DE1282175B - Drehspulinstrument mit Kernmagnet - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIr

Deutsche Kl.: 21 e - 5/06

Nummer: 1282175

Aktenzeichen: P 12 82 175.9-35 (W 31466)

Anmeldetag: 15. Januar 1962

Auslegetag: 7. November 1968

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Drehspulinstrumente mit einem Kernmagnet.

Bei der Konstruktion von elektrischen Dauermagnetinstrumenten ist es erwünscht, ein Instrument herzustellen, dessen Skaleneinteilung im gesamten Anzeigebereich mehr oder weniger gleichmäßig ist, damit die Werte in jedem beliebigen Teil des Anzeigebereiches genau abgelesen werden können. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, daß das magnetische Feld, in dem die Spule sich dreht, gleichmäßig stark ist, und um diese Gleichmäßigkeit der Feldstärke zu erzielen, ist es erforderlich, daß die magnetischen Teile mit großer Genauigkeit ausgerichtet sind, damit der magnetische Widerstand gegen den magnetischen Kraftfluß im gesamten Bewegungsbereich der Drehspule im wesentlichen gleichmäßig ist. Auch ist es erforderlich, daß die Magnete, die den Magnetfluß liefern, so angeordnet sind, daß sie ein Magnetfeld erzeugen, das so gleichmäßig ist wie möglich.

Es ist ein Kernmagnetmeßwerk bekannt, das einen U-förmigen Träger des beweglichen Organs aufweist, der zwischen dem Kernmagnet und einem magnetischen Rückschlußzylinder hindurchgeht. Zur Zentrierung des Kernmagnets im Rückschlußzylinder wird bei der bekannten Anordnung ein aus einem federnden Blech geformtes Zwischenstück eingesetzt, das zwischen den Rückschlußzylinder und den Kern geklemmt ist. Zur genauen Zentrierung müssen Paßflächen am Kern, auf der Vor- und Rückseite des U-förmigen Trägers und am Rückschlußzylinder genau übereinstimmen. Der U-förmige Träger kann nicht als Drehteil ausgeführt werden.

Demgegenüber liegt bei der Erfindung die Aufgabe vor, eine genaue Zentrierung ausschließlich mit Hilfe von einfachen Dreh- oder Stanzteilen zu erzielen.

Es ist auch ein elektrisches Meßinstrument bekannt, bei dem zwei die Stirnseiten eines Rückschlußzylinders überspannende Brückenteile die Lager für das bewegliche Organ des Instrumentes tragen. Diese Brückenteile weisen jedoch keine federnden Paßflächen gegenüber dem Rückschlußzylinder und dem Kern auf. Es sind vielmehr Rippen an den Brückenteilen vorgesehen, die in Nuten des Rückschlußzylinders eingreifen und durch Eintreiben von Stiften in Bohrungen am Grunde der Rippen verformt werden. Dadurch wind ein Preßsitz der Brückenteile am Rückschlußzylinder erzielt. Rippen und Nuten federn nicht gegenseitig und lassen sich auch nicht durch Drehen oder Stanzen herstellen.

Ein Drehspulmeßwerk mit einer lösbaren, schraubenlosen Halterung eines Kernes in einem Rück-Drehspulinstrument mit Kernmagnet

_ Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburg, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

ίο Dipl.-Ing. R. Seibert, Patentanwalt,
8000 München, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:
Ragner Wahlstedt,

East Orange, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. Januar 1961
(83 090)

as schlußring durch federnde Verbindungsstücke ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke aus zwei an sich bekannten, die Stirnseiten des Magnetsystems überspannenden Brükken bestehen und daß diese Brücken federnde, konzentrisch angeordnete Klemmbacken aufweisen, die Rückschlußring und Kernmagnete miteinander verbinden.

Die Klemmbacken für den Rückschlußring können an diesem entweder von außen oder von innen angreifen.

Das Meßwerk nach der Erfindung kommt mit einer Mindestzahl von Bauteilen aus, die mit einer Mindestzahl von Befestigungsmitteln zusammengehalten werden. Trotzdem sind die magnetisch wirksamen Teile mit großer Genauigkeit gegeneinander ausgerichtet, so daß eine äußerst gleichmäßige Feldverteilung im Arbeitsluftspalt gewährleistet ist. Die Einzelteile können leicht durch Massenproduktionsverfahren hergestellt werden. Der Zusammenbau der Instrumente ist gegenüber den bisher bekannten Instrumenten dieser Art sehr vereinfacht.

Im einzelnen können die genannten Verbindungsstücke aus zwei, die Stirnseiten des Magnetsystems überspannenden Brücken bestehen, an denen konzentrische Klemmbacken für den Kernmagnet und den Rückschlußring angebracht sind. Die Klemmbacken für den Rückschlußring können an dem

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Rückschlußring entweder von außen oder von innen backen 18 und 20 können mit konischen Einführun-

angreifen. gen versehen sein, um das Einsetzen des Magnets 2

In einer besonderen Ausführungsform der Erfin- und des Ringes 10 zu erleichtern. Die Brücken sind

dung werden die Verbindungsstücke durch in axialer mit den Endflächen des Rückflußringes 10 durch die

Richtung in den Luftspalt zwischen Kernmagnet und 5 Schrauben 26 befestigt.

Rückschlußring eingeschobene Stege dargestellt. Die Die Drehspule 22 ist mit einer oberen und einer

Stege sind mit je zwei Klemmnasen versehen, die sich unteren Spannbandaufhängevorrichtung 27 bzw. 28

an den Kernmagnet von außen und an den Rück- drehbar im Luftspalt 8 aufgehängt. Für die Zwecke

schlußring von innen anpressen. Die Stege können der vorliegenden Erfindung genügt es, diese Teile

an den Stirnseiten des Magnetsystems durch Brücken- io so zu beschreiben, daß sie mit rechteckigen, draht-

elemente miteinander verbunden sein. ähnlichen Bändern 29 und 30 versehen sind, deren

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand innere Endteile an turmähnlichen Strukturen 32 ver-

von sieben Figuren näher erläutert. ankert sind, die an den Endteilen der Drehspule 22

F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Instrument befestigt sind. Die Bänder 29 und 30 verlaufen von

mit den Merkmalen einer bevorzugten Ausführungs- 15 den turmähnlichen Strukturen 32 nach außen über

form der Erfindung; die Aufhängevorrichtungen 27 bzw. 28 und sind an

F i g. 2 ist eine Draufsicht des in F i g. 1 dargestell- den federnden Stützen 34 bzw. 36 verankert, die so

ten Instrumentes; auf den Brücken 12 und 14 festgemacht sind, daß

F i g. 3 stellt eine der Magnetbefestigungsvorrich- die Spannbänder 29 und 30 konzentrisch zu den

tungen gemäß F i g. 1 in ihren Einzelheiten dar; 20 gebogenen Flächen 18 und 20 verlaufen.

F ig. 4 ist eine abgewickelte Ansicht eines zu dem Das Meßsystem des Instruments kann in eine ge-

zylinderförmigen Magnet gehörigen Polschuhes; eignete Rahmenkonstruktion (nicht dargestellt) mit

Fig.5 ist eine Teilansicht einer abgewandelten durch die Öffnungen 13 hindurchgeführten Schrau-

Form einer Tragestütze, die an Stelle der in Fig. 1 ben eingebaut werden. Ein Zeiger oder eine Nadel 58

gezeigten Tragestütze verwendet werden kann; 35 ist an der vorderen turmähnlichen Struktur 32 an-

Fig. 6 ist ein zentraler Längsschnitt und stellt den gebracht und arbeitet mit einer Skalenscheibe 59 zuAufbau des Mechanismus gemäß der Erfindung in sammen, auf welcher die Drehstellung der Spule 22 abgewandelter Form dar, und angezeigt wird. Ein Ende der Spule 22 ist über Band

Fig.7 ist ein in Richtung der Pfeile gesehener 29 und Aufhängevorrichtung24 mit einem Leiter 60 Schnitt entlang den Linien VII-VII in F i g. 6. 30 verbunden, der zu einer Anschlußklemme (nicht darin den Zeichnungen bedeutet die Ziffer 1 ganz gestellt) führt. Das andere Ende der Spule 22 ist allgemein einen Instrumentemnechanismus mit einem über Band 30 und Aufhängevorrichtung 28 mit einem kreiszylindrischen Magnet 2 aus geeignetem Material Leiter 62 verbunden, der zu einer zweiten Anschlußwie Alniko, der quer magnetisiert wird und mit Pol- klemme (nicht dargestellt) führt,
auflagen oder Polschuhen 4 versehen ist, die in ge- 35 Wenn zwischen den Anschlußklemmen, an welche eigneter Form an der Außenfläche des Magnets 2 die Leiter 60 und 62 angeschlossen sind, eine Spanbefestigt sind und für eine im wesentlichen gleich- nung angelegt wird, fließt ein Strom durch die Spule mäßige Verteilung des Magnetflusses über den zwi- 22, wodurch ein Magnetfluß entsteht, der mit dem sehen den Polschuhen 4 und einem rohrförmigen Magnetfluß, welcher infolge des Magnets 2 durch den Weicheisen-Rückflußring 10 vorhandenen Luftspalt 8 40 Luftspalt 8 fließt, so reagiert, daß der Spule 22 eine hinweg sorgen. Zur Erzielung einer besseren Ver- Drehung im Sinne des Uhrzeigers (F i g. 2) mitgeteilt teilung des kraftlinienflusses können die Polschuhe 4 wird. Durch die Drehbewegung der Spule 22 werden die in F i g. 4 gezeigte Form haben. Der Verlauf des die Bänder 29 und 30 so weit in sich verdreht, bis Magnetflusses kann vom Nordpol JV (Fig. 2) aus sich das durch das Verdrehen der Bänder 29 und 30 über einen der Polschuhe 4, den Luftspalt 8, entlang 45 erzeugte Moment und das von der Spule 22 ausam Umfang der Weicheisenröhre oder -ringes 10, den geübte Moment die Waage halten. Wenn das System Luftspalt 8, den anderen Polschuh 4 zum Südpol S im Zustand des Gleichgewichtes ist, stellt sich der des Magnets 2 verfolgt werden. Zeiger 58 auf eine Stelle der Skala 59 ein und zeigt

Der Magnet 2 ist mit Bezug auf den Magnetrück- die Intensität des durch die Spule 22 fließenden Stro-

flußring 10 mittels der vorderen und hinteren End- So mes an.

brückenteile 12 und 14 konzentrisch gelagert. Die Die Spule 22 kann mit einem Stromleiter in Reihe Brückenteile 12 und 14 sind sich ähnlich mit der geschaltet werden, und in diesem Fall ist der durch Ausnahme, daß Brücke 12 mit den Befestigungsösen die Spule 22 fließende Strom dem durch den Leiter 13 versehen ist. Jede Brücke hat einen quer ver- fließenden Strom gleich oder zumindest proportional, laufenden Teil 16, der mit einem Paar in einem be- 55 je nachdem, ob zwischen den Leitern 60 und 62 ein stimmten Abstand voneinander angeordneten, nach Nebenschluß vorhanden ist oder nicht. Das Instruinnen gerichteten, bogenförmigen Klemmbacken 18 ment kann zur Spannungsmessung benutzt werden, versehen ist, die Teile eines Kreises bilden, dessen wenn ein geeigneter Widerstand mit den Leitern 60 Mittelpunkt in der Drehachse einer Drehspule 22 und 62 in Reihe geschaltet wird und wenn diese liegt, und dessen Durchmesser mit dem Außendurch- 60 Leiter dann an die Quelle des Potentials, das gemesser der genau gearbeiteten Flächen 19 des Ringes messen werden soll, angeschlossen werden.
10 im wesentlichen übereinstimmt. Die Brücken sind In Fig.5 ist mit 66 ein abgewandeltes Brückenebenfalls mit bogenförmigen Klemmbacken 20 ver- element gezeigt. Es ist nur die vordere Brücke darsehen, die nach innen gerichtete, gebogene Flächen gestellt, doch ist beabsichtigt, daß ein hinteres Brük-24 haben, die so gearbeitet sind, daß sie Teile eines 65 kenelement der gleichen Konstruktion auf eine aus Kreises bilden, der koaxial zur Drehachse der Spule F i g. 1 bis 5 hervorgehende Art und Weise benutzt 22 verläuft, und dessen Durchmesser kleiner ist als wird. Das Brückenelement 66 ist mit nach außen der Außendurchmesser des Magnets 2. Die Klemm- gerichteten bogenförmigen Flächen 68 versehen, die

mit einem nach innen gerichteten Teil 70 eines rohrförmigen Weicheisenrückführorgans 72 im Eingriff sind, so daß ein genauer Sitz oder ein leichter Preßsitz erzielt wird. Zum Element 66 gehören auch die Finger 20 und die Flächen 24, die mit dem Magnet 2 im Eingriff sind und ihn in seiner Lage halten und infolge des Preßsitzes zwischen Fläche 68 und Organ 72 in noch festeren Eingriff gezwungen werden.

Aus der Konstruktion, wie sie in F i g. 1 bis 5 dargestellt ist, geht hervor, daß die Eingriffsflächen 24 zur Erzielung eines genauen Sitzes oder eines leichten Preßsitzes zwischen ihnen präzis bearbeitet werden können, da in der Konstruktion vorgesehen ist, daß die vorstehenden Brückenteile, die mit den bogenförmigen Flächen 18 und 24 versehen sind, etwas federnd sind.

F i g. 6 und 7 stellen eine abgewandelte Form der Erfindung dar, bei welcher das rohrförmige Weicheisenorgan 74 von einem Befestigungsring 75 getragen wird, und bei welcher der kreiszylindrische ao Magnet 76 federnd und konzentrisch durch eine Anzahl verlängerter Stege 78 im Organ 74 gehalten wird. Jeder der Stege 78 ist mit einem ersten Paar nach außen gerichteter, in einem Abstand angeordneter Klemmnasen 80, das mit der Innenwand des Organs 74 im Eingriff ist, und mit einem zweiten Paar in einem Abstand voneinander angeordneter Klemmnasen 82, das mit Bezug auf das erste Paar Klemmnasen 80 versetzt angeordnet ist, versehen. Die Klemmnasen 82 verlaufen von den gegenüberliegenden Flächen des Steges 78 nach außen und sind mit der Außenfläche des Magnets 76 neben den Seitenkantenteilen der Polschuhe 83 im Eingriff. Die Stege 78 verlaufen axial zum Magnet 76 und zum Rückschlußring 74 und sind allgemein in der Form eines X angeordnet, so daß man zwei Paar diametral gelegene Stege 78 erhält. Die Drehachse 86 der Spule, die sich in dem Luftspalt 84 dreht, geht durch den Schnittpunkt des X. Die Elemente 78 werden in ihrer gewünschten Lage durch vordere und hintere Brükkenelemente 88 und 90 gehalten, die mit den Öffnungen 92 versehen sind, in welche in Längsrichtung verlaufende Nasen 94 der Elemente 78 eingreifen.

Die Dimensionen der Innenfläche des Rohres 74 und der Außenfläche des Magnets 76 stehen bezuglieh der Dimension zwischen den Nasen 80 und 82 in einer solchen Beziehung zueinander, daß ein leichter Preßsitz vorhanden ist, wenn der Magnet 76 in dem Organ 74 in seine Lage gebracht wird. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß die Nasen 80 in Längsrichtung gegenüber den Nasen 82 verschoben sind, wodurch die Elemente 78 sich leicht biegen lassen und den Nasen 80 und 82 eine begrenzte Bewegung gestattet ist, so daß der Magnet 76 in konzentrischer Lage zu Organ 74 federnd gehalten werden kann.

Die Brückenelemente 88 und 90 werden durch die Schrauben 96 an den Endflächen der Elemente 78 festgehalten. Die Brückenelemente 88 und 90 sind auch mit koaxial zu Organ 74 und Magnet 76 verlaufenden Öffnungen versehen, die Stützvorrichtungen wie 27 und 28 in F i g. 1 aufnehmen, an denen eine Spule wie 22 zur Drehung in den Luftspalt 84 aufgehängt werden kann. Falls gewünscht, können die durchgehenden Schrauben 96 über die Brückenelemente 88 und 90 hinausragen und Abdeckorgane halten, die nach außen in axialer Richtung in einem Abstand von den Brückenelementen 88 und angebracht werden, um die Vorrichtungen 27 und zu schützen.

Während nur eine begrenzte Zahl von Abwandlungen der Erfindung beschrieben wurde, versteht sich, daß weitere Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich sind.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drehspulmeßwerk mit einer lösbaren, schraubenlosen Halterung eines Kernes in einem Rückschlußring durch federnde Verbindungsstücke, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke aus zwei an sich bekannten, die Stirnseiten des Magnetsystems überspannenden Brücken (12,14) bestehen und daß diese Brücken federnde, konzentrisch angeordnete Klemmbacken (18,20) aufweisen, die Rückschlußring und Kernmagnete miteinander verbinden.

2. Drehspulmeßwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken an dem Rückschlußring von außen anliegen.

3. Drehspulmeßwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken auf der Innenseite des Rückschlußringes angreifen.

4. Drehspulmeßwerk mit einer lösbaren, schraubenlosen Halterung eines Kernes in einem Rückschlußring durch federnde Verbindungsstücke, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung zwischen Kernmagnet (76) und Rückschlußring (74) als Verbindungsstücke in den Luftspalt eingeschobene Stege (78) mit je zwei sich an den Kernmagnet und den Rückschlußring anpressenden Klemmnasen (80,82) verwendet sind.

5. Drehspulmeßwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (78) an den Stirnseiten des Magnetsystems durch Brückenelemente (88,90) miteinander verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 093 898;
USA.-Patentschrift Nr. 2 887 657.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 630/635 10.68 ® Bundesdruckerei Berlin