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Dreheisen-Messwerk
Bei Dreheisen-Zeiger- und Lichtmarkeninstrumenten werden vorzugsweise runde Feldspulen benutzt, in denen die drehmomentbildenden Weicheisenteile (meistens einander abstossende Blechstreifen) ange- ordnet sind. Das mit einem oder zwei Weicheisenblechen versehene bewegliche Organ ist spitzen- oder spannbandgelagert. Das oder die feststehenden Weicheisenbleche müssen verstellbar sein, um die elek- trische Empfindlichkeit justieren zu können.
Der Raum im Fenster des Spulenkörpers ist gewöhnlich sehr klein (etwa 15 mm), weil zum Erzielen eines geringen elektrischen Verbrauches kleine Feldspulenabmessungen erforderlich sind. Im Fenster der
Feldspule sollen jedoch zwecks leichter Montage des Messwerkes möglichst der Lagerbock und die Halte- rung für die festen Weicheisenbleche angebracht werden. Ausserdem muss genügend Spielraum für das be- wegliche Organ und für die Verstellung des festen Eisensystems vorhanden sein.
Es ist ein Rundspul-Dreheisenmesswerk bekannt, bei welchem der Feldspulenkörper im Inneren die feststehenden Weicheisenplättchen trägt. Der Spulenkörper ist dabei auf der Unterlage, auf welcher er an- geordnet ist, verdrehbar. Für die Ober- und Unterlager des beweglichen Organs ist um den Feldspulenkörper ein etwa rahmenförmiger Teil vorgesehen, welcher auf zwei gegenüberliegenden Seiten die beiden Lager für das bewegliche Organ trägt. Der die Lager tragende Rahmen wird bei den bekannten Messwerken sowohl für solche mit Spitzen- als auch mit Spannbandlagerung verwendet.
Bei diesem bekannten Messwerk ist der Lagerbock nicht im Fenster der Feldspule angebracht. Der Zusammenbau derartiger Messwerke ist äusserst nachteilig. Er geht so vor sich, dass zuerst die Feldspule innerhalb des relativ engen, die Lager tragenden Rahmens angeordnet werden muss, und dann kann erst das bewegliche Organ eingesetzt werden. Dieses muss durch das Spulenfenster hindurchgefädelt werden. Auch die Anordnung der feststehenden Weicheisenbleche auf der Innenseite des Spulenfensters ist fertigungstechnisch sehr nachteilig. Diese Eisen können stets erst nach der Herstellung und vor der Prüfung der Feldspule an dieser angebracht werden, da sie bei einer vorherigen Anbringung durch die notwendigen Operationen der Herstellung der Spulenwicklung beschädigt, abgelöst od. dgl. werden könnten.
Auch bei der elektrischen bzw. magnetischen Vorprüfung der fertigen Feldspule können bereits angeblachte Weicheisenbleche zu Messfehlern führen.
Bei einem andern bekannten Dreheisen-Messwerk ist in dem Spulenfenster eine drehbare Hülse angeordnet, die das an sich feststehende Eisenblech trägt. Der bewegliche Kern mit seiner Lagerung wird von einem feststehenden, in das Spulenfenster ragenden Teil getragen, welches ausserhalb des Spulenfensters rechtwinklig abgebogen ist und in eine Dämpfungskammer ausläuft. Nachteilig ist bei diesem Messwerk die notwendige, das feststehende Eisen tragende Spezialhülse.
Ein weiteres bekanntes Messwerk ist so aufgebaut, dass ein besonderer Lagerbock für das Ober- und Unterlager verwendet wird und darüber hinaus ein weiterer Träger für das an sich feststehende Eisen. Dieser Träger ist im Spulenkörperinneren angeordnet und kann um einen bestimmten Winkel verschoben werden.
Bei diesem Messwerk bleibt für den Lagerbock und für den Träger des festen Weicheisens nur sehr wenig Platz übrig. Besonders der Träger des festen Eisens muss so dünn sein, dass er aus Metall angefertigt werden muss, um die erforderliche geometrische Konstanz gegenüber dem Lagerbock und der Spule zu erzielen. Metallische Teile im Bereich der grösseren Spulenfeldstärken. wie sie im Spulenfenster auftreten, sind nun jedoch aus elektrischen Gründen unerwünscht.
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Die Nachteile der obengenannten Dreheisen-Messwerke werden durch die Erfindung vermieden. DieErfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Dreheisen-Messwerk zu schaffen, das einen einfachen Zusammenbau der Einzelteile ermöglicht und für die Halterung der feststehenden Eisenbleche keine besonderen Elemente benötigt, ohne dabei die Innenseite des Spulenkörpers zur Halterung dieser Bleche heranzuziehen. Durch die Erfindung werden im Gegensatz zu den bekannten Messwerken mehrere lose Einzelteile vor dem Zusammenbau des Messwerkes vermieden. Die Erfindung macht Gebrauch von. vorgefertigten mechanisch und magnetisch prüfbaren Bausteinen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Dreheisen-Messwerk mit einer runden Feldspule und mit mindestens einem zum Zwecke der Empfindlichkeits- oder Skalenverlaufsbeeinflussung im Spulenfenster verstellbar angeordneten, feststehenden Weicheisenkern. Die Erfindung besteht darin, dass der oder die feststehenden Weicheisenkeme an einem konzentrisch zur Drehachse des beweglichen Kernes verdrehbaren, das Spulenfenster durchdringenden Halter angeordnet sind, der gleichzeitig die ruhenden Bauelemente der Spitzen-, Zapfen- oder Spannbandlagerung für den beweglichen Kern an diesem Halter fest oder-im Falle einer Spannbandlagerung-verdrehbar angeordnet trägt.
Die Erfindung macht von nur noch zwei Bausteinen Gebrauch. Der eine besteht aus dem erfindungsgemässen Halter und der andere besteht aus der Feldspule. Beide können für sich vorgefertigt und vorgeprüft werden. Der erste Baustein kann beispielsweise zu einem beliebigen Zeitpunkt nach Bedarf, je nach verlangten Messbereichen, mit der entsprechend vorfabrizierten, den zweiten Baustein darstellenden Feldspule zusammengebaut werden. Durch den gewählten Aufbau sind die Feldspulen leicht montierbar und gegebenenfalls auch auswechselbar, da sie einfach über den fertig aufgebauten, aus dem drehbar gelagerten beweglichen Kern bestehenden ersten Baustein schiebbar sind.
Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Figuren tragen gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen.
In den Fig. l und 2 sind der bisher übliche Lagerbock und der getrennte Träger des oder der festen Weicheisen zu einem gemeinsamen Halter 1, der vorzugsweise aus Keramik besteht, vereinigt. Die Vor- teile einer derartigen Kombination sind bei gleich grossen Abmessungen des Spulenfensters gegenüber den bekannten Messwerken ein ausreichend grosser Querschnitt für den Lagerbock 2,3 und der Wegfall eines metallischen Trägers für das feststehende Weicheisen. Bei der erfindungsgemässen Ausbildung wird die erforderliche Verstellbarkeit des festen Eisens 4 dadurch erzielt, dass der Halter 1 mit den Lagern 2,3 und dem an ihm befestigten Weicheisen 4 um die Systemachse 5 verdrehbar ist, ohne dass dabei der bewegliche Kern 6 mitverdreht wird.
Zur Empfindlichkeits- oder Skalenverlaufsbeeinflussung wird der Hal- ter 1 mit dem festen Eisen 4 verdreht, während der bewegliche Kern 6 durch die Drehmomentfeder 7 in seiner Winkelstellung festgehalten wird. Die Feldspule, in deren Spulenfenster sich der die Lagerung und das feststehende Eisen tragende Halter 1 befindet, ist mit 8 bezeichnet. In der Fig. 1 ist mit a der Stellwinkel des gemeinsamen Halters 1 für die Lagerung und das feststehende Weicheisen bezeichnet. Der Drehwinkel des beweglichen Kernes 6 ist mit B bezeichnet. Mit 9 ist eine feststehende Montageplatte bezeichnet. Der Instrumentenzeiger ist mit 10 bezeichnet. In der Fig. 2 trägt der Halter 1 in diesem feststehende Lagersteinschrauben 11,12.
Liegt ein Messwerk mit einer Spannbandlagerung des beweglichen Kernes vor, so werden die beiden am Halter 1 befestigten Spannbandfedern zumindestens während des Verstellvorganges festgehalten, damit die Ausgangsnullage des beweglichen Kernes erhalten bleibt. In der Fig. 3 ist ein Messwerk mit Spannband- lagerung schematisch angedeutet. Der Halter 1 trägt in diesem Falle beispielsweise einen unteren und oberen Nullstellhebel 13,14, die in ihn hineinragende Ansätze 15,16 aufweisen, die mit dem Halter 1 verbunden sind. Die Ansätze 15, 16 sind dabei im Halter 1 verstellbar gelagert. Die Nullstellhebel 13, 14 tragen Spannfeder 17,18, an welchen über Spannbänder 19,20 der bewegliche Kern 6 aufgehängt ist. Dieser trägt einen Spiegel 21.
Die Spannfedern 17,18 sind auf den Nullstellhebeln 13, 14 befestigt, und diese Hebel werden beispielsweise von einem gemeinsamen Nullstelltrieb 22, der mit Exzenterstiften 23,24 versehen ist, betätigt bzw. werden beim Verdrehen des Halters 1 mit seinem festen Weicheisen 4 die Spannbandfedern 17,18 in ihrer Winkelstellung festgehalten.
Da die Einstellung für die Empfindlichkeit oder den Skalenverlauf des Messwerkes nur einmalig vor der endgültigen Fertigstellung des'kompletten Instrumentes vorgenommen wird, kann in Abweichung von der Ausbildung nach der Fig. 3 die Festhaltung derWinkelsteIlung der Spannbandfedern 17,18 dadurch erreicht werden, dass beispielsweise an dem den Ansatz 16 tragenden Ende vorübergehend ein entsprechendes Werkzeug angreift, das die Spannfeder 18 in seiner Winkelstellung festhält.
Bei dieser Art der Einstellung wird nur der sowieso vorhandene Nullstellhebel 13 benötigt. Der ge-
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meinsame Nullstelltrieb 22 entfällt. Entsprechend entfällt auch der über den Halter 1 hinausragende Teil des Nullstellhebels 14.
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Moving iron measuring mechanism
In moving iron pointer and light marker instruments, round field coils are preferably used, in which the torque-generating soft iron parts (mostly metal strips that repel one another) are arranged. The movable organ, which is provided with one or two sheets of soft iron, is supported by a lace or strap. The fixed soft iron sheet or sheets must be adjustable in order to be able to adjust the electrical sensitivity.
The space in the window of the coil body is usually very small (about 15 mm) because small field coil dimensions are required to achieve low electrical consumption. In the window of the
Field coil, however, should, if possible, be attached to the bearing block and the holder for the fixed soft iron sheets for the purpose of easier installation of the measuring mechanism. In addition, there must be enough leeway for the movable organ and for the adjustment of the fixed iron system.
A round coil moving iron measuring mechanism is known in which the field coil body carries the fixed soft iron plates inside. The coil body can be rotated on the base on which it is arranged. For the upper and lower bearings of the movable organ, an approximately frame-shaped part is provided around the field coil body, which part carries the two bearings for the movable organ on two opposite sides. The frame carrying the bearings is used in the known measuring mechanisms for those with point bearings as well as with strap bearings.
In this known measuring mechanism, the bearing block is not attached in the window of the field coil. The assembly of such measuring mechanisms is extremely disadvantageous. It is done in such a way that the field coil must first be arranged within the relatively narrow frame carrying the bearings, and only then can the movable member be inserted. This must be threaded through the bobbin window. The arrangement of the stationary soft iron sheets on the inside of the coil window is also very disadvantageous in terms of production technology. These irons can always only be attached to the field coil after it has been manufactured and before it has been tested, since if they were attached beforehand they could be damaged, detached or the like by the operations involved in manufacturing the coil winding.
Soft iron sheets that have already been attached can also lead to measurement errors during the electrical or magnetic preliminary test of the finished field coil.
In another known moving iron measuring mechanism, a rotatable sleeve is arranged in the coil window, which sleeve carries the iron sheet, which is stationary per se. The movable core with its mounting is carried by a fixed part protruding into the coil window, which is bent at right angles outside the coil window and ends in a damping chamber. The disadvantage of this measuring mechanism is the special sleeve required to carry the fixed iron.
Another known measuring mechanism is constructed in such a way that a special bearing block is used for the upper and lower bearing and, in addition, a further carrier for the fixed iron. This carrier is arranged inside the coil body and can be moved through a certain angle.
With this measuring mechanism, only very little space remains for the bearing block and for the support of the solid soft iron. In particular, the support of the solid iron must be so thin that it has to be made of metal in order to achieve the required geometric constancy with respect to the bearing block and the coil. Metallic parts in the area of higher coil field strengths. how they occur in the coil window are now undesirable for electrical reasons.
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The disadvantages of the above-mentioned moving iron measuring mechanisms are avoided by the invention. The invention has set itself the task of creating a moving iron measuring mechanism that enables simple assembly of the individual parts and does not require any special elements to hold the fixed iron sheets, without using the inside of the coil former to hold these sheets. In contrast to the known measuring mechanisms, the invention avoids several loose individual parts before the measuring mechanism is assembled. The invention makes use of. prefabricated mechanically and magnetically testable building blocks.
The invention relates to a moving iron measuring mechanism with a round field coil and with at least one fixed soft iron core that is adjustably arranged in the coil window for the purpose of influencing the sensitivity or the course of the scale. The invention consists in that the fixed soft iron core or cores are arranged on a holder which can be rotated concentrically to the axis of rotation of the movable core and penetrates the bobbin window, which at the same time fixes the stationary components of the point, pin or tension band mounting for the movable core on this holder -in the case of a strap bearing-rotatably arranged carries.
The invention makes use of only two building blocks. One consists of the holder according to the invention and the other consists of the field coil. Both can be prefabricated and pre-tested individually. The first module can for example be assembled at any point in time as required, depending on the required measuring ranges, with the corresponding prefabricated field coil representing the second module. Due to the chosen structure, the field coils are easy to assemble and, if necessary, can also be exchanged, since they can simply be pushed over the fully assembled first component consisting of the rotatably mounted movable core.
The invention is explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown schematically in the drawing. In the figures, the same elements have the same reference symbols.
In FIGS. 1 and 2, the hitherto customary bearing block and the separate carrier of the solid soft iron or iron are combined to form a common holder 1, which is preferably made of ceramic. The advantages of such a combination, with the coil window having the same dimensions as compared to the known measuring mechanisms, are a sufficiently large cross section for the bearing block 2, 3 and the elimination of a metallic carrier for the fixed soft iron. In the embodiment according to the invention, the required adjustability of the fixed iron 4 is achieved in that the holder 1 with the bearings 2, 3 and the soft iron 4 attached to it can be rotated about the system axis 5 without the movable core 6 being rotated at the same time.
To influence the sensitivity or the course of the scale, the holder 1 is rotated with the fixed iron 4, while the movable core 6 is held in its angular position by the torque spring 7. The field coil, in the coil window of which the holder 1 carrying the bearing and the fixed iron is located, is denoted by 8. In Fig. 1, a denotes the adjustment angle of the common holder 1 for the storage and the fixed soft iron. The angle of rotation of the movable core 6 is denoted by B. 9 with a fixed mounting plate is designated. The instrument pointer is labeled 10. In FIG. 2, the holder 1 has fixed bearing block screws 11, 12 in it.
If there is a measuring mechanism with a tension band mounting of the movable core, the two tension band springs attached to the holder 1 are held at least during the adjustment process so that the initial zero position of the movable core is maintained. In FIG. 3, a measuring mechanism with a strap mounting is indicated schematically. In this case, the holder 1 carries, for example, a lower and an upper zero setting lever 13, 14 which have lugs 15, 16 protruding into it, which are connected to the holder 1. The lugs 15, 16 are adjustable in the holder 1. The zero setting levers 13, 14 carry tension springs 17, 18 on which the movable core 6 is suspended via tensioning straps 19, 20. This carries a mirror 21.
The tension springs 17, 18 are attached to the zero setting levers 13, 14, and these levers are actuated, for example, by a common zero setting drive 22, which is provided with eccentric pins 23, 24 or the tension band springs are activated when the holder 1 is rotated with its solid soft iron 4 17.18 held in their angular position.
Since the setting for the sensitivity or the scale profile of the measuring mechanism is only made once before the final completion of the complete instrument, the angular position of the tension band springs 17, 18 can be maintained in deviation from the configuration according to FIG the end carrying the projection 16 is temporarily attacked by a corresponding tool which holds the tension spring 18 in its angular position.
With this type of setting, only the zero lever 13, which is present anyway, is required. The ge
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common zero setting drive 22 is omitted. Correspondingly, the part of the zero setting lever 14 protruding beyond the holder 1 is also omitted.