DE108601C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate und Maschinen.

Oscillirender Elektricitätszähler.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 3. Dezember 1897 ab.

BeiElektricitätszählern für Gleichstrom, welche nach dem bekannten System der Motorzähler aus einem treibenden und einem bremsenden System bestehen, verbraucht bekanntlich letzteres die von dem treibenden Motor geleistete Arbeit. Vorliegende Erfindung besteht in der Anordnung eines besonders gestalteten Hülfsankers auf der Achse der schwingenden Ankerspule, zum Zweck, am schwingenden Theil eine mit dem Ausschlag sich ändernde Zusatzkraft zu äufsern, welche annähernd hinreicht, die Reibungswiderstä'nde in den Achsenlagern und die Spannung der Stromzuführungen zur beweglichen Spule zu überwinden und in den beiden Endlagen der Ankerspule sicheren Contact zu gewährleisten.

Als Ausführungsbeispiel ist ein Zähler gegewählt, bei welchem die von dem zu registrirenden Strome durchflossene Ankerspule der Einwirkung eines Dauermagneten unterworfen ist, in dessen Feld gleichzeitig eine mit dieser Ankerspule mechanisch verbundene Kupferglocke sich bewegt, welche die erforderliche Dämpfung bewirkt.

Auf beiliegender Zeichnung stellt Fig. 1 die Gesammtanordnung eines solchen Zählers und Fig. 2 den Grundrifs der schwingenden Ankerspüle dar. Fig. 3 ist ein Stromschema.

Zwischen den cylindrisch ausgebohrten Polschuhen eines kräftigen Dauermagneten m befindet sich die von einem Theil des Verbrauchsstromes durchflossene Spule s, welche gemeinsam mit der Kupferglocke g an der leicht beweglichen Achse α befestigt ist, derart, dafs die Windungen der Spule s sich in der aus Fig. ι und 2 ersichtlichen Weise um die Glocke g legen. Im Innern der letzteren befindet sich ein feststehender weicher Eisencylinder, welcher den magnetischen Widerstand zwischen den Polen von m vermindert und dadurch ein möglichst kräftiges Magnetfeld zu erzielen gestattet.

Um die ablenkende Wirkung, welche von dem Magneten m auf die stromdurchflossene Spule s ausgeübt wird, zur Erzeugung einer schwingenden Bewegung verwenden zu können, ist es nöthig, stets, wenn die Spule s ihren gröfsten Ausschlag erreicht hat, den Strom in ihr umzukehren, um dadurch entgegengesetzte Schwingung zu veranlassen, und dies wird unter Verwendung eines Relais in bekannter Weise erreicht.

Die biegsamen Leitungen, durch welche der Strom der Spule s zugeführt wird, sind mit den Contacten eines Umschalters u leitend verbunden; auf letzterem gleiten die an dem Relaisanker r befestigten, aber gegen diesen, wie auch gegen einander isolirten Federn /_τ/₂, welche mit den Enden des in der Hauptleitung liegenden Widerstandes w in leitender Verbindung stehen. Da bei der ruckweisen Pendelbewegung des Relaisankers die Federn fjfz abwechselnd mit den beiden Contactklötzen des Umschalters u in Berührung kommen, so hat jede Umlegung des Relaisankers die Stromumkehr in der Spule s und damit die Aenderung ihrer Drehrichtung zur Folge. Die hierbei erforderliche Bewegung des Relaisankers wird dadurch erzielt, dafs die Wickelungen der beiden Relaiselektromagnete T₁ r₂, welche gemeinsam mit einem Vorschaltwiderstand ν in einem zwischen den

beiden Hauptleitungen liegenden Stromkreis hinter einander geschaltet, sind, abwechselnd kurz geschlossen werden, wenn die schwingende Spule jeweils ihre äufserste Lage erreicht, so dafs nur ein Relaiselektromagnet erregt ist und den Anker r anzieht, wodurch in der vorher angedeuteten Weise der Strom in s umgekehrt, wird. Um die Relaiswickelungen kurz zu schliefsen, ist auf der Achse a ein Contactarm c befestigt, welcher mit der Verbindungsleitung der Bewickelungen der beiden Relaiselektromagnete leitend verbunden ist, während die Contacte A₁ A₂, gegen welche c beiderseits trifft, mit den anderen Enden der Relaiswickelungen in leitender Verbindung stehen.

Aufser der von der Dämpfung verbrauchten Arbeit sind bei der Bewegung der Ankerspule noch die Reibungswiderstände in den Achsenlagern und die Spannung der Stromzuführungen zur beweglichen Spule s zu überwinden , und aufserdem ist noch dafür zu sorgen, dafs in den Endlagen der Arm c mit genügender Kraft gegen die Anschläge A₁ bezw. A₂ geprefst wird, um sichere Contactbildung zu erreichen. Sollten auch diese Bewegungswiderstände lediglich durch die infolge Wechselwirkung zwischen Spule s und Magnet m auftretende Zugkraft überwunden werden, so wäre zum Anlaufen des Zählers bereits eine verhältnifsmäfsig hohe Stromstärke in der Spule s erforderlich, und zudem würden bei geringerer Belastung diese Widerstände gegenüber der Dämpfung derart in den Vordergrund treten, dafs es unmöglich wäre, die gewünschte Proportionalität zwischen Stro'mverbrauch und Schwingungszahl der Ankerspule zu erzielen. Dazu kommt noch, dafs die von dem constanten Magnetfeld auf die Spule s ausgeübte Zugkraft keineswegs constant bleibt während der ganzen Schwingung, sondern mit dem Sinus des Ausschlagswinkels sich ändert. Nutzt man also einen Schwingungsweg von i8o° voll aus, so mufs notwendigerweise in den beiden Endlagen die treibende Kraft gleich Null sein, so dafs insbesondere bei geringerem Stromverbrauch der Anschlag des Contactarmes can A₁ bezw. A₂ gar nicht oder nicht genügend sicher erfolgt. Es würde also unter Umständen der für das Arbeiten des Zählers erforderliche Kurzschlufs eines Theiles der Relaiswickelung unterbleiben.

Dies zu verhindern und gleichzeitig den Einflufs der schädlichen Bewegungswiderstände auszugleichen, so dafs der Zähler schon den geringsten Stromverbrauch zu messen gestattet, dient ein auf der Achse α der schwingenden Ankerspule sitzender Anker, welcher der Einwirkung eines constanten Magnetfeldes unterworfen und derart geformt ist, dafs die gröfste Kraftäufserung nicht wie bei der Spule s in die Mittelstellung fällt, sondern erst gegen Ende des Schwingungsweges auftritt, also unmittelbar bevor der Contactarm c gegen A₁ bezw. A₂ trifft.

In Fig. ι und 2 ist dieser Hülfsanker in einfachster Weise als weicher Eisenstab h ausgeführt, welcher senkrecht zur Wickelungsebene -der Spule s steht. Das erwähnte constante Magnetfeld wird hierbei erzeugt durch die beiden Stiftepp, welche als Ansätze der Polschuhe des Magneten m durch diese polarisirt werden.

An Stelle der Stifte ρ ρ kann natürlich auch ein von dem Magneten m vollkommen unabhängiger Dauermagnet treten oder ein Elektromagnet, dessen Wickelung in einem besonderen Nebenschlüsse liegt, also constant erregt wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Oscillirender Gleichstromzähler, gekennzeichnet durch einen auf der Achse der oscillirenden Armatur sitzenden weichen Eisenstab, welcher der Einwirkung eines constanten Magnetfeldes unterworfen ist, zum Zweck, am oscillirenden Theil eine mit dem Ausschlag variirende Zusatzkraft zu äufsern, welche annähernd hinreicht, die von den Stromzuführungen ausgeübte störende Wirkung zu eliminiren und in der Endlage sichere Contactgebung zu gewährleisten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.