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Elektrisches Drehspulmeßgerät Bei elektrischen Meßgeräten für Fahr-
und Flugzeuge wird eine möglichst große Skala zur Heraufsetzung der Ablesebequemlichkeit
gefordert, was bei dem außerdem geforderten leichten und kleinen Aufbau zu Großwinkelgeräten
von 2700 führt. Der Aufbau derartiger Geräte (Abb. i) wird infolge der Verwendung
der Hakenpole, um die sich die Spule dreht, immer konstruktiv schwierig und verlangt
einen größeren Luftspalt, weil dieser infolge des unübersichtlichen Aufbaus nicht
mehr einwandfrei kontrolliert werden kann.
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Weit bessere Kontrollmöglichkeiten des Luftspaltes ergeben sich bei
der Verwendung einer Scheibenspule ähnlich Abb.2. Der Aufbau von 9o°-Drehspulgeräten
mit solchen Scheibenspulen ist ohne weiteres einleuchtend. Abb.3 zeigt eine Anordnung,
bei der das von jeder Halbspule umfaßte Feld im Verlaufe der Drehung sich von einem
positiven bis zu einem negativen Maximalwert ändert, wobei sich die Drehmomente
jedoch immer addieren.
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Sobald nun Großwinkelgeräte für mehr als 18o0 gebaut werden sollen,
ist scheinbar die Verwendung von Scheibenspulen nicht mehr möglich. Denn bei der
Erweiterung der Geräte nach Abb. a wird bei Vergrößerung des Poles über 18o° hinaus
die Spule kleiner als 18o°, und bei Abb. 3 haben zwei Pole, die mehr als 18o° umfassen,
schon gar keinen Raum gleichzeitig in dem Gerät. In den Abb. i bis 3 bewegt sich
eine Spule i in dem Feld eines Magneten 2
um die Drehachse 3 in
dem Luftspalt q., der durch die Polscheibe 5 gebildet wird. Die nachfolgende Erfindung
beseitigt diese Schwierigkeiten.
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Erfindungsgemäß werden die Teile der Magnetanordnung durch entsprechende
Formung bzw. Magnetisierung so ausgebildet, daß in den beiden Endstellungen und
in den anschließenden Ausschlagsbereichen bis nicht ganz zur Ausschlagsmitte in
einzelnen, aber nicht immer den gleichen Teilen der Spule des Gerätes Drehmomente
entgegen dem Gesamtdrehmoment wirken.
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Ausführungsbeispiele zeigen die Abb. d. bis B. Abb. 4.a und q.b zeigen
Ansichten eines Gerätes und Abb. q.c das Gerät nach Entfernen des oberen Abschlußteiles.
Die besonders geformten Polschuhe sind zur besseren Kenntlichmachung schraffiert
worden. Die Abb. 5 a und 5 b zeigen ein Gerät, bei dem der Luftspalt geformt wurde,
um die erfindungsgemäße Wirkung zu erreichen. Die Abb. 6 a und 6b zeigen ein Gerät,
dessen Magnet so geformt wurde, daß die entsprechende Wirkung wie in den Abb. 5
a und 5 b durch Luftspaltänderung erzielt wird. Die Abb. 7 a und 7 b zeigen eine
Anordnung eines kreiszylinderförmigen Dauermagneten, der konzentrisch in einem Weicheisenmantel
sitzt. Hier ist der Dauermagnet auf besondere Art magnetisiert. Abb. 8 zeigt eine
Erweiterung der Abb. q..
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In der Ausführungsform der Erfindung gemäß Abb. q. bewegt sich die
Spule 6 vor den Polen N und S des Magneten 7 um ihre Drehachse 3 in dem Luftspalt
4.. Obwohl nun in Teilen der Spule in den beiden Endstellungen und in deren Nähe
durch das magnetisierte Feld ein entgegengesetztes Drehmoment auftritt und nur in
der Mittelstellung der Spule und in deren Nähe alle Teildrehmomente der Spule sich
addieren, kann man doch durch richtige Verteilung des magnetischen Feldes im Arbeitsluftspalt
ein gleichmäßiges Drehmoment über den gesamten Ausschlagsbereich erreichen. Diese
Verteilung kann beeinflußt werden durch Formung der Polschuhe 8, die dann gegen
die Mitte schwächer werden müssen.
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Durch Formung des Luftspaltes 9, der dann gegen die Mitte zwischen
den beiden Polen weiter werden muß, läßt sich die Verteilung ebenfalls ändern, wie
es Abb. 5 zeigt. Abb. 6 zeigt, wie durch Dimensionierung der magnetischen Spannung
des liagneten io, die dann in der Mitte abnehmen muß, das Feld abnimmt. Eine andere
Möglichkeit ergibt sich dann, wenn man den magnetischen Widerstand in den Magnetteilen
erhöht, die den Fluß für die Ausschlagsmitte führen, wodurch eine geeignete M agnetisierung
bekannter Art erreicht wird. Diese bekannte Magnetisierungsart wird zweckmäßigerweise
bei der in Abb. 7 dargestellten Magnetanordnung durchgeführt. Die Spule i i bewegt
sich hier in dem Luftspalt 12 in der Achse 3 im Feld des Magneten 13. Es sind natürlich
auch Kombinationen zwischen diesen einzelnen Möglichkeiten denkbar.
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Zur Erreichung eines konstanten Drehmomentes über den Ausschlagsbereich
ist es notwendig, daß der Unterschied zwischen dem in die Spule ein- und aus der
Spule austretenden Kraftfluß für die Ausschlagswinkeleinheit an jeder Stelle des
Ausschlagsbereiches konstant ist
Diese Geräteart kann natürlich verändert werden, indem man die Magnetanordnung ergänzt,
wie es Abb. 8 veranschaulicht. Diese Anordnung zeigt z. B. eine Erweiterung der
Abb. ¢.
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Es ist auch denkbar, daß man nicht den weiten Winkelbereich über die
27o'°' benutzt, sondern über den kleinen Winkel von 9o° geht, wobei die Arbeitsleistung
theoretisch gleich groß ist, aber das Drehmoment infolge des kleineren Winkels dreimal
so groß ist. Auf diese Weise wären höchst einfach umschaltbare Zweibereichgeräte
konstruierbar.
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Man kann auch zwei Spulen in dem unhomogenen Feld unterbringen. Ist
dabei d 0 /da in den Spulen konstant, so hätte man Differenz und Summenmesser,
würde man d $ / da nicht konstant machen und die Spulen um einen bestimmten Winkel
versetzen, so käme man zu Quotientenmeßgeräten. Die Berührung der beiden Winkelbereiche
zusammen in einem Gerät mit zwei Spulen ergäbe dabei für einen Bereich gleich dem
kleineren Winkelbereich die Möglichkeit der Aüsnutzbarkeit von zwei vollkommen getrennten
Feldern.
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Ein weiterer Vorteil der Geräte ist der, daß die Spule dieser Geräte
in der Endstellung ganz vom Fluß durchsetzt wird und daß die theoretisch günstigste
(Rund-) Spulenform gewählt werden kann. Dadurch wird bei nicht einmal allzu großer
Luftspaltinduktion Gleichwertigkeit mit den bekannten Geräten erreicht, so daß der
übrigbleibende konstruktive Vorteil für diese Geräte entscheidet.