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Dreheisenmeßgerät mit einem festen und einem beweglichen mantelförmigen
Eisenkern Bei Dreheisenmeßgeräten hat man bereits vielfach versucht, durch gegenseitige
Verstellung des festen oder des beweglichen Eisenkerns in der Ausgangslage des Meßsystems
die Empfindlichkeit und den Skalencharakter zu ändern. Zu diesem Zweck ist es bereits
bekannt, einen Eisenkern einachsig entweder tangential zur kreisförmigen Meßbewegung
zu verstellen oder konzentrisch zur Achse des Meßgerätes zu verdrehen.
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Derartige Keruveistellungen erfolgten im allgemeinen zur Beeinflussung
der Empfindlichkeit, hatten aber meist auch eine Beeinflussung des Skalenverlaufs
zur Folge.
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Um eine derartige zwångläufige gegenseitige B eeinflussungsmöglichkeit
zu vermeiden, ist es bei Dreheisenmeßgeräten mit streifenförmigen Eisenkernen bereits
bekannt, den verstellbaren Eisenkern sowohl senkrecht zur Fläche des an der Zeigerwelle
hefestigten, in seiner Ausgangslage befindlichen beweglichen Eisenkerns als auch
parallel zu dessen Fläche, d. h. in radialer Richtung zur Meßgeräteachse, zu verschieben.
Vorzugsweise hat man dies so ausgeführt, daß der verstellbare Eisenkern um eine
zur Achse der Zeigerwelle parallele, aber nicht mit dieser zusammenfallende Achse
drehbar gelagert war. Die Unabhängigkeit der Beeinflussung von Skalencharakter und
Empfindlichkeit ließ sich bei dieser Geräteausbildung jedoch nur in sehr begrenztem
Maß erreichen, da sowohl die tangentiale als auch die radiale Verstellmöglichkeit
durch eine einzige Bewegung erreicht wird, und zwar mit Hilfe eines exzentrisch
gelagerten Eisenkerns, bei dem durch Drehung des Exzenters die vorerwähnten beiderseitigen
Bewegnngskomponenten zwangläufig vorgenommen werden.
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Weiterhin ist es vornehmlich zur Kompensation des Hysteresefehlers
bei Dreheisenmeßinstrumenten bekannt, außer dem festen Eisenkern und dem an der
Zeigerachse befestigten drehbaren Kern weitere, vor zugsweise außerhalb der Spule
angeordnete Eisenkerne vorzusehen und diese in Richtung parallel zur Spulenachse
verstellbar zu machen. Die zusätzlich vorgesehenen Eisenteile bringen nicht nur
einen gesteigerten Bauaufwand mit sich, sondern bilden selbst wieder erhebliche
Fehlerquellen. Es stellt deshalb einen erheblichen Nachteil dar, wenn außer den
unbedingt notwendigen aktiven Eisenteilen weitere ferromagnetische Teile zur Beeinflussung
der Skalencharakteristik benutzt werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf Dreheisenmeßgeräte mit einem festen
und einem beweglichen mantelförmigen Eisenkern, d. h., die Eisenkerne sind als Zylinderflächen
ausgebildet, welche mantelförmig die Drehachse in verschiedenem Abstand umgeben.
Die Erfindung besteht darin, daß zwei Verstellmöglichkeiten in zwei Richtungen für
die Grundstellung der
Kerne gegeneinander vorgesehen sind, von denen die eine in
Form einer Drehbewegung um die Achse des beweglichen Systems den Skalencharakter
und die andere unabhängig hiervon in Form einer axialen Bewegung die Meßempfindlichkeit
einzustellen gestattet.
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Es hat sich gezeigt, daß durch eine solche Verstellmöglichkeit in
jedem Fall eine Angleichung der Empfindlichkeit und der Skalencharakteristik an
eine vorgegebene Skalenteilung in einem derartigen Maße möglich ist, daß die Dreheisenmeßgeräte
mit gedruckten Skalen ausgerüstet werden können. Dies bedeutet eine wesentliche
Erleichterung bei der Herstellung von Dreheisenmeßgeräten.
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In einer schon weit zurückliegenden Veröffentlichung über elektrische
Meßgeräte ist zwar schon darauf hingewiesen worden, daß die tangentiale Verschiebung
beider Kerne vor allem die Empfindlichkeit und die axiale Verschiebung vor allem
den Skalencharakter beeinflußt, ohne die Empfindlichkeit wesentlich zu ändern. Da
jedoch gleichzeitig dabei gesagt wird, daß die axiale Verschiebung in der Fabrikation
nicht ausgeführt wird, mußte der Fachmann aus der von einem anerkannten Experten
auf diesem Gebiet gegebenen Darstellung entnehmen, daß die axiale Verstellung nichts
einbringt, so daß er direkt von ihrer Anwendung abgehalten wurde. Die genannte Veröffentlichung
schafft also eher ein Vorurteil gegen die erfindungsgemäße Verstellmöglichkeit,
als daß sie eine Anregung in dieser Richtung gibt. Sie führt darüber hinaus auf
einen falschen Weg, da sie für die beiden Verstellrichtungen die Wirkungen falsch
angibt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Drehverstellung eine Änderung des Skalencharakters
hervorruft und die axiale Kernverstellung eine Änderung der Meßempfindlichkeit ohne
Beeinflussung des Skalencharakters innerhalb des praktisch interessierenden Empfindlichkeitsbereiches.
Eine derartige Unabhängigkeit der
Keruverstellungen ist besonders
dann von Bedeutung, wenn bei groBen Stückzahlen die Dreheisenmeßgeräte mit gedruckten
Skalen versehen werden sollen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Dreheisenmeßgerätes
nach der Erfindung läßt sich dann erreichen, wenn bei Anwendung an sich bekannter
Mantelkerne in Form eines in der Abwicklung rechteckförmigen und eines in der Abwicklung
trapezförmigen Mantelkerns der trapezförmige Mantelkern, bezogen auf die in Bewegungsrichtung
liegende Symmetrieachse des rechteckigen Mantelkerns, unsymmetrisch ausgebildet
ist. Dies hat einmal den Vorteil, daß, je nachdem welche Kante des trapezförmig
ausgebildeten beweglichen Eisenkerns mit der Kante des rechteckförmigen Eisenkerns
zusammenwirkt, die Empfindlichkeit in unterschiedlichem Maß geändert werden kann.
Zugleich wird hierdurch als zusätzliche Wirkung entweder eine geringfügige oder
stärkere Beeinflussung des Skalencharakters ermöglicht.
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Weitere Einzelheiten sind aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels des Gegenstandes der Erfindung ersichtlich.
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Abb. 1 zeigt ein Rundspulgerät im Axialschnitt und Abb. 2 dasselbe
Gerät in Draufsicht, während Abb. 3 schematisch die Abwicklung der beiden mantelförmigen
Eisenkerne wiedergibt; Abb. 4 zeigt eine die Wirkungsweise des Dreheisengerätes
näher erläuternde Kennlinienschar.
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Innerhalb des Spulenkörpers 1 ist die Kernhülse 2 angeordnet, welche
in üblicher Weise den mantelförmigen, in seiner Abwicklung rechteckförmigen festen
Eisenkern 3 trägt. An der Drehachse 4 des Meßgerätes ist der bewegliche, ebenfalls
mantelförmige Eisenkern 5 befestigt, der in seiner Abwi'cklang die Form eines unsymmetrischen
Trapezes hat Die Kanten 6 und 7 dieses Trapezes verlaufen in unterschiedlichem Maße
schräg zur Symmetrieachse 8 des rechteckförmigen Mantelkerns 3. Der feste Eisenkern
ist in zweifacher Weise verstellbar. Hierzu ist die Kernhülse 2 mit einer Gewindespindel
9 verbunden, die an ihrem Ende mit einem Schlitz zum Einführen eines schneidenförmigen
Werkzeuges versehen und andererseits in eine örtlich fest gelagerte Ringmutter 10
eingeschraubt ist. Durch Verdrehen der Spindel 9 bei festgehaltener Ringmutter 10
führt man die beabsichtigte Drehbewegung des Festkerns relativ zum beweglichen Kern
herbei. Da diese Verdrehungen nur über wenige Winkelgrade gehen, stört die gleichzeitig
auftretende Längsverschiebung im allgemeinen nicht. Außerdem kann bei der Einstellung
der axialen Lage kompensiert werden. Die axiale Verstellung erfolgt durch Betätigen
der Ringmutter 10 bei festgehaltener Spindel 9. Wesentlich ist, daß durch beide
Einstellvorrichtungen die Lage der Kerne gegeneinander in den beiden Koordinaten
beliebig einstellbar ist.
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An Hand der in Abb. 4 dargestellten Gerätekennlinien seien die verschiedenen
Beeinflussungsmöglichkeiten von Skalencharakter und Meßempfindlichkeit näher erläutert
Handelt es sich darum, dem Gerät
einen beliebigen gewünschten Skalencharakter zu
geben, beispielsweise eine geradlinige Kennlinie a oder eine Überstromcharakteristik
b, so wird dies durch die Drehbewegung des Mantelkerns 3 erreicht. Dabei werden
noch Unterschiede in der Empfindlichkeit bestehen, d. h., die Kennlinien weichen
untereinander in der Neigung etwas ab, wie es durch den Verlauf der Kennlinien a'
bzw. b' wiedergegeben ist. Durch die weiter vorgesehene axiale Kernverstellung werden
nun die Kennlinien unter Beibehaltung der Skalenform auf gleiche Empfindlichkeit
hingetrimmt Hierbei wirkt sich besonders vorteilhaft aus, daß wahlweise die eine
oder die andere zur Symmetrieachse 8 schräg verlaufende Trapezkante 6 bzw. 7 des
beweglichen Mantelkerns zur bevorzugten Wirkung gebracht werden kann.
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Auf diese Weise läßt sich das Dreheisenmeßgerät des Manteltyps, welches
bekanntlich dem Dreheisengerät mit Streifenkernen stark überlegen ist, in hervorragender
Weise verbessern und für einheitliche, d. h. gedruckte Skalen verwenden. Es empfiehlt
sich dabei, die Trapezform dem beweglichen Eisenkern zu geben, um das Gewicht des
beweglichen Organs so gering wie möglich zu halten.