DE866063C - Electric hot wire instrument - Google Patents

Electric hot wire instrument

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DE866063C
DE866063C DEB12972A DEB0012972A DE866063C DE 866063 C DE866063 C DE 866063C DE B12972 A DEB12972 A DE B12972A DE B0012972 A DEB0012972 A DE B0012972A DE 866063 C DE866063 C DE 866063C
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Germany
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hot wire
wire
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spring
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DEB12972A
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Max Baermann
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Description

Elektrisches Hitzdrahtinstrument Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Hitzdrahtinstrument, bei dem die Längenänderung des unter Spannung stehenden Hitzdrahtes zur Anzeige benutzt wird. Unter den thermischen Meßgeräten zur Messung elektrischer Ströme nehmen die Hitzdrahtinstrumente eine Sonderstellung ein. Gegenüber anderen thermischen Instrumenten, wie z. B. Bimetallstromrnessern, zeigen sie eine Reihe von Vorzügen, wie z. B. kleinerer Eigenverbrauch, sind jedoch dafür mechanisch wesentlich empfindlicher. Ihre Wirkungsweise beruht darauf, daß die mechanische Längenänderung, die ein Stück Draht von der Erwärmung durch den hindurchfließenden Strom erfährt, unter Einschaltung entsprechend geeigneter und großer Übersetzungen auf die Zeigerachse übertragen wird. Dabei wird die Verstellkraft einer vorgespannten Feder entnommen:, die auf die Zeigerachse wirkt und gleichzeitig die kraftschlüssige Verbindung von Zeigerachse über übersetzungselemente bis zum Hitzdraht gewährleistet. In dieser Bauweise ist einer der wesentlichsten Gründe für die mechanische Empfindlichkeit derartiger Instrumente zu suchen. Die Feder wirkt nämlich, um das mechanische Übersetzungsverhältnis der übertragungselemente vervielfacht als Spannkraft auf den Hitzdraht. Da dieÜbersetzungsverhältnisse in der Praxis um i zu So herum liegen, wirken demnach schon bei wenigen Gramm Federkraft nicht unerhebliche Zugkräfte auf den Hitzdraht. Vergegenwärtigt man sich, daß der Durchmesser der Hitzdrähte bei einigen hundertstel bis höchstens zehntel Millimetern liegt und darüber hinaus ihre Festigkeit bei den erforderliehen Temperaturen von einigen hundert Grad noch erheblich absinkt, so wird hierdurch verständlich, daß Hitzdrahitinstrumente sowohl gegen elektrische Überlastung als auch gegen mechanische Beanspruchung sehr empfindlich sind. Man strebt deshalb an, die auf den Hitzdraht wirkende Spannkraft möglichst weitgehend zu vermindern. Bei der ältesten bekanntgewordenen Anordnung traten diese Schwierigkeiten nicht auf, weil die Längenänderung des Hitzdrahtes unmittelbar, also ohne Übersetzungsglieder, auf die Zeigerachse übertragen wurde. Da hierbei jedoch eine unverhältnismäßig große Hitzdrahtlänge erforderlich ist, um brauchbare Zeigerausschläge zu erzielen, wurden diese Geräte so unhandlich, daßsieh diese Bauart nicht durchsetzen konnte.Electric hot wire instrument The invention relates to a electric hot wire instrument, in which the change in length of the under voltage standing hot wire is used for display. Among the thermal gauges The hot wire instruments have a special position for measuring electrical currents a. Compared to other thermal instruments, such as. B. bimetal current meters, they show a number of advantages, such as B. smaller own consumption, however but mechanically much more sensitive. Their mode of action is based on the fact that the mechanical change in length caused by the heating of a piece of wire The current flowing through it experiences, with the involvement of appropriately suitable and large translations is transferred to the pointer axis. The adjusting force is taken from a pretensioned spring: which acts on the pointer axis and at the same time the non-positive connection of the pointer axis via translation elements to the Hot wire guaranteed. In this construction is one of the most important reasons to look for the mechanical sensitivity of such instruments. The feather namely acts to the mechanical transmission ratio of the transmission elements multiplied as tension on the hot wire. Since the transmission ratios in lying around i to So in practice, therefore, act with just a few grams of spring force not inconsiderable tensile forces on the hot wire. If one realizes that the The diameter of the hot wires is a few hundredths to a maximum of tenths of a millimeter and, moreover, their strength at the required levels Temperatures drops considerably from a few hundred degrees, this makes it understandable that hot wire instruments against electrical overload as well as against mechanical Are very sensitive to stress. One therefore strives to get on the hot wire to reduce the acting clamping force as much as possible. The oldest known Arrangement did not encounter these difficulties because of the change in length of the hot wire was transferred directly to the pointer axis, i.e. without translation elements. However, since this requires a disproportionately large length of hot wire, In order to achieve useful pointer deflections, these devices became so unwieldy that you see this design could not prevail.

Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten dadurch beseitigt:, daß zwei oder mehr in ihrer Wirkung gegeneinander gerichtete Kräfte, wie z. B. Federkräfte, wirksam sind, deren eine lediglich die kraftschlüssige Verbindung der Übertragungselemente für die Bewegung infolge Längenänderung bei Stromfluß im Hitzdraht aufrechterhält, während die Differenz der Kräfte den Hitzdraht spannt. Die Anordnung der die Kräfte erzeugenden: Federn kann beispielsweise so getroffen werden, daß die eine, nämlich die zur kraftschlüssigen Verbindung der Übertragungselemente vorgesehene, als Spiralfeder auf der Zeigerachse angeordnet ist. Die zweiteFeder, die beispielsweise die Form einer einseitig eingespannten Blattfeder haben kann, bildet mit ihrem freien Ende den Befestigungspunkt für den Hitzdraht. Dieses freie Federende folgt also den durch den Meß,strom bewirkten Längenänderungen des Hitzdrahtes. Diese Bewegung wird über Fühlhebel oder ähnliche bekannte Bauelemente und Segment,-oder Fadentriebe, wie sie z. B. in Manometern oder Meßuhren Anwendung finden, entsprechend übersetzt auf die Zeigerachse übertragen. Dabei ist der Fühlhebel so gegenüber der Blattfeder angeordnet, daß die Kraft der an der Zeigerachse befestigten Spiralfeder der Blattfederkraft entgegenwirkt. Auf diese Weise wird nur die Differenz der Blattfederkraft und der Kraft der Spiralfeder, vervielfacht um das Übersetzungsverhältnis der Übertragungselemente, als Spannkraft auf den. Hitzdraht wirksam. So isst es möglich, die den Hitzdraht spannende Kraft derart klein zu bemessen, daß, sie auch bei hohen Betniebstemperatuxen weit unter der zulässigen Belastung. des -Hitzdrahtes. bleibt: Die Kompensation der durch Raumtemperaturschwankungenbedingten Längenänderung des. Hitzdrahtes kann in an sich bekannter Weise entweder als Grundplattenkompensation oder als Paralleldrähtkompensation erfolgen. Bei. der letzteren werden Kompensationsdraht und Meß-draht gemeinsam an einem Ende federnd aufgehängt, während das andere Ende des Kompensationsdrahtes fest mit der Grundplatte verbunden und das des Meßdrahtes an der Feder befestigt ist, deren durch den Meßetrom bedingte Bewegung, wie- oben beschrieben, auf den Zeiger übertragen wird. Bei der konstruktiven Durchbildung der Drahtkompensation werden in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens die Enden des. Meß@: bzw. Kompensationsdrahtes, die gemeinsam federnd aufgehängt werden sollen, über eine leicht drehbar gelagerte Walze geführt und an ihr befestigt, wobei die Walze derart unter Federkraft steht, daß. sie die beiden Drähte spannt. Hierbei mußi man beachten, daß, Meß- und Kompensationsdraht genügend weit voneinander liegen, damit keine Wärmeübertragung durch Strahlung zwischen ihnen eintreten kann. Die erfindungsgemäße Lösung, die Drähte an einer unter Federspannung stehenden Walze zu lagern, ermöglicht es, den Abstand zwischen den beiden Drähten groß zu halten, ohne daß, die durch die Raumtemperaturschwankungen bedingte Längenänderung beider Drähte sich auf das Zeigerwerk auswirkt. Außerdem hat man so die Möglichkeit, einen aus geeignetem Material, wie z. B. Aluminium, hergestellten, Strahlungsschutz zwischen beiden Drähten vorzusehen.According to the invention, these difficulties are eliminated: that two or more mutually opposing forces, such as B. spring forces, are effective, one of which is only the positive connection of the transmission elements for movement due to change in length when current flows in the hot wire, while the difference in forces tensions the hot wire. The arrangement of the forces generating: springs can for example be made so that the one, namely the one provided for the frictional connection of the transmission elements, as a spiral spring is arranged on the pointer axis. The second spring, for example, the shape a leaf spring clamped on one side, forms with its free end the attachment point for the hot wire. This free end of the spring follows the through the measuring current caused changes in length of the hot wire. This movement is over Feeler levers or similar known components and segment, or thread drives, such as she z. B. in pressure gauges or dial gauges application, translated accordingly transfer the pointer axis. The feeler lever is opposite the leaf spring arranged that the force of the spiral spring attached to the pointer axis of the leaf spring force counteracts. In this way, only the difference between the leaf spring force and the Force of the spiral spring, multiplied by the transmission ratio of the transmission elements, as tension on the. Hot wire effective. So it is possible to eat the hot wire The exciting force is so small that it can be used even at high operating temperatures far below the permissible load. of the hot wire. remains: The compensation the change in length of the hot wire caused by room temperature fluctuations in a manner known per se either as a base plate compensation or as a parallel wire compensation take place. At. the latter are connected to the compensation wire and measuring wire together one end resiliently suspended, while the other end of the compensation wire firmly connected to the base plate and that of the measuring wire attached to the spring is, whose movement caused by the Messetrom, as described above, to the Pointer is transferred. When constructing the wire compensation the ends of the. Mess @: or Compensation wire, which are to be suspended together resiliently, via a easily rotatably mounted roller guided and attached to her, the roller in such a way is under spring force that. she tensions the two wires. Here one must pay attention to that the measuring and compensation wire are far enough apart so that no heat transfer is possible radiation can enter between them. The solution according to the invention, the Storing wires on a spring-loaded roller enables the Keep the distance between the two wires large without being affected by room temperature fluctuations Conditional change in length of both wires affects the pointer mechanism. aside from that you have the option of a suitable material, such as. B. aluminum, to provide radiation protection between the two wires.

Die Bauweise nach der vorliegenden, Erfindung ergibt eine ganze Reihe von Vorzügen gegenüber den üblichen Instrumenten, die aus dem mechanischen Aufbau nicht ohne weiteres. ersichtlich sind. Als besonderer Vorzug sei erwähnt, daß man im Gegensatz zur. üblichen bei der erfindungsgemäßen Konstruktion in der Größe des Übersetzungsverhältnisses zwischen Hitzdraht und Zeiger in weitesten, Grenzen uneingeschränkt .ist, da die Kraft, die den Meßdraht spannt, von dem Übersetzungsverhältnis vollkommen unabhängig ist. Daraus ergibt sich, daß man mit außergewöhnlich kleinen Längenänderungen, d. h. also mit niedrigen Drahttemperaturen, bereits zudem gewünschten Drehwinkel der Zeigerachse gelangen kann. Dies wiederum bedeutet, daß nach dem Erfindungsgedanken gebaute Hitzdrahtinstrumente wesentlich höher überlastbar sind, als die bisher bekanntgewordenen. Darüberhinaus wird die allgemein bekannte Stoßempfindlichkeit von Hitzdrahtinstrumentern, die vor allem bei hohen Fadentemperaturen besonders groß wird, durch den Erfindungsgedanken weitgehend beseitigt. Der Grund hierfür ist, daß; wie bereits ausgeführt, die Belastung des Meßdrahtes durch die auf ihn wirkende Spannkraft weit unter der Warmfestigkeit des Materials, gehalten werden kann: Auf diese Weise kann, man also Hitzdrahtinstrumente bauen, die auch den Anforderungen eines rauhen Betriebes gewachsen sind. Die Anwendung großer Übersetzungen gestattet aber auch die Verwendung kleiner Meßdrahtlün@gen und damit die Einhaltung handlicher Abmessungen der Instrumente. Die niedrige Betriebstemperatur bietet des weiteren noch den Vorteil, daß alsi Hitzdrahtmaterial auch unedle Metalle verwendet werden können, da mit abnehmender Betriebstemperatur auch die Gefahr -der thermischen Korrosion kleiner wird.The construction according to the present invention results in a whole series of advantages over the usual instruments, which result from the mechanical structure not without further ado. can be seen. As a special advantage it should be mentioned that one in contrast to. usual in the construction according to the invention in the size of the Transmission ratio between hot wire and pointer in the broadest, unlimited limits .is, because the force that tensions the measuring wire, is perfect from the transmission ratio is independent. It follows that with exceptionally small changes in length, d. H. so with low wire temperatures, also the desired angle of rotation the pointer axis can get. This in turn means that according to the idea of the invention built hot wire instruments can be overloaded much higher than those previously known. In addition, the well-known shock sensitivity of hot wire instruments, which is particularly large at high thread temperatures, due to the idea of the invention largely eliminated. The reason for this is that; as already stated, the burden of the measuring wire due to the tension acting on it far below the heat resistance of the material, can be held: In this way, one can, therefore, use hot-wire instruments build that can also cope with the demands of a rough operation. The application However, large gear ratios also permit the use of small measuring wire lengths and thus compliance with the handy dimensions of the instruments. The low operating temperature furthermore offers the advantage that base metals are also used as hot wire material can be used, since with decreasing operating temperature also the risk of thermal corrosion becomes smaller.

Der auf den Strom bezogene Skalencharakter solcher Instrumente ist deren Natur nach ein. quadratischer. Es ist natürlich möglich, mit den bekannten Mitteln, auch bei dem erfindungsgemäßen Hitzdrahtinstrument den Skalencharakter in gewünschtem Sinne zu verändern.The scale character of such instruments in relation to the current is according to their nature. more square. It is of course possible with the known Means, also with the hot wire instrument according to the invention, the scale character to change in the desired sense.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß man an Stelle der Federkräfte selbstverständlich auch Gravitationskräfte in. Form von Gewichten oder, was sogar gegenüber den Federkräften in Sonderfällen von Vorteil sein kann, magnetische Kräfte verwenden kann.For the sake of completeness, it should be mentioned that instead of the spring forces of course also Gravitational forces in the form of weights or, which can even be advantageous compared to the spring forces in special cases, can use magnetic forces.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel in: schematischer Darstellung veranschaulicht.In the drawing, the invention is shown in one embodiment in: schematic representation illustrated.

Der Hitzdraht i und der Kompensationsdraht 2 sind beide über eine in ihren Lagern 3 leicht drehbare Achse 4 gewickelt, die über einen daran befestigten Hebel 5 durch eine Schraubenfeder 6 gedreht wird und dadurch die Drähte unter Spannung hält. Das andere Ende des Kompensationsdrahtes ist in Punkt 7 mit dem Gehäuse fest verbunden. Das andere Ende des Hitzdrahtes steht mit der, einseitig eingespannten Blattfeder 8 über das an dieser Feder befestigte Teil 8a in Verbindung, an der der Fühler 9 anliegt. An diesem Fühler ist der Hebel io mit dem Zahnsegment i i befestigt, welcher den Zeiger 12 über das Ritzel 13 gegen die Kraft der Spiralfeder 14 drehen kann. Diese Spiralfeder ist so gespannt, daß sie das Bestreben hat, das Ritzel 13 entgegen dem Uhrzeigers:inn zu drehen. Ändert der Hitzdraht i unter der Einwirkung des Meßstromes, der von den Klemmen 15 über die Zuleitungsdrähte 16 und die Federn 6 bzw. 8 zugeführt wird, seine Länge, so ändert das freie Ende der Feder 8 seine Lage und bewegt, dadurch über den. Fühler 9 und den Hebel io mit dem Segment ii, die um die Achse 17 drehbar sind, das Ritzel 13 und damit den Zeiger 12. Dadurch entsteht auf der Skala 18 ein Anzeigewert, der der Größe des Meßstromes entspricht. Hierbei wirkt die Feder 14 über das Übersetzungsgetriebe 9, 10, Il, 13 ständig so auf die Feder 8, daß in jedem Falle nur die Differenz zwischen der Kraft der Feder 8 und der der Feder 1q., vervielfacht um das Übersetzungsverhältnis des obengenannten Getriebes, als Spannkraft auf den H.itzdraht wirksam wird.The hot wire i and the compensation wire 2 are both over one wound in their bearings 3 easily rotatable axle 4, which is attached to it via a Lever 5 is rotated by a coil spring 6 and thereby the wires under tension holds. The other end of the compensation wire is fixed to the housing at point 7 tied together. The other end of the hot wire stands with the one clamped on one side Leaf spring 8 via the part 8a attached to this spring in connection to which the Sensor 9 is applied. The lever io with the toothed segment i i is attached to this sensor, which rotate the pointer 12 via the pinion 13 against the force of the spiral spring 14 can. This spiral spring is so tensioned that it tends to move the pinion 13 counterclockwise: to turn inn. The hot wire i changes under the action of the measuring current from the terminals 15 via the lead wires 16 and the springs 6 or 8 is supplied, its length, so the free end of the spring 8 changes its Positioned and moved, thereby over the. Feeler 9 and lever io with segment ii, which are rotatable about the axis 17, the pinion 13 and thus the pointer 12. As a result a display value is produced on the scale 18 which corresponds to the magnitude of the measuring current. Here, the spring 14 acts continuously via the transmission gear 9, 10, II, 13 on the spring 8 that in each case only the difference between the force of the spring 8 and that of the spring 1q., Multiplied by the transmission ratio of the above Gear, as a tension force on the H.itzdraht is effective.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrisches Hitzdrahtinstrument, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr in ihrer Wirkung gegeneinander gerichtete Kräfte, wie z. B. Federkräfte, wirksam sind, deren eine lediglich die kraftschlüssige Verbindung der Übertragungselemente für die Bewegung infolge Längenänderung bei Stromffuß: im Hitzdraht aufrechterhält, während die Differenz der Kräfte den Hitzdraht, spannt. PATENT CLAIMS: i. Electrical hot wire instrument, characterized in that two or more forces directed against one another in their action, such. B. spring forces are effective, one of which merely maintains the positive connection of the transmission elements for the movement due to change in length with current foot: in the hot wire, while the difference in forces tensions the hot wire. 2. Elektrisches Hitzdrahtinstrument nach Anspruch i, dadurch, gekennzeichnet, daß die Raumtemperaturschwankungen in an sich bekannter Weise durch Grundplatten- oder Drahtkompensation unwirksam gemacht werden. 2. Electrical hot wire instrument according to claim i, characterized in that the room temperature fluctuations in a known manner by baseplate or Wire compensation can be made ineffective. 3. Elektrisches Hitzdrahtinstrument nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drahtkompensation die Enden des, Meß- bzw. Kompensationsdrahtes., die gemeinsam federnd aufgehängt werden sollen:, über eine leicht drehbar gelagerte Walze geführt und an ihr befestigt werden, wobei die Walze derart unter einer verdrehenden Federkraft steht, daß sie die beiden Drähte spannt. 3. Electric hot wire instrument according to claims 1 and 2, characterized in that in the case of wire compensation the ends des, measuring or compensation wire., which should be suspended together in a springy manner :, guided over an easily rotatable roller and attached to it, wherein the roller is so under a twisting spring force that it the two wires tense. 4. Elektrisches Hitzdrahtinstrument nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Me& und Kompensationsdraht ein Strahlungsschutz, z. B. in Form eines Aluminiumbleches, vorgesehen ist.4. Electrical hot wire instrument according to claim i to 3, characterized in that that between Me & and compensation wire a radiation protection, z. B. in shape an aluminum sheet is provided.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1202527B (en) * 1963-05-27 1965-10-07 Elbe Kamera Gmbh Photoelectric exposure meter with measuring conductor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1202527B (en) * 1963-05-27 1965-10-07 Elbe Kamera Gmbh Photoelectric exposure meter with measuring conductor

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