DE57348C - Elektricitätszähler - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

ETIENNE MARES in PARIS. Elektricitätszähler.

In der Patentschrift No. 54523 ist ein Elektricitätszähler beschrieben, bei welchem ein Wagen auf einem Waagebalken in der Weise stetig von einem Uhrwerk hin- und herbewegt wird, dafs beim Hingang dieses Wagens letzterer mit dem Triebrad des Zählwerkes in Berührung kommt und das Zählwerk treibt, so lange der Waagebalken unter den entgegengesetzten Einflüssen des zu messenden Stromes und 'der Schwere des Wagens in waagrechter Lage erhalten wird, während bei seinem Rückgang der Wagen aufser Berührung mit dem Triebrad bleibt, was dadurch bewirkt wird, dafs der Waagebalken bei Ausschwingen aus der waagrechten Lage an eine Hemmung fafst, welche bei Umkehr des Wagens in den Rückgang gelöst wurde.

Der Elektricitätszähler des Haupt-Patentes ist nun nach vorliegender Erfindung in der Weise abgeändert, dafs unter Wegfall der im Haupt-Patent beschriebenen Waagebalkenhemmung nebst den dieselbe bethätigenden Organen ein von einer Feder getriebenes Rädergetriebe und ein von dem letzteren in Bewegung gesetztes, auf einer Kegelfläche schwingendes Pendel zur Anwendung kommt.

Durch dieses Pendel und Rädergetriebe wird der belastete Wagen gleichmäfsig und periodisch auf seinem Waagebalken hin- und herbewegt. Die Schwingbewegung des letzteren wird durch ein Planetenrad hervorgerufen, während das Uhrwerk, welches das Rädergetriebe im Gange erhält, durch einen elektrisch bethätigten Federaufzug fortwährend aufgezogen wird, indem die Feder um die Gröfse des Schlaffgewordenseins jedesmal wieder selbstthätig um denselben Betrag gespannt wird.

Da in der. vorliegenden Vorrichtung die Bewegungsdauer des Wagens so bemessen ist, dafs er sich innerhalb 4 Minuten auf seinem Balken einmal hin- und herbewegt, so kommt, um die durch diese Bewegung eintretende Erschlaffung der Feder wieder zu ersetzen, ein Stromwender zur Verwendung, welcher sich bei einmaliger Wagenbewegung innerhalb 4 Minuten einmal herumdreht, wobei während der ersten halben Drehung der elektrische Strom nach dem Wattmesser, während der zweiten halben Drehung dagegen nach der elektrischen Triebmaschine für den Federn-.aufzug geschickt wird. Dieses nur kurze Zeit anhaltende Durchschicken des Stromes durch den Wattmesser bietet den Vortheil, dafs letzteres nur während des Heranlaufens des Wagens gegen das Pendel in Thätigkeit, im übrigen aber stromlos ist, wodurch eine unnöthige Erhitzung des feinen Drahtes des Wattmessers vermieden wird.

Fig. ι zeigt die Vorder-, Fig. 2 die Hinteransicht, Fig. 3 die Draufsicht des gesammten Elektricitätszählers. Fig. 4 zeigt das Innere des Uhrwerks. Fig. 5 und 6 sind Einzelheiten des Wagens, Fig. 7 (Seitenansicht), Fig. 8 (Endansicht), Fig. 9 (Schnitt nach Linie x-y der

Fig. 8) sind Einzelheiten der Waagebalkenaufhängung, während endlich in Fig. io, ii und 12 der Stromwender in Ansicht, Schnitt nach Linie x-y der Fig. 12, und Stirnansicht ersichtlich ist.

Unterhalb der Registrirvorrichtung B befindet sich das Schaltwerk A für den Federaufzug und seitlich von B das Elektrodynamometer C mit den dicken, entgegengesetzt gewickelten, festliegenden Spulen c¹ und c² und der beweglichen Spule c³ von sehr grofsem Widerstand, welche an Haken c⁴ sitzt; letzterer hängt an der Schneide c⁵ des Waagebalkens. a¹ -ist ein Schaltrad auf der Welle ä'² des Federantriebs; a³ ist die Sperrklinke, α⁴ ein Arm oder eine Klinke zum Fortbewegen des Schaltrades; beide Klinken sind durch eine Feder a⁵ mit einander verbunden. Klinke α⁴ sitzt drehbar an dem Arm α⁶, welcher an dem um Welle a^& drehbaren Anker a¹ befestigt ist; letzterer liegt zwischen den Polschuhen <z⁹ a^w der elektrischen Kraftmaschine und wird durch die an Stellarm a¹¹ angehängte Feder α¹² in seine Ausgangsstellung zurückgeführt.

Um einen ganz regelmäfsigen Gang des Uhrwerks und damit der . übrigen Theile des Elektricitätszählers zu sichern, kommt ein Pendel d² zur Verwendung, das, an einem über dem Zähler befestigten Arm d³ hängend, mit seinem unteren Ende auf der Scheibe d¹ Füh-, rung erhält. Dieses Pendel bewegt sich nach erfolgter Freigabe immer ohne Todtpunkt und setzt sämmtliche Theile der Vorrichtung ohne Stöfse in Bewegung, d⁴ d^s ist ein Elektromagnet zum Freigeben und Stillstellen des das Pendel bewegenden Zeigers if⁸. d^e ist ein Anker, der unterhalb der Scheibe d¹ drehbar gelagert ist und an seinem anderen Ende einen durch letztere hindurchgeführten Sperrzahn d⁷ trägt. Wird der Anker vom Elektromagneten nicht angezogen, so sperrt der Zahn d¹ die Drehung des Zeigers d⁸ uad verhindert damit ein weiteres Schwingen des Pendels if². Im Grofsen und Ganzen ist der Waagebalken E ebenso eingerichtet wie derjenige im Haupt-Patent; er ruht auf den beiden Stahlspitzen e¹ e², von denen die eine in einem Näpfchen e³, die andere in einem Spalt e⁴ aufruht (s. Fig. 9), um ein Festklemmen des Balkens zu vermeiden. Die Stahlspitzen finden in den seitlich vom Balken abstehenden Armen e⁵e⁶ Lagerung. Die Schwingbewegung des Balkens, der mit einem verstellbaren Gewicht e° belastet ist, um den Wagen bei Beginn seiner Bewegung, d. h. wenn die Schwerlinie des Wagens durch die Balkenauflagerungspunkte geht, vollkommen auszugleichen, wird durch einen in dem Bügel e⁷ verschiebbaren Stein mit Zapfen e¹⁰ begrenzt, dessen Stellung durch die Schraube e⁸ bestimmt wird und welcher durch ein Loch im Balken hindurchgeht. Auf dem letzteren befindet sich der Wagen G, der mittelst zweier Laufröllchen g^l g¹ auf der Schneide des Balkens hinläuft und durch ein mit Schrotkörnern an ■ gefülltes Gefäfs g³ belastet ist. Zur Uebertragung der Wagenbewegung auf das Zählwerk ist folgende Einrichtung getroffen.

An die Hinterwand des Gehäuses A ist ein grofses Zahnrad 1 mit Innenverzahnung angeschraubt, in welches das auf Welle 3 sitzende Planetenrad 2 eingreift. Auf der Achse 5 sitzt eine Kurbel 4, an deren Ende genanntes Planetenrad 2 gelagert ist; auf die Achse des letzteren ist ein Arm geschoben, welcher an seinem freien Ende einen Stift 6 trägt. Dieser Stift wird von einer vom Wagen G nach unten abstehenden Gabel g* umfafst, so dafs bei Verschiebung des Wagens der Stift 6 sich auf der waagrechten Linie a-ß bewegt, während sich die Kurbel 4 mit Welle 3 in dem in Fig. 2 strichpunktirt angegebenen Kreise herumdreht.

H ist die die Elektromagnete W W tragende Platte, '7 ein von der Zahnstange g^s des Wagens G beim Anziehen des Balkens durch den Wattmesser mitgenommenes und in Drehung versetztes Zahnrad; letzteres kommt bei nicht eintretendem Anziehen des Balkens mit der Zugstange g⁵ aufser Eingriff, überträgt aber im anderen Falle durch Rad 9 seine Bewegung auf das Rad 8. Rad 8 sitzt auf der Achse 10 des Zählers für die Einheiten. 11, 12 und 13 sind die Achsen der Räder für Zehner, Hunderter und Tausender.

Um den zu messenden Strom während einer halben Umdrehung des Rades η abwechselnd in die bewegliche Spule e³ des Elektrodynamometers C und in die Kraftmaschine für das selbstthätige Aufziehen der auf Achse a¹ sitzenden Feder zu senden, ist auf die Achse des Rades η (s. Fig. 4) ein ganz aus Metall hergestellter Stromwender K geschoben, welcher von der genannten Achse durch einen aus Ebonit bestehenden Muff k^l isolirt ist. Dieser Stromwender besteht aus zwei über oder neben einander liegenden Scheibenhälften k² k^a. Vorn an der Scheibe k² sitzt eine Silberplatte &⁴, welcher durch Feder k^s der Strom ununterbrochen zugeführt wird. Von dieser Scheibe geht dann der Strom abwechselnd während einer halben Drehung nach einer mit Silber belegten halbkreisförmigen Scheibe und hierauf durch Feder /c⁶ nach der beweglichen Spule c³ des Elektrodynamometer über, während er bei der anderen halben Drehung nach dem halb·; kreisförmigen Stück k² gelangt, auf welchem die fünf Contacte ρ q r s t aus Silber sitzen, welche abwechselnd und fünf Mal den Strom durch die kleine Feder k⁷ und von hier aus nach der Kraftmaschine W gehen lassen. Diese Stromzuleitung hat den Vortheil, dafs," da der Strom nur in der halben Zeit in die beweg-

liehe Spule c³ übertritt, Erhitzung der letzteren vermieden und ein Abkühlen bei etwaiger Erhitzung ermöglicht wird. Aufserdem wird durch die Vorrichtung die Uhrfeder um den betrag ihres während der Drehung des Stromwenders erfolgenden Schlaffwerdens von neuem angespannt, indem bei jedem Antreffen eines der Süitepqrst der Anker α⁷ des elektrischen Federaufzugs angezogen und dadurch unter Vermittelung von <2⁴ die Feder um einen Zahn des Schaltrades a^l angezogen wird. Da die Feder bei jeder Umdrehung des Stromwenders um fünf Zähne angespannt wird und sie sich immer um dieselbe Gröfse wieder ausdehnt, so wird die Feder immer mit derselben Spannkraft angespannt. Die Veränderung der letzteren beträgt, da die einmalige Drehung des Stromwenders 4 Minuten dauert (ebenso lange wie der Hin- und Rückgang des Wagens) und die Feder sieben Mal herumgewickelt ist, nur Y₂₈ der Federumwickelung, so dafs man eine genaue Regelung des Pendels sowie einen gleichmäfsigen Gang der gesammten Vorrichtung erzielt. Diese Zeitdauer von 4 Minuten kann aber verändert werden und hängt von der Pendellänge ab.

Der zu messende Strom tritt bei V in die Vorrichtung ein, bei X aus derselben heraus. Bei Y geht der aus der Wickelung c¹ kommende Strom, nach den Lampen, um von diesen zurück nach der Klemme Z und nach der negativen Klemme X zu gehen. / ¹ ist der an die Klemme V sich anschliefsende Draht nach der unteren festliegenden Spule c², Z² der Draht aus letzterer nach, dem Draht Z³ und der Spule c\ Z⁴ der Draht aus c¹ zur Klemme F, von welcher der Strom nach den Lampen geht. Bei Rückkehr von den Lampen wird der Strom durch das Metallband Z⁵ nach der negativen Klemme X geführt. Aufser diesen Hauptleitungen sind noch folgende Nebenleitungen vorhanden.

Von dem den Draht Z⁴ mit der Klemme Y. verbindenden Metallbande Z²⁰ geht der feine Draht Z⁶ ab, der bei k^s nach dem Stromwender und von diesem als Draht V nach der Klemme R geht; von letzterer geht der feine Draht Z⁹ ab, der um die bewegliche Spule c³ gewickelt ist. Von dieser geht der feine .Draht Z¹⁰ nach der Klemme S ab, welche durch den ebenfalls feinen Draht Z¹² mit dem Metallband Z⁵ verbunden ist. 'Der dem Stromwender K zugeführte Strom geht nach den Ansätzen ρ qr s t nach dem feinen Draht Z¹³, welcher um die Kerne des treibenden Elektromagneten W gewickelt ist und sich als feiner Draht Z¹* an die Klemme T anschliefst; von hier aus gelangt der Strom durch den feinen Draht Z¹⁶ nach dem Metallband Z⁵ und dadurch an die negative Klemme X.

Der Elektromagnet if⁴ ist in eine von Z²⁰ abzweigende Leitung Z" Z¹⁸ eingeschaltet, welche sich an Z⁵ anschliefst? ■ VF¹ ist eine in einen Nebenschlufs eingeschaltete Doppelwickelung oder Rolle von 20 000 Ohm, welche den beim Eintritt und Austritt des Stromes in und aus der Kraftmaschine W auftretenden Unterbrechungsfunken abzuschwächen bestimmt ist.

Im Uhrwerk (Fig. 4) ist m ein Rad zwischen dem auf der Achse 5 sitzenden Rade und dem Rade n, welches ein kleines, auf der Welle des Rades n² sitzendes Rad n¹ treibt; n² treibt das kleine Rad 14, welches mit dem Kronenrad 15 auf gemeinsamer Welle sitzt., Rad 15 setzt durch Rad 10 den das Pendel d² vor sich herschiebenden Zeiger 'd¹ in Drehung.

Die festliegenden Spulen c¹ c'² und die beim Ausschwingen des Waagebalkens E von denselben angezogene Spule c³, durch welche das Product Eye. J gebildet wird, werden durch vier Messingsäulchen mit aufgeschraubtem oberen und unteren Deckel gehalten. An letzterem sitzen je ein angeschraubtes Rohr, um welches die dicken Drahtrollen C¹C² gewickelt sind. Durch diesen Aufbau- kann man das Elektrodynamometer im Bedarfsfalle aus einander nehmen und sämmtliche Rollen auswechseln.

Bei Vorrichtungen, welche zum Messen sehr grofser Stromstärken bestimmt sind, werden die dicken Drahtspulen durch auf einander gewickelte Bänder von grofsem Querschnitt ersetzt, wie man auch Nebenschlüsse anordnen kann, welche nur einen bestimmten Bruchtheil des zu messenden Stromes (beispielsweise '/₂, Y₄, Y₁₀) durch die dicken Drähte gehen lassen.

Ist das Uhrwerk der Vorrichtung im Gange und .der letztere an die Elektricitätsquelle angeschlossen, so erhält sich seine weitere Bewegung selbsttätig. Wird ■ zunächst angenommen, dafs zwischen den Klemmen V, und X keine Verwendungsstellen sich befinden, so wird man nichts zählen können.. Befindet sich der Wagen G in seinem Ausgangspunkt, so ist der Waagebalken im Gleichgewicht; sowie er aber fortzurollen beginnt, wird dieses Gleichgewicht aufgehoben und der Waagebalken senkt sich, ehe die auf dem Wagen befindliche Zahnstange mit dem die Räder des Zählwerks bewegenden Rade 7 in Eingriff gelangt. Werden dagegen zwischen die Klemmen Y und Z Lampen oder andere Verwendungsstellen eingeschaltet, so wird die Rolle des Wattmessers C von oben nach unten angezogen; der Wagen G rollt allmälig auf dem Balken E hin; da aber hierbei die Zahnstange g^h in das Zählrad 7 eingreift, so dreht sich letzteres um eine der Vorwärtsbewegung des Wagens gleiche Gröfse. Genau in dem Augenblick, zu welchem der Wagen so weit nach vorwärts gerollt ist, dafs beim Anziehen durch die Wattmesser das Gleichgewicht hergestellt ist, senkt sich der Balken nach rechts, die Zahnstange g"⁵ kommt

mit dem Rade 7 aufser Eingriff und letzteres dreht sich nicht mehr. Der Wagen setzt seine Bewegung fort, kommt an seinen Ausgangs punkt zurück und es beginnt eine neue Messung. Da der Strom nur dann durch den Wattmesser geht, wenn sich der Wagen von der Spule nach dem Pendel hinbewegt, so kann der Waagebalken nicht eher wieder emporschwingen, ehe nicht der Wagen an derjenigen Stelle vorbeigegangen ist, an welcher vorher der Balken niederzuschwingen begann.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   Bei dem durch D. R. P. No. 54523 geschützten Elektricitätszähler:
   i. Der Ersatz der im Anspruch 3. dieses Patentes angegebenen Waagebalkenhemmung (T i U) durch ein Federuhrwerk (A a¹) mit Pendel (d²) und Zeiger (d^s) nebst Hemmvorrichtung (d^e d¹), welche beim Aufhören des Stromes das Pendel zum Stillstand bringt, dagegen beim Durchgang von Strom durch Anziehen des Ankers den Elektromagneten (d^&) freigiebt.
   Die Hinzufügung eines Stromwenders (K), welcher zur Verhütung des Erhitzens der beweglichen Wattmesserspule (c^s) nur während der halben Dauer der für die Mefsperiode nöthigen Stromwenderumdrehung den Strom durch genannte Spule gehen lafst, während der anderen Hälfte den Strom jedoch mehrere Male hinter einander durch eine elektrische Kraftmaschine (W) schickt, welche die Uhrwenkfeder jedesmal wieder selbsttätig anspannt und die Antriebskraft des Federuhrwerks, sowie die Zeiteinheitsdauer für die Messung gleich erhält.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.