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"Drehkerninstrument
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehkerninstrument, insbesondere
auf ein Dreheiseninstrument, vorzugsweise für den Antrieb eines Abtastkippspiegels,
mit einem um eine Achse in Achslagern drehbaren Anker, der senkrecht zur Achse durch
eine Belastungseinrichtung zwecks Ausschaltung eines Lagerspieles belastet ist und
der von mindestens zwei mit Spulen versehenen Magnetjochen mit einem Paar von Polstücken
umgeben ist, zwischen welchen Magnetjochen jeweils zwischen benachbarten Polstücken
je ein Permanentmagnet angeordnet ist.
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Dabei sollen unter "Drehkerninstrument" sowohl Drehmagnet- als auch
Dreheiseninstrumente verstanden werden, die einen drehbaren Metallkern aufweisen.
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Ein Instrument der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 3, 624.574
bekanntgeworden. Ein derartiges Instrument ist ftir hohe Genauigkeitsanforderungen,
insbesondere beim Einsatz für den Antrieb eines Abtastkippspiegels geeignet.
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Gemäß der genannten US-PS war zur Vermeidung eines Lagerspieles vorgeschlagen
worden, den drehbaren Anker durch eine Feder quer zu seiner Drehachse zu belasten,
um einen vorbestimmten Anlagepunkt in den Lagern zu erzielen. Dabei wurde eine Torsionsfeder
in Form eines Torsionsstabes mit einer Vorspannung quer zur Achsrichtung verwendet.
Es hat sich nun gezeigt, daß durch diese Feder ein unerwünschter Einfluß auf die
Ausschlagcharakteristik des Instrumentes ausgeübt
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehkerninstrument
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der man trotz Ausschaltung des Lagerspieles
eine Beeinflussung der Ausschlagcharakterstik durch etwaige Federn vermeidet. Erfindungsgemäß
gelingt dies dadurch, daß zur Erzielung der senkrecht zur Achse wirkenden Belastung
der Anker exzentrisch zu seiner Drehachse angeordnet ist und dementsprechend auch
die PolRtücke der Magnetjoche radial - bezogen auf die Drehachse - asymmetrisch
angeordnet sind. Dabei werden die Vorteile der bekannten Konstruktion voll aufrecht
erhalten, darüber hinaus die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelößt, ohne
daß zur Erzielung der senkrecht zur Achse wirkenden Belastung zusätzliche Beauteile
erforderlich wären.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden
Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
Fig. 1 zeigt ein mit einem Abtastkippspiegel versehenes Dreheiseninstrument im Längsschnitt
nach der Linie I - I der Fig. 2, die ihrerseits ein Querschnitt nach der Linie II
- II der Fig. 1 ist.
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Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung entspricht im wesentlichen jener,
die bereits aus der US-PS 3, 524.574 bekanntgeworden ist. Dementsprechend ist zwischen
Magnetjochen 1, 2 ein Dreheisen 3 um eine Drehachse 4 in Lagern 5 drehbar gelagert.
An der Oberseite (bezogen auf Fig. 1 ) des Dreheiseninstruments ragt eine Welle
6 hervor und trägt einen Abtastkippspiegel 7. Dagegen ist an der Unterseite des
Dreheisens 3 an einem Wellenstummel 8 in bekannter Weise eine Torsionsfeder 9 vorgesehen,
die im Querschnitt beispielsweise kreuzförmig ausgebildet ist und dazu dient, dem
Anker 3 eine definierte Ruhestellung zu geben. Im Gegensatz zu der aus der US-PS
3, 624.574 bekannten Ausführung ist jedoch diese Torsionsfeder in Richtung quer
zur Drehachse 4 vorspannungsfrei und etwa so ausgebildet, wie dies an Hand der Fig.
4 in der US-PS 3, 806.244 beschrieben ist.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, tragen die Magnetjoche 1 zum Ablenken
des Ankers 3 Magnetspulen 10 bzw. 11. Zwischen den beiden Magnetjochen 1, 2
ist
je ein Permanentmagnet 12, 13 eingesetzt.
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Jedes Magnetjoch 1, 2 besitzt in bekannter Welse ein Paar von Polstücken,
nämlich das Magnetjoch 1, die Polstücke 14, 15, das Magnetjoch 2, die Polstücke
16, 17. Um nun das Lagerspiel in den Lagern 5 (Fig. 1 ) auszuschalten und einen
Anlagedruck an eine vorbestimmte Lagerfläche zu schaffen, ist gemäß Fig. 2 der Anker
3 bezüglich der Drehachse 4 exzentrisch - bezogen auf Fig. 2 -nach unten versetzt.
Um auf diesen exzentrisch angeordneten Anker 3 einwirken zu können, müssen aber
auch die Polstücke 14 bis 17 entsprechend asymmetrisch angeordnet sein, sodaß sie
nicht mehr in gleichmäßigen Winkelabständen bezüglich der Drehachse 4 angeordnet
sind. Dementsprechend schließt eine "Symmetrieebene" 18 (die hier nicht im geometrischen,
sondern im magnetischen Sinne zu' verstehen ist ) einen Winkel oC ein, der kleiner
als 1800 ist. Auf diese Weise ergibt sich ein Magnetfluß von den Permanentmagneten
12, 13 zu den mit ihnen jeweils verbundenen Polstücken 14, 16 bzw. 15, 17, wobei
infolge der asymmetrischen Anordnung durch diese Permanentmagnete 12, 13 ständig
eine asymmetrisch wirkende und die senkrecht zur Achse 4 wirkende Belastung erzeugende
Kraft hervorgerufen wird. Diese magnetische Belastungseinrichtung arbeitet somit
ohne zusätzliche Teile, wobei durch die unverbogene Torsionsfeder 9 die Ablenkcharakterstik
des Instruments nicht gestört wird, zumal die Federcharakteristik selbst ja linear
verläuft.
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Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche verschiedene Ausführungsformen
denkbar; wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße asymmetrische Anordnung
auch bei Drehmagnetsystemen oder bei Systemen mit mehr als zwei Magnetjochen angewandt
werden, in welchem Falle dann auch der Anker entsprechend ausgebildet sein muß.