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Dynamometrisches Einphasenausschlag gmessgerät.
Für Gleich- und Wechselstrommessungen höchster Genauigkeit kommen wegen der weitgehenden Unabhängigkeit ihrer Angaben von der Stromart nur dynamometrische Messgeräte in Betracht. An diese werden die höchsten Anforderungen gestellt. Es wird insbesondere für Leitungsmessungen gefordert ein durchaus gleichmässiger Verlauf der Skala, eine möglichst hohe Empfindlichkeit trotz der an sich schwachen Eigenielder der Spulen, Unempfindlichkeit gegen Fremdfelder und schliesslich eine einfache und wirksame Dämpfung für das bewegliche System.
Den gleichmässigen Verlauf der Skala hat man durch besondere Formung der Spulen zu erreichen gesucht, wobei oft in Kauf genommen werden musste, dass die Spulen erst gewickelt und dann in einem besonderen Arbeitsgang gepresst oder gebogen werden mussten. Dabei tritt die Gefahr des Zerquetschens der Isolation und einer nachträglichen Verbiegung durch Arbeiten des Spulenmaterials auf. Zur Erzielung einer proportionalen Skala ist auch vorgeschlagen worden, im Innenraum einer mit waagrechter Achse angeordneten festen Spule eine bewegliche Rahmenspule so anzuordnen, dass sie sich um eine in ihrer Spulenebene liegenden senkrechten Achse drehen kann. Eine derartige Anordnung ist jedoch nicht statisch und müsste zur Erreichung einer guten Dämpfung mit besonderen Einrichtungen versehen sein.
Bei einer anderen Ausführungsart ist der Forderung nach Unempfindlichkeit gegen Fremdfelder dadurch entsprochen worden, dass zwei feststehende Spulen und in ihrem Innenraum zwei mit der Achse starr verbundene Drehspulen in je zwei parallelen von der Drehachse paarweise gleichweit abstehenden Ebenen derart angeordnet wurden, dass die verlängerten Achsen der festen Spulen ebenso wie diejenigen der beweglichen Spulen zusammenfallen und diese Spulenpaare jeweils gleichstarke aber entgegengesetzt gerichtete Kraftfelder erzeugen. Bei diesem System ist aber wiederum die Forderung eines gleichmässigen Verlaufs der Skala und einer einfachen und wirksamen Dämpfung nicht erfüllt.
Die Geräte, die den meisten der gestellten Forderungen entsprechen, sind für eine einfache Herstellung und billige Reihenfertigung nicht geeignet. Zu dem verwiekelteren Aufbau hat man aber in der Annahme gegriffen, dass es nicht anders gehe.
Durch die Erfindung ist es aber doch möglich, den in der Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung liegenden erheblichen technischen Fortschritt ohne Benachteiligung der übrigen, an dynamometrische Feinmessgeräte zu stellenden Forderungen zu erzielen.
Erreicht wird dies bei dem dynamometrischen Einphasenausschlagmessgerät nach der Erfindung durch den Zusammenbau zweier bei Messgeräten anderer Art und Wirkung an sieh bekannter Systeme, nämlich eines festen Systems mit zwei Spulen, deren benachbarte Stirnflächen mindestens um die axiale Länge einer festen Spule voneinander entfernt sind, und eines beweglichen Systems mit einem Paar seitlich der gemeinsamen Achse aber in einer Ebene liegenden statisch geschalteten Spulen, von denen jede im Innenraum einer festen der Spulen schwingt.
Es werden also nur einfache, feste Feldspulen mit ebener Windungsfläehe und mit ihnen zusammenwirkende einfache und deshalb sehr genau herstellbare Rahmenspulen benutzt. Der Umstand, dass die zwei festen Spulen in solchem Abstand voneinander angeordnet werden, dass die Entfernung der einander benachbarten Seitenebenen gleich oder grösser ist, als die in axialer Richtung gemessene Spulenbreite, ergibt eine sehr bequeme Montage des beweglichen Teiles, denn es wird zwischen den beiden festen Spulen Platz für den Lagerblock geschaffen. Ausserdem lässt sich
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das bewegliche System selbst als Teil einer Luftdämpfung ausbilden, deren feste Kammer infolge der beschriebenen Anordnung der festen Spulen innerhalb dieser angeordnet werden kann.
Als bewegliches System kann eine entsprechend dem grossen Abstand der festen Spulen ziemlich breites Doppelrähmchen benutzt werden. Der Spielraum zwischen der Breitseite des Doppelrahmens und der benachbarten Innenseite der festen Spule wird zweckmässig gleich ein Fünftel der in gleicher Richtung gemessenen Gesamtinnenöffnung der festen Spule, oder weniger, gewählt. Man erhält dann eine gute magnetische Kopplung und daher hohes Drehmoment. Trotzdem ist infolge der Spulenabmessungen eine gute Skala erreichbar.
Die zwei beweglichen Rahmenspülehen sind in bekannter Weise statisch geschaltet. Zur Erzielung der Unabhängigkeit von fremden Feldern müssen auch die festen Spulen astatisch geschaltet sein. Der Aussendurchmesser der beweglichen Doppelspule im rechten Winkel zur Drehachse ist dabei gleich dem mittleren Durchmesser der festen Spule mit einer zulässigen Abweichung von plus oder minus 20%.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in Aufund Seitenriss teilweise im Schnitt dargestellt. An den beiden Lagerböcken 1 und 2 sind die auf Pressspannscheiben 3, 4 befestigten rechteckigen Feldspulen 5, 6 einander parallel und zweckmässig zwecks Beeinflussung der Skala etwas gegeneinander verschoben angeordnet. Ihr gegenseitiger Abstand, gemessen
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Breite einer Spule. An den Lagerböcken 1 und 2 ist weiter noch ein Körper 7 befestigt, der aus zwei einander gegenüberliegenden Zylinderteilen mit Boden, Deekel und zwei etwa radial verlaufenden Wänden 7'besteht, so dass zwei Kammern in Form von Zylindersektoren gebildet werden.
In den Boden dieses Körpers 7 ist die eine Lagerschraube 8 für die Achse 11 des beweglichen Organs des Zeiger : ? eingesetzt, während die andere Lagerschraube 9 in einer zweiten, nur im Querschnitt dargestellten
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bekannter Weise unter dem Einfluss zweier Federn 12 steht, sind zwei, die Kammern im Querschnitt ausfüllende Aluminiurnfliigel13, 14 befestigt. Diese Flügel dienen zur Luftdämpfung des Zeigers. Sie
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befestigten Spulen, gemessen über die äussersten Rahmenseiten, ist gleich dem mittleren Durchmesser der festen Feldspulen. Hiebei sind Abweichungen in Höhe von plus oder minus 20% zulässig.
Die beiden festen Spulen werden zweckmässig aus je zwei Wieklungshälften zusammengesetzt.
Zur Erzielung verschiedener Messbereiche im Verhältnis 1 : 2 : 4 werden entweder alle vier Wicklungsteile unter sich parallel, gemischt oder in Reihe geschaltet. Hiebei ist auf den richtigen Wicklungssinn der einzelnen Teile zu achten, falls man weitgehende Unabhängigkeit der Angaben von Fremdfeldern erzielen will. Dieser Sinn ist gegeben durch den Wicklungssinn der zugehörigen beweglichen Spule, der seinerseits dem der anderen beweglichen Spulen entgegengesetzt gerichtet ist.
Das neue Messgerät eignet sieh besonders auch für Leistungsmessungen mit Drehstrom, wobei zwei statische Leistungszeigermesswerke der geschilderten Art miteinander gekuppelt, insbesondere in der bekannten Weise mit gemeinsamer Achse versehen sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Dynamometrisches Einphasenausschlagmessgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Stirnflächen der beiden festen Spulen mindestens um die axiale Länge einer festen Spule voneinander entfernt sind und das bewegliche System aus einem Paar seitlich der gemeinsamen Drehachse, aber möglichst in einer Ebene liegender statisch geschalteter Spulen besteht, von denen jede im Innenraum einer festen Spule schwingt.
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