DE2360845C3 - Drehmagnetmeßwerk - Google Patents

Description

noch auf den Wicklungssinn geachtet werden muß. In diesem Zusammenhang ist noch zu erwähnen, daß es sich bei den magnetischen Meßwerken, deren Fortentwicklung Ziel der vorliegenden Erfindung ist, funktionsgemäß um Drehmagnetmeßwerke handelt. Denn durch den von den beiden Dauermagneten des Magnetgestells verursachten magnetischen Fluß wird auch ein Weicheisenanker durch magnetische Induktion zu einem Permanentmagnet mit entsprechender

ren in der Kombination 5 und 6 zu dem einen Wechselstrommagnet, dessen Magnetkern durch das Joch 1 gebildet wird, und in der Kombination 7 und 8 zu dem anderen Wechselstrommagnet, dessen Magnetkern durch das Jochteil 2 gebildet wird, gleichzeitig aber in der Kombination 6 und 8 zu dem Permanentmagnet 9 und in der Kombination S und 7 zum Permanentmagnet 10. Zwischen den Polschuhen 5a und 6a und zwischen den Polschuhen la und 8a verbleibt ein

Funktionsweise, die sich von der Funktionsweise eines io dünner Luftspalt 30 bzw. 21.

Dreheisenankers unterscheidet, indem Gleichspannungen unterschiedlicher Polaritäten in der Richtung entsprechend unterschiedliche Ausschläge verursachen und bei Wechselspannungen der Anker mit ihrer Frequenz hin und her schwankt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe umfaßt somit folgende Teilaufgaben:

a) Es sollte eine kompakte, raumsparende Bauweise erreicht werden. Dieses Ziel ist besonders

einzelnen Kanäle sonst nicht in einer Reihe unmittelbar nebeneinander angeordnet werden können.

Der Fertigungsaufwand sollte durch ein einfacheres Bewicklungsverfahren für die Polkörper der Wechselstrommagnete wesentlich vermindert werden.

c) Es sollte ein solcher Aufbau erreicht werden, daß der Eisenweg für den Permanentmagnetfluß möglichst kurz und deren magnetischer Widerstand für ihn möglichst klein ist.

d) Ein magnetischer Streufluß im einzelnen Meßwerk und zwischen nebeneinanderliegenden

Es bleiben nun beim Aufbau des Magnetgestells - anders als bei bekannten Meßgeräten - zunächst die Jochteile 1 und 2 der beiden Wechselstrommagnete vom Magnetgestell getrennt, werden vor dem is Aufsetzen auf die Polkörper je eines der Wechselstrommagneten mit den beiden Erregerwicklungen 3 bzw. 4 versehen und erst anschließend auf die den Polschuhen abgewandten Enden der beiden Polkörper je eines der beiden Wechselstrommagneten auffür Mehrkanalregistriergeräte von großer Be- 20 geschraubt, so daß auf diese Weis» der magnetische deutung, weil bei ihnen die Schreibwerke für die Kreis der Wechselstromerregung vsschlossen wird

Die Polschuhkörper sind zuvor komplett mechanisch bearbeitet, insbesondere auch in bezug auf die Ebenheit der Grenzflächen zwischen den Polschuhkcrpern und den aufzuschraubenden Jochen. Es ist unmittelbar einzusehen, daß bei diesem Aufbau die Bewicklung überhaupt keine Schwierigkeiten macht. Eine zweite Erregerspule für je einen Wechselstromma gneten entfällt, die einzige Jochspule erfüllt voll die 3« Aufgabe der beiden Spulen der Magnetschenkel, und der Zwischenraum zwischen den Polkörpern wird praktisch vollständig durch Aufnahme der Wicklungen 3 bzw. 4 ausgenützt und ausgefüllt. Dieser Aufbau erbringt somit nicht nur eine nützliche Fertigungsver-

Meßwerken sollte weitgehend unterdrückt wer- 35 einfachung, sondern führt auch zu einem kompakten den. Aufbau. Es verbleiben kaum Zwischenräume, die mit

e) Es sollte ein Baukastenprinzip erreicht werden. Gießharz ausgefüllt werden müssen.

damit Meßwerke für verschiedene Leistungen In Kombination mit diesen Merkmalen ist es wei-

aufgebaut werden können, ohne daß die seitli- terhin von großem praktischen Wert, wenn gemäß chen, f*. h. senkrecht zur Drehachse verlaufen- 4» dem Vorschlag der Erfindung die seitlichen Dauerden Abmessungen vergrößert werden müssen. ma"nete 9 und 10 im Querschnitt eine trapezförmige Diese Forderungen werden durch den Aufbau eines Gestalt erhalten, so daß sie großflächig an die angren-Drehmagnetmeßwerkes gemäß der Lehre des Haupt- zenden Seitenflächen der Polschuhe angrenzen und anspruches erfüllt. Anhand einer Ausführungsform, somit kein Absatz an den Übergangsflächen zwischen die mit den Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung 45 den Polkörpern und den Dauermagneten verbleibt, näher beschrieben. Dadurch werden extrem kurze Eisenwege für den

Fig. 1 stellt einen Querschnitt durch das erfin- permanent-magnetischen Fluß geboten, die einen gedungsgemäß aufgebaute Drehmagnetmeßwerk senk- ringstmöglichen magnetischen Widerstand haben und recht zur Drehachse dar; keinen Streufluß aufweisen. Deshalb kann auch das

Fig. 2 a ist ein Schauh'ld des in bezug auf seine we- 50 Magnetvolumen weiter reduziert werden. Auch dieses sentlichen Teile auseinandergenommentn Magnetsy- Merkmal trägt zu Liner optimalen Raumausnutzung

bei, so daß die äußeren Abmessungen des Schreih-Werkes besonders bei der dargestellten prismatischen Gestalt auf ein Minimum reduziert werden können. In Fig. 1 sind gestrichelt die Wege des Magnetflusses der Wechselstrommagneterregung und strichpunktiert die Wege des Dauermagnetflusses angegeben.

Der erfindungsoemäße Aufbau gestattet, bei Er-

Polkörpern 5 und 6 bzw. 7 und 8 von zwei Wechsel- fin haltung der seitlichen Abmessungen (der Breite und sfrommapeten gebildet, wird, die ebenfalls in bezug der Dicke nach) eine ganze Reihe derartig aufgebauauf die Drehachse einander gegenüberliegen. ter Drehmagnetsysteme für Mehrkanaischfeiber ne-

Die Pcilschuhe Su₁ 6« b2W. Ta und Sa umgeben beneinander anzuordnen, unabhängig von der verfemeinsam mit den Dauermagneten 9 und 10 den langten Schreibbreite, da die Anpassung an die für Drehraüm 19 für den Weicheisendrehanker 14, der 65 die einzelnen Kanäb gewünschte Leistung durch Äniedefgefesselt ist. Dabei sind die Polschuhflächen, die derung der axialen Abmessungen erfolgen kann, woden Ausschlagsbereich dtes Ankers bestimmen, zylin- für austauschbare Joche, Spulen, Polschuhkörper, drisch ausgebildet, Die Polschühe 5, 6, 7 und 8 gehö- Dauermagnete und Anker in verschiedener axialer

stems;

Fig. 2b zeigt sein Gehäuse, und die
Fig. 2c ist ein Querschnitt durch die Ausschlagsbegrenzung des Drehmagnetankers.

Die Erfindung geht von einem Aufbau eines Drehmagnetmeßwerks aus, desen Magnetgestell von zwei in bezug auf die Drehachse einander gegenüberliegenden Dauermagneten 9 und 10 und von den beiden

Länge zur Verfügung gestellt werden können. Die kompakte Form erspart eine unpraktische axiale Versetzung der Magnetgestelle mit verlängerten Achsen für den Schreibzeiger, wenn für Mehrkanalschreiber mehrerer Drehmagnetsysteme nebeneinander wirken müssen. Die Streufreiheit dieser kompakten Magnetsysteme führt auch zu einer praktisch vollkommenen Unterdrückung einer gegenseitigen magnetischen Beeinflussung (Übersprechen).

Die stirnseitigen Lagerschilder 11 und 12, die zur Aufnahme der Drehlager für den Anker dienen, werden gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens aus nichtmagnetischem Werkstoff, insbesondere aus nichtmagnetischem Stahl wie Chromnickelstahl hergestellt und mit dem Polkörpef bzw. mit dem Polblech zu einem Block verschweißt. Der nichtmagnetische Werkstoff der Lagerschilder verhindert einen magnetischen Streufluß durch die Lagefscriiiüer mit eiiispfecnendefn Leisfungsveriusi und magnetischer Beeinflussung der Lager, was eine störende Rückwirkung auf die Ankerausschläge haben würde. Die Polkörper werden im wesentlichen durch diese Lagerschilder in der vorgeschriebenen Lage zusammengehalten, so daß die Joche mechanisch entlastet sind.

Das Magnetgestell besitzt weiterhin auf einer Stirnseite noch eine Befestigungsplatte 16, die mit ihm verschraubt ist und zur Befestigung am Registriergerät dient. In die zentrale Bohrung der Befestigungsplatte ist ein Ausschlagsbegrenzungsflansch 13 eingesetzt, der einen sektörförmig ausgeschnittenen Ring trägt, mit dem ein in die Ankeraehse 14 eingesetzter Anschlagstift 15 zusammenwirkt. Der Ausschlagsbegrenzungsflansch 13 und der ausgeschnittene Ring

in 13a können zweckmäßig aus einer glasfaserverstärkten Kunstharz-Spritzmasse bestehen. Das gesamte Magnetgestell kann in ein Kunststoffgehäuse 18 eingesetzt werden; Die Spulenenden werden herausgeführt und an eine gedruckte Leiterplatte 17 in der vor-

B geschriebenen Zuordnung angeschlossen.

Das beschriebene Drehmagnetmeßwerk zeichnet sich somit durch eine sehr kompakte Bauweise mit optimaler Raumausnutzung, durch mechanische Festigkeit, durch Ffeiiieii vorn magnetischen SfreüfiüB

Si und durch die Möglichkeit aus, ein Baukastenprinzip aus Teilen mit axial verschiedener Länge anzuwenden, um verschiedene Leistungen zu erreichen. In jeder Hinsicht sind dies wesentliche Vorzüge gegenüber bekannten Drehmagnetmeßwerken mit permanent erregten Drehankern aus Weicheisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drehmagnetmeßwerk mit einem federgefesselten Weicheisendrehanker (14) und mit einem durch zwei Dauermagnete (9, 10) permanent erregten Magnetgestell, das rings um die Ankerdrehachse (14a) angeordnete weichmagnetische Polkörper (Sa, 6a, Ta und 8a) hat, die gleichzeitig die Polschenkel für zwei durch Erregerspulen (3 und 4) erregte Wechselstrommagnete bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (9 und 10) auf zwei gegenüberliegenden Längsseiten des Gestells liegen und im Querschnitt trapezförmig sind, daß ihre Grenzflächen gegenüber den Polkörpern (Magnetschenkel 5, 6, 7 und 8) absatzlos in die Grenzflächen dieser Polkörper übergehen, und daß als Kerne für die Erregerspulen (3 und 4) zwei Weicheisenjoche (1 und 2) dienen, -uif weiche je eine der Erregerspulen (3. 4) gewickelt ist und die zur Bildung des Wechselstrommagneten und zur Komplettierung des Magnetgestells auf die den Polschuhen abgewandten Enden der zugehörigen Polkörper (5 und 6 bzw. 7 und 8) aufgeschraubt sind, die in anderer Kombination (6 und 8 bzw. 5 und 7) die Polkörper bzw. Magnetschenkel der beiden Permanentmagnete (9 und 10) bilden.

2. Drehmagnetmeßwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetjoche (1 und 2) und/oder die Erregerspulen (3 und 4) auswechselbar bind.

3. DrehmagnetmePwerk ·■ ach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine axiale Länge und die a iale Länge seiner Polkörper (5, 6, 7 und 8), seiner Magnetjoche (1 und 2) und der Erregerspulen (3 und 4) der Dauermagnete (9 und 10) sowie des Weicheisendrehankers (14) für geforderte verschiedene Leistungen unterschiedlich sind und diese Teile entsprechend bei Einhaltung der sonstigen Abmessungen in der Breite und der Dicke austauschbar sind.

4. Drehmagnetmeßwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschilder (11 und 12) für die Lagerung des Drehankers (14) aus nichtmagnetischem Stahl, insbesondere aus gesintertem Chromnickelstahl bestehen und mit den aus axial übereinander geschichteten Magnetblechen gebildeten Polkörpern zu einem Block verschweißt sind.

5. Drehmagnetmeßwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschlagsbegrenzung für den Drehanker (14) auf eine Stirnfläche des Magnetgestells ein kreislektorförmig ausgeschnittener Ring (13a) vorzugsweise mit Hilfe eines Flansches (13) aufgcletzt ist, der mit einem in den Drehanker (14) eingesetzten Anschlagstift (15) zusammenwirkt.

h. Drehmagnetmeßwerk nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschlagbegrentungsring(13o) und sein Befestigungsflansuh (13) aus einer glasfaserverstärkten Kuristharz-Spritz^ masse bestehen-

Die Erfindung geht aus von einem Drehmagnetmeßwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der neue Aufbau solcher Drehmagnetmeßwerke gemäß der Erfindung ist mit den Ansprüchen gekennzeichnet.

Derartige Meßwerke werden insbesondere für den Antrieb des Schreibzeigers von Registriergeräten gebraucht, weiche schnellschwankende Meßgrößen in einem Frequenzbereich von null Hz bis zu mehreren

ία hundert Hz aufzeichnen sollen. Ein Beispiel dafür sind die Schreibwerke von Elektrokardiographen und El ektroe nzephalographen.

Die Verwendung eines Permanentmagnetpaares zur Dauererregung des Magnetgestells solcher Dreh-Tiagnetmeßwerke, die durch die von den Meßsignalen gesteuerte Wechselerregung in einem Paar von Wechselstrommagneten im Takt dieser Meßsignale und ihrer Intensität entsprechend variiert wird, hat gegenüber dem Aufbau des Magnetgestell ausschließlich aus Wechselstrommagneten den Vorteil, daß nicht dauernd die Erregerspulen eines Wechselstrommagnetpaares, die die Aufgabe der Dauermagnete haben, vom Speisestrom durchflossen werden, wie dies bei älteren Ausführungen von Schreibwerken der Fall war. Damit war aber ein hoher Leistungsverlust und eine empfindlich hohe Erwärmung des gesamten Meßwerkes verbunden, was besonders nachteilig war, wenn mehrere solcher Meßwerke in Mehrkanalregistriergeräten nebeneinander angeordnet waren. Zur Abführung der Wärme bedurfte es daher auch eines hohen Kühlungsaur'wandes. Diese Nachteile früherer Ausführungsformen sind nun mit dem Aufbau des Meßwerkes aus nur einem Paar von sich gegenüberliegenden Wechselstrommagneten und durch den Ersatz des zweiten Paares von Wechselstrommagneten durch ein Paar sich gegenüberliegender Permanentmagnete weitgehend vermieden.

Einen solchen Stand der Technik in bezug auf den Aufbau des Magnetgestells für ein Drehmagnetmeß-

■in werk zeigte schon DE-OS 2 i 15012. Davon geht die vorliegende Erfindung aus, allerdings nichi in Fortentwicklung der Lehre dieser älteren Erfindung, wonach durch eine besondere Formgebung der Luftspalte zwischen dem Anker und den Polschuhen ein lineares Verhältnis zwischen dem Steuerstrom und dem Ausschlag des Ankers erzielt werden sollte. In bezug auf die mit vorliegender Erfindung verfolgten Ziele ist es indessen wesentlich, daß bei dem vorbekannten Meßwerk die beiden Dauermagnete nicht

sn unmittelbar zwischen den Polschuhen absatzlos angeordnet waren, sondern in einem verhältnismäßig hohen Abstand von ihnen und sogar in radialer Richtung in bezug auf die Drehachse vor oder hinter den Permanentmagneten. Außerdem wurden vier Erregerspulen für die Wechselstrommagnetpaare vorgesehen. Jedes der vier Polkörper bzw. Magnetschenkel mußte mit einer Erregerspule versehen werden, während die beiden Magnetjoche keine Spule trugen.
Dieser Aufbau der Magnetgestelle für Drehma-

fio gnetmeßwerke ist nun besonders für Mehrkanalregistfiefgeräte ungünstig, weil zum einen jedes einzelne Meßwerk ein verhältnismäßig großes Volumen hat, weil zum anderen ein beträchtlicher magnetischer Streufluß vorhanden ist, der sogar zu einer gegenseiti-

gen Störung der nebeneinanderliegenden Meßwerke füllirt (Übersprechen), und Weil schließlich der Fertigungsaufwarid groß ist, Wenn vier Polkörper bzw. Magnetschenkel bewickelt werden müssen, Wobei auch