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Elektrothermisches Gerät zur Bestimmung der maximalen Stromaufnahme einer elektrischen Anlage.
Die Erfindung betrifft ein auf der Wärmewirkung des elektrischen Stromes beruhendes Gerät, das zur Bestimmung der maximalen Stromaufnahme einer elektrischen Anlage dienen soll und zu diesem Zwecke ein elektrothermisches Getriebe enthält, das einen Schleppzeiger antreibt mittels zweier Thermostaten, von denen der eine,"Hauptthermostat''genannt, durch den zu niessenden Strom geheizt wird, während der andere,"Hilfsthermostat"genannt, nur die Aufgabe hat, den Einfluss zu kompensieren, den die Änderung der Aussentemperatur im Verwendungsraum des Gerätes auf den Hauptthermo- staten ausübt.
Diese beiden Thermostaten wirken auf einen,.. Mitnehmer" genannten, Hebelarm, der bei wach-
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Stelle der Skala'stehen lässt, wenn sein Ausschlag bei sinkender Stromstärke, wieder abnimmt.
Der hauptsächliche Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine besondere Konstruktion des übertragenden Teils des elektrothermischen Getriebes, d. h. der Vorrichtung, durch welche die Bewegungen der beiden Thermostaten auf den Mitnehmer des Schleppzeigers übertragen werden.
Diese Vorrichtung, welche so beschaffen sein muss, dass nur die Differenz der Bewegungen der beiden Thermostaten in dem Ausschlag des Mitnehmers zum Ausdruck kommt, muss auch geeignet sein, einen verhältnismässig grossen Ausschlag, etwa 90-1200 des Mitnehmers bei einer nur wenige Millimeter betragenden Bewegung der Thermostaten hervorzurufen und dabei doch eine präzise Einstellung des Schleppzeigers auf denselben Teilstrich der Skala bei wiederholter Einstellung der gleichen Stromstärke zu gewährleisten.
Nach der Erfindung wird die Vorrichtung, die die Bewegungen der Thermostaten auf den Mitnehmer des Schleppzeigers überträgt, folgendermassen ausgeführt : Eine Achse, die den Mitnehmer und ein kleines, fein gezahntes Zahnrad trägt, wird an dem freien Ende des einen der beiden Thermostaten so gelagert, dass die Achse senkrecht ist zu der Richtung, in der die Achse bei Erwärmung oder Abkühlung des Thermostaten wandert.
Eine Zahnstange, in welche das kleine Zahnrad eingreift, wird verschiebbar so gelagert, dass ihre Längsrichtung und Verschiebungsrichtung wesentlich parallel ist zu derWanderrichtung der Mitnehmerachse, und diese Zahnstange wird so mit dem freien Ende des zweiten Thermostaten verbunden, dass ihre Verschiebung dieselbe Richtung und Grösse hat wie die Wanderung der Mitnehmerachse, wenn beide Thermostaten von derselben Anfangstemperatur aus um gleich viel erwärmt oder abgekühlt werden.
Diese Anordnung bewirkt, dass nur die durch seine elektrische Beheizung hervorgerufene Bewegung des Hauptthermostaten eine Relativbewcgung zwischen der Zahnstange und der Mitnehmerachse, folglich einen Ausschlag des Mitnehmers hervorrufen kann, während die Schwankungen der Aussentemperatur, die auf beide Thermostaten gleich stark wirken, den Ausschlag des Mitnehmers nicht beeinflussen.
Gegenstand der Erfindung ist weitern. tu die nachgiebige Lagerung des elektrothermisehen Getriebes innerhalb des Gehäuses, welche eine Verstellung des Sehleppzeigers durch zufällige oder absichtlich Erschütterung des Gerätes verhindern soll, u'nd die Anordnung eines Schutzschalters für den Heizwider- stand des Hauptthermostaten, der das Gerät vor Beschädigung bei übermässig hoher Stromstärke schützen soll.
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Ihre Beschaffenheit soll an Beispielen mit Hilfe der Zeichnungen erklärt werden, auf welcher ausserdem ein den hauptsächlichen Gegenstand der Erfindung enthaltendes Gerät in einer Ausführung- form beispielsweise dargestellt ist.
Fig. 1 ist ein schematischer Aufriss des Gerätes, von dem die Gehäusekappe, der Schleppzeiger und die Skala zur Freilegung des elektrothermischen Getriebes abgenommen sind : Fig. 2 ist der (aus Fig. 1 fortgelassene) Aufriss des Schleppzeigers mit seinem Gesperre : Fig. 3 ist ein Seitenriss des Schlepp- zeigers, seines Gesperres und der Vorrichtung, durch welche das elektrothermische Getriebe auf den
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thermisehen Getriebes in Verbindung mit einem Schutzschalter ; Fig. 9 ist eine Abänderung des in Fig. 8 gezeichneten Schutzschalters ;
Fig. 10 ist eine Abänderung der in Fig. 8 gèzeichneten V onichtung zur Beeinflussung des Schutzschalters.
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in einer weiter unten angegebenen Weise mit den Klemmen 18 und 19 des Gerätes verbunden.
Der Hilfsthermostat 5 ist ebenso gebaut wie der Hauptthermostat J. Er ist an der Tragplatte 2, ebenso weit vor ihr liegend wie der Hauptthermostat, mittels des Winkels : 2 c, befestigt.
An das freie Ende 5a des Hilfsthermostaten 5 ist die aus Blech gebildete Gabel 10 angenietet, in
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der Temperatur parallel zur Ebene der Tragplatte 2, u. zw. in wesentlich waagrechter Richtung, wandert, ist sie auch senkrecht zu ihrer Wanderriehtung.
Das Zahnrad 11 ist in Eingriff mit der Zahnstange 7. Sie ist, in wesentlich waagrechter Lage, an dem Teil 7a befestigt, der mittels der beiden Lenker 8 und 9 in Lagern 8a und 9 a. aufgehängt ist. die an der Tragplatte 2 befestigt sind. Da die Drehpunkte der Lenker 8, 9 in den Lagern Sa, 9a und an dem
Teil 7a in den Ecken eines Parallelogramms liegen, so bleibt die Zahnstange 7 zu sieh selbst parallel, wenn ihr Träger 7a um die Lager 8a, 9a pendelt. Die Zahnstange verschiebt sieh dabei streng genommen auf einem Kreisbogen ; da aber das Mass der Verschiebung immer klein ist im Vergleich mit der Länge der Lenker 8 und 9, so ist die Verschiebung praktisch geradlinig, mit der Folge, dass der exakte Eingriff des Zahnrades 11 in die Zahnstange 7 nicht gestört wird.
Um diese Bewegung hervorzurufen, ist der
Träger 7a der Zahnstange 7 durch die Blattfeder 6 mit dem freien Ende 3d des Hauptthermostaten ver- bunden.
Die beiden Thermostaten d und 5 haben wesentlich gleiche Abmessungen und sind so angeordnet, dass bei gleicher Erwärmung ihre freien Enden 3d und 5a sich in derselben Richtung, nämlich in Fig. 1 nach rechts, um gleich viel bewegen. Dabei wandert wohl die Achse lla mit dem Mitnehmers 12 nach rechts, aber eine Drehung der Achse in ihren Lagern kommt nicht zustande. Wird dagegen der Hauptthermostat J geheizt, so verschiebt sich die Zahnstange 7, während das Lager 10 der Achse Ha an seinem Orte bleibt. Dadurch wird das Zahnrad 11 im Uhrzeigersinn gedreht, so dass der Mitnehmer 12 einen AusschlagimgleichenSinnausführt.
Der Ausschlag des Mitnehmers wird auf den Schleppzeiger 13 in folgender Weise übertragen : Die Achse 13a, auf der der Schleppzeiger 13 befestigt ist, ist im oberen Ende des Lappens 14 a einer Traverse 14 gelagert, die an der Tragplatte 2 in einem gewissen Abstand von ihr mittels der Schrauben 14 b befestigtist. An dem Lappen 14a ist auch das Steigrad 17 befestigt, in das die am Schleppzeiger 1J gelagerte, mit einer Feder belastete Klinke 16 eingreift. Eine Feder 15, die mit einem Ende bei 1. 5a an einem Stift der Traverse 14, mit dem anderen Ende an dem Sehleppzeiger 13 befestigt ist, sucht den Sehleppzeiger gegen den Uhrzeigersinn, Fig. 2, zu drehen. Diese Drehung wird durch das Steigrad 17 und die Klinke 16 verhindert.
Auf der Rückseite der Traverse 14 ist auf der Achse Mss ein Kurbelarm 18b befestigt, der in den Bereich des Mitnehmers 12 hineinragt. Wenn der Mitnehmer im Uhrzeigersinn ausschlägt, so nimmt er den Kurbelarm 13b und dadurch den Sehleppzeiger-M unter stärkerer Spannung der Feder 15
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dessen Wirksamkeit durch die Feder ? J gewährleistet wird.
Soll der Sehleppzeiger am Ende einer Messperiode, beispielsweise eines Monats, in die Nullage zurückgestellt werden, so wird die Klinke 16 von Hand ausgehoben, wobei der Schleppzeiger durch die Feder 7J bis in seine durch einen nicht gezeichneten
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die Klemmen 18. 19 ist noch die Schleife 21 aus Widerstandsdraht angeschlossen, die sonst einen Nebenschluss zum Heizwiderstand 4 bildet. Der wirksame Widerstandswert des Nebenschlusses kann mittels der verschiebbaren Klemme 21a geregelt werden.
In Fig. 4 ist die in den beiden oberen Ecken ausgeschnittene Tragplatte 2 des elektrothermischen Getriebes an Drähten aufgehängt und durch nachgiebige Stossfänger in ihrer Lage gesichert. Die Aufhängedrähte 22, 23 sind an Winkeln 24, 25 angeschraubt, die an den Bord la an der oberen Seite des Gehäuses angeschweisst sind. Die unteren Enden der Aufhängedrähte stecken in Querbohrungen von Klemmen 26, 27. die in Bohrungen der Tragplatte 2 eingeschoben sind. Die Drähte werden in den Klemmen
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Die Tragplatte 2 enthält noch zwei Bohrungen 30,. M, in die die Stossfänger zur Begrenzung der Bewegungen der Platte eingebaut sind.
Bei der Ausführung nach Fig. 6 besteht jeder Stossfänger aus einer Schraube 32, die in eine hinter dem Boden der Grundplatte j ! liegende Platte-M eingeschraubt, mit einer Hülse 34 aus Filz oder anderem nachgiebigem Stoff umgeben ist und sowohl vor wie hinter der Tragplatte Scheiben")'5, 36 ans Filz od. dgl. trägt.
Zwischen der Tragplatte und den als Polster wirkenden Teilen : 34, 35, 36 ist Spiel gelassen.
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auf einer den Schaft der Schraube 37 umgebenden Metallhülse 3 unter einer Unterlegplatte 39 aufgereiht und in ihren Durchmessern in solcher Weise verschieden sind, dass die vor und hinter der Tragplatte 2 liegenden Scheiben 40. 41 die Ränder der Bohrungen 30,'je in der Tragplatte übergreifen, während innerhalb dieser Bohrungen grössere und kleinere Scheiben miteinander abwechseln. Bei dieser Aus-
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mische Getriebe und die Anzeigevorrichtung übertragen werden.
Ein Schutzschalter, der den Heizwiderstand des Hauptthel1nostaten bei übermässiger Stromstärke entlasten soll, wird in elektrischer Verbindung mit den stromführenden Teilen des Gerätes und in mechanischer Verbindung mit dem elektrothermisehen Getriebe so angeordnet, dass er bei übermässigem Anwachsen der Stromstärke betätigt wird und dann die Schaltung der stromfiihrenden Teile in solcher Weise verändert, dass der Heizwiderstand entlastet wird.
In Fig. 8 ist beispielsweise eine Anordnung dargestellt, bei welcher der Schutzschalter den Heiz- widerstand durch Kurzschliessung entlastet. Durch die Leitungen 42 und 43 ist der aus zwei federnden, Kontakte tragenden Zungen 44a und 44b bestehende Schalter 44 an die Klemmen 18, 19 des Gerätes angeschlossen. Der Schalter ist in solcher Weise an der Tragplatte des Getriebes gelagert, dass sich die Enden der Federn in der Bahn eines Stössers 45 aus Isoliermaterial befinden, der an dem Träger 7a der Zahnstange 7 befestigt ist. Überschreitet die Erwärmung des Hauptthermostaten 3 ein bestimmtes Mass, so bringt der Stösser 45 die Kontakte des Schalters 44 miteinander in Berührung und schliesst dadurch den Heizwiderstand 4 kurz.
Die in Fig. 9 dargestellte Abänderung der Anordnung von Fig. 8 bewirkt, dass der Schalter 44 nach einmaliger Überlastung des Gerätes geschlossen bleibt, bis er durch einen Beamten des liefernden Elektrizitätswerkes wieder geöffnet wird. Der Werkbeamte wird dann den Schleppzeiger am Ende der Skala stehend vorfinden und daraus entnehmen, dass das Gerät für eine grössere Stromstärke (durch Abwärtsschieben der Klemme 21a in Fig. 1) einzustellen oder durch ein anderes für höhere Stromstärke eingerichtetes Gerät zu ersetzen ist.
Die Vorrichtung, die den Schalter 44 geschlossen hält, ist eine an der Tragplatte des Getriebes gelagerte federnde Klinke 46, die im Bereich der Schalterfeder 44 a so angeordnet ist, dass sie bei Ablenkung der Schalterfeder durch den Stösser 45 zuerst ausweicht, dann in die gezeichnete Lage zurückschnellt und dadurch die Feder 4Ja des inzwischen geschlossenen Sehalters an der Rückkehr in die gezeichnete Stellung hindert.
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Getriebe selbst, u. zw. sprungweise, wieder geöffnet wird. Die Feder 44a von Fig. 8 ist durch einen Arm 44 e ersetzt, der bei 47 gelenkig gelagert und leitend mit der Zuleitung 43 verbunden ist.
An dem Arm 44c ist bei 48 das eine Ende einer Feder 49 befestigt, deren zweites Ende bei 50 an der Tragplatte des Getriebes befestigt ist. Die Anordnung ist so ausgeführt, dass die Befestigungspunkte 48 und 50 der Feder 49 und der Drehpunkt 47 des Armes 44c in einer geraden Linie liegen, wenn sieh der Arm 44e aus seiner durch
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angreift.
Die Vorrichtung wirkt folgendermassen : Bei übermässiger Erwärmung des Thermostaten 3 druckt der Stösser 45 den Schaltarm 44c aus der gezeichneten Ruhelage in die Kipplage, bei welcher die Punkte 47, 48, 50 in eine gerade Linie fallen. Bei geringer Uberschreitung dieser Kipplage wird dann der Schaltarm 44c durch die Feder 49 in die Schliesslage geschnellt. Bei der nun folgenden Abkühlung des Hauptthermostaten bewegt sich der Teil 7a und mit ihm der Haken 52 nach links, der Schaltarm 44c kehrt nach Überschreitung der Kipplage mit einem Sprung in die gezeichnete Anfangslage zurück.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gerät zur Bestimmung der maximalen Stromaufnahme einer elektrischen Anlage mittels eines elektrothermischen Getriebes, durch welches die Differenz der Bewegungen eines vom Strom der Anlage geheizten Hauptthermostaten und eines nicht geheizten Hilfsthermostaten in den Ausschlag des Mitnehmers eines Sehleppzeigers umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an dem freien Ende des
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recht zu der Richtung, in der sie durch die Bewegung des Thermostaten wandert, gelagert ist und mit dem freien Ende des anderen Thermostaten (.
3) eine in das genannte Zahnrad eingreifende, parallel zur Wanderrichtung der Mitnehmerachse liegende und verschiebbare Zahnstange (7) verbunden ist, in solcher Weise, dass bei gleicher Erwärmung der beiden Thermostaten die Zahnstange und die Mitnehmerachse sich um gleichviel in der gleichen Richtung bewegen (Fig. 1).