DE1541847B2 - Drehimpulsmessinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehspulmeßinstrument mit einem Dauermagneten und den magnetischen Fluß führenden Polschuhen, die an ihrer Trennstelle eine zylindrische Bohrung bilden, in der unter Bildung eines zur Aufnahme der Drehspule dienenden ringförmigen Luftspaltes ein zylindrischer Eisenkern angeordnet ist, und bei dem in an den Luftspalt angrenzenden Bereichen sowohl die den magnetischen Fluß führenden Teile durch teilweises Weglassen magnetischen Materials unsymmetrisch ausgebildet sind als auch ein Stellglied aus weichmagnetischem Material zur Beeinflussung der Feldverteilung vorgesehen ist.

Ein derartiges Drehspulmeßinstrument gehört zu einer Gattung von Drehspulmeßinstrumenten, die einen maximalen Ausschlagwinkel bis zu etwa 120° aufweisen. Für Schalttafel- und Betriebsinstrumente werden diese Instrumente aus Preisgründen mit gedruckten Skalen ausgerüstet, die einem mittleren Skalenverlauf entsprechen. Mit derartigen Instrumenten kann die Güteklasse 1,5 gut eingehalten werden.

Sollen derartige Meßinstrumente für engere Toleranzen ausgelegt werden, dann sind nur geringe Abweichungen des tatsächlichen Skalenverlaufs von dem auf den gedruckten Skalen vorhandenen mittleren Verlauf zulässig. Diese geringen Abweichungen sind bei den bekannten Drehspulmeßinstrumenten nicht zu erzielen, da an den äußeren Bereichen der Trennstelle der Polschuhe eine Streuung des magnetischen Flusses auftritt, die einen inhomogenen Feldverlauf im Luftspalt zur Folge hat. Dieses inhomogene Feld führt dazu, daß bei großen Ausschlagwinkein der Drehspule der Ausschlagwinkel nicht mehr linear mit dem Meßstrom ansteigt, so daß die Anzeige der bekannten Instrumente mit gedruckter Skala bei großen Ausschlagwinkeln nicht exakt dem Meßwert entspricht. Es treten also Abweichungen des tatsächlichen Skalenverlaufs von dem gedruckten Skalenverlauf auf, die eine Einhaltung enger Toleranzen nicht gestatten.

Diese mitunter unerwünschten Eigenschaften der bekannten Drehspulinstrumente mit gedruckter Skala lassen sich bei einem Drehspulmeßinstrument der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch vermeiden, daß die Polschuhe zur Linearisierung des Skalenverlaufs in ihren senkrecht zu dem ringförmigen Luftspalt verlaufenden Oberflächen angeordnete Ausnehmungen besitzen, die sich nur über einen Teil der Tiefe des Polschuhes erstrecken und in denen oder an denen jeweils zumindest ein Stellglied vorgesehen ist.

Ein derartig ausgebildetes Drehspulmeßinstrument zeigt dann Ausschlagwinkel, die bis zu großen Ausschlagwinkeln linear mit dem Meßstrom ansteigen. Deshalb treten bei dem erfindungsgemäßen Meßinstrument auch bei Verwendung einer gedruckten Skala mit linearer Einteilung keine größeren Abweichungen des angezeigten Meßwertes von dem tatsächlichen Meßwert auf.

Es ist zwar bereits aus der deutschen Patentschrift 1 210 078 ein Drehspulinstrument bekannt, bei dem die Induktion im Luftspalt in bestimmter Weise verändert wird, um einheitlich vorgefertigte Ziffernblätter verwenden zu können; bei diesem Drehspulinstrument handelt es sich aber um ein Drehspulinstrument, das einer anderen Gattung von Drehspulinstrumenten als das erfindungsgemäße Instrument angehört. Das bekannte Drehspulinstrument weist nämlich zwei ringförmige, freitragend über bzw. nebeneinander angeordnete Polschuhe auf, in deren Luftspalt die Drehspule um die Achse des Meßwerkes drehbar angeordnet ist. Das bekannte Drehspulinstrument ist mit Mitteln zur Veränderung des magnetischen Feldverlaufs zwischen den Polschuhen durch eine Formänderung des Luftspaltes ausgerüstet. Diese Mittel bestehen aus einem weichmagnetischen Leitblech, das im Luftspalt zwischen den Polringen angeordnet ist.

Aus der deutschen Patentschrift 1 054 565 ist auch ein Kernmagnetsystem mit Weicheisenrückführungszylinder für Drehspulmeßgeräte mit Mitteln zur Linearisierung des wirksamen Magnetfeldes bekannt.

Bei diesem Meßgerät ist zur Linearisierung des Skalenverlaufs im Rückführungszylinder eine durchgehende kreisrunde Bohrung vorgesehen. Ein Stellglied, mit dem die Flußverteilung im Luftspalt nachträglich zum Justieren des Gerätes verändert werden kann, fehlt bei diesem Meßgerät.

Das in der deutschen Patentschrift 570 763 beschriebene Kreuzspulengerät besitzt den Magnetfluß führende Teile, die durch teilweises Weglassen ma-

gnetischen Materials unsymmetrisch ausgebildet sind und an denen ein Stellglied aus weichmagnetischem Material zur Beeinflussung der Feldverteilung im Luftspalt angeordnet ist. Bei diesem bekannten Kreuzspulengerät dient das Stellglied zur Veränderung der Symmetrie des die Richtspule des Kreuzspulengerätes durchsetzenden Kraftlinienfeldes. Als Stellglied ist ein verschiebbarer ferromagnetischer Metallteil benutzt, der an einem der Polschuhe des Feldmagneten angesetzt ist. Das Stellglied dient sonach zur Nullpunktkorrektür dieses Gerätes und nicht zur Linearisierung des Skalenverlaufs.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehspulmeßinstrument sind die Ausnehmungen durch die Stellglieder teilweise mit weichmagnetischem Werkstoff ausgefüllt. Dadurch ist es auch möglich das erfindungsgemäße Meßinstrument zwecks Erzielung besonders enger Toleranzen noch für einen vorbestimmten Meßwert innerhalb der Skala einen vorbestimmten Ausschlagwinkel abzugleichen.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehspulinstrument können die Ausnehmungen in unterschiedlicher Weise im Bereich des ringförmigen Luftspaltes angeordnet sein. Zweckmäßig werden die Ausnehmungen symmetrisch zur Mittellinie der Oberflächen der Polschuhe angeordnet. Durch eine derartige Anordnung der Ausnehmungen wird die Skalencharakteristik des erfindungsgemäßen Drehspulmeßinstrumentes in besonders günstiger Weise der linearen Skala angenähert, was sich insbesondere bei Instrumenten mit einem über 80° hinausgehenden Winkelausschlag vorteilhaft bemerkbar macht.

Als Stellglieder können unterschiedlich ausgebildete Körper aus weichmagnetischem Werkstoff Verwendung finden. Besonders vorteilhaft ist die Ver-Wendung von Eisenschrauben als Stellglieder, die zur Justierung des jeweiligen Drehspulmeßinstrumentes im Bereich der Ausnehmungen mehr oder weniger weit in die Polschuhe einschraubbar sind.

Es können als Stellglieder auch Schieber aus weichmagnetischem Werkstoff verwendet werden, die zum Justieren des jeweiligen Drehspulmeßinstrumentes mehr oder weniger weit in die Ausnehmungen geschoben werden können. Zum Halten der Schieber in der eingestellten Lage sind an diesen Klemmschrauben vorgesehen.

Zur Erläuterung des Drehspulinstrumentes nach der Erfindung sind in den F i g. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele dargestellt.

Bei dem in der Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel wird der von dem Dauermagneten 1 erzeugte magnetische Fluß von zwei Polschuhen 2 und 3 zu einer Trennstelle 4 geführt. An der Trennstelle 4 ist eine zylindrische Bohrung 5 vorhanden, in der unter Bildung eines zur Aufnahme der in der Figur nicht gezeigten Drehspule dienenden ringförmigen Luftspaltes 6 ein zylindrischer Eisenkern 7 angeordnet ist. Der eine Polschuh 2 weist an seiner senkrecht zu dem ringförmigen Luftspalt 6 verlaufenden Oberfläche 8 eine Ausnehmung 9 auf, die symmetrisch zur Mittellinie 10 der Oberfläche angeordnet ist; durch diese Ausnehmung tritt eine Vergleichmäßigung der Induktion über den Umfang des Luftspaltes 6 ein. Innerhalb der Ausnehmung 9 ist im Polschuh 2 eine Bohrung 11 mit Gewinde vorgesehen, in die eine Eisenschraube 12 eingeschraubt ist.

Um das erfindungsgemäße Drehspulmeßinstrument auf einen vorgegebenen Skalenwert innerhalb der Skala in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Meßstrom einzustellen, läßt sich die Eisenschraube 12 mehr oder weniger weit im Bereich der Ausnehmung 9 in den Polschuh 2 hineindrehen. Durch die Eisenschraube 12 — gegebenenfalls können auch mehrere Schrauben verwendet werden — wird ein Instrument mit besonders engen Toleranzen geschaffen.

In der F i g. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehspulinstrumentes dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind Bauteile, die denen des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen worden. Das Drehspulmeßinstrument gemäß F i g. 2 unterscheidet sich von dem in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Ausbildung des Stellgliedes. Anstelle einer Eisenschraube dient hier als Stellglied ein Schieber 13 zur Justierung des Drehspulmeßinstrumentes. Der Schieber 13, der in einer Nut 14 des Polschuhes 2 verschiebbar ist, kann mehr oder weniger weit in die Ausnehmung 9 des Polschuhes 2 hineingeschoben werden. Nach erfolgter Justierung kann der Schieber 13 durch eine Klemmschraube 15 oder durch andere Befestigungsmittel in seiner Lage gehalten werden.

Durch die Erfindung ist ein Drehspulmeßinstrument geschaffen, daß eine gleichmäßige Induktion über den Umfang des Luftspaltes aufweist und dadurch auch unter Berücksichtigung relativ hoher Anforderungen bezüglich der Klassengenauigkeit die Verwendung von gedruckten Skalen ermöglicht. Dadurch wird bei dem erfindungsgemäßen Drehspulmeßinstrument eine im Vergleich zu bekannten Drehspulinstrumenten vergleichbarer Klassengenauigkeit beträchtliche Senkung der Fertigungskosten erzielt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drehspulmeßinstrument mit einem Dauermagneten und den magnetischen Fluß führenden Polschuhen, die an ihrer Trennstelle eine zylindrische Bohrung bilden, in der unter Bildung eines zur Aufnahme der Drehspule dienenden ringförmigen Luftspaltes ein zylindrischer Eisenkern angeordnet ist, und bei dem in an den Luftspalt angrenzenden Bereichen sowohl die den magnetischen Fluß führenden Teile durch teilweises Weglassen magnetischen Materials unsymmetrisch ausgebildet sind als auch ein Stellglied aus weichmagnetischem Material zur Beeinflussung der Feldverteilung vorgesehen ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Polschuhe (2,3) zur Linearisierung des Skalenverlaufs in ihren senkrecht zu dem ringförmigen Luftspalt (6) verlaufenden Oberflächen (8) angeordnete Ausnehmungen (9) besitzen, die sich nur über einen Teil der Tiefe des Polschuhes erstrecken und in denen oder an denen jeweils zumindest ein Stellglied vorgesehen ist.

2. Drehspulmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) symmetrisch zur Mittellinie (10) der Oberflächen (8) angeordnet sind (F i g. 1).

3. Drehspulmeßinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglieder Eisenschrauben (12) vorgesehen sind, die im Bereich der Ausnehmungen (9) mehr oder weniger weit in die Polschuhe (2, 3) einschraubbar sind (F i g. 1).

4. Drehspulmeßinstrument nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglieder Schieber (13) vorgesehen sind, die mehr oder weniger weit in die Ausnehmungen (9) einschiebbar sind (F i g. 2).