DE285775C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung bzw. einen Apparat zum Anzeigen der Frequenzen von Wechselströmen. Sie besitzt den Vorteil, daß eine Stromzuführung zu ihren beweglichen Teilen nicht notwendig ist. Es sind zwar Frequenzmesser bekannt, bei denen der bewegliche Teil keine Stromzuführung erfordert. Bei all diesen ist es aber notwendig, verschiedene feststehende Wicklungen auf den

ίο beweglichen Teil einwirken zu lassen, von denen die eine in' einem Stromkreise liegt, der durch geeignete Vorschaltung induktiv ausgebildet ist, während die andere in einem Stromkreise liegt, der induktionsfrei sein muß.

Auch diese Komplikation kommt bei dem Gegenstande der Erfindung in Wegfall.

Die Erfindung besteht im wesentlichen in der Anordnung zweier einander entgegenwirkender, mechanisch gekuppelter Systeme, deren eines elektromagnetisch, also von der Frequenz unabhängig ist, während das andere auf Abstoßung eines von einem induzierten Strome durchflossenen Leiters durch das diesen Strom induzierende Feld beruht und daher von der Frequenz abhängig ist. Die im letzteren System auftretenden Erscheinungen, die den bei Repulsionsmotoren auftretenden ähnlich sind, mögen im folgenden als Repulsionswirkung bezeichnet werden.

In der Zeichnung sind eine Reihe von Ausführungsformen dargestellt.

In Fig. ι bezeichnet I ein elektromagnetisches Instrument, bei dem beispielsweise im Innern einer Spule 1 ein festes Eisenstück 2 angeordnet ist, dem ein beweglicher Eisenkern 3 gegenübersteht. II stellt ein mit dem

System I durch eine Welle 4, die in Richtung der Achsen der Spulen 1 und 7 verläuft, mechanisch gekuppeltes weiteres System dar, das dem ersten System entgegenwirkt. In dem zweiten System ist ein bewegliches Eisenstück 5 vorgesehen, das einem aus nichtmagnetischem Material bestehenden Teil, z. B." einem Kupferstück 6, gegenüberliegt. Werden die feststehenden Wicklungen 1 und 7 des Instrumentes von Gleichstrom durchflossen, so bewegt sich der Anker 3 von dem feststehenden Eisen 2 fort bis in seine Endlage, da in dem System II keine Gegenkraft auftritt. Werden jedoch beide Systeme mit Wechselstrom erregt, so wird sich der Einsenanker 5 im System II 'aus dem Bereiche des Kupferstückes 6 fortzubewegen suchen, und zwar nach Maßgabe der Größe der Frequenz des Wechselstromes. Ein auf der Achse 4 angeordneter Zeiger 8 kann auf einer Skala 9 eine Angabe machen. Ein derart ausgebildetes System hat, wie eingangs erwähnt, weder bewegliche Stromzuführungen noch irgendeine Feder o. dgl. Man könnte höchstens auf die Achse 4 eine ganz schwache Feder oder ein Übergewicht einwirken lassen, um bei nicht eingeschaltetem Instrument den Zeiger in eine Nullstellung oder in eine besondere Ausschaltstellung zurückzuführen, damit man die Stromlosigkeit des Instrumentes erkennen kann.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung läßt sich in mannigfacher Weise abändern. So kann man beispielsweise gemäß Fig. 2 die Systeme I und II miteinander vereinigen, so daß an Stelle der Spulen 1 und 7 gemäß Fig. 1 eine einzige Spule s (Fig. 2) tritt. Gemäß Fig. 2

ist im Innern der Spule s ein feststehendes Eisenstück e und ein unmagnetischer Teil, z. B. ein Kupferstück k, angeordnet. Diesen stehen aus Eisen bestehende Anker α und b gegenüber, die miteinander mechanisch verbunden sind.

Anstatt das Kupferstück k fest anzuordnen und den Eisenanker b beweglich zu machen, kann auch gemäß Fig. 3 das Kupferstück 10 drehbar und mit dem Eisenanker α mechanisch gekuppelt angeordnet und ein Eisenstück 11 fest angeordnet werden, das dem beweglichen Kupferstück 10 gegenübersteht. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, an Stelle eines aus Kupfer bestehenden Stückes eines aus schlecht leitendem unmagnetischem Material zu verwenden.

Die weiteren Figuren zeigen noch einige Ausführungsformen des Erfindungsgedankens.

In Fig. 4 ist in einer Spule s ein feststehender Eisenkörper β angeordnet. Ein Doppelanker mit einem Eisenstück α und einem Kupferstück k o. dgl. ist um einen Drehpunkt f beweglich.

Nach Fig. 5 ist der Doppelanker, der das feststehende Eisenstück e umschließt, zu einem vollständigen Zylinder c ausgebildet. Dieser kann sich um die Achse f drehen. Sein Umfang besteht zum Teil aus Eisen, nämlich dem Eisenstück a, und in seinem übrigen Teil aus Kupfer o. dgl. Die Fig. 6 stellt einen Schnitt längs der Linie A-B durch die Ausführung der Fig. 5 dar, dessen Ebene senkrecht zur Zeichenfläche durch die Drehachse f geht.

Zur Erzielung eindeutiger Wirkungen kann der Kupfermantel c, wie Fig. 6 zeigt, zwischen den Polen des feststehenden Eisens e ausgeschnitten werden, wodurch sekundäre Wirkungen, die das Resultat störend beeinflussen könnten, ausgeschaltet werden. An den Polen des feststehenden Eisens e, in der Fig. 6 oben und unten, treten die meisten Kraftlinien aus dem Eisen aus. Während die Induktionswirkung in den beiden äußeren, stehengebliebenen Teilen des Kupfermantels c am stärksten und wirkungsvollsten ist, würden in dem mittleren Teil des Kupfermantels Wirbelströme entstehen können, die das Feld der erregenden Spule selbst schwächen und dadurch die Gesamtwirkung ungünstig beeinflussen würden. Der Ausschnitt erstreckt sich daher senkrecht zur Drehachse des Instrumentes auf den ganzen Umfang des Kupfermantels.

Eine weitere Ausführungsform gibt Fig. 7 wieder. Dort ist innerhalb der Spule s ein Doppelanker, etwa wie in Fig. 4, um die Achse f drehbar. Im Innern der Spule ist ein feststehendes Eisenstück e und ein feststehendes Kupferstück k o. dgl. angeordnet.

Diese sind so gestaltet, daß der Doppelanker ausschlagen kann und von den feststehenden Körpern stets in richtiger Weise beeinflußt wird.

Besonders einfache Anordnungen des Erfindungsgegenstandes zeigen die folgenden Figuren.

Bei Fig. 8 ist im Innern der Spule s ein Eisenwinkel e angeordnet. Bei f ist ein Anker gelagert, der aus einer eisernen Scheibe α und einem Kupferstück g besteht.

Der Ausschlagwinkel des beweglichen Teiles kann dadurch vergrößert werden, daß gemäß Fig. 9 auch das Eisenstück a in einem Winkel zu dem nicht magnetischen Teil, dem Kupferstück g, angeordnet wird, der kleiner als 180° ist. Durch exzentrische Lagerung des beweglichen Teiles gegenüber der Spule s läßt sich die Skala in bestimmter Weise beeinflussen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 10 ist in der Spule s feststehend, z. B. in einer Ebene, das Eisenstück e und das Kupferstück k angeordnet. Zwischen diesen kann sich das Eisenstück α mit dem Zeiger ζ bei f drehen.

Zur Erhöhung der Wirkung können gemäß Fig. 11 ein bewegliches Eisen α ebenso wie die feststehenden Eisen- und Kupferstücke verdoppelt werden. Dadurch wird z. B. die doppelte Einstellkraft erhalten. Werden dann, wie in Fig. 11 dargestellt, die feststehenden Kupfer- und Eisenstücke möglichst dicht aneinandergelegt bzw. in möglichst spitzem Winkel zueinander aufgestellt, so kann eine fast gleich große Skalenlänge wie bei der Anordnung nach der Fig. 10 erreicht werden.

Schließlich können auch bei der Einrichtung gemäß Fig. 4 oder 5 das dort fest angeordnete Eisen e beweglich und die in den Fig. 4 und 5 beweglich vorgesehenen Teile fest angeordnet werden. Dies ist beispielsweise in Fig. 12 dargestellt. Ein beweglicher Eisenanker 12 ist gegenüber dem Eisenstück 13 und dem Kupferstück 14 bei f drehbar gelagert.

Eine weitere Abänderung des Erfindungsgegenstandes läßt sich dadurch erzielen, daß an Stelle eines beweglichen Kupferteiles Kurzschlußwindungen aus Kupfer o. dgl. senkrecht no zu einem Eisenanker und mit diesem gekuppelt im magnetischen Felde angeordnet werden. Eine entsprechende Ausführungsform ist in Fig. 13 zu erkennen. In einem feststehenden Eisenkörper 1 ist eine Erregerspule 2 fest gelagert. Im Innern des feststehenden Eisens ist ein Eisenanker 3 untergebracht, der mit einer Kurzschlußspule 4 gekuppelt ist, die z. B. senkrecht zu seiner Ebene steht. Das feststehende Eisen ist so ausgebildet, daß der Luftspalt in der gezeichneten Lage größer ist als in der punktiert angegebenen Ebene I.

Wird die erregende Spule 2 mit Gleichstrom gespeist, so sucht sich Anker 3 in jene Lage einzustellen, in der der kleinste Luftspalt vorhanden ist, also in Richtung I-I. Wird dagegen Spule 2 durch Wechselstrom erregt, so wirkt dem Anker 3 die Kurzschlußwindung 4 entgegen. Diese Wirkung nimmt mit der Frequenz zu.

Claims (7)

Patent-An Sprüche:

1. Frequenzzeiger mit zwei einander entgegenwirkenden, mechanisch gekuppelten Systemen (I, II), dadurch gekennzeichnet, daß das eine (I), von der Frequenz unabhängige System auf elektromagnetischer Kraftwirkung und das andere (II), von der Frequenz abhängige auf Repulsionswirkung, d. h. auf der Abstoßung eines von einem induzierten Strom durchflossenen Leiters (7) durch das diesen Strom induzierende Feld beruht.

2. Frequenzzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Systeme (I, II) in einem Instrument vereinigt sind und unter Einwirkung ein und derselben erregenden Spule (s) stehen.

3. Frequenzzeiger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen nichtmagnetischen Metallteil (k) zur Erzielung der Repulsionswirkung, z. B. aus Kupfer, und einen beweglichen Eisenanker (δ), der sich bei steigender Frequenz von dem feststehenden Metallteil (e) zu entfernen sucht. -

4. Frequenzzeiger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen feststehenden Eisenteil (11) zur Erzielung der Repulsionswirkung und einen nichtmagnetischen beweglichen Anker (10), z. B. aus Kupfer, der sich bei steigender Erregung von dem feststehenden Eisenteil zu entfernen sucht.

5. Frequenzzeiger nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein gemeinsames, feststehendes Eisenstück (e) für beide Systeme, das auf einen beweglichen Poppelanker (a, k) einwirken kann, der zum Teil aus Eisen (a) und zum Teil aus unmagnetischem Metall (k), z. B. Kupfer, besteht.

6. Frequenzzeiger nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Doppelanker (c) in Form einer Trommel.

7. Frequenzzeiger nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Eisenanker, der gleichzeitig von einem feststehenden Eisenstück (β) und einem feststehenden unmagnetischen Metall, z. B. Kupfer (k), beeinflußt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.