DE2525076C2

DE2525076C2 - Drehspulinstrument

Info

Publication number: DE2525076C2
Application number: DE2525076A
Authority: DE
Inventors: Percy Edwin Harrow Middlesex Towndrow; James Bernard St.Albans Hertfordshire Vousden
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1974-06-13
Filing date: 1975-06-05
Publication date: 1986-01-30
Also published as: FR2274923B1; FR2274923A1; DE2525076A1; CH594889A5; US4002978A; JPS5728110B2; IN143949B; HU175298B; DD118178A5; JPS519483A; CA1032609A

Description

genügen.

3. Drehspulinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial gemessene Breite des inneren Luftspalts (18) geringer ist als die des äußeren Luftspslts (19).

4. Drehspulinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Achse gemessene Tiefe des inneren Luftspalts (18) größer ist als die des äußeren Luftspalts (19).

5. Drehspulinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ringkerns (12) in einer Ebene durch die Achse die Form eines Trapezes aufweist, dessen längere Grundlinie der Achse zugewandt ist

6. Drehspulinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gehäuse zwei in radialem Abstand zueinander angeordnete, im wesentlichen ringförmige Oberflächen aufweist, zwischen denen der Ring angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der äußeren ringförmigen Oberfläche gemessen parallel zur Achse geringer ist als diejenige der inneren ringförmigen Oberfläche.

7. Drehspulinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die beiden Spulenabschnitte (36,37) verbindender Spulenabschnitt (38) der Spule (34) in einem dritten Luftspalt (20) verläuft, der eine zur Achse parallele Breite besitzt, die wesentlich größer ist als die Breite des inneren und äußeren Luftspalts (18,19).

Die Erfindung geht aus von einem Drehspulinstrument gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bislang ist die Herstellur,- von derartigen Instrumenten in großen Mengen schwierig und teuer, wenn diese Instrumente alle ähnliche oder gleiche Charakteristika aufweisen sollen. Infolge der Toleranzen bei der Herstellung und Montage dieser Instrumente weisen diese eine relativ große Streubreite auf, beispielsweise bei der Magnetflußverteilung in jedem Luftspalt, der von Instrument zu Instrument unterschiedlich ist Da die Größe

so des elektromagnetisch induzierten Drehmoments unter anderem abhängig ist von der Magnetflußdichte in jedem Luftspalt, resultiert die Streuung in der Magnetflußverteilung in einer stark unterschiedlichen induzierten Drehmomentencharakteristik, weshalb die Beziehung zwischen dem die Spule durchfließenden Strom und der winkelmäßigen Auslenkung der Spule stark streut. Es ist deshalb erforderlich, bei der Herstellung und bei der Montage derartiger Drehspulinstrumente eine sorgfältige Maßkontrolle vorzunehmen, was bedeutet, daß jedes Instrument einzeln kalibriert werden muß. Der Herstelleraufwand wird hierdurch erhöht, was sich in höheren Herstellkosten auswirkt.

DE-GM 17 01 958 zeigt ein gattungsgemäßes Drehspulinstrument, bei dem das Magnetfeld in einem ringförmigen Luftspalt senkrecht zur Achse der Drehspule verläuft. Die Breite des Luftspalts wird als durchgehend konstant angenommen. Sie wird lediglich am Übergang des inneren und äußeren Polschuhs zu den das Magnetfeld liefernden Permanentmagneten um bis zum Zweifachen erweitert. Hierdurch soll das Magnetfeld auch an den Enden der angestrebten proportionalen Skala homogenisiert werden. Es ist ferner erwähnt, daß eine homogene Ausbildung des Feldes durch ungleichmäßige Luftspaltbreiten erreicht werden kann, was jedoch zu erheblichen fertigungstechnischen Schwierigkeiten führt.

DE-GM 19 08 667 befaßt sich mit einem Drehspulinstrument, bei dem zur Kompensation der bei der Massen-

fertigung unvermeidlichen Streuung der magnetischen Eigenschaften in dem zwischen den ringförmigen Polschuhen liegenden Luftspalt ein einseitig eingespanntes dünnes Leitblech aus weichmagnetischem Werkstoff in geringem Ausmaße verstellbar oder verformbar angeordnet: wird. Die Justage durch Verbiegen oder Verschieben des Leitbleches ist äußerst mühsam und zeitaufwendig.

Aus der DE-PS 6 38 192 ist entnehmbar, daß es vorteilhaft ist, den äußeren und den inneren Polschuh jeweils als im wesentlichen geschlossenen Polring auszubilden. Hierdurch wird die Beeinflussung des Magnetsystems durch äußere Störfelder verringert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehspulinstrument so auszubilden, daß die Notwendigkeit einer sorgfältigen Maßkontrolle und einer individuellen Justierung der einzelnen Instrumente erheblich verringert wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Drehspulinstrument mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches 1.

Aufgrund der Kompensation der durch eine eventuelle Exzentrizität des Ringes hervorgerufenen Drehmomentabweichungen wird der Einfluß von Fertigungstoleranzen und geringfügigen J us tageab weichungen erheb- lieh verringert

Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Drehspulinstruments sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Drehspulinstruments werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehspulinstruments; F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II der F i g. 1; F i g. 3 einen Schnitt entsprechend demjenigen der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab und

F i g. 4 bis 8 Teilschnitte, welche verschiedene Ausführungsformen des Drehspulinstruments nach den F i g. 1 und 2 erläutern;

F i g. 9 einen Teilschnitt zur Erläuterung der Dimensionierungsangaben.

Wie den F i g. 1 und 2 zu entnehmen ist, weist das Drehspulinstrument eine Magnetkreisbaugruppe auf, welche aus einem ringförmigen Gehäuse 11, einem Ringkern 12, nachstehend kurz Kern 12 genannt, und einem bogenförmigen Permanentmagneten 13 besteht Das Gehäuse 11 besteht aus gesintertem Eisen mit einer inneren und einer äußeren Wandung 14 und 15, welche konzentrisch zueinander angeordnet sind und welche über ein ringförmiges unteres Wandungsstück 16 miteinander verbunden sind. Der Magnet 13 ist auf dem Wandungsstück 16 des Gehäuses 11 zwischen den Wandungen 15 und Ϊ6 angeordnet, wobei seine Magnetachse vertikal verläuft Der Kern 12 ist im Querschnitt im wesentlichen quadratisch, wie dies der F i g. 1 entnehmbar ist Er ist auf dem Magneten 13 zwischen den Wandungen 14 und 15 und konzentrisch zu ihnen angeordnet Das Gehäuse U, der Kern 12 und der Magnet 13 sind über Schrauben 17 miteinander verbunden. Der Kern 12 definiert mit den Wandungen 14 und 15 und dem Wandungsstück 16 zwei im radialen Abstand zueinander angeordnete, ringförmige Luftspalte 18 und 19 sowie einen Luftspalt 20. Die Länge des Magneten 13 ist so gewählt, daß die bogenmäßige Länge der Luftspalte 18 bis 20 geringfügig größer ist als der Bogenwinkel der Gradeinteilung des Zifferblatts 21 des Drehspulinstruments.

Das Zifferblatt 21 und ein nichtmagnetischer Abstandspfeiler 22 sind mittels Schrauben 23 an der Oberkante der äußeren Wandung 15 befestigt, und zwar diametral gegenüber dem Magneten 13. Oberhalb des Magneten 13 sind das Zifferblatt 21, eine Abstandsplatte 24, eine Platte 25 und der obere Arm 26 eines Trägers 27 mittels Schrauben 28 an den Oberkanten der Wandungen 14 und 15 befestigt Der untere Arm 29 des Trägers 27 trägt ein Steinlager 30, in welchem das untere Ende der Welle 31 gelagert ist Diese Welle 31 verläuft längs der Achse des Gehäuses 11. Das obere Ende der Welle 31 ist in der Platte 25 gelagert Die Welle 31 trägt einen Spulenträger 32, welcher über die innere Wandung 14 hinausragt und der einen Zeiger 33 und eine Spule 34 trägt Die Spule 34 ist hierbei auf einem quadratischen Wickelkörper 35 aus Aluminium aufgewickelt und umgibt den Kern IZ Auf diese Weise verlaufen der innere Spulenabschnitt 36, der äußere Spulenabschnitt 37 und der untere Spulenabschnitt 38 der Spule 34 in den Luftspalten 18, 19 und 20, während der obere Spulenabschnitt 39 der Spule oberhalb der Oberseite des Kerns 12 liegt Der Kern 12 weist einen Spalt 40 auf, der es ermöglicht, die Spule 34 mit dem Wickelkörper 35 mit dem Kern 12 zusammenzubauen.

Die Welle 31 trägt zwei Spiralfedern 41 und 42, deren äußere Enden mittels der Stifte 43 und 44 an einer Platte 45 befestigt sind, welche zum Einstellen der Spiralfedern dient Die Einstellplatte 45 ist an der Unterseite des unteren Arms 29 des Trägers 27 mittels einer Schraube 46 befestigt Der Strom fließt durch die Stifte 43 und 44 und die Spiralfedern 41 und 42 zu den Drähten 47 der Spule 34.

Das Gehäuse U und der Kern 12 bilden Polschuhe des Magneten 13, so daß die Spule 34 in einem Magnetfeld angeordnet ist, welches sich über die Luftspalt 18 bis 20 erstreckt Wird die Spule 34 bestromt, bewirkt das Drehmoment, welches durch die elektromagnetische Wechselwirkung dieses Magnetfeldes mit dem in der Spule 34 fließenden Strom induziert wird, daß die Spule 34 sich längs des Kerns 12 bewegt, bis das elektromagnetisch induzierte Drehmoment gleich dem entgegengesetzt gerichteten mechanischen Drehmoment ist, welches durch die Spiralfedern 41 und 42 erzeugt wird.

Werden die Drehspulinstrumente in hohen Stückzahlen gefertigt ohne daß jedes einzelne Instrument kalibriert wird (außer einer Nulleinstellung), dann sollte das Verhältnis zwischen dem winkelmäßigen Ausschlag der Spule 34 und der Größe des durch die Spule 34 fließenden Stroms von einem Instrument zum anderen Instrument einen hohen Genauigkeitsgrad aufweisen. Dies bedeutet, daß das an jedem Punkt des Drehbereichs der Spule 34 induzierte Drehmoment von einem zum anderen Instrument so weit als möglich gleich ist

Die Größe des induzierten Drehmoments, welches an irgendeinem Einzelabschnitt der Spule 34 wirkt, hängt unter anderem von dem radialen Abstand dieses Einzelabschnitts von der Welle 31 und der Flußdichte des Magnetfeldes im Bereich dieses Einzelabschnitts ab. Die Flußdohte selbst hängt von der Länge des Luftspaltes ab, in welchem dieser Einzelabschnitt der Spule 34 angeordnet ist Die Größe der auf den Einzelabschnitt der Spule 34 wirkenden induzierten Drehkraft verändert sich mit dem Grand der Konzentrizität des Gehäuses 11, des Kerns 12 und der Welle 31. Die gewünschte Gleichförmigkeit der Drehmomentencharakteristik von einem zum anderen Instrument ist somit begrenzt durch die Toleranzen, welche bei der Herstellung und der Montage

des Gehäuses 11, des Kerns 12 und der Spule 34 sowie der zugehörigen Bauteile auftreten.

Es wurde nun gefunden, daß bei Verwendung von zwei in radialem Abstand angeordneten, ringförmigen Luftspalten 18 und 19, welche im wesentlichen konzentrisch zur Welle 31 sind, und durch geeignete Wahl ihrer Dimensionen die Veränderungen der Drehmomentencharakteristik von einem zum anderen Instrument wesentlieh vermindert werden können.

Exzentrizitäten zwischen Gehäuse 11 und Kern 12 kompensieren sich, da die Summe der Breiten der Luftspalte 18 und 19 bestimmt wird durch den Abstand der Wandungen 14 und 15 des Gehäuses U und durch die Breite des Kerns 12, wobei diese beiden Abmessungen im wesentlichen konstant und genau eingehalten werden können. Ist beispielsweise der Kern 12 so versetzt, daß der Luftspalt 18 eine Breite besitzt, welche größer ist als

ίο der Sollwert in irgendeinem Bereich, dann muß der Luftspalt 19 folglich kleiner sein als seine Sollabmessung im gleichen Bereich. Dies bedeutet, daß eine Verminderung der magnetischen Flußdichte in diesem Bereich des Luftspaltes 18 kompensiert wird durch eine Vergrößerung der magnetischen Flußdichte des Luftspalts 19, wodurch eine Verminderung des Drehmoments, welches am inneren Spulenabschnitt 36 der Spule 34 wirkt, mindestens zum Teil kompensiert wird durch eine Vergrößerung des Drehmoments, welches am äußeren

is Spurabschnitt 37 der Spule 34 wirkt

Obwohl gleiche und entgegengesetzte Änderungen in der Flußdichte in den Luftspalten 18 und 19 gleiche und entgegengesetzte Änderungen in den Kräften bewirken, welche auf die inneren und äußeren Spulenabschnitte 36 und 37 der Spule 34 wirken, sind die folglichen Änderungen in den Drehmomenten, welche auf diese inneren und äußeren Spulenabschnitte 36 und 37 wirken, nicht gleich, da die inneren und äußeren Spulenabschnitte 36 und 37 unterschiedliche radiale Abstände von der Welle 31 aufweisen. Es wurde jedoch gefunden, daß durch Wahl eines geeigneten Verhältnisses der Abmessungen der Luftspalte 18 und 19 dieses Ungleichgewicht wesentlich vermindert werden kann. Die Nominalkraft, welche auf den äußeren Spulenabschnitt 37 wirkt, wird geringer gemacht als jene, welche auf den inneren Spulenabschnitt 36 wirkt Dies wird dadurch erreicht, daß man den Luftspalt 19 in radialer Richtung breiter ausbildet als den Luftspalt 18. Im Falle einer Exzentrizität des Kerns 12 relativ zum Gehäuse 11 wird die Veränderung der auf den inneren Spulenabschnitt 36 wirkenden Kraft begleitet

durch eine geringere Änderung der auf den äußeren Spulenabschnitt 37 wirkenden Kraft Diese Differenz in der

Kraftveränderung gleicht die Differenz der radialen Abstände aus, so daß die resultierende Veränderung der auf

die Spulenabschnitte 36 und 37 wirkenden Drehmomente nahezu einander ausgleichen.

Es wurde gefunden, daß für parallel zueinander verlaufende Luftspalte 18 und 19 das beste Verhältnis für die

Breiten und Tiefen der Luftspalte 18 und 19 zum Zwecke der optimalen Kompensation folgende Gleichung gültig ist

{co/CiHgSgoY - rtro (Gleichung 1)

Hierbei ist (F ig. 9)

d die Tiefe des Luftspaltes 18 in der Bewegungsbahn des inneren Spulenabschnitts 36 der Spule 34 (gemessen

parallel zur Achse der Welle 31);

C₀ die Tiefe des Luftspaltes 19 in der Bewegungsbahn des äußeren Spulenabschnitts 37 der Spule 34;

gi die Breite des Luftspaltes 18 (gemessen quer zur Achse der Welle 31);

go die Breite des Luftspaltes 19;

η der Abstand zwischen der Welle 31 und dem inneren Spulenabschnitt 36;

r_o der Abstand zwischen der Welle 31 und dem äußeren Spulenabschnitt 37.

Diese Verhältnisse können jedoch unter bestimmten Umständen in einem weiten Bereich geändert werden.

Die Gleichung 1 wurde abgeleitet von der nachfolgenden Gleichung, die einen näherungsweisen Ausdruck für das Drehmoment darstellt, welche auf die Spule 34 wirkt:

Drehmoment = aK(arJg, + C₀T₀I(D-gi) (Formel 2)

Hierbei sind a und K Konstante, welche sich auf die Amperewindungen der Spule 34 und die magnetomotorisehe Kraft (MMK) des Magneten 13 beziehen und wobei

Die Gleichung 2 wird differenziert in bezug auf gi wobei die resultierende Gleichung gleich Null gesetzt wird (entsprechend einer minimalen Veränderung des Drehmoments) und die sodann nach gi aufgelöst wird, um die Gleichung 1 zu erhalten.

Für den FaO, daß die Luftspalte 18 und 19 gleiche Tiefen aufweisen, wie dies den F i g. 1 und 2 zu entnehmen ist vereinfacht sich die Formel 1 zu folgender Formel

(Formel3)

Alternativ kann diese Formel auch ausgedrückt werden in folgender Formel

gi=D{\-JW)l{\-W) (FormeU)

hierbei ist W=T₀Ir₁.

Die Gleichung 4 wird erhalten durch Einsetzen von (D-g) für g„ in der Gleichung 3, die sodann aufgelöst wird nach gi. Für ein Verhältnis von 1 :2 für die Sollabstände von der Welle 31 der inneren und äußeren Spulenabschnitte 36 und 37 ist das beste Verhältnis der Breiten der Luftspalte 18 und 19 entsprechend 1 : j/2".

Eine Exzentrizität bei der Lagerung der Spule 34, welche von geringerem Einfluß ist als eine Exzentrizität zwischen Gehäuse 11 und Kern 12, wird kompensiert bei der Anordnung nach den Fig. 1 und 2, indem der Luftspalt 20 erheblich breiter (gemessen in Achsrichtung der Welle 31) ausgebildet wird als die Luftspalte 18 und 19, so daß die maximale magnetische Flußdichte in den Luftspalten 18 und 19 auftritt Irgendeine radiale Fehlstellung der Spule 34 relaltiv zum Kern 12 infolge einer Exzentrizität resultiert in keiner Veränderung des Drehmoments, welches auf die inneren und äußeren Spulenabschnitte 36 und 37 der Spule 34 wirkt, da eine derartige Fehlstellung parallel zu den Magnetflußlinien in den Luftspalten 18 und 19 verläuft, wodurch keine to Änderung in der Flußdichte auftritt, welche bei den inneren und äußeren Spulenabschnitten 36 und 37 herrscht Das Drehmoment, welches am unteren Spulenabschnitt 38 der Spule 34 wirkt, wird jedoch verändert, da die Verschiebung quer zu den magnetischen Flußlinien im Luftspalt 20 erfolgt Jeder Teilabschnitt des unteren Spulenabschnitts 38 wird in verschiedene Teile des Magnetfelds bewegt Da jedoch die Flußdichte im Luftspalt relativ gering ist ist der Gesamteffekt der Änderung der auf den unteren Spulenabschnitt 38 wirkenden Drehkraft sehr gering. Eine weitere Folge eines relativ langen Luftspalts 20 besteht darin, daß die Wirkung irgendwelcher vertikalen Fluchtfehler des Kerns 12 vermindert werden.

Neben der Verbesserung der Güte der Drehspulinstrumente ohne die Notwendigkeit einer unökonomischen hohen Herstellgenauigkeit weist die gezeigte Konstruktion noch den Vorteil auf, daß nahezu der gesamte Magnetfluß zwischen dem Gehäuse 11 und dem Kern 12 durch die Spule 34 geschnitten wird, da die drei Spulenabschnitte 36,37 und 38 der Spule 34 zwischen dem Gehäuse 11 und dem Kern 12 angeordnet sind. Dies resultiert in einem hohen Wirkungsgrad bezüglich der Ausnützung des Magnetfelds 13 und einer verbesserten Empfindlichkeit des Drehspulinstruments. Zusätzlich wird der Dämpfungseffekt von Wirbelströmen im Aluminiumwickelkörper 35 erhöht, so daß zur Erzielung einer bestimmten Dämpfungswirkung weniger Aluminium benötigt wird. Der Wickelkörper 35 kann hierdurch im Hinblick auf Größe und Gewicht vermindert werden.

Die F i g. 3 zeigt das Instrument nach den F i g. 1 und 2 in größerem Maßstab. Bauteile, die mit denjenigen nach den F i g. 1 und 2 übereinstimmen, tragen gleiche Bezugszahlen, denen jedoch in F i g. 3 eine Eins vorgesetzt ist Wie die F i g. 3 zeigt, ist das obere Ende der Welle 131 in einem Lager 148 gelagert Das Zifferblatt 121 weist eine Bohrung 149 auf, in welcher das obere Ende des Lagers 148 eingepreßt ist Durch diese Mittel ist die Konzentrizität des Ziffernblatts 121 und der Welle 131 sichergestellt.

Wie schon vorstehend erwähnt, kann die optimale Kompensation der Exzentrizität des Kerns 12 auch erreicht werden durch geeignete Wahl der Tiefe der Luftspalte 18 und 19. Wie der F i g. 4 entnehmbar ist, weist der Kern 212 im Querschnitt eine nach außen sich verjüngende Trapezform auf, welche sich nahezu über seinen gesamten Umfang erstreckt Die Enden des Kerns sind jedoch im Querschnitt rechteckig, um die Flucht im Gehäuse 211 zu erleichtern. Die Differenz der Sollgröße der auf die inneren und äußeren Spulenabschnitte 236 und 237 der Spule 234 wirkenden Kräfte wird in diesem Fall abgeleitet von der Differenz der effektiven Breiten der Spulenabschnitte 236 und 237, soweit sie den Magnetfluß schneiden. Für den Fall, daß die Luftspalte 218 und 219 gleiche Breiten aufweisen, wie dies in F i g. 4 gezeigt ist vereinfacht sich die Gleichung 1 wie folgt

C₀I Ci — TiIr₀ (Gleichung 5)

Für ein Verhältnis von 1 :2 für die Sollabstände der inneren und äußeren Spulenabschnitte 236 und 237 von der Welle 231 ist das beste Verhältnis für die Tiefen der Luftspalte 218 und 219 gleich 2:1.

Das in F i g. 4 gezeigte Instrument kann zahlreiche Modifikationen aufweisen. Die Spule 234 und der Wickelkörper 235 können beide Trapezform aufweisen, entsprechend der Querschnittsform des Kerns 212, wie dies durch gestrichelte Linien in den F i g. 4,7 und 8 und in ausgezogenen Linien in den F i g. 5 und 6 dargestellt ist

Die F i g. 5 zeigt eine Anordnung, bei welcher die inneren und äußeren Wandungen 314 und 315 nicht gleich hoch sind. Die äußere Wandung 315 endet in Höhe der Oberkante der Außenfläche des Kerns 312. Bei einer weiteren Ausführungsform nach Fi g. 6 ist die äußere Wandung 415 mit einem nach innen gerichteten Flansch 450 versehen, der in vertikaler Richtung die gleichen Abmessungen aufweist wie die Außenfläche des Kerns 412 und der den Magnetfluß im Luftspalt 419 konzentriert Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 verläuft die untere Fläche des Kerns 512 parallel zum Wandungsstück 516. Die Kerne 412 und 512 der F i g. 6 und 7 können bevorzugt auch einen rechteckigen Querschnitt anstelle eines trapezförmigen Querschnitts aufweisen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. S ist der Luftspalt 618 sowohl schmäler als auch tiefer als der Luftspalt 619. Der Luftspalt 619 in F i g. 8 ist tiefer als der Luftspalt 319 in F i g. 5, jedoch wird eine optimale Kompensation dadurch erreicht, daß der Luftspalt 619 breiter ist als derjenige in F i g. 5. Die Gleichung 1 ist auch anwendbar auf eine Ausführungsform nach F i g. 8.

Neben den gezeigten Ausführungsbeispielen sind auch andere Ausführungsbeispiele denkbar. Beispielsweise können die Luftspalte 18 und 19 anstelle parallel zueinander zu verlaufen auch zueinander konvergieren. Der Kern 12 kann irgendeine geeignete Form im Querschnitt aufweisen.

Der Magnet 13 kann ansteile im Luftspalt 20 auch in den Luftspalten 18 und 19 angeordnet sein. Der Luftspalt 20 würde hierdurch schmäler werden und das Instrument damit kompakter. Würde der Magnet 13 auf diese Weise angeordnet sein, könnte das Gehäuse 11 oberhalb der Spule 34 eine Abdeckung aufweisen, und der Spulenträger 32 könnte so modifiziert sein, daß er durch einen Schlitz zwischen der Abdeckung und der inneren Wand 14 des Gehäuses 11 hervorsteht Diese Abdeckung würde zusammen mit der oberen Fläche des Kerns 12 einen vierten Luftspalt darstellen, in welchem sich die Bewegungsbahn des oberen Spulenabschnitts 39 der Spule 34 befindet wodurch der Wirkungsgrad bezüglich der Ausnutzung des Magnetflusses des Magneten 13 erhöht werden würde. Zusätzlich würde diese Abdeckung die Kompensation vertikaler Fluchtfehler des Kerns 12

verbessern infolge des kombinierten Effekts des vierten Luftspaltes bezüglich des Luftspaltes 20. In diesem Fall könnten diese beiden Luftspalte eine gleiche Sollbreite aufweisen. Obwohl eine Breitenreduzierung des Luftspaltes 20 die Fehler infolge einer exzentrischen Lagerung der Spule 34 erhöhen würde, würden solche Fehler in jedem Fall von sekundärem EinfluB sein. Der Spalt 40 des Kerns 12 kann, falls gewünscht, nach der Montage des Drehspulinstruments verschlossen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehspulinstrument mit einer um eine Achse drehbaren Spule, die einen ersten Pclschuh in Form eines zur Achse konzentrischen Ringkerns aus weichmagnetischem Material umschließt, der mit einem zweiten Polschuh aus weichmagnetischem Material einen äußeren Luftspalt bildet, wobei zwischen dem ersten und zweiten Polschuh ein Permanentmagnet angeordnet ist, der im äußeren Luftspalt ein Magnetfeld mit radialen Feldstärkevektoren erzeugt, die senkrecht zur Stromflußrichtung des im äußeren Luftspalt befindlichen äußeren Spulenabschnitts verlaufen, der einen ersten Abstand zur Achse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Polschuh als Gehäuse (11) mit einer inneren konzentrischen Wandung (14)

ίο ausgebildet ist, welche mit dem Ringkern (12) einen inneren Luftspalt (18) bildet, in welchem die radialen Feldstärkevektoren des Permanentmagneten (13) erzeugten Magnetfelds entgegengesetzt zu denjenigen im äußeren Luftspalt (19) und senkrecht zur Siromflußrichtung des im inneren Luftspalt (18) befindlichen inneren Spulenabschnitts (36) verlaufen, der einen zweiten Abstand (n) zur Achse aufweist, und die Breite und Hefe (c_a g_o\ C g,) des äußeren und inneren Luftspalts (19,18) sowie der erste und zweite Abstand (r_o; r,) derart gewählt sind, daß für jede winkelmäßige Stellung der Spule (3, 4) die infolge einer exzentrischen Anordnung des Ringkerns (12) relativ zum Gehäuse (U) verursachte Änderung der Komponente des im inneres Spulenabschnitts (34) induzierten Drehmoments kompensiert wird durch eine entgegengesetzte und im wesentlichen gleich große Änderung der Komponente im äußeren Spulenabschnitt (37) induzierten Drehmoments.

2. Drehspulinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breiten und Tiefen sowie die

Abstände des inneren und äußeren Luftspalts (18,19) derart gewählt werden, daß sie der Formel

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