Patent na wynalazek fest prawem wj- lecmego korzystania w sposób przemys¬ lowy I handlowy z tego wynalazku na te¬ rytorium PoUU przez o) reilony czas.Zgodnie,: crt. ?9 ro-por: qdzertia Pre¬ zydenta Rt.e<. . j z dnia 22 maroa 1928 r. o ochron¦¦¦: , (i!a^ów, wzorów I znaków towarowy-n (Dz. U. Nr 39, poz. 384) uazielcnie .patentu na wynalazek »le stwterdza przydatnosci wynalazku* Opublikowano dnia 84 lutego 1962 r. publikowano di ^02) POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45461 KI. 21 e, 2/04 VEB Elektro-Apparate - Werke J. W. Stalin*) Berlin — Treptow, Niemiecka Republika Demokratyczna Mechanizm pomiarowy z cewkq obrolowq i magnesem trwalym Patent trwa od dnia 15 marca 1960 r.Wynalazek dotyczy mechanizmu pomiarowego z cewka obrotowa i magnesem trwalym, który znajduje zastosowanie zwlaszcza w przyrzadach pomiarowych, przyrzadach rejestrujacych, regu¬ latorach i przekaznikach o wychyleniu cewki obrotowej mniejszym od 60°.Na rysunku fig. 1 — 4 uwidoczniaja schema¬ tycznie znane uklady magnesów a fig. 5 i 9 — uklady magnesów wedlug wynalazku, przy czym material magnesów jest pokazany kres¬ kowany.Fig. 1 uwidocznia znane uklady magnesów zewnetrznych dla mechanizmów pomiarowych z cewka obrotowa, z nabiegunnikami i bez na- biegunników, o wychyleniu cewki obrotowej wynoszacym co najmniej 90°, fig. 2 — uklad magnesów rdzenia dla mechanizmów pomiaro¬ wych z cewka obrotowa, fig. 3 — kombinowa¬ ny uklad magnesów rdzenia i magnesów zew¬ netrznych z jedna lub dwiema przylegajacymi *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twór¬ ca wynalazku jest Fritz Hause. do magnesów blaszkami zamykajacymi linie powrotne pola magnetycznego, fig. 4 — uklad magnesów zewnetrznych z zewnetrznym pla¬ szczem zamykajacym linie powrotne pola mag¬ netycznego, fig. 5 — przyklad wykonania ukla¬ du magnesów wedlug wynalazku, o trzech ma¬ gnesach i jarzmie zamykajacym linie powrotne pola magnetycznego, dla mechanizmów pomia¬ rowych z cewka obrotowa o malym wychyle¬ niu cewki obrotowej, fig. 6 — przyklad wyko¬ naniu zestawu magnesów o jednakowej dlugo¬ sci na magnesy o róznych dlugosciach, dla ukladu magnesów wedlug wynalazku, fig. 7 — przekrój poprzeczny cewki obrotowej w prostej szczelinie powietrznej ukladu magnesów we¬ dlug wynalazku, fig. 8 — przyklad wykonania ukladu magnesów wedlug wynalazku, z przy¬ legajacym do magnesu jarzmem zamykajacym linie powrotne pola magnetycznego, a fig. 9 — przyklad wykonania ukladu magnesów we¬ dlug wynalazku z magnesami o scietej krawe¬ dzi w celu uzyskania niejednorodnego przebie¬ gu pola magnetycznego w szczelinach powietrz-nych, a tyni samym nieliniowego przebiegu skali. **fr*\ W znanych mechariEmach pomiarowych z cewka obrotowa na przyklad wedlug fig. 1 masa materialu magnesu jest tak podzielona, ze cewka obrotowa przy wychyleniu wynosza¬ cym przynajmniej 90° porusza sie w wystar¬ czajaco silnym i w przyblizeniu jednorodnym polu magnetycznym.Dotad zwykly uklad magnesów uwidoczniony na fig. 1 byl stosowany takze w przyrzadach które z uwagi na ksztalt ich budowy albo ich dzialania wymagaja wychylen cewki obrotowej mniejszych od 60°; na przyklad male przy¬ rzady rejestrujace i przyrzady do wielokrot¬ nego rejestrowania zaopatrzone w kilka obok siebie polozonych mechanizmów pomiarowych, i wobec tego o waskiej szerokosci zapisu po¬ szczególnych tych mechanizmów plaskie przy¬ rzady pomiarowe o malym wychyleniu wskazów¬ ki albo przyrzadu, które dadza sie nastawic lub wyregulowac z zachowaniem nieznacznych wychylen w stosunku do znaku zerowego wzglednie kreski lub znaku nastawczego. Sto¬ pien wykorzystania zastosowanego materialu magnetycznego do uzyskania silnego magnety¬ cznego pola szczeliny powietrznej jest przy tym nieznaczny, poniewaz cewka obrotowa z powodu jej malego wychylenia porusza sie tylko w malej, scisle ograniczonej czesci istnie¬ jacej szczeliny powietrznej.Dotyczy to takze ukladu magnesów rdzenia uwidocznionego na fig. 2. Poniewaz przy malym wychyleniu a cewki obrotowej uzwojenia 3 nie •przesuwa sie po calym obwodzie magnesu rdze¬ niowego, lecz tylko po srodkowej jego czesci, pole magnetyczne, wytwarzane przez uwidocz¬ nione na fig. 2 czesci 1 magnesu rdzeniowego nie jest wykorzystane. Te czesci magnesu sa wiec zbedne. Istniejacy material zostanie le¬ piej wykorzystany, jezeli go tak rozdzieli sie aby prawie wszystkie linie sil pola magnety¬ cznego, w calym obrebie szczeliny powietrznej byly przecinane przez cewke obrotowa takze przy malych wychyleniach a.Przy tym samym nakladzie materialu mozna wtedy osiagnac wyzsza indukcje w szczelinie powietrznej. Te znane rozwiazania sa uwidocz¬ nione na fig. 3 i 4. Rozwiazania te maja jed¬ nak rózne wady. Zakreskowane czesci magnesu zastosowane w ukladzie magnesów wedlug fig. 3 wymagaja dla uzyskania odpowiednich po¬ wierzchni szczelin powietrznych, zwlaszcza przy twardych materialach magnetycznych, zwiekszonego nakladu robocizny na obróbke zwlaszcza na szlifowanie, poniewaz cylindry¬ cznie uksztaltowane plaszczyzny szczeliny po¬ wietrznej musza dokladnie pasowac do siebie i odpowiadac przy tym malym tolerancjom.W znanym ukladzie magnetycznym wedlug fig. 4 obróbka jest prosta. W ukladzie tym na pro¬ ste czesci magnesu oznaczone ukosnym zakres- kowaniem sa nasadzone nabiegunniki 2 z mie- kiego zelaza, które dla wyrobów cylindrycz¬ nych zamiast drogiego procesu szlifowania do¬ puszczaja obróbke wiórowa. Niekorzystna jest przy tym duza liczba poszczególnych czesci i zlozony przez to montaz. W ukladach magne¬ sów wykonanych wedlug fig. 3 i 4 niemozliwe jest umieszczenie lub wymienienie cewki obro¬ towej bez zmiany pola magnetycznego w szcze¬ linie powietrznej. Dla wbudowania lub wyjecia cewki obrotowej poszczególne czesci magnesu trzeba tak daleko odsunac od siebie, aby cew¬ ke obrotowa mozna bylo zdjac z jednej strony z rdzenia biegunowego lub magnesu umiesz¬ czonego wewnatrz cewki obrotowej. Nastep¬ stwem zwiekszenia szczeliny powietrznej jest oslabienie indukcji w szczelinie powietrznej, przez co uklad magnesów przy calkowicie zmontowanym mechanizmie pomiarowym i na¬ sadzonej cewce obrotowej trzeba ponownie na¬ magnesowac.Wady te sa usuniete wedlug wynalazku w ukladzie magnesów dla mechanizmów po¬ miarowych z cewka obrotowa o malym wy¬ chyleniu, wykonanych na przyklad wedlug fig. 5. Czesci magnesów, które na fig. 5 sa ukosnie zakreskowane i wykonane jako prostopadlo¬ sciany o równych, gladkich i wzajemnie prosto¬ padlych powierzchniach, bez nabieguników z miekkiego zelaza sa tak wbudowane, ze powsta¬ jace szczeliny powietrzne 6 posiadaja proste, równe i równolegle wzgledem siebie przebiega¬ jace plaszczyny ograniczajace.Ten uklad magnesów zespala wiele korzy¬ sci w instrumentach o malym wychyleniu cewki obrotowej. Obróbka ich jest bardzo prosta, gdyz chodzi tu tylko o proste, równe i prosto¬ padle do siebie plaszczyzny. Proste ksztalty poszczególnych czesci magnesów zezwalaja po¬ nadto na rozbudowe i przeksztalcenie ukladu magnesów. Na przyklad przez kilkakrotne umieszczenie kolejno jeden za drugim magne¬ sów o tej samej wielkosci, np. trzech magnesów (fig. 5), moze byc zestawiona w prosty sposób niezbedna dlugosc magnesu, jakiej wymaga specjalny material magnetyczny, np. Alnico 400, przy optymalnym rozlozeniu pola magne¬ tycznego. Oprócz tego, przy tej samej liczbieposzczególnych magnesów i tej samej dlugosci calkowitej mozna np. wedlug fig. 6 zestawiac najróznorodniejsze uklady magnesów tak, aby w zaleznosci od celu zastosowania przyrzadu uklad magnesów mógl byc przydatny dla ce¬ wek obrotowych o malych albo duzych plasz¬ czyznach do nakladania uzwojen. Prosto i rów¬ nolegle przebiegajace szczeliny powietrzne 6 pozwalaja w prosty sposób, jak to jest sche¬ matycznie uwidocznione na fig. 5, przy jedno¬ stronnie umieszczonym jarzmie 4 zamykajacym linie magnetyczne, na boczne wstawienie ca¬ lego elementu ruchomego (cewka obrotowo z osprzetem) w uklad magnesów, bez spowo¬ dowania przy tym jakichkolwiek zmian w swym ukladzie magnesów. Umozliwia to na skutek protego sposobu magnesowania i unik¬ niecia uszkodzen mechanicznie bardzo czulych elementów ruchomych, przed wstawieniem tych elementów ruchomych, na magnesowanie ich i wyrównanie do wymaganej wartosci indukcji, poniewaz w szczelinie powietrznej przy wsta¬ wieniu elementów ruchomych nie zachodzi zmiana pola magnetycznego. Poza tym znacznie powiekszaja sie mozliwosci naprawy. Przy wymianie ruchomych elementów nie zachodzi wiec potrzeba dodatkowego magnesowania wtórnego. Wymiana tych elementów moze byc dokonana takze w malych warsztatach, które nie dysponuja kosztownymi aparatami do mag¬ nesowania.Przez magnesowanie ukladu magnesów przed wbudowaniem elementów ruchomych osiaga sie wieksza czystosc w mechanizmie pomiaro¬ wym, bowiem w czasie procesu magnesowania czesto do szczeliny powietrznej sa wciagane bardzo male czastki feromagnetyczne, które da¬ ja sie znacznie latwiej usunac ze szczeliny powietrznej w której nie znajduje sie drgajaca cewka obrotowa, niz ze szczeliny powietrznej z umieszczona cewka obrotowa, co przy magne¬ sowaniu kompletnie zmontowanego mechani¬ zmu pomiarowego byloby trudnym do rozwia¬ zania problemem.Szerokosc poszczególnych magnesów winna byc tylko tak wybrana, aby cewka obrotowa znajdowala sie dokladnie w szczelinie powietrz¬ nej. Straty rozproszenia ukladu magnesów w postaci linii sil magnetycznych na skutek bra¬ ku nabiegunników z zelaza miekkiego na pla¬ szczyznach szczelin powietrznych mieszcza sie w dopuszczalnych granicach.Na skutek prostego uksztaltowania szczeliny powietrznej dotychczas stosowany ksztalt prze¬ kroju cewki obrotowej 3 wedlug fig. 1 i 2 jest dla ukladu magnesów wedlug fig. 5 niekorzy¬ stny.Bowiem do dyspozycji jest albo zbyt mala przestrzen na uzwojenia albo nalezy wybrac bardzo szeroka szczeline powietrzna, co pro¬ wadzi do silnego zmniejszenia indukcji w szcze¬ linie powietrznej.Dlatego dla mechanizmu pomiarowego z cew¬ ka obrotowa wedlug wynalazku zostal wy¬ brany dla czesci cewki obrotowej znajdujacych si£ w szczelinie powietrznej przekrój 5 zbli¬ zony do trójkata (fig. 7). Przy tym samym kacie wychylenia i tej samej szerokosci szcze¬ liny powietrznej jest do dyspozycji wieksza przestrzen na uzwojenia niz w stosowanych do¬ tychczas przekrojach cewki obrotowej wedlug fig. 1 do 4.Przy zastosowaniu specjalnie przygotowanego materialu magnetycznego, np. AlNiCo 400, jest mozliwe wedlug fig. 8 umieszczenie zwrotne¬ go zamkniecia linii magnetycznych np. za po¬ moca zwory 4 bezposrednio na poszczególnych magnesach bez wywolania przez to wiekszych zaklócen i strat indukcyjnoscL Opisany uklad magnesów wykonany w postaci uwidocznionej na fig. 3 jest szczególnie odpowiedni glównie na skutek jego znikomej szerokosci calkowitej dla przyrzadów do wielokrotnego rejestrowania.W tym przypadku wskutek malych wychylen mechanizmu pomiarowego takze szerokosc ma¬ gnesu moze byc mala: Uzywana czesto metode do wyrównywania i cechowania przyrzadów pomiarowych, osiaga¬ jaca przez zmiane pola magnetycznego w szcze¬ linie powietrznej zmiane czulosci przyrzadu pomiarowego, mozna zastosowac równiez w me¬ chanizmie pomiarowym z cewka obrotowa we¬ dlug wynalazku w ten sposób, ze zwrotne zam¬ kniecie obwodu magnetycznego, np. uwidocz¬ nione na fig. 5 jarzmo, w jednym lub kilku miejscach zostanie przerwane lub przekrój jego zostanie zwezony. Przy przerwaniu jarzmo zamykajace obwód linii magnetycznych sklada sie z dwóch lub kilku czescia które moga byc tak wzajemnie przesuniete, aby miedzy nimi powstala wieksza lub mniejsza szczelina roz¬ dzielajaca. Ze wzrostem szczeliny rodzielajacej zmniejsza sie indukcja w szczelinie powietrznej.Optimum indukcji zostanie osiagniete, wówczas, gdy miejsce lub miejsca przerwy wzglednie zwezenia: przekroju jarzma zamykajacego ob¬ wód magnetyczny znajduje sie na wysokosci szczeliny Kpowietrznej. Jezeli na poczatku lub koncu skali wymagane jest zwezenie lub roz¬ szerzenie skali, to mozna je uzyskac w prosty - f -sposób przez odpowiednie sciecie ukosne po¬ szczególnych magnesów, np. wedlug fig. 9. Przez te sciecia ukosne w szczelinie powietrznej zo¬ stanie wytworzony niejednorodny przebieg po¬ la magnetycznego, a tym samym nieliniowy przebieg skali. PL