DE2748769C2

DE2748769C2 - Kompensationsverstärker mit Tauchspulmeßwerk

Info

Publication number: DE2748769C2
Application number: DE2748769A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dieter 7500 Karlsruhe Franke; Leif Ing.(Grad.) 7506 Bad Herrenalb Huth; Ulrich Ing.(Grad.) 7500 Karlsruhe Pfitzner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1977-10-31
Publication date: 1979-10-04
Also published as: IT7829166A0; DE2748769B1; IT1099839B; GB2016153B; GB2016153A; FR2407480B1; FR2407480A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kompensationsverstärker mit einem Tauchspuimeßwerk, einem von einer Abgriffeinrichtung der Lage einer mit der Tauchspule verbundenen Wippe gesteuerten Verstärker, dessen Ausgangssignal fiber einen Motor, ein Zahnradgetriebe, eine Welle und mindestens eine mit ihrem inneren Ende an der Welle befestigte Spiralfeder ein Kompensationsdrehmoment an der Wippe erzeugt

Ein derartiger Kompensationsverstärker ist der US-PS 27 02381, insbesondere dem die Figur 1 erläuternden Beschreibungsteil entnehmbar. Der bekannte Kompensationsverstärker wird nach der Figur 1 der Patentschrift als wesentlicher Bestandteil eines Anzeigeinstruments verwendet Die Spiralfederkupplung als Zwischenglied der bei der bekannten Anordnung angewendeten Drehmomentkompensation gestattet eine Obersetzung des kurzen Tauchspulweges in einen großen Winkelausschlag des Anzeigeorgans. In den in der Patentschrift, beschriebenen Ausführungsbeispielen nach Figur 1 und Figur 2 ist Wert darauf gelegt, die Antriebswelle der Spiralfederkupplung mit einer gedachten Achse durch das Drehlager der Wippe fluchten zu lassen, d.h. die Antriebswelle der Spiralfederkupplung, die gleichzeitig das Anzeigeorgan trägt, liegt in der Verlängerung der gedachten Achse durch das Drehlager der Wippe. Eine derartige Konstruktion wird notwendigerweise in ihrer Ausdehnung in Wellenbzw. Achsrichtung ziemlich viel Platz beanspruchen; außerdem ist die Zentrierung zweier unabhängig gelagerter Wellen bzw. Achsen aufeinander sehr aufwendig. Die bekannte Konstruktion macht es außerdem erforderlich, im Übertragungsweg der Spiralfederkupplung einen Hebelarm für das äußere Ende der Spiralfeder vorzusehen. Beim Zusammenziehen der Spiralfeder ändert sich die Richtung der vom äußeren Spiralfederende auf diesen Hebelarm ausgeübten Kraft, was zu Nichtlinearitäten in der Obersetzung fahren kann.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion anzugeben, die weniger Platz in Richtung der Drehachse der Wippe benötigt

Gemäß der Erfindung ist zur Lösung dieser Aufgabe ein eingangs beschriebener Kompensationsverstärker dadurch gekennzeichnet, daß die Welle in einen? dem

ίο halben Durchmesser der Spiralfeder entsprechenden Abstand parallel zu einer das Drehlager der Wippe definierenden Achse verläuft und das äußere Ende der Spiralfeder an der Wippe in unmittelbarer Nähe bzw. in deren Drehachse befestigt ist

is Die Welle ist also nicht mehr in Verlängerung der Drehachse der Wippe, sondern parallel dazu angeordnet Es ergibt sich in Drehachsenrichtung eine erhebliche Verringerung des für die Konstruktion benötigten Platzes, ohne daß an einer genügenden

Lagerung für Welle und Wippe gespart werden muß.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine Drehmomentübertragung über eine Spiralfederkupplung nicht nur durch eine Hebelverbindung zwischen dem äußeren Ende der Feder und einer mit einer Antriebswelle fluchtenden Abtriebswelle möglich ist, sondern, weil sich das festgehaltene Ende der Feder bei ihrer Zusammenziehung um den Festhaltepunkt zu drehen sucht, auch mittels einer unmittelbaren Verbindung des Federendes mit einer gegenüber der Antriebswelle versetzt angeordneten Abtriebswelle bzw. im vorliegenden Fall der Wippe. Dabei ist die infolge der Drehung des äußeren Federendes erfolgende Drehmomentübertragung in gleicher Weise von der Federkonstanten abhängig, wie die über einen Hebel

und mit einer fluchtenden Welle erfolgende Übertragung. Eine Änderung der Richtung der von dem äußeren Federende auf einen Hebel ausgeübten Kraft beim Zusammenziehen der Feder kann infolge Wegfalls des Hebels nicht eintreten.

Zweckmäßig ist die Welle in eL«cm Kugellager spielfrei gelagert Dafür dient jeweils eine Zentrierhülse für die inneren Kugellagerringe.

Mit Vorteil wird der Kompensationsverstärker nach der Erfindung dazu verwendet, über die Welle der

■»5 Spiralfederkupplung zusätzlich das Schreiborgan eines Registriergerätes anzutreiben.
Die Erfindung wird an sieben Figuren näher erläutert Die F i g. 1 und 2 stellen schematische Übersichtszeichnungen zweier Anwendungsbeispiele für die Verwendung des Kompensationsverstärkers als wesentlicher Bestandteil von Registriergeräten dar.

Fig.3 ist ein teilweiser Längsschnitt durch den elektromechanischen Teil.
F i g. 4 zeigt eine Seitenansicht und

F i g. 5 eine Aufsicht des elektromechanischen Teils.

In F i g. 6 ist ein Querschnitt durch den Teil in Höhe der Welle der Spiralfederkupplung gezeigt

F i g. 7 zeigt eine Einzelheit der spiellosen Lagerung für diese Welle.

F i g. 1 zeigt schematisch ein Tauchspuimeßwerk, das aus einem Magnetgestell 1 und einer im Luftspalt des Magnetgestells beweglichen Tauchspule 2 besteht Die Tauchspule ist an einer auf einer Schneide 3 gelagerten Wippe 4 befestigt Gegenüber dem rechten, der Tauchspule abgewandten Hebelarm der Wippe 4 ist eine Abgriffeinrichtung 5 angeordnet, die hier als Kontaktanordnung dargestellt ist Durch die Abgriffeinrichtung 5, welche die Lage der Wippe abgreift, werden

zwei Eingänge eines Verstärkers 6 gesteuert, dessen Ausgang mit einem zweiten Verstärker 7 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 7 steuert einen Motor 8, Über ein Getriebe 9 wird vom Motor 8 eine Welle 10 angetrieben, die Ober eine Feder 11 auf den rechten Hebelarm der Wippe 4 derart einwirkt, daß das von der Tauchspule 2 auf die Wippe 4 ausgeübte Drehmoment kompensiert wird Die Federkonstante der Feder 11, die in der schematischen Figur als Schraubenfeder dargestellt ist, bewirkt eine Übersetzung der kurzen Tauchspulbewegung in einen großen Winkelausschlag der Welle 10. Von der Welle 10 wird außerdem das Schreiborgan 12 eines Registriergerätes angetrieben. Die zu messende elektrische Größe ist zwei Eingangsklemmen 13 und 14, die mit der Tauchspulwicklung in Verbindung stehen, zugeführt.

Im schematischen Ausführungsbeispiel nach Fig.2 sind mit dem Beispiel nach F i g. 1 übereinstimmende Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet Das Beispiel nach Fig.2 unterscheidet sich ausschließlich durch eine andere elektrische Schaltung. Die zu messende elektrische Größe ist nicht der Tauchspule, sondern über den Ausgang eines Verstärkers 21 einem Widerstand 22 zugeführt. Der Spannungsabfall am Widerstand 22 liegt an einer Klemme eines Differenzverstärkers 23. An die zweite Eingangsklemme des Differenzverstärkers ist eine Spannung angelegt, die an einem Widerstand 24 abfällt, der vom Ausgangssignal des Verstärkers 6 gespeist wird. Dieses Ausgangssignal durchfließt auch die Tauchspule 2.

Der elektromechanische Teil des Kompensationsverstärkers nach der Erfindung ist in Fig.3 in einem Längsschnitt dargestellt Ein Gehäuse 31 enthält ein Magnetgestell 32, in dessen Luftspalt eine Tauchspule 33 beweglich gelagert ist Die Tauchspule ist dazu an einer Wippe 34 befestigt, die als Blattfeder ausgebildet ist Die gedachte Drehachse der Wippe befindet sich senkrecht über dem Mittelpunkt einer Welle 35 für die Spiralfederkupplung. Längs der gedachten Drehachse der Wippe 34 ist die Blattfeder, aus der die Wippe besteht, durch Verdünnen geschwächt Die Blattfeder ist mit Hilfe zweier Schrauben 36 und Schraubenfedern 37, von denen im Schnitt der Fig.3 nur eine zu sehen ist, gegen eine Trägerplatte 38 verspannt Der Träger 38 ist auf einer Schneide 39 gelagert und kann zusammen mit der Wippe 34 mit Hilfe einer Stellschraube 40 justiert werden. An der Wippe 34 sind außerdem Äquilibriergewichte 41 und 42 angebracht Am Gehäuse 31 ist mit Hilfe einer Klammer 43 ein Motor 44 befestigt Er treibt über ein auf der nicht sichtbaren Seite der Figur an der Motorwelle befestigtes Ritzel und über ein Zahnrad die Welle 35 an. Die Wippe 34 trägt an ihrem linken Ende eine Fahne 45, die Teil einer lichtelektrischen Abgriffeinrichtung ist
In der Fig.4 ist der elektromechanische Teil des

to Kompensationsverstärkers in einer Seitenansicht gezeigt Mit dan Bauteilen der F i g. 1 übereinstimmende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet In F i g. 4 ist eine Spiralfeder 46 zu erkennen, deren inneres Ende an der Welle 35 befestigt ist Ihr äußeres Ende 47 ist an einem Punkt der Wippe 34 in unmittelbarer Nähe ihrer gedachten Drehachse befestigt

Aus der Aufsicht nach Fig.5, ir» der mit den bisherigen Bauteilen übereinstimmende Bauteile wieder die gleichen Bezugszeichen tragen, ist vor allem die Form der Wippe 34 ersichtlich. Gertitwächte Blattfederstege 48 und 4S bilden die Drehlager d*r Wippe 34. Sie liegen im Abstand des halben Durchmessers der Spiralfeder über der Welle 35, an der außerdem ein

Zahnrad 50 befestigt ist das von einem Ritzel 51 des Motors 44 angetrieben wird.

Im Querschnitt der F i g. 6 ist vor allem die Welle 35 zu erkennen, an deren rechtem Ende das Zahnrad 50 befestigt ist Auf ihr linkes Ende ist über einen zentrischen Stift 52 die Spiralfeder 46 aufgesetzt Das äußere Ende 47 der Spiralfeder 46 ist in unmittelbarer Nähe der gedachten Drehachse der Wippe 34 mit dieser verbunden. Die Welle 35 ist beidseiitig in Kugellagern 53 und 54 gelagert, deren äußere Ringe in einer Buchse 55 eingespannt sind. Die nicht sichtbaren inneren Ringe der Kugellager 53 und 54 sind über federbelastete Zentrierhülsen spielfrei auf der Welle 35 befestigt

Einzelheiten dieser spielfreien Befestigung sind in der Fig.7 gezeigt Es ist zu sehen, daß eine mit einer

keilförmigen inneren Lippe versehene Zentrierhülse 56 unter die äußere Fase eines inneren Ringes 57 des Kugellagers 53 greift und damit das Spiel zwischen dem inneren Ring und der Welle 35 beseitigt Ein Flansch 58 der Zentrierhülse wird von einer schematisch dargestellten Feder 59 belastet. Dadurch wird auch das Radialspiel der beiden Kugellager S3 und 54 beseitigt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kompensationsverstärker mit einem Tauchspuimeßwerk, einem von einer Abgriffeinrichtung der Lage einer mit der Tauchspule verbundenen Wippe gesteuerten Verstärker, dessen Ausgangssignal Ober einen Motor, ein Zahnradgetriebe, eine Welle und mindestens eine mit ihrem inneren Ende an der Welle befestigte Spiralfeder ein Kompensationsdrehmoment an der Wippe erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (35) in einem dem halben Durchmesser der Spiralfeder (46) entsprechenden Abstand parallel zu einer das Drehlager der Wippe (34) definierenden Achse verläuft und das äußere Ende (47) der Spiralfeder (46) an der Wippe (34) in unmittelbarer Nähe bzw. in deren Drehachse befestigt ist

2. Kompensationsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (35) in Kugellagern (53,54) spielfrei gelagert ist.

3. Kompensationsverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innere Ringe (57) der Kugellager (53,54) mit Hilfe von Zentrierhülsen (56) auf der Welle (35) spielfrei gelagert sind.

4. Verwendung eines Kompensationsverstärkers nach Anspruch 1 oder einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Welle (35) zusätzlich das Schreiborgan eines Registriergerätes angetrieben ist.