Mefiinstrument mit an Spannbändern aufgehängtem beweglichem System.
Die Erfindung betrifft ein Messinstrument mit an Spannbändern aufgehängtem beweglichem System und zeichnet sich dadurch aus, dass das der Anzeige dienende bewegliche System durch zwischen nachgiebigen Haltern gespannte Spannbänder gehalten wird und Mittel zur Begrenzung der ausser der Drehbewegung auftretenden Bewegungen des Systems vorgesehen sind.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstan- des schematisch dargestellt.
Es zeigen : Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Messinstrument und
Fig. 2 einen Sehnitt nach der Linie I-I der Fig. 1.
In der Fig. 1 bedeutet 1 ein Gehäuse eines Messinstrumentes, beispielsweise eines elektri- schen Messinstrumentes, in welchem zwischen zwei mit dem Gehäuse fest verbundenen Halteringen 2 bzw. 3 mit winkelförmigem Querschnitt ein Jocheisenring 4 gehalten wird.
Konzentrisch im Jocheisenring ist ein dreh körperförmiger Permanentmagnet 5 vermittels Spannbändern 6, 7 drehbar gelagert. Letztere sind einerseits an je einem abgesetzten Zapfen 8 bzw. 9 der Achse 10 des Permanent nagneten befestigt und anderseits an je einer mit dem Gehäuse I fest verbundenen gebogenen Blattfeder 11 bzw. 12 angelotet. Am obern Achszapfen 8 ist ein Zeiger 13 angebracht, der über einer am Gehäuse 1 befestigten Skala 14 spielt.
Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass der Jocheisenring 4 zwei einander entgegengesetzt gewickelte Spulen 15 bzw. 16 aufweist, die in Reihe geschaltet sind und bei Erregung im Jocheisenring 4 beispielsweise an der Stelle 17 einen Nordpol und an der Stelle 18 einen Südpol erzeugen. Der quermagnetisierte Permanentmagnet 5 weise seinerseits an der Stelle 19 einen Nordpol und an der Stelle 20 einen Südpol auf. Die Wirkung dieser verschiedenen Pole aufeinander ist derart, dass sich der Permanentmagnet 5 entgegen der Direktionskraft der beiden Spannbänder 6, 7 in der angegebenen Pfeilrichtung um einen Winkel verdreht, dessen Groupe von dem die Spulen 15, 16 durchfliessenden Gleich- strom abhängig ist.
Auf beiden Seiten der Halteringe 2, 3 sind nun je eine in der Mitte eine Öffnung 21 bzw. 22 (siehe Fig. 1) aufweisende Platine 23 bzw. 24 vorgesehen, die mit dem Gehäuse I fest verbunden sind. Die Verhältnisse sind so gewählt, dass bei Normallage des Per manentmagneten 5 die Kreisringfläehen der abgesetzten Magnetachse 10 sich in unmittel barer Nähe der Platinen 22, 23 befinden, ohne diese jedoch zu berühren. Die beiden Zapfen 8, 9 der Magnetachse 10 durehdringen anderseits mit einem verhältnismässig sehr geringen Spiel die beiden Öffnungen 21, 22.
Durch die beschriebene Spannbandaufhängung wird eine genaue Fixierung der Drehachse sichergestellt, wie sie bei Instrumenten mit Spitzen-und Zapfenlagerungen, nicht er reichbar ist. Spitzen- und Zapfenlagerungen erfordern naturgemäss eine gewisse Bewe- gungsfreiheit der Drehaehse, so dass die zentrische Lage nur zeitweise eingenommen wird.
Bei Ausweichungen von der zentrisehen Lage treten aber radial wirkende Zugkräfte zwi- schen Jocheisenring und Permanentmagnet auf, die progressiv mit der auftretenden Aus- lenkung zunehmen.
Die Aufhängung des Permanentmagneten 5 vermittels den beiden Spannbändern 6, 7 an den beiden Blattfedern 11, 12 erfolgt unter grösstmöglichstem Spannen derselben. Wird der Permanentmagnet 5 durch eine äussere Einwirkung nach unten bewegt, so wird die obere Blattfeder 11 gespannt und die untere Blattfeder 12 entspannt. Der auslenkenden Einwirkung stellt sieh demnaeh die verhältnismässig stark zunehmende Gegenkraft der Blattfeder 11 entgegen.
Durch zweckmϯige Dimensionierung der beiden Blattfedern 11, 12 kann ihre Wirkung an die jeweils vorlie- genden Verhältnisse angepasst werden. Die Bewegungsfreiheit des Drehmagnetsystems ist jedoeh ausserdem durch die besondere Lagerung der Zapfen 8, 9 in den Öffnungen 21, 22 der Platinen 23, 2 naeh allen Richtungen stark begrenzt.
Die Verhältnisse sind nun vorteilhaft so gewählt, dass, wenn bei einem Stoss oder einer Ersehütterung die Zapfen oder die kreisringf¯rmigen AbsatzflÏchen der Magnetankeraehse der Platinen 22, 23 bei Erreichung der maximalen Auslenklage des Drehankersystems ansehlagen, die Spannbänder 6, 7 nicht überbeansprueht werden.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht darin, dass die Blattfedern 11, 12 nur eine verhältnismässig sehr kleine Massenträgheit aufweisen und die ver hältnismässig grosse Masse des Drehmagnet- systems 5 durch die Sieherheitsanschläge abgefangen wird, so da¯ ein Rei¯en der Spannbänder 6, 7 durch mechanische Beschleunigungen des Instrumentes infolge von Stossen oder Ersehütterungen mit Sicherheit vermieden werden. Ein solches Gerät ist daher ausserordentlich stosssicher.
Durch die verhältnismässig grossen, parallel zueinander liegenden AnschlagflÏchen wird bei der infolge von Stossen auftretenden Auslenkungen die Luft zwischen diesen FlÏchen fortwährend komprimiert und expandiert, wodureh eine Dämpfung des beweg- lichen Systemsbewirkt wird. Diese DÏmp fungswirkung ist bei möglichst leicht gehal- tenem Drehsystem und verhältnismässig gro ssen Anschlagflächen sehr ausgeprägt und bringt das durch Stosseinwirkung zum Schwin- en gebraehte Drehsystem sehr schnell zur Ruhe.
Die Anseblagfläehen brauchen nicht, wie angegeben, zylinder-und kreisringförmig ansgebildet sein. Diese FlÏchen k¯nnen auch koniseh, kugelf¯rmig usw. ausgebildet sein.
Durch die beschriebene Aufhängung des Drehmagnetsystems ist es möglieh, ein elek trisehes Alessinst. rument herzustellen, das die guten Eigenschaften des bekannten Drehspulsystems besitzt, jedoch ein viel höheres Drehmoment f r den gleichen Leistungsver- brauch aufweist, dabei aber billiger herstellbar ist und keine empfindlichen Zuleitungen zum Drehsystem benötigt.
Die erfindungsgemässe Aufhängung ist selbstverständlieh nieht auf elektrische Messinstrumente beschrÏnkt. Sie lässt sich vielmehr bei allen Instrumenten mit kleinen Richtkräften verwenden, die eine möglichst reibungsfreie Lagerung verlangen. Beispielsweise ist die beschriebene AufhÏngung ohne weiteres an sogenannten Torsionswaagen verwendbar.
Mefi instrument with a movable system suspended from tension straps.
The invention relates to a measuring instrument with a movable system suspended on tensioning straps and is characterized in that the movable system used for the display is held by tensioning straps stretched between flexible holders and means are provided to limit the movements of the system other than the rotary movement.
In the drawing, for example, an embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically.
The figures show: FIG. 1 a cross section through a measuring instrument and FIG
FIG. 2 shows a section along the line I-I of FIG. 1.
In FIG. 1, 1 denotes a housing of a measuring instrument, for example an electrical measuring instrument, in which a yoke iron ring 4 is held between two retaining rings 2 or 3 with an angular cross section that are firmly connected to the housing.
A rotating body-shaped permanent magnet 5 is rotatably mounted by means of tensioning straps 6, 7 concentrically in the yoke iron ring. The latter are attached on the one hand to a separate pin 8 or 9 of the axis 10 of the permanent magnet and on the other hand to a bent leaf spring 11 or 12 firmly connected to the housing I. A pointer 13 is attached to the upper journal 8 and plays over a scale 14 attached to the housing 1.
From Fig. 2 it can be seen that the yoke iron ring 4 has two oppositely wound coils 15 and 16, which are connected in series and generate a north pole at point 17 and a south pole at point 18 when excited in the yoke iron ring 4. The transversely magnetized permanent magnet 5 for its part has a north pole at point 19 and a south pole at point 20. The effect of these different poles on one another is such that the permanent magnet 5 rotates against the directional force of the two tensioning straps 6, 7 in the indicated arrow direction by an angle whose group depends on the direct current flowing through the coils 15, 16.
On both sides of the retaining rings 2, 3 there are now a respective circuit board 23 or 24 which has an opening 21 or 22 (see FIG. 1) in the middle and is firmly connected to the housing I. The ratios are chosen so that in the normal position of the permanent magnet 5, the circular ring surfaces of the remote magnet axis 10 are in the immediate vicinity of the plates 22, 23, but without touching them. On the other hand, the two pins 8, 9 of the magnet axis 10 penetrate the two openings 21, 22 with a relatively very small amount of play.
The tightening strap suspension described ensures that the axis of rotation is precisely fixed in a way that cannot be reached in the case of instruments with point and pin bearings. Point and pin bearings naturally require a certain amount of freedom of movement for the rotary axis, so that the central position is only temporarily assumed.
When deviating from the centric position, however, radial tensile forces occur between the yoke iron ring and the permanent magnet, which increase progressively with the deflection that occurs.
The suspension of the permanent magnet 5 by means of the two tensioning straps 6, 7 on the two leaf springs 11, 12 takes place with the greatest possible tensioning of the same. If the permanent magnet 5 is moved downwards by an external action, the upper leaf spring 11 is tensioned and the lower leaf spring 12 is relaxed. The deflecting effect is counteracted by the comparatively strongly increasing counterforce of the leaf spring 11.
By appropriately dimensioning the two leaf springs 11, 12, their effect can be adapted to the prevailing conditions. The freedom of movement of the rotary magnet system is, however, also severely limited in all directions by the special mounting of the pins 8, 9 in the openings 21, 22 of the plates 23, 2.
The conditions are now advantageously chosen so that if the pins or the circular shoulder surfaces of the magnet armature collar of the plates 22, 23 stop when the pivoting armature system has reached its maximum deflection position, the tensioning straps 6, 7 are not overstressed.
Another advantage of the device described is that the leaf springs 11, 12 have only a relatively very small mass inertia and the relatively large mass of the rotary magnet system 5 is intercepted by the security stops, so that the tensioning straps 6, 7 can be avoided with certainty by mechanical accelerations of the instrument as a result of bumps or vibrations. Such a device is therefore extremely shockproof.
Due to the relatively large stop surfaces lying parallel to one another, the air between these surfaces is continuously compressed and expanded during the deflections that occur as a result of impacts, which causes damping of the moving system. This damping effect is very pronounced when the rotating system is kept as light as possible and the stop surfaces are relatively large, and it very quickly brings the rotating system to a standstill, which is made to vibrate by impact.
The application areas do not need to be cylindrical and circular, as indicated. These surfaces can also be conical, spherical, etc.
Due to the suspension of the rotary magnet system as described, it is possible to create an elec trisehes Alessinst. Manufacture an instrument that has the good properties of the known moving coil system, but has a much higher torque for the same power consumption, but is cheaper to manufacture and does not require sensitive feed lines to the rotating system.
The suspension according to the invention is of course not limited to electrical measuring instruments. Rather, it can be used for all instruments with small straightening forces that require the most friction-free storage possible. For example, the suspension described can easily be used on so-called torsion balances.