DE972524C

DE972524C - Dreheisenmessgeraet mit einem Trag- und einem Fuehrungsspitzenlager

Info

Publication number: DE972524C
Application number: DEH12948A
Authority: DE
Inventors: Walter Pfeffer
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1952-06-20
Filing date: 1952-06-20
Publication date: 1959-08-20

Description

Dreheisenmeßgerät mit einem- Trag- und einem Fuhrungsspitzenlager Dreheisenmeßgeräte können für Gleich- und Wechselstrom benutzt werden. Es ist sogar gelungen, bei beiden Stromarten die Klasse 0,2 einzuhalten, so daß man Dreheisen-Präzisionsmeßgeräte herstellen kann, die mit Gleichstrom geeicht werden können.
Bei derartigen Präzisionsgeräten ist es notwendig, das bewegliche System und den Zeiger möglichst leicht auszuführen. Es treten aber dann bei Betrieb mit Wechselströmen technischer Frequenz leicht Schwingungen im beweglichen System auf. Diese können zu einem so starken Zittern der Zeigerspitze führen, daß die Ablesemöglichkeit erschwert wird.
Man kann zwar diesen Mangel durch entsprechende rüttelsichere Lagerung des beweglichen Systems bekämpfen, indem man seine Drehachse mindestens an einem Ende in einem Zapfen lagert oder eine seitliche Führung vorsieht. Dies wird jedoch häufig nicht angängig sein, da es die Empfindlichkeit beeinträchtigt. In den Fällen, in denen man von der für die Empfindlichkeit günstigen Spitzenlagerung nicht abgehen kann, muß daher eine andere Lösung gesucht werden. In gewissem Grade lassen sich auch bei solchen Geräten störende Eigenschwingingen vermeiden, indem man die Eigenschwingungsfrequenzen des beweglichen Systems möglichst weit aus dem Bereich der zu messenden Frequenzen verlegt. Diese Forderung verträgt sich aber, insbesondere wenn ein großer Frequenzbereich in Frage kommt, nicht immer mit den für den Aufbau des- beweglichen Systems geltenden konstruktiven Erfordernissen.
Die Erfindung geht einen anderen Weg. Bei Dreheisenmeßgeräten mit einem Trag- und einem Führungsspitzenlager ohne zusätzliche seitliche Führungen gelagerter Drehachse wird die Erregung mechanischer Schwingungen weitgehend dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß nur das tragende Lager in der Wirkungsebene der Resultierenden der magnetischen Kräfte auf das Dreheisen liegt. Dieser Maßnahme liegt der Gedanke zugrunde, nur die Komponente- der magnetischen Kräfte auf das bewegliche System wirksam werden zu lassen, die der Erzeugung des Drehmomentes dient. Auf diese Weise erreicht man die geringst mögliche Erregung von mechanischen Schwingungen.
In der Zeichnung ist die Wirkungsweise näher erläutert. Bild I zeigt schematisch im Schnitt den bisher üblichen Aufbau eines Dreheisenmeßgerätes.
Es handelt sich um ein Rundspulinstrument mit zur Erzielung einer linearen Skalencharakteristik verformter Spule I. Das feste Eisen ist mit 2, das bewegliche mit 3 bezeichnet. Die Achse steht senkrecht und ist wie üblich unten und oben in zwei Spitzenlagern 4 und 5 gelagert. Oben befindet sich der Zeiger 6. Das bewegliche Eisen ist etwa in halber Höhe L an der Achse befestigt. Es gibt auch Anordnungen, bei denen das bewegliche Eisen dem einen der Lager wesentlich näher ist als dem anderen, was bei einer bekannten Ausführung dadurch zustande kommt, daß das tragende Lager 4 sich im Spuleninneren befindet. Es sind weiter auch Anordnungen bekannt, bei denen das tragende Lager 4 sich auf derselben Seite der Spule befindet wie das Lager 5. Das bewegliche Eisen ist dann durch einen winkelförmigen Arm mit der außerhalb der Spule befindlichen Achse verbunden. Auch für diese Ausführungen gelten jedoch die im folgenden angestellten - an der in Bild I und 2 gezeigten Anordnung erläuterten - Üherlegungen.
In Bild 2, welches eine Ansicht von oben gibt, sind die wirkenden Kräfte eingezeichnet. P1 ist die Abstoßungskraft zwischen den beiden Kernen und P2 die von der Spulenwandung ausgehende Anziehungskraft. R ist die Resultierende der magnetischen Kräfte, die wieder in die senkrecht zum beweglichen Teil wirkende Kraft Kt und in die radiale Kraft K2 zerlegt ist. Kt erzeugt das Drehmoment und K2 wirkt, wie auch in Rild I eingetragen, senkrecht zur Achse in bezug auf das untere Lager mit dem Drehmoment K2 - L. Bei Erregung mit Wechselstrom wirkt dieses Moment aussehließlich als Rüttelmoment, welches Schwingungen des beweglichen Systems erzeugt. Insbesondere bei senkrechter Achse kann dieses Rüttelmoment sehr stören, da die obere Spitze lose im Lagerstein ruht und daher, wie durch den Pfeil angedeutet, hin und her bewegt wird.
Wird nun gemäß der Erfindung die Wirkungsebene der Resultierenden der magnetischen Kräfte so gelegt, daß sie durch das tragende Lager geht, so verschwindet das Rüttelmoment. Dies ist in Bild 3 gezeigt. Das bewegliche Eisen ist an einem schrägen Arm befestigt, so daß nunmehr die Resultierende K2 durch das untere Lager geht und L gleich Null ist. Spule und bewegliches Eisen liegen dabei symmetrisch zu einer Ebene, die senkrecht zur Achse durch das untere Lager gelegt ist. Da die untere Spitze durch das Gewicht des beweglichen Systems nach unten gedrükt wird, kann die im Lager wirksame Komponente K2 keine schädliche Bewegung hervorrufen. Notfalls kann man durch besonders enge Anpassung von Spitze und Stein jedes Spiel im Lager vermeiden.

Claims

PATENTANSPRUCHE: I. Dreheisenmeßgerät mit einem Trag- und einem Führungsspitzenlager für die Drehachse des Meßsystems ohne zusätzliche seitliche Führungen für diese, dadurch gekennzeichnet, daß nur das tragende Lager in der Wirkungsebene der Resultierenden der magnetischen Kräfte auf das Dreheisen liegt.
2. Dreheisengerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Eisen und die Spule symmetrisch zu der Ebene angeordnet sind, die durch das tragende Lager senkrecht zur Drehachse gelegt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 467 602, 469 390, 345 772, 8Io I95; schweizerische Patentschrift Nr. I28 5o6; britische Patentschrift Nr. 568 765; Elektrische Meßgeräte von R. Langbein und G. Werkmeister, Akademische Verlagsgesellschaft Decker und Erler K-G., Leipzig Í943, S. 200, 20I.