes erfolgt und auf diese Weise zwischen der Verstellung und ihrer Wirkung kein leicht verfolgbarer Zusammenhang festgestellt werden kann. Um diese Schwierigkeit zu beheben, ist auch vorgeschlagen worden, einen Bremsmagnet zu verwender, bei wel- chem als Regelorgan eine im Luftspalt angebrachte Scheibe mit Gewindestift vorgesehen ist. Der Gewindestift der Scheibe greift in eine Gewindebohrung in dem den Luftspalt begrenzenden Schenkel des Joches ein. Bei Drehung verstellt sich die Scheibe in Richtung des Luftspaltes, d. h. in der Richtung der magnetischen Kraftlinien. Auf diese Weise ändert sich der Luftspalt und mit dem Quadrat desselben auch die Bremswirkung.
Obwohl die letztere auf diese Weise gut errechnet werden kann, ist die Einstellung wegen der Änderung quadratischer Art sehr heikel.
Es ist auch ein Bremsmagnet mit regelbarer Bremswirkung für Elektrizitätszähler beschrieben worden, der einen Klotz aus ferromagnetischem Material aufweist. Dieser Klotz ist an einem den Luftspalt begrenzenden Abschnitt des Joches verschiebbar angeordnet. Auch sind Bremsmagnete bekannt, bei welchen das Regelorgan als verstellbarer Schlitten ausgebildet ist und von einem geradlinigen Abschnitt des Joches getragen wird.
Bei den bekannten Bremsmagneten dieser Art nehmen aber die ebenen Polflächen zur Symmetrieebene des Luftspaltes eine schräge Lage ein, wodurch auch die Verschiebungsbahn des Klotzes schräg zur Symmetrieebene des Luftspaltes liegt. Dies hat zur Folge, dass bei Verschiebung des Klotzes der Luftspalt sich entlang der gesamten Polfläche ändert, wodurch die Änderung der Bremswirkung zum Verschiebungsweg quadratisch ist und somit gleiche Verschiebungswege keine gleichen Änderungen der Bremswirkung
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hervorrufen. Hiedurch wird die Regelbarkeit erschwert, denn es muss immer durch Versuche festgestellt werden, welche Verschiebungen vorzunehmen sind, um eine erforderliche Änderung der Bremswirkung hervorzurufen.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Regelung, bei welcher die Bremswirkung sich mit der Verstellung linear ändert. Überraschenderweise hat es sich herausgestellt, dass dies erreicht werden kann, wenn anstatt einer Änderung des Luftspaltes entlang der gesamten Polflächen diese gleichsam unterteilt werden und der Luftspalt entlang der unterteilten Polflächen konstant bleibt, wobei die Änderung der Bremswirkung durch Änderung des Flächenverhältnisses der unterteilten Polflächen bewirkt wird. In praktischer Ausführung bedeutet dies, dass die Polflächen eben ausgebildet und zur Symmetrieebene des Luftspaltes parallel angeordnet sind, wobei der Klotz auf einer der ebenen Polflächen verschoben werde n kann.
Offensichtlich bildet der in den Luftspalt verschobene Klotz ebenfalls eine Polfläche, wobei aber die eigentliche Polfläche des Bremsmagneten in Abhängigkeit von der Lage des Klotzes zum Teil unbedeckt sein wird und ihre Wirkung ausüben kann. Der Luftspalt entlang des Klotzes und der unbedeckten Polfläche bleibt demnach jeweils konstant, lediglich das Flächenverhältnis0 der auf diese Weise unterteilten gesamten Polfläche ändert sich gemäss der Lage des Klotzes.
Die Erfindung bezieht sich demnach auf einen Bremsmagnet der oben beschriebenen Art, bei welchem der Luftspalt eine zum magnetischen Kreis im Luftspalt senkrechte Symmetrieebene aufweist und das Regelorgan aus einem Klotz aus ferromagnetischem Material besteht, der eine ebene Polfläche aufweist und an einem denluftspalt begrenzenden Abschnitt des Joches senkrecht zum auf den Luftspalt entfallenden Abschnitt des magnetischen Kreises in den Luftspalt verschoben werden kann, wie dies an sich bekannt ist. Die Erfindung besteht nun darin, dass die ebene Polfläche und die Verschiebungsbahn des Klotzes parallel zur Symmetrieebene des Luftspaltes verlaufen. Diese Anordnung gewährleistet einen linearen Zusammenhang zwischen Verstellung und Bremswirkung, so dass eine bestimmte Verschiebung des Klotzes jeweils einer gleichen Änderung der Bremswirkung entspricht.
Es ist leicht einzusehen, dass hiedurch eine nachherige Einregelung der Elektrizitätszähler eine verhältnismässig einfache Aufgabe bedeutet, was insbesondere bei Serienfertigung von hoher Bedeutung ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung. werden an Hand der Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für Elektrizitätszähler darstellt.
Fig. l zeigt dabei eine Seitenansicht. Fig. 2 ist eine Draufsicht. Fig. 3 stellt eine Vorderansicht dar.
Schliesslich zeigt Fig. 4 die Seitenansicht einer Einzelheit in grösserem Massstab.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, schliesst sich der magnetische Kreis 11 eines Bremsmagneten 10 über ein Joch 12 und einen Luftspalt 13. Im Luftspalt 13 ist die Aluminiumscheibe 14 eines nicht dargestellten Elektrizitätszählers angebracht, deren Umdrehungszahl für den Verbrauch kennzeichnend ist.
Zum Regeln des Luftspaltes 13 dient nun ein Klotz 15 aus ferromagnetischem Material, der gemäss der Erfindung an dem den Luftspalt 13 begrenzenden Abschnitt 12a des Joches 12 in Richtung des Doppelpfeiles 16 verstellbar angeordnet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Abschnitt 12a eine gerade Form auf, wobei der Klotz 15 als Regelorgan einen am geraden Abschnitt 12a verstellbaren Schlitten bildet. Der Schlitten besteht aus einer U-förmigen Platte 15, die mit ihren Schenkeln 15a, 15b das Joch 12, namentlich dessen Abschnitt 12a umfasst, wobei der Steg 15c der Platte 15 auf der dem Luftspalt 13 zugekehrten Seite des Joches 12 aufliegt, wie dies insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht. Die Platte besteht z. B. aus Eisen und hat eine Stärke von etwa 0, 8 mm.
Zwecks bequemer Verstellbarkeit weist das Regelorgan 15 beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Stellvorrichtung mit Schraubengewinde auf. Diese Stellvorrichtung besteht im Wesen aus einer Platte 17, die zwischen denSchenkeln 15a, 15b an der dem Luftspalt 13 entgegengesetzten Seite am Joch 12a aufliegt und deren mit einer Gewindebohrung versehene Öse 18 in einem Abschnitt 19 einer Schraubenspindel eingreift. Die gegenseitige Lage von Platte 17 und Schlitten 15 ist durch eine in den Schenkeln 15a und 15b eingespannte Feder 20 gesichert, durch die zugleich auch der Schlitten 15 elastisch an das Joch 12a gedrückt wird. Der Abschnitt 19 der Schraubenspindel setzt sich in einem mit Gewinde versehenen Abschnitt 21 von geringerem Durchmesser fort, der in eine Gewindebohrung eines am Joch 12 befestigten Auslegers 22 eingreift.
Somit greift die aus einem Abschnitt 19 mit grösserem Durchmesser und aus einem Abschnitt 21 mit geringerem Durchmesser bestehende Schraubenspindel mit dem Abschnitt in in eine Gewindebohrung am Schlitten 15 und mit dem Abschnitt 21 in eine Gewindebohrung am Joch 12 ein, wodurch eine gegenseitige Verstellung von Joch 12 und Schlitten 15 ermöglicht wird. Es ist nämlich offensichtlich, dass beim Drehen der Schraubenspindel 19, 21 der Schlitten 15 sich am Abschnitt 12a des Joches 12 um eine Weglänge verstellen wird, die der Differenz der durch die Ganghöhen der Teile 19 und 21 bestimmten Bewegungen entspricht. Somit kann auch mittels verhältnismässig grob-
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gängigei Spindelabschnitte eine Feineinstellung erreicht werden, was bezüglich der Massenherstellung von Bedeutung ist.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Bremsmagnets arbeitet wie folgt :
Es sei angenommen, dass der Klotz 15 seine in Fig. l dargestellte äussere Lage einnimmt, wobei der ganze Abstand 13a des Luftspaltes 13 im magnetischen Kreis 11 liegt, d. h. der magnetische Widerstand des Luftspaltes 13 am höchsten ist. Die Wirkung des Bremsmagneten ist dabei am geringsten, wobei die Zahl der Umdrehungen der Aluminiumscheibe 14 je Zeiteinheit bei übrigens unveränderter Last ihren höchsten Wert erreicht. Überragt diese Umdrehungszahl je Zeiteinheit den der jeweiligen Last zugeordneten Sollwert, wird der Klotz 15 mittels Drehung der Schraubenspindel 19, 21 in Richtung des Pfeiles 16 in den Luftspalt 13 verstellt.
Je mehr sich der Klotz 15 seiner andern äusseren Lage nähert, wo er sich mit dem Magnet 10 überdeckt, um so grösser ist jener Teil des Luftspaltes 13, dessen Abstand 13a um die Stärke des Steges 15c abnimmt, wobei die auf die Aluminiumscheibe 14 ausgeübte Bremswirkung mit der Abnahme des Widerstandes im magnetischen Kreis entsprechend zunimmt. Der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht eben darin, dass die in der Richtung des Doppelpfeiles 16 erfolgende Bewegung der Änderung der Bremswirkung proportional ist.
Wenn z. B. der Bereich a der Verstellung einer Änderung von 30 % der Bremswirkung entspricht, d. h. in der vollständig eingeschobenen Lage des Klotzes 15 die Bremswirkung um 30 % stärker ist als in der vollständig herausgezogenen Lage gemäss Fig. l, bewirkt eine Verstellung von a/2 eine Änderung von 15 % der Bremswirkung, wobei diese Änderung eine Zunahme oder Abnahme bedeutet, je nachdem die Verstellung in der einen oder andern Richtung des Pfeiles 16 erfolgt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Bremsmagnet mit regelbarer Bremswirkung für elektrische Messinstrumente, insbesondere für Elektrizitätszähler, mit einem über einen Luftspalt und ein Joch geschlossenen magnetischen Kreis sowie mit einemRegelorgan zum Regeln des Luftspaltes, wobei der Luftspalt eine zum magnetischen Kreis im Luftspalt senkrechte Symmetrieebene aufweist und das Regelorgan aus einem Klotz aus ferromagnetischem Material besteht, der eine ebene Polfläche aufweist und an einem den Luftspalt begrenzenden Abschnitt des Joches senkrecht zum auf den Luftspalt entfallenden Abschnitt des magnetischen Kreises in den Luftspalt verschoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Polfläche und die Verschiebungbahn des Klotzes (15) parallel zur Symmetrieebene des Luftspaltes (13) verlaufen.