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'Meßwerk für Weitwinkel-Drehspulsysteme und
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Verfahren zu seiner Montage" (Zusatz zu P 26 45 068.0) Das Hauptpatent
betrifft ein Meßwerk für Weitwinkel-Drehspulsysteme, bestehend aus einem Gestell
mit beweglichen Organ, einem Magnet system mit einem inneren und einem äußeren Pol
ring und einem oder zwei Magneten.
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Hierzu wird mit dem Hauptpatent unter anderem vorgeschlagen, daß eine
formschlüssige Anordnung der Magnete oder des Magnetes und der Pol ringe zueinander
in der Art vorgesehen ist, daß die Polringe miteinander zentriert und in dieser
Lage in jeder Richtung fix gehalten sind, wobei jeder der beiden Polringe in zwei
Arme oder Enden ausläuft, zwischen denen sich ein Schlitz oder Zwischenraum befindet,
wobei ferner der zur Aufnahme der entsprechenden Teile des beweglichen Organes,
z. B. eines Teiles seines Drehspulrahmens dienende Innenraum des inneren Polringes
über den zwischen seinen Armen befindlichen Schlitz von außen her zugängig und die
Schlitzbreite so bemessen
ist, daß das fertige bewegliche Organ
mit seinen entsprechenden Teilen durch den Schlitz in den Innenraum des inneren
Polringes bringbar ist. Zur Bewältigung der Montage des Magnetsystemes ist dabei
ferner vorgesehen, daß einer der die Achslager aufnehmenden Tragarme des zum Gestell
gehörenden Meßwerkträgers, bevorzugt der bei der Montage obere Tragarm, Außenabmessungen
aufweist, deren Projektion auf das übeidas bewegliche Organ gesteckte Magnetsystem
bei entsprechender Drehlage des äußeren Polringes zwischen den Armen oder Enden
dieses Polringes liegt.
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Das Meßwerk nach dem Hauptpatent hat sich an sich bewährt. Das Ziel
der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei Beibehaltung eines großen Winkelausschlages,
z. B. 2500, und gleichbleibenden Abmessungen des Meßwerkes eine größere Stabilität,
bzw. bei gleichbleibender Stabilität noch kleinere Abmessungen des Meßwerkes zu
erreichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Meßwerk gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 die Merkmale gemäß Kennzeichen des Anspruches 1 vorgeschlagen.
Hiermit können die Polringe zwar nicht mehr in der sehr einfachen Weise montiert
werden, wie es im Hauptpatent vorgeschlagen ist. Die mit der Erfindung gegebene
Vergrößerung der Fläche des Tragarmes ermöglicht aber ebenfalls eine Montage des
Magnetsystemes und wobei nun unter Beibehaltung der Baugröße eine größere Stabilität,
bzw. bei Beibehaltung der Stabilität eine kleinere
Baugröße erzielt
wird, ohne daß man auf eine große, konstante Magnetkraft über einen großen Drehwinkel
des Systemes verzichten müßte. Es bleibt also die hohe Genauigkeit des Drehspulsystemes
nach dem Hauptpatent erhalten. Dies ist besonders dann wichtig, wenn hiermit ausgerüstete
Instrumente unter extremen Bedingungen eingesetzt werden sollen (z. B.
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Einbau in Schiffe, Flugzeuge, Geländefahrzeuge und dergleichen).
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung
gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 2 getroffen. Hierdurch kann man bei der Verwendung
konventioneller Magnete die gewünschte Montage erreichen und dabei die angestrebten
kleinen Abmessungen des Magnetsystemes und einen relativ kleinen Luftspalt verwirklichen.
Bei Vorstehendem, bzw. beim Kennzeichen des Anspruches 2 ist unter dem Begriff "in
ihrer Ebene" auch zu verstehen, daß die Polringe gegenüber ihrer Höhenlage, die
sie im Betrieb einnehmen,um einen geringen Betrag angehoben, in dieser angehobenen
Position verschoben und dann in die Betriebslage abgesenkt werden.
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf weitere gegenständliche Ausbildungen
des vorgenennten Meßwerkes, die den Unteransprüchen 3 bis 5 und der nachfolgenden
Figurenbeschreibung und Zeichnung zu entnehmen sind.
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Ferner befasst sich die Erfindung mit einem Verfahren zum Zusammenbau
des Meßwerkes nach einem oder mehreren der gegenständlichen Ansprüche 1 bis 5, wobei
gemäß dem Verfahren des Hauptpatentes zunächst das Gestell mit dem beweglichen Organ
zunächst für sich fertig montiert, ausbalanciert und justiert wird. Die Erfindung
schlägt hierzu die Verfahrensmaßnahmen gemäß Kennzeichen des Anspruches 6 vor. Hierdurch
ist in einfacher und verhältnismäßig leicht zu handhabender Weise die Montage des
Magnetsystemes möglich und zwar ohne daß Rücksicht auf die Abmessungen des Meßwerkträgers,
insbesondere seines Tragarmes genommen werden muß. In den Unteransprüchen 7 bis
9, sowie in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der dazugehörigen Zeichnung
sind wetere vorteilhafte Ausbildungen der vorgeschlagenen Verfahrensmaßnahme enthalten.
Die Erfindung erlaubt jedoch auch andere Montagemöglichkeiten.
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Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben
und in der dazugehörigen Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt: Fig. 1: Eine Draufsicht
auf ein nach der Erfindung ausgestaltetes Meßwerk, Fig. 2: die dazugehörige Unteransicht,
Fig. 3: eine Ansicht gemäß dem Pfeil A,
Fig. 4: verschiedene Montagestadien
des Magbis 7 netsystemes eines Meßwerkes gemäß den Figuren 1 bis 3.
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Das Meßwerk besteht im Prinzip aus dem beweglichen Organ, dem Magnetsystem
und dem Gestell, zu dem der Meßwerkträger gehört. Zur Erleichterung des Verständnisses
ist nachfolgend soweit als möglich die Figurenbezifferung des Hauptpatentes beibehalten
worden. Im übrigen wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den Offenbarungsinhalt
des Hauptpatentes Bezug genommen.
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Das Magnetsystem des Meßwerkes besteht aus dem äußeren Polring 1,
dem inneren Polring 2 und den beiden Magneten 3. Die Magnete und die Polringe können
einfache Strangpress- und Sinterteile sein, die sehr formgenau herstellbar sind.
Durch die formschlüssige Ausgestaltung und Anordnung dieser Teil zueinander ist
dafür gesorgt, daß die Polringe 1, 2 zueinander genau zentrisch sind und in dieser
Lage in jeder Richtung der in Figur 1 dargestellten Zeichenebene fix gehalten sind.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Polringe jeweils
als Teil eines Zylinderringes ausgebildet. Zwischen dem Außenumfang 4 des inneren
Polringes 2 und dem Innenumfang 5 des äußeren Polringes 1 befindet sich ein zylindrischer
Luft spalt 6 für die Aufnahme und Drehbewegung des Drehspulrahmens 7. Die Konzentrizität
der Polringe 1, 2 zueinander und ihre Fixierung in jeder
Richtung
der Zeichenebene der Figur 1 und damit die Homogenität und der konzentrische Verlauf
des Luftspaltes 6 werden durch Zentrierflächen 8 des äußeren Polringes und Zentrierflächen
9 des inneren Polringes gesichert, die sich an den Enden oder Armen der Polringe
befinden und miteinander zusammenwirken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt
die formschlüssige Zentrierung über die beiden dazwischen befindlichen Magnete 3.
Formgebung und Abmessung der Magnete3 sind so, daß ihre Außenflächs formschlüssig
an den Zentrierflächen 8, 9 anliegen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel können die Zentrierflächen
8, 9 und die Magnete zylindrisch, bzw. als Zylinderflächen ausgebildet sein. Es
sind aber auch andere Formgebungen der Magnete und der Zentrierflächen möglich.
Bei Verwendung moderner Magnete, z. B. Samarium Kobalt-Magnete, sind z. B. auch
vorteilhafte Ausführungen von Eigneten mit rechteckigem Querschnitt und eine dementsprechende
Formgebung der Zentrierflächen denkbar. Im vorgenannten Beispiel können die Magnete
relativ dünne Blättchen sein.
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Die Arme 2' des inneren Polringes 2 ragen bis in den Bereich des äußeren
Polringes und sind dort mit ihren die Zentrierflächen 9 aufweisenden Enden nach
außen abgewinkelt. Zwischen den Armen 2' befindet sich ein Schlitz 10, dessen Breite
so gewählt ist, daß die Achse 11 des beweglichen Organes, bzw. der innere Teil des
Rahmens 7 in Pfeilrichtung B in den Innenraum 12 des inneren Polringes 2 von außen
her einschiebbar sind, bzw. der innere Polring 2 mit seinem Schlitz 10 über die
Achse 11 bzw. den inneren Teil des Rahmens 7 geschoben werden kann.
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Der Meßwerkträger 13 ist mit einem in der Zeichnung oberen Arm 13'
und ferner mit einem in der Zeichnung unteren Arm 13" versehen, wobei sich der Arm
13" in drei Einzelarme aufteilt, von denen der mittlere eines der Achslager 14 trägt,
während sich das andere im oberen Arm 13' befindet. Das Magnetsystem ruht auf den
beiden äußeren Armen 13" der unteren Arme des Meßwerkträgers und ist daran durch
die Schrauben 19 befestigt, welche den äußeren Polring 1 durchsetzen.
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Die Begriffe "unten" und "oben" sind stets im Bezug auf die zeichnereische
Darstellung zu verstehen.
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Es ist ersichtlich, daß beide Arme 13' und 13", insbesondere auch
der obere Arm 13' des Meßwerkträgers 13 Außenabmessungen aufweisen, deren Projektion
sich unabhängig von der Drehlage der Polringe 1, 2 über diese erstrecken und dabei
insbesondere über den Bereich des äußeren Polringes. Dies gilt auch für den Fall,
daß die Polringe gegenüber der Darstellung in Fig. 1 in ihrer Ebene um 1800 gedreht
sein sollte. Durch diese Vergrößerung der Meßwerkträgerarme, insbesondere die des
oberen Armes 13', werden die erläuterten Vorteile erreicht.
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Der Abstand a zwischen der Mantelfläche des äußeren Polringes 1 und
der Innenfläche 21 der parallel zur Mantelfläche verlaufende Rückwandung 20 des
Meßwerkträgers ist sehr klein gehalten, wodurch weiter die Baugröße reduziert wird.
In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich, die Rückwandung 20 mit einem Ausschnitt
22 zu versehen
(siehe Fig. 3), der bis zum unteren Tragarm 13"
des Meßwerkträgers reicht, jedoch etwas höher ist als die Dicke d der Polringe.
Dies erleichtert das nachstehend zu erläuternde Montieren des Magnetsystemes.
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Schließlich sieht die Erfindung zwecks Konstanthaltung der Magnetkraft
über einen möglichst großen Dreliwinkelbereich vor, daß sich der Innenumfang 5 des
äußeren Polringes 1 soweit sich der Rahmen bewegt konzentrisch bis zum Magneten
3 hin erstreckt (siehe Ziff. 5').
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Beim Zusammenbau wird so vorgegangen, daß die Achse 11 zusammen mit
dem Rahmen 7, dem Meßwerkträger 13 und den Achslagern 14 für sich fertig montiert,
ausbalanciert und justiert wird. Danach geschieht das Montieren des Magnetsystemes
dieses Ausführungsbeispieles gemäß den Figuren 4 bis 7 wie folgt: Beide Polringe
1, 2 werden ineinandergelegt und exzentrisch zueinander verschoben, so daß der Luftspalt
einseitig gemäß Ziff. 6 vergrößert und auf der anderen Seite gemäß Ziff. 6" verkleinert
ist. Der eine, in der Zeichnung linke Arm des inneren Polringes 2 wird in den Rahmen
7 eingesteckt, wobei der innere Rahmenteil, der die Drehachse 11, oder die Achslager
14 trägt, in den Schlitz 10 zwischen den Armen des inneren Polringes 2 gelangt.
Der äußere Teil dieses Rahmens wird dabei in den vergrößerten Luftspalt 6' eingeführt.
Hierbei werden die Polringe 1, 2 in ihrer Ebene weiter verschoben, wie es aus den
Figuren 5 bis 7 hervorgeht und nachstehend noch näher erläutert wird.
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Es empfiehlt sich bei dem in Fig. 4 dargestellten Beginn dieses Montagevorganges
und "Einfädeln" des Rahmens, daß die innen gelegene Ecke 23 des den verkleinerten
Luftspaltes 6' bildenden Armes des äußeren Polringes 1 in die konkave Ausnehmung
?4 des Endes des benachbarten Armes des inneren Polringes 2 eingreift. Dabei kann
das "Einfädeln" des Rahmens durch Bewegen der beiden Polringe l, 2 in einer Schlangenlinie
etwa gemaß Pfeil 25 erfolgen.
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Nachdem die Polringe 1, 2 in die Position gemäß Fig. 5 gelangt sind,
werden sie in ihrer Ebene um 18()° gedreht, bis sie über die Zwischenstellung gemaß
Fig. 6 in die Betriebslage gemäß Fig. 7 gelangen. Hierbei ist der erläuterte Ausschnitt
22 von Vorteil, da durch ihn die äußeren Enden der Polringarme bei dem vorgenannten
Drehvorgang hindurchtreten können, wodurch die Baugröße des Meßwerkträgers relativ
klein gehalten werden kann.
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In der Lage gemäß Fig. 7 werden die Befestigungsschrauben 19 durch
Bohrungen des äußeren Polringes hindurchgesteckt und in den unteren Tragarm l3",
bzw. daran befindliche Gewindestutzen 26 eingeschraubt. Dann werden die Magnete
3 zwischen die Flächen 8, 9 eingesetzt, wodurch das Magnetsystem formschlüssig gehalten
ist. Dies kann zusätzlich noch kraft schlüssig dadurch erfolgen, daß die Magnete
zwischen die Flächen B, 9 eingeprtsst werden, wodurch die beiden Polringe
und
die beiden Magnete fest miteinander verspannt werden. Fü eine genaue Positionierung
des äußeren Polringes und damit des Magnetsystemes zum Meßwerkträger dienen die
genannten Befestigungsschrauben 19.
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Die zylindrischen Rundmagnete 3 haben je einen Schlitz 15. Die Magnete
selber sind entsprechend den strichpunktiert eingezeichneten Linien 16 magnetisiert
und zwar alternativ entweder beide in der horizontal, oder beide Magnete in der
vertikal gezeichneten Achse 16.
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Dann werden sie mittels eines Schraubenziehers über die Schlitze 15
so gedreht, daß die Magnetrichtung wie die gestrichelt eingezeichnete Linie 17 verläuft.
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Die Drehung mittels der Schlitze 15 erlaubt ferner eine gewisse Korrektur
der Linearisierung. Sollte in Sonderfällen eine nicht lineare Skala gewünscht sein,
so kann durch Drehen eines der Magneten die Linearität auch unsymmetrisch eingestellt
werden.
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Es ist ersichtlich, daß mit dem vorgeschlagenen Verfahren in besonders
einfacher Weise das Magnetsystem in die gewünschte Betriebslage bringbar ist und
zwar unter Beibehaltung eines relativ kleinen Luftspaltes und ferner unter Beibehaltung
der konstruktiven Merkmale und Vorteile, die zuvor erläutert wurden, wie geringe
Baugröße, große Stabilität und großer Meßdrehwinkel.
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- Ansprüche -
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