DE283917A - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVr 283917 ~ KLASSE 21 e. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Juli 1910 ab.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Wattmeter der Zeiger-Dynamometergattung mit runden Spulen, bei welcher bekanntlich in dem magnetischen Feld einer festen Spule eine mit einem Zeiger verbundene bewegliche Spule um Zapfen drehbar gelagert ist..

Alle seither bekannt gewordenen Meßinstrumente dieser Gattung (mit runden Spulen)

ίο weisen den Nachteil auf, daß gleiche Änderungen in dem Wert der zu messenden Leistung nicht auch Ablenkungen der beweglichen Spule in ihrem Bewegungsbereich in gleichem Grade herbeiführen. Entsprechend dieser ungleichmäßigen Ablenkung der Spule in den verschiedenen Abschnitten ihres Bewegungbereiches müssen deshalb auch die Unterabteilungen der Skala sich ändern, d. h. die Skala selbst ist ungleichmäßig eingeteilt. Die Nach-.

teile einer ungleichmäßig eingeteilten Skala liegen aber klar auf der Hand.

Es wurden schon verschiedentlich Versuche nach der Richtung unternommen, ein derartiges Meßinstrument mit einer gleichförmigen Skala zu schaffen.- Alle diese Meßinstrumente zeigen aber komplizierte Konstruktionen, die mit Kostenerhöhung bei der Fabrikation des Instrumentes verbunden sind und die eine verminderte Leistungsfähigkeit zeigen. Es ist auch bekannt, bei Meßinstrumenten mit eckigen Spulen durch die äußere Bemessung und Anordnung der Spulen eine gleichmäßige oder wenigstens annähernd gleichmäßige Skala zu erhalten.

Zweck vorliegender Erfindung ist es, ein dynamometrisches Wattmeter mit runden Spulen zu schaffen, das sich von den jetzt im allgemeinen Gebrauch befindlichen bewährten Meßinstrumenten mit runden Spulen nur unwesentlich bzw.. in konstruktiver Hinsicht in keiner Weise unterscheidet und trotzdem bei gleichen Änderungen in dem Wert der zu messenden Leistung stets gleichmäßig sich ändernde Ablenkungen der beweglichen Spule und des mit ihr. sich bewegenden Zeigers erzeugt. Durch die vorliegende Erfindung soll es somit möglich gemacht werden, auch bei Meßinstrumenten mit runden Spulen die Ablenkungen des mit der beweglichen Spule sich drehenden Ze%ers auf einer gleichförmig eingeteilten Skala unmittelbar anzuzeigen, ohne daß an der bekannten Konstruktion des Meßinstrumentes selbst wesentliche Änderungen erforderlich werden.

Alle diese Vorteile sind dadurch erreicht worden, daß die achsiale Länge der festen Spule zum Durchmesser der in die feste Spule genau eingepaßten beweglichen Spule in ein bestimmtes Verhältnis gebracht worden ist. Es hat sich gezeigt, daß, wenn die achsiale Länge der festen Spule zum Durchmesser der beweglichen Spule etwa im Verhältnis 4: 5 steht, dann gleiche Änderungen in dem. Wert, der zu messenden Leistung stets gleiche Ablenkungsgrade der beweglichen Spule innerhalb ihres Bewegungsbereiches erzeugen. Lediglich durch eine bestimmte Proportionierung der Länge der festen Spule zum Durchmesser der beweglichen Spule ist es möglich geworden, eine gleichförmig eingeteilte Skala zu benutzen.

Auf der Zeichnung ist ein derartiges Meßgerät in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine Draufsicht auf das neue Wattmeter, wobei der Deckel und das Gehäuse abgenommen sind, um die Arbeitsteile zu zeigen, Fig. 2 ein Schaltungsschema,
Fig. 3 einen unregelmäßigen Schnitt nach III-III in Fig. i, wobei ein Teil der festen

ίο Spule ausgebrochen ist,

Fig. 4 einen Querschnitt im rechten Winkel zu Fig. 3.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, zeigt das veranschaulichte Instrument die charakteristischen Merkmale der Elektro-Dynamometergattung eines Wattmeters, nämlich die runde Feldspule i, innerhalb deren die bewegliche runde Spule 2 schwingt, die einen Zeiger 3 trägt. Die elektrischen Verbindungen der Spulen sind in Fig. 2 gezeigt, in der mit 4 und 5 die Hauptleitungsdrähte bezeichnet sind. In den Leitungsdraht 4 ist mittels der Klemmen 6 die feste Spule 1 eingeschaltet. Der Zweckmäßigkeit halber sowohl für die Fabrikation als auch für die Zusammensetzung wird die feste Spule 1 vorzugsweise aus zwei Abschnitten gemacht, die jedoch als eine Einheit wirken. Diese Abschnitte werden in Reihe miteinander verbunden, oder, wo sie bestimmt sind, große Stromstärken zu führen, können sie parallel geschaltet. werden, wie in Fig. ι und 3 gezeigt ist. Im Nebenschluß zur Hauptleitung liegt der Stromkreis der beweglichen Spule 2, der aus den Drähten 7, den Klemmen 8 und den induktionsfreien Widerständen 9 besteht.

Die Abschnitte der festen Spule .werden von Ständern 11 getragen (Fig. 3), die auf einer Platte 12 angeordnet sind. Es ist wünschenswert, daß die Ständer so dünn als möglich gemacht werden, da die Spuleaabschnitte dadurch dichter aneinander gebracht werden können, und da ferner die Gesamtlänge der Spule innerhalb der unten erwähnten erforderlichen Grenzen gehalten werden kann, ohne daß dadurch die Länge der Spulenabschnitte übermäßig vermindert wird. Die Platte 12 ist in einer Vertiefung 13 · (Fig. 3) der Bodenplatte 14 des Gehäuses gelagert und wird durch Bolzen 15 darin befestigt, die durch Löcher hindurchgehen, welche in Lappen 16 der Platte 12 gebohrt sind. Die Platte 12 wird zweckmäßig von der Bodenplatte isoliert. Das Instrument ist mit einem Gehäuse 17 versehen, das an der Bodenplatte 14 befestigt und mit einem Deckel 18 versehen ist.

Die bewegliche Spule 2 besteht aus freien isolierten Drahtwindungen, vorzugsweise aus Aluminium. An zwei gegenüberliegenden Stellen ist die Spule auseinandergespreizt, wie bei 28 in Fig. 3 gezeigt ist. Durch diese offenen Stellen geht der die bewegliche Spule tragende Stab 29 hindurch, an dessen oberem Ende der Zeiger 3 sitzt, der so an dem Stab befestigt ist, daß er an einer Drehung gegenüber demselben verhindert wird.

Es ist festgestellt worden, daß, wenn zwischen den Abmessungen der festen und beweglichen runden Spule gewisse Verhältnisse bestehen, es möglich ist, ein Instrument der beschriebenen Gattung zu konstruieren, bei dem die bewegliche Spule und der an derselben sitzende Zeiger für gleiche Änderungen im Wert der zu messenden Leistung um gleiche Beträge abgelenkt werden, abgesehen von den kleinen Unregelmäßigkeiten, welche durch Verschiedenheiten in der mechanischen Herstellung der in Frage kommenden Elemente entstehen. Es ist weiter festgestellt worden, daß die vorbeschriebene Wirkung tatsächlich eintritt, wenn die achsiale Länge der festen Spule zum Durchmesser der beweglichen Spule im Verhältnis 4: 5 oder angenähert in diesem Verhältnis steht. Das angegebene Verhältnis braucht nicht ganz genau eingehalten zu werden, sondern nur annähernd. Die achsiale Länge der beweglichen Spule 2 ist zwar auch von Bedeutung für die Hervorbringung eines Instrumentes mit gleichförmiger Skala, und zwar ist die Länge ungefähr ein Fünftel des mittleren Durchmessers der beweglichen Spule. Diese Abmessung kann jedoch bis zu einem erheblichen Grade geändert werden, ohne daß dadurch die Gleichförmigkeit der Ablenkung beeinträchtigt wird. .

Der Winkelmeßbereich, durch welchen die Bewegungen der beweglichen Spule den Änderungen in den Werten der zu messenden Leistung proportional sind, umfaßt nicht die vollständige Umdrehung der beweglichen Spule, sondern ist auf einen bestimmten Abschnitt der Umdrehung bestimmt. Um also eine Skala zu erhalten, die auf ihrer ganzen Länge gleichförmig eingeteilt ist, müssen die Anfangsund Endwinkel zwischen den magnetischen Achsen der beweglichen und festen Spule so gewählt werden, daß sie innerhalb dieses Abschnittes fallen. Damit die Skala möglichst lang gemacht werden kann, ist es notwendig, daß der Anfangswinkel der magnetischen Achsen der beweglichen und festen Spule so gewählt wird, daß der gesamte Meßbereich, durch welchen die Bewegungen der beweglichen Spule proportional sind, ausgenutzt werden kann. Dieser Winkel ändert sich mit den verschiedenen Abmessungen der festen und beweglichen Spule und beträgt für die beschriebenen Abmessungen nahezu 36 °. Bei einem solchen Anfangswinkel kann eine gleichförmige Ablenkung der beweglichen Spule durch einen Meßbereich von nahezu 90 ° erzielt werden. Bei dem veranschaulichten In-

strument ist der Meßbereich 86°. Es muß dabei in Betracht gezogen werden, daß, nachdem die bewegliche Spule eine gewisse Stelle ihrer Ablenkung passiert hat, die Ablenkung der Spule nicht langer proportional zu dem Anwachsen der zu messenden Leistung ist. Diese Stelle wird bei der beschriebenen Abmessung der Teile erreicht, wenn die bewegliche Spule so gedreht worden ist, daß ihre

ίο magnetische Achse einen Winkel von 36 + 86. = 122° mit der magnetischen Achse der festen Spule einschließt. Um also eine gleichförmige Skala zu erhalten, ist es nicht von Bedeutung, den Anfangswinkel der Spule bei 36 ° festzulegen, sondern nur den Winkel der Spule auf 122° zu beschränken. Durch Verkürzung der Skala kann der Anfangswinkel der Spule an jeder Stelle zwischen 36 und 122° festgelegt werden.

Die Konstruktion der verschiedenen Teile des Instrumentes ist eine solche, daß die Teile schnell zusammengesetzt werden können, wobei sie sogleich eine genaue Einstellung mit Bezug zueinander erhalten, so daß ein praktisch brauchbares Instrument entsteht. Die sämtlichen Arbeitsteile des Instrumentes werden von der Grundplatte und dem Dämpferkasten 12 getragen. In der Grundplatte befindet sich das untere Lager für den Stab 29 der beweglichen Spule 2, und auf derselben stehen auch die Ständer ii, die genau mit Bezug zu dem Stab eingestellt sind. An den Ständern sind die festen Spulen sowie die Brücke angebracht, in welcher sich das obere Lager für den Stab der beweglichen Spule befindet. Dadurch wird die gehörige gegenseitige Stellung der festen und beweglichen Spule gesichert.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Zeiger-Wattmeter nach dem Dynamometerprinzip mit runden Spulen, bei dem sich die bewegliche Spule innerhalb der festen befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die achsiale Länge der festen Spule etwa im Verhältnis 4: 5 kleiner ist als der Durchmesser der beweglichen, zum Zweck, der Skala in an sich bekannter Weise eine gleichförmige Teilung zu verleihen.

   Hierzu i Blatt Zeichnungen.