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Kontakteinrichtung an Elektrizitätszählern Zusatz zum Patent 946 372
Gegenstand des Hauptpatents ist eine Kontakteinrichtung an Elektrizitätszählern,
die aus einer von dem Zähler angetriebenen, drehbar gelagerten Trommel besteht,
die eine mit einer Ableitung dauernd verbundene kleine Quecksilbermenge enthält
sowie ein Zahnrad, dessen Zähne bei der Drehung der Trommel nacheinander in das
Q.uecksilber eintauchen und eine elektrische Verbindung zu der anderen Ableitung
herstellen.
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Mit dieser Kontakteinrichtung erfolgt bei der Drehung der Zählerwelle
abwechselnd ein Öffnen und Schließen des Stromkreises. Die Erfindung sieht eine
Weiterbildung des Gegenstandes des Iiauptpatents vor, die bei Anlegen einer Wechs4-spannung
als Umschalter oder Serienschalter wirkt und zwei polarisierte elektrische Verbraucher
wechselweise oder auch gleichzeitig einzuschalten gestattet.
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Erfindungsgemäß ist ein Zahnrad über einen Gleichrichter einer bestimmten
Durchlaßrichtung mit der einen Ableitung verbunden und ein zweites Zahnrad, dessen
Zähne gegenüber den Zähnen des ersten Zahnrades versetzt angeordnet sind, über einen
Gleichrichter entgegengesetzter Durchlaßrichtung mit der gleichen Ableitung wie
das erste Zahnrad verbunden.
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Zweckmäßig sind die Gleichrichter als Plattengleichrichter ausgebildet
und auf dem mit der einen Ableitung verbundenen Achsstummel der Trommel befestigt.
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Wenn es die Abmessungen der Trommel und der Plattengleichrichter
zulassen, können die letzteren innerhalb der Trommel angeordnet und jeder von ihnen
unmittelbar mit dem zugehörigen Zahnrad verbunden sein.
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Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Kontakteinrichtung nach
der Erfindung auf die Steuerung eines Schrittschaltmotors, durch den beispielsweise
die Zählwerke eines Summenzählers, eines Mehrfachtarifzählers oder eines Maximumzählers
angetrieben werden. Derartige Schrittschaltmotoren besitzen zwei Spulen oder Spulenpaare,
die bei ihrer abwechselnden Erregung einem Drehanker nacheinander einen Antriebs
impuls erteilen. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die beiden Spulen
oder Spulenpaare über je einen Gleichrichter entgegengesetzter Durchlaßrichtung
mit einer zu der gemeinsamen Ableitung der beiden Gleichrichter der Kontakteinrichtung
führenden Leitung verbunden. Wenn hierbei durch eine Erschütter,ung das Quecksilber
in der Kontakteinrichtung bei stillstehendem Zähler mit einem Zahn eines Zahnrades
kurzzeitig ungerollt außer Berührung mit dem Quecksilber und dann wieder zum Eintauchen
kommt, so findet hierbei trotzdem keine fälschliche Weiterschaltung des Schrittschaltmotors
statt, da hierdurch nur die bereits erregte Spule des Schrittschaltmotors kurzzeitig
aus- und wieder eingeschaltet wird, im Gegensatz zu einer Kontakteinrichtung mit
nur einem Zahnrad, bei dem die Schaltung so ausgebildet sein muß, daß jede Unterbrechung
und Wiederherstellung der Berührung eines Zahnes mit dem Quecksilber eine Weiterschaltung
des Schrittschaftmotors erwirkt und bei der daher besondere Dämpfungsmittel, z.
B. eine Ölfüllung des Quecksilbergefäßes, vorgesehen sein müssen, die eine ungewollte
Bewegung des Quecksilbertropfens verhindern. Derartige Dämpfungsmittel können daher
bei der Kontakteinrichtung nach der Erfindung entfallen.
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In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Kontakteinrichtung
im vergrößerten Maßstab im Schnitt in Richtung der Achse dargestellt; Fig. 2 zeigt
die Anwendung der Kontakteinrichtung auf die Steuerung eines Schrittschaltmotors.
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Die Trommel besteht aus dem schalenförmigen Teil I und dem Deckelteil
2. Der Teil I besteht aus elektrisch gut leitendem Metall, z. B. aus Nickeleisen,
Messing oder Stahl, während der Deckelteil aus dem gleichen Material oder auch aus
einem Isolierstoff, z. B. Porzellan oder Keramik, hergestellt sein kann, das teilweise
verzinnt ist, um es durch Löten mit der Lagerbuchse 3 und dem Gehäuseteil I verbinden
zu können. Sind beide Teile aus Metall hergestellt, dann können sie durch Emaille
isoliert miteinander luftdicht verbunden werden. Mit dem Teil I ist die Lagerbuchse
4 verlötet. Die Trommel ist mittels der beiden Achsstummel 5 und 6, die mit den
zugehörigen Lagerbuchsen 3 und 4 verlötet sind, drehbar gelagert. Die Trommel ist
luftleer oder mit einem Schutzgas gefüllt. An der tiefsten Stelle des schalenförmigen
Teils I befindet sich ein in der Größe genau dimensionierter Quecksilbertropfen
12. Auf dem nach innen in die Trommel hineinragenden Achsstummel 5 sind mittels
der Metallbuchse 11 zwei Plaftengleichrichter g und 10 und an diesen zwei aus gut
leitendem Material, z. B. Nickeleisen, bestehende Zahnräder 7 bzw. 8 befestigt,
deren Zähne gegeneinander versetzt angeordnet sind. Deren Teilung und die Größe
des Quecksilbertropfens sind so bemessen, daß der Quecksilbertropfen I2 in einer
Lücke zwischen zwei Zähnen desselben Zahnrades stehen kann, ohne diese zu berühren.
Dabei ist dann ein Zahn des anderen Zahnrades in das Quecksilber eingetaucht. Andererseits
wird der Quecksilbertropfen so groß gewählt, daß bei der Drehung der Trommel vorübergehend
zwei Zähne, und zwar von jedem Zahnrad eines mit dem Quecksilber in Berührung steht.
Die Gleichrichter g und 10 sind in bezug auf die mit ihnen verbundenen Zahnräder
so angeordnet, daß ihre Durchlaß richtung entgegengesetzt ist. Wenn also an die
beiden Achsstummel eine Wechselstromquelle gelegt wird, so fließt über das eine
Zahnrad nur die eine Halbwelle und über das andere Zahnrad nur die andere Halbwelle
des Wechselstromes.
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In Fig 2 ist schematisch die Kontakteinrichtung in der Schaltung
mit einem Schrittschaltmotor dargestellt, der auf einem vierpoligen Magnetkern vier
Wicklungen trägt, von denen je zwei diametral gegenüberliegende in Reihe geschaltet
sind. Mit jedem so gebildeten Wicklungspaar ist ein Gleichrichter I3 bzw. 14 entgegengesetzter
Durchlaßrichtung in Reihe geschaltet und mit der Leitung verbunden. Die anderen
Enden der Wicklungspaare sind mit der einen Klemme einer Wechselstromquelle verbunden,
deren andere Klemme mit dem Achsstummel 6 der Kontakttrommel in Verbindung steht.
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Wenn angenommen wird, daß die Durchlaßrichtung der Gleichrichter
10 und I4 übereinstimmt und ein Zahn des Zahnrades 8 in den Quecksilbertropfen eintaucht,
so fließt ein Strom durch das für diese Richtung freigegebene Wicklungspaar auf
den rechten und linken Polen des Schrittschaltmotors, und der Anker 15 wird aus
der dargestellten Stellung im Uhrzeigersinn gedreht, bis er diesen Polen gegenübersteht.
Das andere Wicklungspaar ist durch die vorgeschalteten Gleichrichterg und I3 entgegengesetzter
Durchlaß richtung gesperrt. Wenn die Trommel I, 2 etwas weitergedreht wird, taucht
ein Zahn der Zahnscheibe 7 ein, bevor der bereits mit dem Quecksilber in Berührung
stehende Zahn der anderen Zahnscheibe vom Quecksilber frei wird.
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Infolgedessen werden beide Wicklungspaare des Schrittschaltmotors
erregt an der Antriebsmotor um etwa 450 weitergedreht. Tritt dann der Zahn der Scheibe
8 aus dem Quecksilber aus, so ist nur noch das Wicklungspaar auf den oberen und
unteren Polen erregt, und der Anker wird um weitere 450 gedreht, bis er diesen Polen
gegenübersteht.
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Für die Umsteuerung der Wicklungen des Schrittschaltmotors werden
also nur zwei Leitungen
zwischen der Kontakteinrichtung und dem
Schrittschaltmotor benötigt. Wenn durch Erschütterungen kurzzeitig ein Öffnen oder
Schließen des von der Kontakteinrichtung gesteuerten Stromkreises eintritt, findet
keine fälschliche Weiterschaltung des Schrittschaltmotors statt, denn bei einer
Unterbrechung wird der ganze Schrittschaltmotor spannungslos, und der Anker bleibt
in seiner bisherigen Lage stehen. Bei einer Erschütterung kann &chlimmstenfalls
der nächste Zahn zu früh mit dem Quecksilber in Berührung kommen und der Schrittschaltmotor
um 450 weiterdrehen; dafür erfolgt dann aber keine Weiterschaltung des Schrittschaltmotors,
wenn beim Weiterdrehen der Trommel dieser Zahn planmäßig in das Quecksilber eintaucht.
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Die Gleichrichterplatten g und 10 können, statt wie dargestellt,
auch außerhalb der Trommel isoliert auf der Trommelachse angebracht und mit dem
zugehörigen Zahnrad durch je einen Draht verbunden werden.