Spannbandaufhängung für Me#systeme.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der sogenannten Spannbandaufhängung von Messsystemen, wie sie insbesondere bei elektrischen Messinstrumenten angewandt wird. Bei der Spannbandaufhängung wird das bewegliche Organ an beiden Seiten von Torsionsbändern gehalten, die durch Federn, mei- stens durch Blattfedern, gespannt sind. Die Ilauptvorteile dieser Anordnung sind, dass die Aufhängung vollkommen reibungsfrei arbeitet, lagenunabhängig ist und auch bis zu einem gewissen Grad gegenüber mechanischen Ersehütterungen unempfindlieh ist. Doch befriedigten die bisher üblichen Ausführungen von Spannbandaufhängungen dann nicht, wenn sie starken Stossen ausgesetzt waren.
Schon bei verhältnismässig nicht sehr hohen Stossbeanspruchungen wurden die Spannbänder zerstört und das Instrument unbrauch- bar. Ausserdem haben die bisherigen Ausfüh- rungsformen der Spannbandaufhängung den Nachteil, dass sie fertigungstechnisch nicht einfach sind. Alle diese Gründe haben dazu geführt, dass die Spannbandaufhängung bisher nur bei Sonderausführungen Anwendung gefunden hat.
Zweck vorliegender Erfindung ist, eine Spannbandaufhängung zu schaffen, die weitgehend stossfest ist, so dass ein Gerät entsteht, das als Gebrauchsinstrument hoher Empfind- lichkeit und sogar als einfaches Sehalttafelinstrument Bedeutung hat und in der Lage ist, in weitem Umfang das spitzengelagerte System zu ersetzen. Bei der Erfindung wurde zunächst von dem Gedanken ausgegangen, die Stossfestigkeit zu erhöhen. Es ist dies nicht einfach dadureh zu erreichen, dass die Spann- federn für das Band mögliehst weich gehalten werden, denn eine gewisse Vorspannung muss vorhanden sein, um das bewegliche Organ in allen Lagen richtig zu halten.
Ausserdem ergab sich bei einer näheren Untersuchung, dass es auf die Federungseigensehaften der Spannfedern allein gar nicht ankommt. Fällt das Instrument, wie dies praktisch bei der Stossbeanspruchung nur in Frage kommt, aus grosser Hoche auf eine harte Unterlage, so behält zunächst das bewegliche Organ, z. B. bei einem Drehspulgerät das Rähmehen, die im Augenbliek des Auftreffens bestehende Fallgeschwindigkeit gegenüber dem festen mit dem Gehäuse verbundenen Systemträger bei.
Das bewegliche Organ hat also in diesem Augenblick gegenüber dem Systemträger eine nicht unerhebliche Bewegungsenergie, die über die Aufhängung abgeführt werden muss.
Die hierbei auftretenden Kräfte sind desto kleiner, je grosser die Beruhigungszeit für das bewegliche Organ ist und dementspreehend von der Federung abhängig. Unter suchungen haben aber darüber hinaus gezeigt, dass es sich bei der ausserordentlich kurzen Ablaufzeit des Stossvorganges ungünstig auswirkt, wenn die vom beweglichen Organ aus- gehenden Kräfte, wie dies bei den bekannten Nusführungen der Fall ist, zunächst auf das Spannband und dann erst auf die Feder übertragen werden. Es kann dann schon eine unzulässige Dehnung und Belastung des Spannbandes erfolgt sein, ehe die auftre- tenden Kräfte überhaupt die Feder zur Auslenkung gebracht haben, da diese ja mit einer gewissen Zeitverzögerung erfolgt.
Besonders trifft dies zu, wenn, wie es bei den bisherigen Ausführungen meistens der Fall war, die auf das Band unmittelbar wirkenden Teile der Spannfedern eine erhebliche Masse aufweisen, z. B. dadurch, dass Vorrichtungen für die Befestigung des Bandes angebracht sind. Auch die bekannten Ausführungsformen, bei denen die Feder in das Band als Unterbrechung ein gesehaltet ist, verhalten sich nicht wesentlich anders, da auch hier das bewegliche Organ unmittelbar am Band angteift.
Die Erfindung schafft hier eine grundlegende Abhilfe, indem die Spannfedern nicht zwischen dem Spannband und dem mit dem Gehäuse verbundenen Systemträger, sondern zwischen dem bewegliehen Organ und den Spannbändern eingeschaltet sind. Wird jetzt das bewegliche Organ gegenüber dem Systemträger beschleunigt, so wird unter allen Umständen zunächst die Feder gestreekt und der unmittelbare Stoss des beweglichen Organes aufgefangen. Dadurch können im Spannband schon nicht die Kräfte auftreten, wie bei unmittelbarer Befestigung am bewegliehen System, weil die Energie, die zur Beruhigung des beweglichen Organes gebraucht wird, immer nur über eine grössere Zeit verteilt an das Spannband abgegeben wird.
Eine unzulässige Spannung der Feder kann ausserdem durch Anschläge, welche die Bewegung des beweg- lichen Organes begrenzen, vermieden werden.
Weiterhin können bei der erfindungs- gemässen Anordnung auch noch erhebliche konstruktive Vorteile erzielt werden. Will man nämlich bei einem Spannbandsystem eine Nullpunktverstellung anbringen, und das wird praktisch immer notwendig sein, so ist dies bei der üblichen Anbringung der Federn an dem Systemträger nur mit Schwierigkeiten möglieh. Es muss entweder das ganze Messwerk gedreht werden oder die Spannfeder oder an dieser die Befestigungsvorrichtung für das Band. Die letztgenannte Ausfiihrungsform ist deshalb besonders ungünstig, weil die Anbringung der Verstellvorrichtung die Masse der gefederten Bandhalterung erhöht.
Wird dagegen gemäss der Erfindung die Spannfeder am drehbaren Messorgan selbst befestigt, so werden diese Naehteile ohne weiteres vermieden, dem1 nunmehr kann am Systemträger ohne besondere Sehwierigkeiten eine gewöhnliche Nullpunkteinstellung angebracht werden.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung sind die Spannbänder unmittelbar mit den beiden Federenden verbunden. Es wirken sich die Beschleunigungen dieser Federenden ebenfalls auf das Spannband aus. Hieraus folgt, dass die auf das Spannband durch ihre Beschleunigung unmittelbar wirkenden Teile der Federn besonders leicht gestaltet werden müssen, während man aus allgemein konstruktiven Gründen schon darauf bedacht sein wird, den Federn an sich eine geringe Masse zu geben.
Die nachfolgende Beschreibung eines in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels zeigt, wie diese Forderungen durch entsprechende Ausgestaltung in einfacher Weise erfüllt werden können und wie, trotzdem die Anbringung der Federn am beweglichen Organ auf den ersten Bliek ungünstig erscheinen mag, eine Anordnung entsteht, die bedeutende Vorteile aufweist.
Das Ausführungsbeispiel zeigt ein Dreh spulgerät mit Kernmagnet.
Abb. 1 ist eine Gesamtansieht und Abb. 2 eine vergrösserte Darstellung der Aufhängung.
Alle unwesentlichen Einzelheiten, wie Zeiger, Balancegewichte usw. sind weggelassen. Es ist 1 der Kernmagnet und 2 der Eisenrück- schluss. Beide werden vom Systemträger 3 gehalten, der mit dem nieht dargestellten Instrumentengehäuse in Verbindung stehen möge. Das Rähmehen 4 trägt die U-förmig gebogenen Blattfedern 5, an welche in der Drehachse des Rähmchens die Spannbänder 6 angreifen. Diese sind am andern Ende an Plättchen 7 befestigt. Das Plättehen 7 des obern Spannbandes ruht in einer abgesetzten Bohrung des Ringes 8, der mit einer Fahne versehen ist und im Systemträger drehbar gelagert ist. Durch Verdrehen dieses Ringes mittels der Fahne wird der Nullpunkt verstellt. Es wird zumeist genügen, wenn dies an einer Seite erfolgt.
Das untere Plättehen 7 ruht daher fest im Systemträger. Die Spannbänder dienen zugleich als Stromzuführungen und dementsprechend muss die Lagerung am Systemträger an einer Seite isoliert sein.
In Abb. 2 sind die Einzelheiten der Spannbandbefestigung näher dargestellt. Das s Spannband ist an beiden Enden an den Plättehen 7 und 10 vorzugsweise durch Loten befestigt. Hierzu sind aus den Plättehen zwei Lappen ausgestanzt, die etwas über die Senkrechte hinaus gegen die Plättchen abgebogen werden. Das Spannband wird so an den Plättehen befestigt, dass es frei über die von den abgebogenen Lappen gebildeten Rundungen abläuft. Diese Massnahme dient dazu, das Spannband bei einer Stauchung vor einem Knicken zu bewahren und ist an sich bekannt.
Das obere grössere und runde Plättehen 7 ruht bei der dargestellten Ausführung unmittelbar in der abgesetzten Bohrung. Es ist also keine Nullpunktseinstellung eingezeichnet ; der elektrische Anschluss erfolgt mittels der Lötfahne 9. Das Auge, das die Bohrung trägt, ist in : der Zeichnung aufgeschnitten dargestellt. Die Durchgangsbohrung ist so gross, dass das andere viereekige Plättehen 10 frei hindurchgeht. Dies wird unter das ge kröpfte Ende der Feder 5 geschoben, das für den Durchgang des Spannbandes einen Schlitz aufweist. Durch diesen Schlitz ragt au#erdem der nach oben gebogene Lappen des Plättehens 10.
Die Lage des Plättchens 10 wird dadurch fixiert, dass es am Federende gegen die durch die Abkropfung der Feder gebildete Nase stosst, während der abgebogene Lappen am Ende des Schlitzes anliegt. Im übrigen wird die gesamte Aufhän- gung nur durch die Spannung der Federn 5 gehalten. Die Ausbildung der Aufhängung an den beiden Seiten des Rähmchens ist abgesehen davon, dass an der einen Seite das runde Plättchen in der Nullstellvorrichtung ruht, genau gleich.
Um bei sehr starken Auslenkungen die Spannbänder vor einer zu grossen Beanspru- ehung zu schiitzen, ist das axiale Spiel zwi schen Rähmehen und Kernmagnet so bemes sen, dass sieh das Rähmehen bei zu grossem Ausschlag gegen die Stirnflächen des Magneten legt. Der Kernmagnet wird also zugleich als Anschlag zur Begrenzung des Rähmehenaussehlages benutzt.
Die beschriebene Anordnung zeiehnet sich durch einen äusserst einfaehen Aufbau aus, der fertigungstechnisch besonders günstig ist. Es werden nur wenige äusserst billige Stanzteile verwendet und die Montage ist ebenfalls denkbar einfach. Die Forderung naeh einer geringen Masse der auf die Spannbänder wirkenden ungefederten beweglichen Teile ist ebenfalls weitgehend erfüllt.
Das Gewicht der Feder braucht z. B. höeh- stens t/1o des Gewichtes des beweglichen Organes zu betragen und davon kommt wiederum nur ein Bruchteil, höchstens 1/4 zur Auswirkung auf die Spannbänder. Es ist möglieh, die Verhältnisse noch günstiger zu gestalten.
Durch die Anordnung der Feder am be weglichen Organ wird aueh eine einfache Möglichkeit geschaffen, die Rüekstellkraft des Spannbandes dureh Anderung seiner wirksamen Lange zu beeinflussen. Abb. 3 zeigt als Beispiel hierfür eine Einrichtung, die auf den Systemträger an Stelle des Plätt- chens 7 gesetzt wird. Das Spannband wird hierbei um einen kleinen runden Dorn gewiekelt und durch dessen Drehung mehr oder weniger verkürzt. Hierbei tritt zwar auch eine Anderung der Spannung der Spannfeder ein, die aber unwesentlich gehalten werden kann.
Es kann aber auch das Spannband unter Beibehaltung der üblichen Befestigung durch eine zusätzlieh axial versehiebbare Klemm- vorrichtung festgehalten werden und so in seiner wirksamen Länge verkürzt werden.
In besonderen Fällen kann es aueh vor teilhaft sein, an beiden Enden des Spannbandes, also auch zwischen Spannband und Systemträger eine Federung anzubringen.
Die Ausbildung der Spannbandaufhängung an den beiden Federn kann hierbei entspreehend dem bereits beschriebenen Beispiel für eine Feder gewählt werden.