Dreheisenmessgerät
Elektrische Messinstrumente mit einem Skalenwinkel von über 1800 sind bekannt. Solche Messinstrumente gibt es z. B. bei Drehspulmesswerken, welche eine besondere Ausgestaltung der Magnetpole für diesen Zweck aufweisen.
Es gibt auch Dreheiseninstrumente mit einem derartigen grossen Ausschlagwinkel. Dabei ist man aber darauf angewiesen, ausser den ab stossenden festen Eisen gegen Ende des Ausschlagbereiches auch noch eine anziehende Kraft zwischen dem beweglichen Eisen und einem weiteren festen Eisen auszunutzen, weil bei einem Weicheiseninstrument durch die abstossende Kraft des festen Eisens auf das bewegliche ein Ausschlag von 1800 im allgemeinen der grösste mögliche Ausschlag ist, weil bei einer Vergrösserung des Ausschlages jetzt eine entgegengesetzt drehende abstossende Kraft von dem festen Eisen ausgeht. Durch besondere Gestaltung des festen Eisens, welches sich beispielsweise über einen grösseren Ausschlagbereich als 180 erstreckt und dabei beispielsweise in seiner achsparallelen Breite abnimmt, kann man auch grössere Winkelausschläge erzielen.
Es ist aber für Weicheisenmessgeräte mit einem grossen Winkelausschlag von z. B. mehr als 1800 kennzeichnend, dass die Geräte einen besonders hohen Eigenverbrauch haben. Zur Verringerung des Eigenverbrauches kann man den Drehmomentbedarf verkleinern. Dies geht bei Spitzenlagerung nur bis zu einer gewissen Grenze, weil sonst der Reibungsfehler verhältnismässig zu stark in Erscheinung tritt.
Bei dem Dreheisenmessgerät nach der Erfindung ist ein Weicheisenmesswerk mit einem Ausschlagbereich über 1800 zwischen Spannbändern gelagert.
Vorzugsweise ist das bewegliche System zwischen kurzen Spannbändern gelagert, die man beispielsweise bei Messgeräten mit 900 Ausschlag bereits kennt.
Bei einem Winkel über 180 bis 270 wird die Torsion dieser kurzen Spannbänder etwa doppelt bis dreifach so gross wie bei 90" Ausschlag, so dass man auch mit einer elastischen Hysterese in etwa der mehrfachen Höhe glaubte rechnen zu müssen.
Die Erfahrung hat aber bewiesen, dass man dem kurzen Spannband diese mehrfach grössere Verdrillung zumuten kann, ohne dass die elastische Hysterese unzulässig gross wird. Als wichtig hat man dafür erkannt, dass die Spannbänder an den Widerlagern und an der Achse des beweglichen Systems so gelagert sein müssen, dass die Lötstelle oder sonstige Befestigtmgsstellen des Spannbandes auf alle Fälle von der Torsionsbeanspruchung frei bleiben. Es ist deshalb beispielsweise das Spannband vor seiner Befestigung an der Achse des Systems oder am Widerlager um 900 oder mehr abgelenkt, so dass die eigentliche Befestigungsstelle, die Lötstelle, Kittstelle oder Klemmstelle, jenseits der Umlenkstelle des Bandes liegt.
Durch eine solche Anordnung ist das Weicheisengerät mit einem Ausschlag von über 1800 in seinem Leistungsbedarf so weit verringert, dass der durch den grossen Ausschlagbereich benötigte höhere Leistungsbedarf nahezu wieder ausgeglichen ist. Dies ist ein erheblicher Fortschritt, der offenbar wird, wenn man in Rechnung stellt, dass die von den festen Eisen ausgehenden wirksamen Kräfte nur ungünstig ausgenutzt sind, um den grossen Ausschlag bereich zu erhalten.
Zur Erläuterung der Erfindung dient ein Ausfüh mngsbeispiel. Dieses zeigt ein Weicheiseninstrument, bestehend aus einer Feldspule 1 mit drei festen Eisen 2, 3 und 4 und einem beweglichen Eisen 5. Das bewegliche Eisen 5 wird von einer Achse 6 getragen, die zwischen zwei Spannbändern 7 und 8 aufgehängt ist. Die Federn 9, welche die Spannbänder 7 und 8 tragen, sind mit ihrem Fussende feststehend in Konstruktionsteilen des Instrumentes angebracht.
Sie sind schwanenhalsartig gebogen und tragen auf ihren äussersten Enden die darauf festgelöteten Bänder 7 und 8.
Die festen Eisen 2, 3 und 4 sind so angeordnet, dass das Eisen 4 eine abstossende Kraft und die Eisen 2 und 3 eine anziehende Kraft auf das in die Spule 1 versenkte bewegliche Eisen 5 ausüben. Der Ausschlag des im Bild gezeichneten beweglichen Systems geht von links nach rechts. Die abstossende Kraft zwischen den Eisen 4 und 5 kommt dadurch zustande, dass diese beiden Eisen vollkommen im Innern der Feldspulen 1 untergebracht sind.
Die anziehende Kraft der Eisen 2 und 3 auf das bewegliche Eisen 5 entsteht dadurch, dass die Eisen 2 und 3 sich teilweise ausserhalb der Spulen 1 befinden. Die Magnetisierung des beweglichen Eisens 5 ist daher stärker als die der Eisen 2 und 3, woraus sich eine Anziehungskraft zwischen beiden ergibt, und zwar um so stärker, je weiter die festen Eisen 2 und 3 aus dem Spuleninnern herausragen.
Die abstossenden bzw. die anziehenden Kräfte der festen Eisen auf das bewegliche Eisen erstrecken sich über den ganzen Skalenwinkel von über 1wo", wobei die axiale Länge des abstossenden Eisens 4 beim Ausschlag im Uhrzeigersinn abnimmt, während gleichzeitig die axiale Länge der anziehenden festen Eisen 2 und 3 zunimmt.