CH623936A5 - - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE 12. Messwerk nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich-

1. Messwerk für Weitwinkel-Drehspulsysteme, bestehend net, dass einer die Achslager aufnehmenden Tragarme des zum aus einem Gestell mit beweglichem Organ, einem inneren und Gestell gehörenden Messwerkträgers (13), bevorzugt der bei einem äusseren Polring, und einem oder zwei Magneten, der Montage obere Tragarm (13'), Aussenabmessungen auf-dadurch gekennzeichnet, dass eine formschlüssige Anordnung 5 weist, deren Projektion auf das über das Gestell gesteckte der Magnete oder des Magnetes (3,3') und der Polringe (1,2) Magnetsystem bei entsprechender Drehlage des äusseren Pol-

zueinander in der Art vorgesehen ist, dass die Polringe mitein- ringes (1) zwischen den Armen dieses Polringes liegt.

ander zentriert und in dieser Lage in jeder Richtung fix gehalten 13. Messwerk nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich-

sind, wobei jeder der beiden Polringe in zwei Arme ausläuft, net, dass die Zwischenräume zwischen den Armen der Polringe zwischen denen sich je ein Zwischenraum befindet, dass der zur 10 schlitzförmig sind.

Aufnahme von Teilen des beweglichen Organes dienende In- 14. Verfahren nach Patentanspruch 2, dass ein Verpressen nenraum (12) des inneren Polringes (2) über den zwischen der Polringe und des Magnetes oder der Magnete miteinander seinen Armen befindlichen als Schlitz (10) ausgebildeten Zwi- erfolgt.

schenraum von aussen (A) her zugängig ist, wobei die Breite des

Schlitzes (10) so bemessen ist, dass die mit dem Gestell des is

Messwerks zusammenmontierten vorgenannten Teile des beweglichen Organes durch diesen Schlitz (10) in den Innenraum Die Erfindung betrifft zunächst ein Messwerk für Weitwin-

(12) des inneren Polringes (2) bringbar sind. kel-Drehspulsysteme, bestehend aus einem Gestell mit bewegli-

2. Verfahren zur Herstellung eines Messwerkes nach Pa- chem Organ, einem inneren und einem äusseren Polring und tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell mit 20 einem oder zwei Magneten. Ferner bezieht sich die Erfindung beweglichem Organ zunächst für sich fertig montiert, ausbalan- auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Messwerkes, eiert und justiert wird, dass anschliessend Teile des beweglichen sowie auf die Verwendung des Messwerkes.

Organes in den inneren Polring (2) eingeschoben, dann der Bei bekannten Messwerken der eingangs genannten Art

äussere Polring (1) übergeschoben und danach beide Polringe in kann das bewegliche Organ des Messwerkes erst innerhalb des die endgültige Betriebslage gedreht werden, und dass hiernach 25 Magnetsystems montiert und balanciert werden. Diese Arbeiten eine Verpressung der Polringe miteinander erfolgt. sind jedoch ausserordentlich zeitraubend und stellen hohe An-

3. Verwendung des Messwerkes nach Patentanspruch 1 in forderungen an das Montagepersonal. Aufgrund des gleichzeiti-einem Drehspulinstrument. gen Einbringens schwerer Teile und sehr empfindlicher Teile in

4. Messwerk nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich- einem Arbeitsgang besteht hierbei ferner eine grosse Beschädi-net, dass die Polringe (1,2) und der Magnet (3'), bzw. die 30 gungsgefahr für die empfindlichen Spitzen und Lager des Mess-Magnete (3) miteinander verpresst oder verspannt und durch werkes. Eine Mechanisierung oder Rationalisierung dieser Ar-Pressitz aneinander gehalten sind. beiten ist praktisch ausgeschlossen. Ein weiterer Nachteil dieser

5. Messwerk nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich- bekannten Messwerke besteht darin, dass die Polringe und die net, dass beide Polringe (1,2) jeweils als Teil eines Zylinderrin- Magneten in aufwendiger Weise miteinander entweder verges ausgebildet sind, wobei zwischen dem Aussenumfang (4) 35 schraubt oder verklebt werden müssen. Da es sehr teuer ist, in des inneren Polringes und dem Innenumfang (5) des äusseren Permanentmagneten Bohrungen oder dergleichen einzubrin-Polringes ein Luftspalt (6) für die Drehbewegung des Drehspul- gen, ist das Verschrauben ausserordentlich aufwendig. Ein wei-rahmens (7) vorgesehen ist und dass die Arme (2') des inneren terer, wesentlicher Mehraufwand entsteht dadurch, dass die Polringes in den Bereich des äusseren Polringes hineinragen und Teile zueinander konzentrisch sein müssen und zu diesem Zentrierflächen (9) aufweisen, die mit entsprechenden Gegen- 40 Zweck zu justieren sind. Dieser Arbeitsgang ist erforderlich, da zentrierflächen (8) der Arme des äusseren Polringes (1) zusam- andernfalls die Linearität der Skala des Messwerkes nicht gemenwirken, wobei die Zentrierflächen eine Form aufweisen, die währleistet ist. Ein Verkleben der Teile miteinander erfordert eine Fixierung der Polringe in jeder Richtung gewährleistet. einen erheblichen Aufwand an Vorrichtungen. Trotz dieser

6. Messwerk nach Patentanspruch 4 und 5, dadurch gekenn- Aufwendungen wird in der Regel aber keine genügende Konzeichnet, dass die Verpressung oder Verspannung entlang der 45 zentrizität erreicht, da darüberhinaus nachteiligerweise nicht Zentrierflächen (8,9) erfolgt. korrigiert werden kann. Hinzu kommen die bereits erwähnten

7. Messwerk nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeich- Kosten für die Endmontage des Messwerkes und dessen endgül-net, dass jeweils zwischen zwei zusammenwirkenden Zentrier- tige Justierung.

flächen (8,9) Raum für die Einbringung je eines Magneten (3)

solcher Formgebung und Abmessung besteht, dass die Aussen- so Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Messwerk für flächen des Magneten formschlüssig an den Zentrierflächen Weitwinkel-Drehspulsysteme zu schaffen, bei dem unter weitanliegen gehender Reduzierung der Fertigungs- und Montagekosten die

„ „ , „ , „ , ,, erforderliche Konzentrizität der Magnetsystemteile und damit

8. Messwerk nach Patentanspruch 7, gekennzeichnet durch die ünschte Linearität der Messwerkanzeige erreicht wird, zylindrische Magnete (3) und zylinderförmige Zentnerflachen ^ Insbesondere sollen in der Fabrikation lohnaufwendige Monta-

^ _ t 1 , . 1 • , gearbeiten vereinfacht und Justierarbeiten vermieden werden.

9. Messwerk nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeich- Diese AufgabenstelIung erfolgt für die oben genannten Weitnet, dass die Magnete (3) Schlitze (15) aufweisen mittels derer winkel_Drehspulsysteme, bei denen der Zeiger und damit der sie um ihre senkrecht zur Magnetrichtung verlaufende Achse Drehspulrahmen einen Weitwinkel von z.B. 250° überstreichen verdrehbar sind. M| muss. Hierbei sind die genannten Probleme der Konzentrizität

10. Messwerk nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeich- und Linearität wesentlich schwieriger zu bewältigen als bei net, dass die Zentrierflächen (8,9) des inneren und des äusseren sogenannten 90°-Instrumenten, bei denen der Drehspulrahmen Polringes unmittelbar aneinanderliegen und dass ein teil-hohl- und der Zeiger einen Winkel von nur 90° bestreichen und bei zylinderförmiger Magnet (3') im Luftspalt (6) zwischen dem denen sich ein Teil der negativen Auswirkung einer Exzentrizi-inneren und dem äusseren Polring vorgesehen ist. 65 tät auf die Linearität des Instrumentes aufhebt, weil die Spule

11. Messwerk nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich- an sich diametral gegenüber liegenden Stellen zweimal in das net, dass als Polringe und Magnete Strangpress- oder Sinterteile Magnetfeld eintaucht. Beim sogenannten 250°- oder Weitwin-dienen. kelsystem tritt aber im Gegensatz zu den 90°- Systemen keine

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Kompensation der Momentenabweichung an den beiden Spu- ander erfolgt. In Weiterbildung dieses Verfahrens werden die lenseiten ein. Polringe zusammen mit dem Magnet oder den Magneten mit-

Zur Lösung dieser Aufgabe ist mit der Erfindung bei einem einander verpresst. Hiermit ergeben sich die oben bereits erläu-

Messwerk der eingangs genannten Art vorgesehen, dass eine terten Vorteile.

formschlüssige Anordnung der Magnete oder des Magnetes und 5 Schliesslich erstreckt sich die Erfindung auch auf die Ver-

der Polringe zueinander in der Art vorgesehen ist, dass die Wendung eines solchen Messwerkes in einem Drehspulinstru-

Polringe miteinander zentriert und in dieser Lage in jeder ment.

Richtung fix gehalten sind, wobei jeder der beiden Polringe in Weitere Vorteile und Merkmale sind den abhängigen An-

zwei Arme ausläuft, zwischen denen sich je ein Zwischenraum Sprüchen, sowie den nachstehend erläuterten und in den zuge-

befindet, dass der zur Aufnahme von Teilen des beweglichen n> hörigen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der

Organes dienende Innenraum des inneren Polringes über den Erfindung zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt:

zwischen seinen Armen befindlichen als Schlitz ausgebildeten Fig. 1 : Ein Messwerk nach der Erfindung in der Draufsicht,

Zwischenraum von aussen her zugängig ist, wobei die Breite des Fig. 2: einen Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1,

Schlitzes so bemessen ist, dass die mit dem Gestell des Messwer- Fig. 3: das Messwerk nach den Fig. 1,2 in einem Zwischen-

kes zusammenmontierten vorgenannten Teile des beweglichen 15 Stadium der Montage,

Organes durch diesen Schlitz in den Innenraum des inneren Fig. 4: in der Draufsicht eine weitere Ausführungsmöglich-

Polringes bringbar sind. Damit ergeben sich mehrere Vorteile. keit der Erfindung, wobei nur das Magnetsystem dargestellt ist,

Der Zwischenraum zwischen den Armen des inneren Polringes das Gestell und das bewegliche Organ jedoch weggelassen und auch der dementsprechende Zwischenraum zwischen den wurden.

Armen des äusseren Polringes gehen nicht in den magnetischen 20 Das Magnetsystem des Messwerkes besteht aus dem äusse-

Widerstand des Magnetsystems ein, da sie nicht im Magnetkreis ren Polring 1, dem inneren Polring 2 und Magneten, die im liegen. Die Magnete oder Polringe, die einfache Strangpress- Ausführungsbeispiel der Figur 1 zwei zylindrische Dauermagne-

oder Sinterteile sein können, erhalten bereits durch ihre Form- te 3 sind. Die Magnete und die Polringe können einfache gebung im zusammengesetzten Zustand die erforderliche Posi- Strangpress- und Sinterteile sein, die sehr formgenau herstellbar tionierung, d.h. konzentrische Orientierung zueinander. Damit 25 sind.

ergibt sich auch die gewünschte Linearität der Anzeige, so dass Durch die formschlüssige Ausgestaltung und Anordnung ein Eichen nicht mehr erforderlich ist. Ein Verschrauben oder dieser Teile zueinander ist dafür gesorgt, dass die Polringe 1,2

Verkleben von Teilen entfällt. Das aus Lager- und Messwerk- zueinander genau zentrisch sind und in dieser Lage in jeder träger bestehende Gestell und das bewegliche Organ, also die Richtung der in Figur 1 dargestellten Zeichenebene fix gehalten leichten Teile des Messwerkes, können für sich ausserhalb der 30 sind.

schweren Polringe und Magnete montiert, balanciert und ju- Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Polstiert werden. Die Montage der leichten Teile ist demnach von ringe jeweils als Teil eines Zylinderringes ausgebildet. Zwischen der danach erfolgenden Montage der schweren Teile des Mess- dem Aussenumfang 4 des inneren Polringes 2 und dem Innenwerkes getrennt. Mit der Erfindung ist eine wesentlich einfache- umfang 5 des äusseren Polringes 1 befindet sich ein zylindri-re und genauere Herstellung und Montage sowohl des Gestells 35 scher Luftspalt 6 für die Aufnahme und Drehbewegung des mit drehbaren Organ, als auch des Magnetsystems und bei Drehspulrahmens 7. Die Konzentrizität der Polringe 1,2 zuein-letzterem insbesondere des gegenseitigen Haltens und Zentrie- ander sowie ihre Fixierung in jeder Richtung der Zeichenebene rung seiner Teile erreicht. der Figur 1 und damit der konzentrische Verlauf des Luftspaltes

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ß und die hierdurch erzielte Homogenität des Magnetfeldes in sind die Polringe und der Magnet, bzw. die Magnete miteinan- 40 diesem Luftspalt werden durch Zentrierflächen 8 des äusseren der verpresst oder verspannt und durch Pressitz aneinander Polringes und Zentrierflächen 9 des inneren Polringes gesichert, gehalten. Hierdurch wird eine zusätzliche Rationalisierung und die sich an den Armen der Polringe befinden und miteinander einfachste Montage in Verbindung mit einer besseren Genauig- zusammenwirken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt keit (Konzentrizität) und einem besonders festen Halt der Teile die formschlüssige Zentrierung über die beiden dazwischen des Magnetsystems aneinander erreicht. Die Gefahr einer Be- 45 befindlichen Magnete 3. Formgebung und Abmessung der Magschädigung der empfindlichen Achse und Lager ist wesentlich nete 3 sind so, dass ihre Aussenflächen formschlüssig an den verringert. Zentrierflächen 8, 9 anliegen. Gemäss dem Ausführungsbeispiel

Für eine mögliche Ausführungsform der Montage des erfin- sin(j die Zentrierflächen 8,9 und die Magnete zylindrisch, bzw. dungsgemässen Messwerkes ist gemäss einem weiteren Vor- ais Zylinderflächen ausgebildet. Die Arme 2' des inneren Polschlag der Erfindung es von Vorteil, wenn einer der die Achsla- 50 rjnges 2 ragen bis in den Bereich des äusseren Polringes und ger aufnehmenden Tragarme des zum Gestell gehörenden sind dort mit ihrem die Zentrierflächen 9 aufweisenden Endbe-Messwerkträgers, bevorzugt der bei der Montage obere Trag- reich nach aussen abgewinkelt. Zwischen den Armen 2' befin-arm, Aussenabmessungen aufweist, deren Projektion auf das det sich ein schlitzförmiger Zwischenraum 10, dessen Breite so über das Gestell gesteckte Magnetsystem bei entsprechender gewählt ist, dass die Achse 11 (siehe Fig. 2) des beweglichen Drehlage des äusseren Polringes zwischen den Armen oder 55 Organes und der innere Teil des Drehspulrahmens 7 in Pfeil-Enden dieses Polringes liegt. Eine solche Dimensionierung des richtung A in den Innenraum 12 des inneren Polringes 2 von genannten Tragarmes des Messwerkträgers erlaubt, nachdem aussen her einschiebbar sind, bzw. der innere Polring 2 mit der innere Polring über die entsprechenden Messwerkteile ge- seinem Schlitz 10 über die Achse 11 und den inneren Teil des schoben wurde, das Überschieben des äusseren Polringes über Drehspulrahmens 7 geschoben werden kann. Statt der Achse 11 den inneren Polring. 60 können auch zwei in der Zeichnung nicht dargestellte Achs-Auch bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur stummel vorgesehen sein, die nicht mehr bis in den Schlitz 12 Herstellung eines solchen Messwerkes und ist dadurch gekenn- hineinragen. In dieser, in der Zeichnung nicht dargestellten zeichnet, dass das Gestell mit beweglichem Organ zunächst für Ausführungsmöglichkeit wird also keine Achse in den Schlitz sich fertig montiert, ausbalanciert und justiert wird, dass an- eingeschoben, sondern es erfolgt ein Einschieben anderer Teile schliessend Teile des beweglichen Organes in den inneren Pol- 65 des beweglichen Organes, wie des Drehspulrahmens 7.

ring eingeschoben, dann der äussere Polring übergeschoben und danach beide Polringe in die endgültige Betriebslage gedreht Beim Zusammenbau wird so vorgegangen, dass die Achse werden, und dass hiernach ein Verpressen der Polringe mitein- 11 bzw. die Achsstummel zusammen mit dem Drehspulrahmen

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7 und dem Gestell, das aus dem Messwerkträger 13 und den Achslagern 14 besteht, für sich fertig montiert, ausbalanciert und justiert werden. Danach wird die aus den vorstehend genannten Teilen bestehende Baueinheit durch Einschieben in den Zwischenraum 10 in die in Fig. 3 dargestellte Zwischenmontagelage gebracht, wobei aber der äussere Polring 1 und die Magnete 3 noch nicht montiert sind. Danach wird bei einer Dimensionierung der Messwerkteile gemäss diesem Ausführungsbeispiel der äussere Polring 1 von oben axial über den inneren Polring 2 in die in Fig. 3 strichpunktiert dargestellte Zwischenstellung geschoben, wobei der zwischen den Armen des äusseren Polringes gelegene Zwischenraum zum Messwerkträger 13 hin gerichtet ist. Danach werden die beiden Polringe 1,2 in die endgültige Betriebslage gedreht, was im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch gemeinsame Drehung beider Polringe 1,2 um 180° um die Achse 11, bzw. die Achsstummel in die in Fig. 1 dargestellte Lage geschieht. Im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels lässt sich bei der vorstehend erläuterten Montage des Messwerkes der äussere Polring 2 nur dann über den in dieser Montagelage oberen Tragarm 13' des Messwerk-trägers 13 in die in Fig. 3 strichpunktiert dargestellte Position schieben, wenn der zwischen den Armen des äusseren Polringes 1 befindliche Zwischenraum etwas grösser ist als die Projektion bzw. der Umriss des Tragarmes 13'

Anschliessend werden die Magnete 3 zwischen die Flächen 8,9 der Polringe eingesetzt, bevorzugt eingepresst, wodurch die beiden Polringe und die beiden Magnete miteinander verspannt werden. Schliesslich wird noch, z.B. mittels nicht dargestellter Passstifte, eine genaue Positionierung des äusseren Polringes und damit des Magnetsystemes zum Messwerkträger bewirkt. Hierzu dienen auch die beiden Befestigungsschrauben 19 des Messwerkträgers, die in Ausnehmungen 20 des äusseren Polringes hineinragen. Es versteht sich, dass die vorgenannten Mittel zur Positionierung erst dann eingesetzt, bzw. eingeschraubt werden können, wenn das Drehen des Magnetsystemes in die Endlage gemäss Fig. 1 bereits erfolgt ist. Die o.g. Verspannung der Teile erfolgt an den Zentrierflächen 8,9. Durch dieses Verpressen der Teile miteinander ist in Verbindung mit der erläuterten Formschlüssigkeit eine besonders einwandreie Zentrierung und Halt der Teile des Magnetsystems zueinander gewährleistet, ohne dass für diesen Halt noch gesonderte Befestigungsmittel wie Schrauben oder dergleichen vorgesehen sein müssen.

Die zylindrischen Rundmagnete 3 haben je einen Schlitz 15. Die Magnete selber sind entsprechend den strichpunktiert eingezeichneten Linien 16 magnetisiert und zwar alternativ entweder beide Magnete in der horizontal oder beide Magnete in der vertikal gezeichneten Achse 16. Dann werden sie mittels eines Schraubenziehers über die Schlitze 15 so gedreht, dass die Magnetrichtungen wie die gestrichelt eingezeichneten Linien 17 verlaufen. Die Verdrehmöglichkeit mittels der Schlitze 15 erlaubt ferner eine gewisse Korrektur der Linearisierung. Sollte in Sonderfällen eine nicht lineare Skala des Istrumentes gewünscht sein, so kann durch Drehen eines der Magnete die Linearität auch unsymmetrisch eingestellt werden.

Gemäss dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 kann mittels eines Formschlusses der Zentrierflächen die Zentrierung und damit Linearität sowie der Halt der Teile zueinander auch in der Weise erreicht werden, dass die Zentrierflächen 8 der Arme des äusseren Polringes 1 und die Zentrierflächen 9 der Arme des inneren Polringes 2 unmittelbar aneinanderliegen. Der Magnet 3' ist in Form eines Teilkreisringes ausgebildet und liegt am Innenumfang des äusseren Polringes an. Zwischen dem Magnet und dem Aussenumfang des inneren Polringes befindet sich wieder der Luftspalt 6. Die gegenseitige Verspannung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel zwischen den beiden Polringen entlang der Zentrierflächen 8,9, sowie zwischen dem Magnet 3' und dem äusseren Polring entlang der Fläche 18. Somit werden auch bei dieser Ausführungsform durch die Verspannung der Polringe und des Magneten zueinander gesonderte Befestigungsmittel überflüssig. Die Ausführungsform nach Figur 4 hat den Vorteil, dass für den Magneten ein sehr billiges Material, nämlich kunststoffgebundene Magnete verwendet werden können, die sehr wirtschaftlich in jeder beliebigen Form herstellbar sind. Durch die Anlage der Kanten 3" des Magneten 3' in den Winkel 1' des äusseren Polringes 1 ist ferner dafür gesorgt, dass der zylindrisch geformte Magnet 3' auch in seiner Umfangsrich-tung zwangsläufig die gewünschte Lage einnimmt.

Im übrigen gilt für das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 sinngemäss das zum Ausführungsbeispiel der Figuren 1, 2 gesagte und zwar insbesondere für den Zusammenbau der Teile. Nur wird hier der äussere Polring zusammen mit dem kreisringförmigen Magneten 3' über den inneren Polring 1 geschoben, wobei zugleich das Verpressen der beiden Polringe miteinander erfolgt.

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2 Blatt Zeichnungen