DE2359320B2

DE2359320B2 - Torque balancing device for an induction electricity meter

Info

Publication number: DE2359320B2
Application number: DE19732359320
Authority: DE
Inventors: Ernst Zug Ineichen (Schweiz)
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1973-10-30
Filing date: 1973-11-26
Publication date: 1975-12-18
Also published as: ES431444A1; FR2249339A1; CH565371A5; FR2249339B1; ATA817874A; IT1030743B; DE2359320A1; GB1456612A; AT339424B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmoment-Abgleicheinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Art.The invention relates to a torque balancing device of the type specified in the preamble of the claim.

Ein Elektrizitäts2ähler besteht bekanntlich aus einem Spannungstriebsystem und einem Stromtriebsystem, deren Triebflüsse auf eine Triebscheibe wirken. Die Anzahl der Umdrehungen der Triebscheibe wird von einem Zählwerk gezählt. Bei der Eichung des Elektrizitätszählers müssen die Drehzahl der Triebscheibe und die Phasenlage zwischen den beiden Triebflüssen abgeglichen werden. Beim Abgleich der Drehzahl kann das auf die Triebscheibe wirkende Drehmoment oder die Bremswirkung des sogenannten Bremsmagneten einjustiert werden. Ein Drehmoment-Abgleich kann am einfachsten durch eine Änderung des Spannungstriebflusses erreicht werden.As is well known, an electricity meter consists of a voltage drive system and a current drive system, whose drive flows act on a drive pulley. The number of revolutions of the drive pulley is determined by counted in a counter. When calibrating the electricity meter, the speed of the drive pulley and the phase position between the two instinctual flows can be compared. When comparing the speed, that can Adjusted the torque acting on the drive pulley or the braking effect of the so-called brake magnet will. The easiest way to perform a torque adjustment is to change the voltage drive flow can be achieved.

Das Spannungstriebsystem besteht aus einer Spule, einem Spannungseisen mit einem über der Triebscheibe angeordneten Spannungspol, einem magnetischen Rückschlußeisen und einem magnetischen Nebenschluß. Der von der Spule erzeugte magnetische Fluß teilt sich in den auf die Triebscheibe wirkenden Triebfluß und in einen drehmomentunwirksamen Nebenschlußfluß auf. Durch Variation des magnetischen Nebenschlusses kann der Spannungstriebfluß und damit das Drehmoment abgeglichen werden. Auf diesem Prinzip beruhende Drehmoment-Abgleicheinrichtungen, die zwischen dem Spannungseisen und dem Rückschlußeisen einen abgleichbaren magnetischen Nebenschluß bilden, sind bekanm. Nachteilig an den bekannten Lösungen dieser Art ist, daß sie keine lineare Reguliercharakteristik aufweisen, was einen genauen Drehmoment-Abgleich erheblich erst hwert.The tension drive system consists of a coil, a tension iron with one above the drive pulley arranged voltage pole, a magnetic return iron and a magnetic shunt. The magnetic flux generated by the coil is divided into the drive flux acting on the drive pulley and into a torque-ineffective shunt flow. By varying the magnetic shunt the voltage drive flow and thus the torque can be adjusted. On this one Principle based torque balancing devices between the tension iron and the return iron Form an adjustable magnetic shunt are known. Disadvantage of the known Solutions of this kind are that they do not have a linear regulation characteristic, which means that an accurate torque balance is achieved considerable only hwert.

Es ist auch eine Drehmoment-Abgleicheinrichtung bekannt (US-PS 21 19 015), die aus einer in ein Nebenschlußblech eingeschraubten Regulierschraube besteht. Diese Regulierschraube taucht koaxial in eine Bohrung ein, die im Mittelschenkel des Spannungseisens liegt. Zwischen dieser Bohrung und der Regulierschraube liegt ein mantelförmiger Luftspalt, dessen Länge konstant ist und dessen Fläche durch Hineindrehen bzw. Hinausdrehen der Regulierschraube verändert werden kann. Durch diese Anordnung wird eine Linearisierung der Reguliercharakteristik erreicht. Die Anordnung einer Regulierschraube in einer Bohrung des Spannungskern-Mittelschenkels ist jedoch nicht immer möglich, weil der hierfür erforderliche Platz in vielen Fällen bereits durch eine Schraube belegt ist, mit der andere Abgleichelemente befestigt sind.There is also a torque balancing device known (US-PS 21 19 015), which consists of a in a shunt plate screwed in regulating screw. This regulating screw plunges coaxially into a bore which lies in the middle leg of the tension iron. Between this hole and the regulating screw there is a jacket-shaped air gap, the length of which is constant and its area can be changed by turning the regulating screw in or out can. This arrangement achieves a linearization of the regulation characteristic. The order a regulating screw in a hole in the center leg of the tension core is not always possible, however, because the space required for this is in many cases already occupied by a screw with the other adjustment elements are attached.

Ferner ist eine Drehmoment-Abgleicheinrichtung bekannt (DT-AS 12 95 074), bei der zwischen dem Spannungseisen und dem Rückschlußeisen zwei drehfest miteinander verbundene Schraubenbolzen angeordnet sind, die in den Nebenschlußluftspalt seitlich überbrückenden Platinen aus nicht magnetisierbarem Werkstoff drehbar gelagert sind. Dies ergibt eine verhältnismäßig teure Konstruktion.Furthermore, a torque balancing device is known (DT-AS 12 95 074), in which between the Tension iron and the return iron are arranged two non-rotatably interconnected screw bolts are, the in the shunt air gap laterally bridging plates made of non-magnetizable Material are rotatably mounted. This results in a relatively expensive construction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Drehmoment-Abgleicheinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die keine frei zugängliche Bohrung im Spannungseisen erfordert und bei der die erzielte Drehmomentänderung dennoch in einem weiten Regulierbereich linear von der die Variation des magnetischen Nebenschlusses bewirkenden Verstellbewegung abhängt.The invention is based on the object of a simple torque balancing device of the initially mentioned to create mentioned type, which does not require a freely accessible hole in the tension iron and in which the The torque change achieved is linear within a wide regulation range from that of the variation of the magnetic shunt causing adjustment movement depends.

Die Lösung gelingt durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.The solution is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 ein Spannungstriebsystem eines Elektrizitätszählers mit einer Drehmoment-Abgleicheinrichtung in der Seitenansicht,F i g. 1 shows a voltage drive system of an electricity meter with a torque balancing device in FIG the side view,

F i g. 2 ein Regulier-Diagramm,F i g. 2 a regulation diagram,

F i g. 3 ein Gegenpol in vergrößerter Frontansicht,F i g. 3 an opposite pole in an enlarged front view,

Fig.4 die Seitenansicht des Gegenpols nach der F i g. 3.4 shows the side view of the opposite pole according to the F i g. 3.

F i g. 5 ein Detail der F i g. 1 in vergrößerter Frontansicht undF i g. 5 shows a detail of FIG. 1 in an enlarged front view and

F i g. 6 und 7 eine Variante in vergrößerter Seiten- und Frontansicht.F i g. 6 and 7 show a variant in an enlarged side and front view.

In der F i g. 1 bedeutet 1 ein Spannungseisen, dessen Spannungspol 2 über einer Triebscheibe 3 angeordnet ist. Mit 4 ist ein magnetisches Rückschlußeisen bezeichnet, das am oberen Ende des Spannungseisens 1 befestigt ist und dessen unteres freies Ende unterhalb der Triebscheibe 3 dem Spannungspol 2 gegenüberliegt.In FIG. 1 means 1 a tension iron, its Voltage pole 2 is arranged over a drive pulley 3. With 4 a magnetic return iron is referred to, which is attached to the upper end of the tension iron 1 and its lower free end below the Drive pulley 3 is opposite the voltage pole 2.

Eine Drehmoment-Abgleicheinrichtung besteht aus einer Regulierschraube 5 und einem hülsenförmigen Gegenpol 6, die beide aus Stahl oder einem anderen ferromagnetischen Werkstoff gefertigt sind. Die Regulierschraube 5 ist oberhalb der Triebscheibe 3 und radial zu dieser in ein Gewinde des Rückschlußeisens 4A torque adjustment device consists of a regulating screw 5 and a sleeve-shaped one Opposite pole 6, both of which are made of steel or some other ferromagnetic material. The regulating screw 5 is above the drive pulley 3 and radially to this in a thread of the return iron 4

eingeschraubt. Der hülsenförmige Gegenpol 6 ist koaxial zur Regulierschraube 5 am unteren Ende des Spannungseisens 1 befestigt. |e nach der Stellung der Regulierschraube 5 taucht diese mehr oder weniger tief in den Gegenpol 6 ein. Durch Drehen der Regulierschraube 5 mit einem geeigneten Werkzeug kann die erforderliche Eintauchtiefe leicht eingestellt werden. Eine in der F i g. 1 nicht dargestellte Feder sorgt für eine gewisse Schwergangigkeit der Regulierschraube 5. so daß sich diese nicht von selbst verr-tellen ':ann. Die Regulierschraube 5 weist an ihrem Fuß einen zylindrischen Ansatz 7 auf, dessen Funktion weiter unten erläutert wird.screwed in. The sleeve-shaped opposite pole 6 is coaxial attached to the regulating screw 5 at the lower end of the tensioning iron 1. | e according to the position of the The regulating screw 5 dips this more or less deeply into the opposite pole 6. By turning the regulating screw 5 The required immersion depth can easily be set with a suitable tool. One in FIG. 1, the spring (not shown) makes the regulating screw 5 difficult to move. so that these do not reveal themselves': ann. the The regulating screw 5 has a cylindrical extension 7 at its foot, the function of which will be explained below will.

Die Regulierschraube 5 und der Gegenpol 6 bilden einen magnetischen Nebenschluß, der dem Spannungspol 2 einen Teil des Spannungstriebflusses entzieht. Die Größe dieses Nebenschlußflusses ist gegeben durch den magnetischen Widerstand des Nebenschlusses 5, 6. der im wesentlichen umgekehrt proportional ist zur Fläche des Luftspaltes 8 zwischen der Regulierschraube 5 und dem Gegenpol 6. Der Luftspalt 8 ist durch die Zylindermantelflächen der Regulierschraube 5 und des hülsenförmigen Gegenpols 6 begrenzt. Die Luftspaltflache, d. h. die eingetauchte Fläche der Regulierschraube 5, ändert sich proportional mit der Verdrehung der 2s Regulierschraube; die Luftspaltlänge bleibt hierbei konstant. Der Nebenschlußfluß ist im wesentlichen proportional zur Luftspaltfläche und somit ebenfalls proportional zur Verdrehung der Schraube.The regulating screw 5 and the opposite pole 6 form a magnetic shunt, which is the voltage pole 2 withdraws part of the tension drive flow. The size of this shunt flow is given by the magnetic resistance of the shunt 5, 6. which is essentially inversely proportional to the Area of the air gap 8 between the regulating screw 5 and the opposite pole 6. The air gap 8 is through the Cylindrical jacket surfaces of the regulating screw 5 and the sleeve-shaped counter pole 6 limited. The air gap area, d. H. the immersed area of the regulating screw 5, changes proportionally with the rotation of the 2s Regulating screw; the length of the air gap remains constant. The shunt flow is essentially proportional to the air gap area and thus also proportional to the rotation of the screw.

In der F i g. 2 stellt die ausgezogene Regulierkurve 9 die Abhängigkeit des Fehlers Fdes Elektrizit?tszählers vom Schraubenabstand a (Fig. 1) dar. Sie verläuft in einem weiten Bereich linear. Bei großem Abstand a, d h. wenn die Regulierschraube 5 den hülsenförmigen Gegenpol 6 verläßt, wird die Wirkung des Gegenpols 6 aufgehoben und die Regulierkurve 9 flacht in ihrem oberen Bereich 10 ab. Erreicht die Regulierschraube den Boden des hülsenförmigen Gegenpols 6, so tritt ein Teil des Nebenschlußflusses in die Stirnfläche der Regulierschraube 5 ein, wodurch sich dem linearen Anteil der Regulierktirve 9 in unerwünschter Weise ein hyperbolischer Anteil überlagert. Dieser hyperbolische Anteil wird durch den Ansatz 7 erheblich vermindert. Der Ansät/ 7 ist derart dimensioniert, daß in ihm bei eingedrehter Regulierschraube eine partielle Sättigung des Nebenschlußflusses auftritt. Dies bewirkt eine deutliche Verminderung der Steilheit der Regulierkurve 9 im unteren Bereich 11.In FIG. 2, the solid regulating curve 9 shows the dependence of the error F of the electricity meter on the screw spacing a (FIG. 1). It runs linearly over a wide range. With a large distance a, i.e. when the regulating screw 5 leaves the sleeve-shaped opposite pole 6, the effect of the opposite pole 6 is canceled and the regulating curve 9 flattens out in its upper region 10. If the regulating screw reaches the bottom of the sleeve-shaped opposite pole 6, part of the shunt flow enters the end face of the regulating screw 5, as a result of which the linear portion of the regulating curve 9 is undesirably superimposed by a hyperbolic portion. This hyperbolic component is considerably reduced by the approach 7. The seed / 7 is dimensioned in such a way that when the regulating screw is screwed in, partial saturation of the bypass flow occurs in it. This causes a significant reduction in the steepness of the regulating curve 9 in the lower region 11.

Wenn der hülsenförmige Gegenpol 6 weggelassen wird, ist der magnetische Widerstand des Nebenschlusses hauptsächlich durch den Luftspalt zwischen der Stirnfläche der Regulierschraube 5 und der Seitenfläche des Spannungseisens 1 bestimmt. In diesem Fall ändert sich beim Verstellen der Regulierschraube 5 die Luftspaltlänge. während dessen Fläche konstant bleibt. Es ergibt sich dann die in der F i g. 2 mit 12 bezeichnete rein hyperbolische Regulierkurve. Der Vorteil des Erfindungsgegenstandes geh' aus der F i g. 2 deutlich hervor. If the sleeve-shaped opposite pole 6 is omitted, the magnetic resistance is the shunt mainly through the air gap between the end face of the regulating screw 5 and the side face of the tension iron 1 is determined. In this case, when adjusting the regulating screw 5, the Air gap length. while its area remains constant. The result is then that shown in FIG. 2 labeled 12 purely hyperbolic regulation curve. The advantage of the subject matter of the invention is evident from FIG. 2 clearly stands out.

Der hülsenförmige Gegenpol 6 kann bei geeigneter konstruktiver Ausgestaltung zugleich zur Verbreiterung der Polflache des Spannungspols 2 dienen. Die F i g. 3 und 4 zeigen einen solchen Gegenpol 6. der hier ein Biegeteil ist. Sein mittlerer Teil 13 bildet den Hülsenboden. Ein oberer, rechtwinklig nach vorne abgebogener Schenkel 14 läuft in zwei Fahnen 15. 16 aus, die zu einem Hülsenmantel umgebogen sind. Ein unterer, ebenfalls rechtwinklig nach vorne abgebogener Schenkel 17 bildet eine zusätzliche Polfläche zum Spannungspol 2. Zwei nach hinten gebogene Lappen 18, 19 werden als Verdrehsicherung bei der Montage in entsprechende Bohrungen im Spannungseisen 1 eingeführt. Ein Langloch 20 dient zur Befestigung des Gegenpols 6 auf dem Spannungseisen 1 mit Hilfe einer Schraube.The sleeve-shaped opposite pole 6 can, with a suitable structural design, at the same time for widening the pole face of the voltage pole 2 are used. The F i g. 3 and 4 show such an opposite pole 6 here is a bent part. Its middle part 13 forms the case base. An upper one, bent forward at right angles Leg 14 ends in two lugs 15, 16 which are bent over to form a sleeve jacket. A lower, Legs 17, which are likewise bent forward at right angles, form an additional pole face to the voltage pole 2. Two lobes 18, 19 bent backwards Introduced into the corresponding bores in the tensioning iron 1 to prevent rotation during assembly. A Long hole 20 is used to fasten the opposite pole 6 on the tensioning iron 1 with the aid of a screw.

Die beste Linearisierung der Regulierkurve kann mit einer zylindrischen Hülse erreicht werden, doch ergeben sich auch mit einer anderen, herstellungstechnisch günstigeren Hülsenform sehr gute Resultate.The best linearization of the regulating curve can be achieved with a cylindrical sleeve, but results very good results can also be achieved with a different, technically more favorable sleeve shape.

Wie bereits erwähnt, muß für eine gewisse Schwergangigkeit der Regulierschraube 5 gesorgt werden Dies kann gemäß der F i g. 5 mittels einer Blattfeder 21 aus nichtmagnetischem Material erfolgen. Die Blattfeder 21 weist im wesentlichen die Form eines U auf. dessen Mittelteil auf dem Gewinde der Regulierschraube 5 aufliegt und dessen Schenkelenden 22, 23 nach außen umgebogen und in Kerben 24, 25 zweier Schenkel 26. 27 eines Bügels eingelegt sind. Der in der F i g. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Bügel 26. 27 ist auf der Höhe der Regulierschraube 5 am Spannungseisen 1 befestigt. Die Blattfeder 21 ist vorzugsweise aus nichtmagnetischem Material gefertigt; die besten Eigenschaften wurden mit Neusilber erzielt.As already mentioned, it must be for a certain degree of difficulty the regulating screw 5. This can be done according to FIG. 5 by means of a leaf spring 21 made of non-magnetic material. The leaf spring 21 is essentially U-shaped. whose middle part rests on the thread of the regulating screw 5 and whose leg ends 22, 23 after bent on the outside and inserted into notches 24, 25 of two legs 26, 27 of a bracket. The one shown in FIG. 1 For the sake of clarity, bracket 26, not shown, is at the level of the regulating screw 5 on the tensioning iron 1 attached. The leaf spring 21 is preferably made of non-magnetic material; the best properties were achieved with nickel silver.

Eine weitere vorteilhafte Lösung zur Erzielung der geforderten Schwergangigkeit der Regulierschraube 5 ist in den F i g. 6 und 7 dargestellt. Hier ist im Rückschlußeisen 4 eine Nut 28 vorgesehen, die radial von der Gewindebohrung 29 ausgeht. In die Nut 28 ist ein Klemmstück 30 aus Thermoplast eingelegt, das durch zwei die Nut 28 überragende Schultern 31, 32 axial gesichert ist. Eine Nase 33 des Klemmstücks 30 ragt derart in den Gewindebereich der Gewindebohrung 29 hinein, daß sich bei der Montage der Regulierschraube 5 deren Gewinde nach einigen ungehinderten Umdrehungen in die Nase 33 einschneidet.Another advantageous solution for achieving the required sluggishness of the regulating screw 5 is shown in Figs. 6 and 7 shown. Here a groove 28 is provided in the return iron 4 which radially extends from the threaded hole 29 goes out. In the groove 28 a clamping piece 30 made of thermoplastic is inserted, which through two shoulders 31, 32 projecting beyond the groove 28 are axially secured. A nose 33 of the clamping piece 30 protrudes in this way into the threaded area of the threaded hole 29, that during the assembly of the regulating screw 5 the thread of which cuts into the nose 33 after a few unhindered rotations.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for balancing the torque of induction electricity meters by Change in the magnetic flux in one between the tension iron and the return iron of the magnetic drive system using the magnetic shunt path a ferromagnetic regulating screw guided in a threaded hole in the return iron, by means of which an air gap in the magnetic shunt path can be changed in such a way that the Area penetrated by the magnetic shunt flux in the air gap of the screw-in depth of the regulating screw is directly proportional, characterized in that on the central leg of the tensioning iron (1) an opposite pole (6) for the regulating screw (5) is attached to the one facing it Includes the end of the regulating screw like a pole shoe, leaving an air gap free.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the regulating screw (5) has an approach (7) has such dimensions that when the regulating screw is screwed in, a partial saturation occurs.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the opposite pole (6) by a The bending part is formed from sheet iron that has a leg (17) which faces the voltage pole (2) forms an additional pole face.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a leaf spring (21) made of non-magnetic material rests on the thread of the regulating screw (5).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in a groove (28) in the The return iron (4) has a clamping piece (30) made of thermoplastic inserted into it, which is inserted into a threaded hole (29) for the regulating screw (5) protrudes.