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Schwingungsanordnung für Galvanometer
Die vorliegende Erfindung hezieht
sich auf Verbesserungen von Galvanometern, wie sie für oszillographische Kameras
von Seismographen u. dgl. verwendet werden.
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Derartige Galvanometer besitzen eine Schwingungsanordnung, die aus
einer zwischen zwei metallischen Drähten oder Bändern Ihängenden Drabtspule besteht
und in einem entsprechenden Gehäuse untergebracht ist. Derartige Schwingungsanordnungen
werden um ihre senkrechte Achse durch elektrische Ströme gedreht welche durch die
Spule fließen, wenn sie unter den Einfluß eines magnetischen Flusses kommt, der
zwischen zwei magnetischen Polen entsteht. Ein kleiner Spiegel ist an einem Teil
der Aufhängung angebracht, um Lichtstrahlen auf einen beweglichen Film zu reflektieren,
der die Schwingungen der Spule aufzeichnet.
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Solche Öalvanometer sind gewöhnlich außerordentlich klein, und in
den meisten Fällen ist eine Ausführung erwünscht, welche die größte Empfindlichkeit
gegenüber der erregenden Energie besitzt.
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Um ein hlaximum von Empfindlichkeit und einen guten \Virkungsgrad
zu erreichen ist es von größter Arichtigkeit, daß die Schwingungsanordnung möglichst
vollkommen statisch und dynamisch ausbalanciert ist.
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Bei den bekannten Konstruktionen solcher Galvanometer ist der Spiegel
gewöhnlich an einem Aufhängedraht oder an der Spule in einer Lage abseits von der
Achse der Schwingungsanordnung angebracht. Da der Spiegel trotz seiner Winzigkeit
eine ini Vergleich zu den übrigen Teilen der Vorrichtung i,eträchtliche Alaße hat,
verursacht er gewöhnlich eine solche Störung des Gleichgewichts der Vorrich-
tung,
daß diese ausgeglichen werden muß, was z. B. durch passende Gegengewichte geschieht,
die an entsprechenden Stellen angebracht werden. Hierzu sind aber weitere Teile
erforderlich, und es entstehen zusätzliche Kosten und Arbeit durch deren Einbau
und Adjustierung. Gleichzeitig wird auch der elektrische Wirkungsgrad des Galvanometers
verringert, besonders wenn elektromagnetische l).impfung verwendet wird.
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Ein Hauptzweck der vorliegenden-Erfindung besteht daher in der Verbesserung
des statischen und dynami scheu Gleichgewichts von Galvanometern.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines Galvanometers,
bei dem der Spiegel symmetrisch zur Schw ingungsachse des Galvanometers angebracht
ist.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Verbesserung der Aufhängeverbindung
zwischen der Spule und den Aufhängedrähten, wobei der Spiegel ausgerichtet mit der
SchwingungsachsedesGalvanometer befestigt ist.
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Die erfindungsgemäße Schwingungsanordnung für Galvanometer besteht
darin, daß die gegenüberliegenden Enden der Spule zwischen den Aufhängedrähten durch
Verbindungsteile gehalten werden, von denen wenigstens eines eine im wesentlichen
U-förmige Gestalt hat und zwischen seinen Armen eiii Ende der Spule trägt, und daß
der Spiegel zwischen diesen Armen symmetrisch in bezug auf die Längsachse der Schwingungsvorrichtung
befestigt ist.
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In der Zeichnung ist Fig. I eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen
Schwingungsanordnung eines Galvanometers, Fig. 2 ein Querschnitt längs der Linie
2-2 der Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. I gezeigten Anordnung, Fig.
4 eine Vorderansicht des den Spiegel tragenden Teiles, der die Spule mit dem oberen
Aufhänger des Galvanometers verbindet, Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 3 gezeigten
Teiles, Fig. 6 und 7 Vorder- und Seitenansicht eines anders gestalteten Verbindungsteiles,
welches den unteren Hängedraht mit dem unteren Ende der Spule verbindet, Fig. 8
eine Seitenansicht einer der Rollen, auf welche die Galvanometerspule gewickelt
ist, Fig. 9 eine Endansicht der in Fig. I gezeigten Spulenrolle, Fig. IO ein Bruchstück
einer abgeänderten Ausführung der in Fig. 7 und 8 gezeigten Spulenrolle.
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Das Galvanometer enthält eine langgestreckte Spule lo, die aus einer
Anzahl von über ein Paar Rollen I I, 11 gewickelten Windungen aus sehr feinem Draht
besteht. Ein im wesentlichen U-förmiges Verbindungsteil (Gabel) 12 verbindet die
obere Rolle I I der Spule IO mit dem oberen metallischen Hängedraht oder Band I3.
Ein Spiegel 14 ist oberhalb der Spule I I zwischen den Armen des U-förmigen Verbindungsstückes
I2 befestigt. Eine zweite U-förmige Verbindungsgabel 15 verbindet die untere Spulenrolle
1 1 mit dem unteren Hängedraht oder Band I6. Diese Vorrichtung ist gewöhnlich in
einem entsprechenden (nicht gezeigten) Gehäuse untergebracht, wie z. B. im amerikanischen
Patent 2 439 576 dargestellt ist. In solchen Galvanometern hängt die Spule 10 gewöhnlicih
in einem magnetischen Felde, wo sie in üblicher Weise einem magnetischen Fluß ausgesetzt
wird.
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Die Spulenrollen 1 1 (Fig. 8 und 9) bestehen gewöhnlich aus Elfenbein,
Kunststoff oder einem andereR geeigneten elektr i sch nicht leitenden Material und
haben einen zylindrischen mittleren Teil I7, um den die Spule gewickelt ist, sowie
Endflansche I8, I8 mit zylindrischen Lagerzapfen I9, die sich von den Flanschen
I8 nach auswärts erstrecken.
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Die Rollen können mit einer axialen oeffnung 20 versehen sein (Fig.
9).
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Das obere Verbindungsteil 12 (Fig. 4 und 5) besteht aus einer U-förmigen
Schiene, deren lange Arme 21, 21 aus leitenden Metallstreifen bestehen und am Ende
mit Augen 22 versehen sind, in denen die Lagerzapfen 19 gelagert sind. Das gebogene
Endteil der Gabel 12 kann seitwärts von den Kanten ausgeflanscht sein, wie bei 23,
23 gezeigt, um es an dieser Stelle zu versteifen und zu verstärken. Der Draht oder
das Band des oberen Htängers I3 ist mit dem oberen Teil des Verbindungsstückes 12
verschlungen und verlötet, so daß eine feste Verbindung entsteht, wie besonders
in den Fig. I und 3 gezeigt ist. Der Spiegel 14 liegt zwischen den Armen 21 des
Verbindungsstücks I2 und hat eine rechteckige flache Form, die genau zwischen die
Arme paßt und gewöhnlich mit diesen verkittet ist. Diese Verkittung erfolgt zwischen
den Spiegelkanten und den anliegenden inneren Oberflächen der Arme 2I. Das untere
Verbindungsteil 15 (Fig. 6 und 7) besteht ebenfalls aus einem U-förmigen flachen
Streifen aus elektrisch leitendem Metall, dessen Arme 25, 25 an ihren Enden mit
Augen 26 versehen sind, in denen die Zapfen 19 der unteren Spulenrolle II gelagert
sind. Der untere Hänger I6 ist mit dem unteren Teil des Verbindungsteiles 15 in
gleicher Weise verbunden wie der obere Hänger mit dem Teil 12. Die entgegengesetzten
Enden der Spule 10 sind mit den entsprechenden Verbindungsteilen 12 und 15 bei 27
I>zw. 28 elektrisch leitend verbunden.
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Wie besonders Fig. 1, 2 und 3 zeigen, ist der Spiegel 14 zwischen
den Armen 21 des oberen Verbindungsteiles I2 so befestigt, daß er in einer im allgemeinen
senkrechten Ebene liegt, die quer durch die Mittelachse der Schwingungsvorrichtung
geht, so daß die Oszillierungsachse senkrecht durch den Spiegel geht.
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Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion liegt der Spiegel also in
der Oszillationsachse der Schwingungsanordnung, wodurch diese statisch und dynamisch
ausbalanciert ist.
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Die Lagerzapfen 19 sind gewöhnlich nur so lang wie die Dicke der
Seitenwände der Verbindungsteile, so daß die äußeren Enden der Zapfen bei Einfügen
in die Augen 22 und 26 nicht über die Außenseiten der Arme 2I und 25 hinausragen.
Hierdurch werden die Abmessungen der ganzen Vorrichtung schmal
behalten,
so dal3 der I uftspalt zwischen den Magnetpolen, in dem die Spule hängt, schmaler
wird, wodurch die E ml)findlichkeit des Galvanometers entprecbend gesteigert wird.
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In Fig. Io ist eine andersartige Ausführung der Spulenrollen gezeigt,
bei welcher die Lagerzapfen 19 eine nach innen zu konische oder hinterdrehte Form
30 haben, wodurch die Verbindungsstücke besser an den Rollen gehalten werden, da
die Arme der Verbindungsstücke durch die Vibrationen der Vorrichtung entlang den
konischen Oberflächen der Zapfen nach innen, den Flanschen Is zu, gedrängt werden.