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Elektrostatischer Spannungsmesser Die Erfindung bezieht sich auf einen
elektrostatischen Spannungsmesser, bei welchem die der Anziehung von zwei Leitern
entgegenwirkende Kraft durch Federn erzeugt wird, und bezweckt, die Nachteile der
bisher bekannten Einrichtungen dieser Art auszuschalten.
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Es ist bekannt, daß bei Spannungsmessern der genannten Art die Empfindlichkeit
stark mit der Spannung wächst, so daß also mit zunehmender Anziehung der beiden
Leiter der Zeigerausschlag erheblich zunimmt. Infolgedessen sind auf der Zeigerskala
die kleinen Werte erheblich enger anzuordnen als die größeren Werte. Ein weiterer
Nachteil dieser Spannungsmesser ist eine Folge der Trägheit des Zeigersystems und
der Feder, welche den die Bewegung des beweglichen Systems auf den Zeiger übertragenden
Faden gespannt hält. Bei plötzlichem Zurückschwingen des beweglichen Systems verliert
der Faden infolge der Trägheit des Zeigersystems für kurze Augenblicke seine Anspannung,
so daß er aus den Schraubengängen der Zeigerwelle herausspringen kann.
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Diese Nachteile der bekannten Einrichtungen sind bei dem elektrostatischen
Spannungsmesser nach der Erfindung vollkommen ausgeschaltet. Zum Ausgleich der mit
steigender Spannung zunehmenden Empfindlichkeit wird erfindungsgemäß die Federkraft
der Gegenfeder durch Verkürzung ihres federnden Teiles erhöht. Wird beispielsweise
die der Anziehung entgegenwirkende Kraft durch eine Schraubenfeder erzeugt, so könnte
der Gegenstand der Erfindung derart ausgeführt sein, daß nach einer gewissen Dehnung
der Feder die hinteren Gänge, die zu diesem Zweck etwas größeren Durchmesser haben
müssen, gegen Anschläge stoßen, welche den hinteren Teil der Feder anhalten, so
daß nur der vordere Teil wirksam ist, wodurch die gesteigerte Empfindlichkeit ausgeglichen
wird.
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Wesentlich vorteilhafter ist die Erfindung jedoch anwendbar, wenn
der bewegliche Leiter an den freien Enden von eingespannten Blattfedern befestigt
ist; erfindungsgemäß legen sich dabei die Federn bei zunehmendem Ausschlag gegen
feste Punkte oder Flächen, wodurch der federnde Teil um das Stück zwischen Einspannung
und Anschlagpunkt verkürzt wird. Eine besonders zweckmäßige Ausführung ergibt sich,
wenn die Blattfedern vertikal stehen und unten eingespannt sind, so daß das auf
den Federn ruhende bewegliche System reibungslos parallel verschoben wird. Gleichzeitig
ergibt sich dabei als wesentlicher konstruktiver Vorteil bei verhältnismäßig geringer
Bauhöhe des Apparates ein großer isolierender Abstand zwischen den Leitern und der
Grundfläche, da der durch die Länge der senkrechten Federn bewirkte
Abstand
den Isolationsweg entsprechend vergrößert. In vielen Fällen dürfte dieser Abstand
als Isolationsweg genügen und die Anwendung zusätzlicher Längen, die die Abmessungen
des Apparates vergrößern würden, unnötig machen.
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Die Anschläge für die Blattfedern können durch Stellschrauben oder
auch durch Flächen gebildet werden. Während die Stellschrauben den Vorteil haben,
daß eine Einstellung ganz genau entsprechend der gewünschten Verminderung der Empfindlichkeit
möglich ist, gestatten Anschlagflächen eine stetige Verminderung der Empfindlichkeit
ohne sprunghafte Übergänge.
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Um das Abspringen des Fadens aus den Schraubengängen der Zeigerwelle
zu verhüten, greift erfindungsgemäß zwischen den beweglichen Leitern und der Zeigerwelle
eine Feder von geringer Trägheit senkrecht oder in einem Winkel von dem Faden an.
Diese Feder hält den Faden auch bei plötzlichem Rückschwingen des beweglichen Leiters
gespannt.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführung des Spannungsmessers
nach der Erfindung in Abb. i schematisch dargestellt. Die Abb. 2 und 3 zeigen verschiedene
Ausführungen der Anschläge für die das bewegliche System tragenden Federn.
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a und b sind die Leiter, auf deren Anziehung die Spannungsmessung
beruht. Der Leiter a ist auf dem Isolator c fest angebracht. Die Tragstange
d des Leiters b ruht auf Blattfedern e, deren untere Enden eingespannt
sind. Die Bewegung des Leiters b wird durch den Faden f auf den vor der Skala ä
spielenden Zeiger k übertragen. Der Faden/ ist in Schraubengänge der Zeigerwelle
i eingelegt und wird durch eine Hilfsfeder h gespannt gehalten. Zwischen der Stange
d und der Zeigerwelle i greift an dem Faden eine Feder k von geringer Trägheit
an, welche den Faden auch bei plötzlichem Zurückschwingen des beweglichen Systems
gespannt hält. Eine den Knopf L drehbare Welle m dient zur Feststellung
der Vorrichtung und greift bei Betätigung mit einer Gabeln um einen Ansatz der Stange
d, so daß diese an axialer Verschiebung gehindert wird, während gleichzeitig ein
zweiter Arm axial gegen die Zeigerwelle i drückt und dadurch den Zeiger festklemmt.
Das die ganze Vorrichtung umschließende Gehäuse o ruht auf Isolator en p. Der Isolator
c ist zur Ermöglichung einer Voreinstellung mit einem Schlitten q auf der Grundplatter
verschiebbar.
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Vor den Blattfedern sind erfindungsgemäß Stellschrauben s angebracht,
die in den Lagern i verstellbar sind. Eine beispielsweise Einstellung ist aus Abb.
2 ersichtlich. Ist die Feder e so weit gebogen, daß sie an der Schraube s' anliegt,
so ist nur die Schraube s' wirksam, so daß zur weiteren Durchbiegung eine größere
Kraft benötigt wird. In gleicher Weise wird diese Kraft stufenweise weiter vergrößert,
wenn die Feder bei weiterer Durchbiegung an die Schrauben s° und s3 anstößt.
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Werden die Stellschrauben durch eine entsprechend geformte Fläche
w ersetzt, so wird eine stetige Änderung der Empfindlichkeit erzielt (Abb.3). Auf
diese Weise kann die Empfindlichkeit der Einrichtung so eingestellt werden, daß
eine regelmäßig geteilte Skala anwendbar ist.