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Magnetsystem für Drehspulinstrumente Die Verwendung von auf Ausscheidungshärtung
beruhenden Magnetlegierungen für Magnetsysteme von Meßinstru.menten hat zu den verschiedensten
Formen geführt. Die Schwierigkeit besteht meist darin, eine zweckmäßige Verbindung
zwischen dem Dauermagneten, der nur durch Schleifen bearbeitet ist, und den notwendig
dazu gehörigen Weicheisenv erhindungsstücken herzustellen. Man verwendet deshalb
im wesentlichen einfach herzustellende Magnetformen von meist rechteckigem Querschnitt.
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So sind z. B. Magnetsysteme bekannt, bei welchen innerhalb eines Weicheisenrückschlußringes.
.ein oder zwei rechteckige Magnetstücke angeordnet sind, deren eines Ende am Rückschlußrin.g
anliegt, während das andere unter Zwischenschaltung von passenden Polschuhen den
Luftspalt bildet. Bei einer anderen bekannten Form sind zwei kreisrings,ektorförmige
Magnetstücke symmetrisch zum wirksamen Luftspalt angeordnet. Während dieses letzte
Beispiel magnetisch besonders vorteilhaft ist, ist es ein Nachteil, dfaß -die Polbohrung,
welche das drehbare System aufnimmt, konzentrisch zum gesamten Magnetsystem angeordnet
ist. Es ist dadurch nicht möglich, mit dem Drehpunkt des beweglichen Systems nahe
an den Unifang des Magnetsystems heranzukommen. Das ist aber eine für fast alle
Drehspulinstrumente notwendige Voraussetzung, da bei runden Instrumenten, namentlich
solchen von kleinen äußeren Abmessungen, das Gehäuse nur ganz wenig größer als der
Magnet ist.
Zur Erzielung einer genügenden Zeiger- und Skalenlänge
_muß dann aber der Drehpunkt nahe an dem Umfang des Magnetsystems liegen. Zwar ist
eine Magnetanordnung für ein Drehspulsysbem bekannt, bei welchem der Drehpunkt exzentrisch
zum Gehäuseumfang liegt, jedoch hat diese Anordnung, bei der die Exzentrizität des
Drehpunktes durch die Verwendung zweier verschieden großer Magneten erzielt wird,
den Nachteil eines relativ ungünstigen Feldverlaufes.
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Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil durch ein Magnetsystem für
Drehspulinstrumente mit zwei innerhalb eines Weicheisenrückschdußringes angeordneten
Dauermagneten hoher Köerzitivkraft bei exzentrisch nahe dem Umfang - angebrachtem
Spulensystem, dadurch, daß erfindungsgemäß die Dauermagneten aus zwei gleich großen
und axialsymmetrisch angeordneten Kreisringsektoren btsteh.en, deren innere Begrenzungsflächen
konzentrisch zum Weicheisenkern liegen,- während die äußeren dem Rückschlußring
@eingeaßt sind. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht in
der günstigen Verkeilung des Magnetsystems, die jede schädliche Luftspaltbilduug
mit Sicherheit ausschließt.
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Durch einen solchen Aufbau liegt einmal der Drehpunkt des beweglichen
Systems günstig, zum anderen läßt sich eine optimale wirksame Stahlmenge unterbringen.
Bei normaler Magnetisierung wird allerdings ein nichtlinearer Feldverlauf erzielt.
Für Drehspulinstrumente ist aber eine lineare Skala wünschenswert. Voraussetzung
hierzu ist nicht, daß der wirksame Luftspalt an allen Stellen gleiche Feldstärke
aufweist, sondern daß die Summe der Feldstärke an beiden wirksamen um i8o° versetzten
Stellen über den ganzen Ausschlagbereich konstant ist. Das wird beim Anmeldungsgegenstand
dadurch erzielt, daß die Aufmagnetisierung des Magnetsystems mit passenden Polschuhen
erfolgt. Geeignet hierzu sind Polschuhe, die an den Polflächen einen größeren Radius
haben, als er dem Rückschlußring entspricht, und die außerdem exzentrisch angelegt
werden. Die Polschuhe liegen somit nur an einer kleinen Fläche auf und bilden gegeniiber
dem Weicheisenrückschlußring einen Luftspalt. Dieser Luftspalt nimmt von :der Berührungsfläche
aus nach außen zu, und zwar in Richtung der größeren Magnetmasse stärker als in
Richtung der kleineren Magnetmasse. An dieser Stelle kann der Polschuh unter Umständen
ganz anliegen.
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Die Befestigung der Magnetteile in dem Rück.-schlußring, welcher aus
einem Material hoher Permeabilität und geringer Koerzitivkraft besteht, kann durch
Schweißen, Hartlöten oder Einspritzen erfolgen. Mit Vorteil, insbesondere bei der
einteiligen Form des Magneten erfolgt die Befestigung durch Festkeilen im Rückschlußring
mit Hilfe eines sektorförmigen Keilstückes aus unrilagn@etischem Material. Die radialen
Magnetflächen sind hierbei in axialer Richtung schwach geneigt. In den genannten
Fällen müssen die Magnetstücke durch Schleifen in die passende Form gebracht -werden.
Die Polbohrung jedoch wird erst beim fertigen Magnetsystem maßgerecht ausgeschliffen.
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Das Magnetmaterial kann auch nach einem bekannten Verfahren in den
Rückschlußring eingebracht werden, nämlich durch Einpressen oder Einspritzen von
Magnetpulver, .dem ein Kunstharz oder eine leicht schmelzende Legierung als Bindemittel
beigegeben ist.
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Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. i stellt ein Magnetsystem mit zweiteiligem Dauermagneten innerhalb
der zum Aufmagnetisieren notwendigen Polschuhe dar; Fig.2 zeigt eine andere Ausführungsform
mit einteiligem Magnetstück und Fig. 3 einen Querschnitt durch den Magneten. der
Fig. 2 längs der Linie A-A.
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In Fig. i ist mit i "ein Rückschlußring aus einem magnetisch weichen
Material, und mit 2 ist der exzentrisch in der Nähe des Umfanges gelagerte Weicheisenkern
bezeichnet. Die kreisring-sektorförmigen Magnetstücke aus einem Material hoher Koerzitivkraft,
z. B. Altiminium-Nickel öder Kobaltstahl, sind mit 3 und q.. bezeichnet. Ihre Innenflächen
liegen konzentrisch zum Kern, während die äußeren dem Rückschlußring angepaßt sind
und dort fest anliegen. Die Zwischenräume 5 und 6 können mit einem nicht magnetischen
Spritzmaterial ausgefüllt werden, wodurch die Lage der Dauermagneten 3, q. in dem
-Rückschlußring fest liegt. Dieses Spritzgußmaterial kann zugleich als Träger für
das bewegliche System mit der Drehspule ausgebildet sein. Zur Aufmagnetisierung
des gesamten Magnetsystems sind Polschuhe 7 und 8 erforderlich, welche zwischen
die Pole eines kräftigen Elektromagneten gelegt werden. Der Radius der Polflächen
ist größer als. der Außenradius des Weicheisenrückschlußrings. Außerdem liegt das
Magnetsystem exzentrisch zwischen den Polschuhen. Die Polschuhe berühren daher den
Weichei@senring nur an einer-kleinen Fläche a, während nach den Kanten
b
und c hin zwischen Rückschlußring und Polschuhe ein Luftspalt besteht, der
zu den Kanten hin größer wird. An-der Seite der größeren Magnetmasse c ist dabei
der Luftspalt größer als an der anderen Seite b. An dieser Stelle kann der Luftspalt
ganz weggelassen werden, wie es schraffiert angedeutet ist.
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In der Fig. 2 ist der Rückschlußring wiederum mit i und der Weicheisenkern
mit 2 bezeichnet. Das magnetische aktive Material :bestehlt aus einem Stück, in
dem die Lücke 5' eines Magneten der Fig. i ebenfalls mit magnetisch aktivem Material
ausgefüllt ist. Diese Form läßt sich besonders einfach durch Festkeilen befestigen.
Hierzu sind die radialen Flächen in axialer Richtung geneigt, wie es aus dem Schnitt
Fig. 3 hervorgeht. Der Keil io hat ebenfalls kreisring-sektorförmige Gestalt und
besteht aus einem nicht magnetischen Material.