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Wicklungsanordnung, insbesondere zur Vergrößerung des Meßbereiches
für Meßgeräte Um den Meßbereich elektrischer Meßg *ite zu vergrößern bzw. durch
Unterteiera lung,en des Bereiches jeweils die größten Ausschläge und damit die größte
Anzeigegenauigheit zu erhalten, werden schon seit vielen .fahren Schaltorgane, wie
Walzen-, Klemmen-, Stöpsel- und Drehschalter, angewendet, welche die Parallel- und
Reihenschaltung von mehreren gleichen Wicklungsteilen vornehmen.
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Zur Erzielung dreier Meßbereiche im Verhältnis i : 2 :.1 werden beispielsweise
nach Abb. r die Leiter in vier einander vollkommen gleiche Teile geteilt und durch
das Schaltorgan in Reihen-, Reihenparallel- und Parallelschaltung gelegt, da das
auf das Meßwerk wirksame Feld und in diesem Falle auch die wirksame Zahl der Amperewindungen
bei allen drei Meßbereichen gleich sein muß. Mit den fortlaufenden Ziffern in den
Abbildungen sind die Kontakte des Schaltorganes bezeichnet, zu welchen die Wicklungsanfänge
oder Enden geführt sind. Für den niedersten Meßbereich sind die vier Wicklungsteile
durch das Schaltorgan hintereinanderzuschalten und daher drei Verbindungen 2, 3;
d., 5; 6, 7 bei sechs Kontakten herzustellen, für den mittleren Meßbereich je zwei
Wicklungsteile parallel und diese dann hintereinanderzulegen, wofür fünf Verbindungen
i, 3; a, 4.; 5, 7 ; 6, S und 2, 4, 5, 7 bei acht Kontakten notwendig werden, während
beim höchsten Meßbereich für die Parallelschaltung aller vier Wicklungsteile zwei
Verbindungen r, 3, 5, 7 und 2, .4, 6, S bei acht Kontakten genügen. Um also drei
Meßbereiche im Verhältnis z ::2 : q. zu erhalten, sind in drei Schalterstellungen
zehn Verbindungen und zweiundzwanzig Kontakte nötig.
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Ganz analog liegen die Verhältnisse bei anderen Meßbereichkombinationen,
beispielsweise 1:3 oder 1-4:x bzw. x: r : 4.. Alle diese Leiteranordnungen
benötigen für die Herstellung der einzelnen Meßbereiche eine bedeutende Anzahl von
Verbindungen und insbesondere Kontakten, die bei gedrängten räumlichen .Verhältnissen
des Schaltorganes zu kleinen Kontakten und damit großen übergangsstromdichten führen.
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Der Zweck der Erfindung ist nun der, durch eine neuartige Leiteranordnung
die Anzahl der für die einzelnen Meßbereiche notwendigen Schaltverbindungen und
Kontakte möglichst herabzusetzen und dadurch entweder eine bedeutende räumliche
Verkleinerung des Schaltorganes bzw. unter Beibehaltung der räumlichen Größenverhältnisse
des Schaltorganes eine bedeutende Vergrößerung der Kontaktflächen zu erreichen.
Erzielt wird dies dadurch, daß die einzelnen Wicklungsteile der Gesamtwicklung bzw.
des Gesamtleiters nicht in der üblichen Weise voneinander
völlig
- abgeschaltet werden, sondern durch feste Verbindungen in Gruppen geschaltet bleiben.
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In der Zeichnung gibt Abb. i ein Ausführungsbeispiel einer üblichen
Wicklungsunterteilung in vier Wicklungsteile gleicher Windungszahl und gleichen
Leiterquerschnittes wieder. Die Abb. 2 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele
der neuen Leiteranordnung bzw. Schaltung.
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Für die in Abb. i wiedergegebene Meßbereichunterteilung im Verhältnis
i : 2 : .4 wird gemäß der Erfindung eine Leiterunterteilung beispielsweise in sechs
gleiche Teile vorgenommen, welche nach Abb. 2 ausgeführt ist. Für die drei Meßbereiche
werden jedoch nur folgende Verbindungen nötig: Für den niedrigsten Meßbereich eine
Verbindung :2,3
bei zwei Kontakten, für den mittleren Meßbereich eine Verbindung
i; 3 bei ebenfalls zwei Kontakten und für den größten Meßbereich zwei Verbindungen
A, 3 und i, E bei vier Kontakten. Die Anzahl der Verbindungen für ein Verhältnis
der Meßbereiche i : 2 : 4 gebt daher nach der Leiteranordnung gemäß der Erfindung
(Abb. 2) gegenüber der bisher üblichen nach Abb. i von neun auf vier und die der
Kontakte von zweiundzwanzig auf acht zurück. Es ist zu beachten, daß durch diese
Unterteilung in sechs gleiche Teile erreicht wird, daß die für die höheren Meßbereiche
bestimmten Wicklungsteile aus mehreren durch feste Verbindungen parallel geschalteten
Wicklungsteilen mit Leitern gleichen Ouerschnittes und gleicher Windungszahl bestehen.
Natürlich könnten sie auch aus einem Leiter mit mehrfachem Querschnitt, aber gleicher
Windungszahl bestehen.
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Ohne an der grundsätzlichen Anordnung etwas zu ändern, kann die feste
Verbindung beispielsweise bei i- durch eine weitere Schaltverbindung ersetzt werden.
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Sind nur die Meßbereiche 1.: 2 oder i : 4 notwendig, so ergibt sich
aus der Schaltanordnung (Abb.3), nach der die einzelnen Wicklungsteile durch feste
Verbindungen miteinander verbunden sind, eine weitere Verminderung der notwendigen
Kontakte und Schaltverbindungen. Für den niedrigen Meßbereich entfällt jede Schaltverbindung,
während für den höheren Meßbereich deren zwei, nämlich A, 2 und i, E, notwendig
werden. Vorausgesetzt wird hierbei, daß die Widerstände und Windungszahlen in einem
bestimmten Verhältnis zueinander stehen, um die entgegenwirkenden Amperew indungen
aufzuheben.
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Aus der Fülle der durch diese und ähnliche Leiteranordnungen möglichen
Meßbereiche sollen noch die Kombinationen i : 3 und i : 3 : 6 beispielsweise ausgewählt
werden. Für das Verhältnis i : 3 (Abb. 4) werden nur drei Verbindungen mit sechs
Kontakten benötigt, nämlich 2, 3 für den niedrigen und A, 3, i, E für den höheren
Meßbereich. Für das Verhältnis i : 3 : 6 (Abb. 5) sind nur vier Verbindungen, 2,
3 für den untersten, i, 3 für den mittleren und A, 3, i, E für den höchsten Meßbereich
vorzusehen. Bei diesem Ausführungsbeispiele bestellen die für die höheren Meßbereiche
bestimmten Wicklungsteile aus drei durch feste Verbindungen parallel geschalteten
Wicklungsteilen.
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Analog kann auch hier unter bestimmten Verhältnissen die Anzahl der
Verbindungen noch weiter herabgesetzt werden, wenn die Einzelteile der Gesamtwicklung
ähnlich Abb.3 durch feste Verbindungen verbunden werden.
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Eine für die Praxis besonders vorteilhafte Meßbereichzusammenstellung
i :4: x (Abb. 6), bei der die Vereinfachung des Schaltorgänes von wesentlichem Vorteil
ist, wird dadurch erreicht, daß der vorher besprochenen Wicklungsanordnung noch
eine weitere einfache Wicklung beigegeben und durch feste Verbindungen vereinigt
wird. An Verbindungen und Kontakten für diese drei Meßbereiche werden dabei für
den niedrigsten Meßbereich 2, 3, für den mittleren A, 3, i, E und für den höchsten
4, E notwendig, demnach für alle drei Meßbereiche nur vier Verbindungen und acht
Kontakte.
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Von ganz besonderem Wert wird die Erfindung für Meßgeräte, wenn zwei
derartige vorher beschriebene Meßbereichkombinationen, -z. B. 2x (i :3) nach
Abb. 4 oder 2x (i :2 :4)
nach Abb. 5 (vgl. Abb.7), in einem Instrument
vereinigt werden.
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Die obere Wicklungsgruppe nach Abb.7 mit den zugehörigen Kontakten
i, 2 und 3 ergibt in drei Schalterstellungen des Schaltorganes, wie bereits nach
Abb. 2 beschrieben, drei Meßbereiche im Verhältnis i : 2: q., während die zweite
untere Wicklungsgruppe, von der ersten unabhängig, analog drei weitere Meßbereiche
ermöglicht. Das Meßgerät erhält demnach 2,- 3 Meßbereiche im Verhältnis i :2 : 4
und einen entsprechend erweiterten Anwendungsbereich.
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Die beschriebenen Leiteranordnungen lassen ohne weiteres gegenüber
den bisherigen Ausführungsformen den großen Vorteil der bedeutenden Verminderung
der Kontaktzahl erkennen, der insbesonders in der Herabsetzung der durch das Schaltorgan
vorzunehmenden Verbindungen, in der geringen spezifischen Stromdichte in den Kontaktflächen
und daher in der Betriebssicherheit des Schaltorganes seinen Ausdruck findet. Auf
diese Weise lassen sich weiter infolge der günstigen Dimensionierung Schaltorgane
entwickeln, welche zwei derartige Meßbereichkombinationen in einem Meßgerät vereinigen,
ohne
eine räumliche Vergrößerung des Schaltorganes vornehmen zu
müssen.