DE114438C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Zählwerksbedienung für Elektricitätsmesser bezw. sogenannte Motorzähler, deren Anordnung derart getroffen ist, dafs infolge eines durch Drehung der Motorachse hervorgerufenen Polaritätswechsels ein das Zählwerk antreibender, mit der Motorachse nicht in Berührung tretender Anker hin- und herbewegt wird.

Die vorliegende Zählwerksbedienung unterscheidet sich wesentlich von allen den bisher bekannten ähnlichen Vorrichtungen, da bei den letzteren der Stromwechsel niemals durch Drehung einer Achse hervorgerufen wurde und nur in der Weise erzielt werden konnte, dafs ein directer Contact zwischen dem Zählmagneten und dem Fortschaltungsanker des Zählwerks herbeigeführt wurde. Es erlitt somit das Zählwerk stets eine Verzögerung in Bezug auf den Motoranker, so dafs keine zuverlässige Messung erzielt werden konnte. Dieser Uebelstand wird nun durch die vorliegende Anordnung vollständig beseitigt.

Auf beiliegenden Zeichnungen sind einige zweckmäfsige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes zur Veranschaulichung gebracht, und zwar zeigt:

Fig. ι eine Ausführungsform der Vorrichtung, welche zur Messung von Gleichstrom geeignet ist,

Fig. 2 eine etwas anders gewählte Construction einer ebenfalls für Gleichstrom bestimmten Zählwerkanordnung; die

Fig. 3 und 4 zeigen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, welche sich zur Messung von Wechselstrom eignen, die

Fig. 5, 6 und 7 sind schematische Darstellungen, welche zur besseren Erläuterung der durch die Fig. 3 und 4 veranschaulichten, für Wechselstrom bestimmten Vorrichtung dienen sollen.

Fig. 8 ist ein vollständiges Schaltungsschema der Construction für Gleichstrom und

Fig. 9 ein vollständiges Schaltungsschema der Construction für Wechselstrom.

Die beiden letzten Figuren zeigen den Anschlufs der verschiedenen zur Verwendung gelangenden Organe an das Netz.

Wie aus Fig. 1, 8 und 9 der Zeichnung ersichtlich, besteht der sogenannte Motorzähler in bekannter Weise aus _v einem auf einer Welle festgekeilten Anker A, welcher von dem Strom angetrieben werden soll. Die Welle B des Motors trägt einen Commutator C zur Herbeiführung eines steten Stromwechsels. Der Commutator C, auf welchem die Bürsten k aufruhen, ist in Serie in den Hauptstromschlufs D eingeschaltet. Der . Feldmagnet E, welcher seine inducirende Wirkung auf den Anker A ausübt, ist ebenfalls in Serie in den Hauptstromschlufs D eingeschaltet. Ferner wird noch zweckmäfsig der Widerstand F in den Hauptschlufs eingeschaltet. Der hin- und herbewegliche, zum Antriebe des Zählwerkes dienende Hebel unterscheidet sich, was seinen fortschaltenden Theil anbelangt, nicht von schon bekannten Constructionen und besteht derselbe aus einem zweiarmigen Hebel, welcher an seinem einen Ende mit einem Gesperre in Verbindung steht, das zum Antrieb des Zählwerks bestimmt ist. In üblicher Weise schwingt der Fortschaltungshebel an seinem

anderen Ende zwischen zwei in ihrem Abstand regelbaren Anschlagstiften.

Bei sämmtlichen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ist die den Anker tragende Motorwelle der Vorrichtung mit einem sie umgebenden Elektromagneten versehen, der in Bezug auf die Ankerwickelung bezw. die Ankerspulen im Nebenschlufs, d. h. parallel geschaltet ist. Dieser Elektromagnet oder Zählmagnet ist auf der Motorwelle festgekeilt, so dafs er letztere in ihrer Drehbewegung begleitet. Ebenfalls um die Motorwelle ist das innere Ende des Zählwerkhebels angeordnet, und zwar besitzt dieses Ende die Form eines Ringes, welcher entweder an der Seite des Zählmagneten angeordnet ist oder den letzteren umfafst.

Wenn es sich nun darum handelt, Gleichstrom zu messen, so ist das Ende des Fortschaltungshebels des Zählwerkes als einfacher Ring b ausgebildet und besteht sowohl der Fortschaltungshebel wie. auch sein ringförmiges Ende aus magnetisirtem Stahl, was auf der Fig. ι und 2 durch Anbringen der Bezeichnungen JV und 5 (Nord- und Südpol) angedeutet ist. Die Zählmagnetwickelung ist mit a bezeichnet, und es sind deren Enden, wie aus Fig. 8 ersichtlich, an einander gegenüberliegenden bezw. entgegengesetzten Collectorlamellen befestigt, so dafs die Wickelung α im Nebenschlufs zum ganzen Anker A geschaltet ist.

Wünscht man dagegen den Apparat für Wechselstrom geeignet zu machen, so mufs die Motorwelle mit zwei getrennten, entgegengesetzt laufenden Wickelungen c d versehen sein, deren Enden, wie aus Fig. g ersichtlich, wiederum an einander gegenüberliegenden bezw. entgegengesetzten Collectorlamellen befestigt sind. Die Anschlufspunkte sind dabei um 90⁰ oder ein Viertel des Umfanges gegen einander versetzt, während natürlich, wie oben gesagt, je zwei zusammengehörige Anschlufspunkte auf demselben Durchmesser zu entgegengesetzten Seiten liegen. Auf diese Weise sind die beiden Wickelungen c und d bei der Anordnung Fig. 8 im Nebenschlufs zum ganzen Anker A geschaltet. Zwischen den Wickelungen ist zweckmäfsig eine Eisenplatte (Fig. 3 und 4) eingelegt. Auch ist es erforderlich, dafs -hier das den Zählmagneten umfassende Ende des Fortschaltungshebels des Zählwerkes mit einer Wickelung versehen ist. Die Enden der Wickelungen der Zählspule sind durch biegsame Leitungen G mit der Hauptleitung D verbunden. Die beiden entgegengesetzt laufenden Wickelungen der Motorwelle sind mit c und d, die dazwischen befindliche Eisenplatte mit e und die Eisenkerne mit c¹ und d¹ bezeichnet.

Die Wickelung am Polende des Zählwerkhebels kann nun entweder wie bei der Ausführungsform Fig. 3 aus einem einfachen, einen aus weichem Eisen bestehenden Ring f umgebenden, vom Strom durchflossenen Solenoid gebildet sein, oder es kann das Polende, wie aus der Fig. 4 ersichtlich, aus zwei einzelnen, aus weichem Eisen ausgebildeten Ringen h und h¹ bestehen, deren seitliches Verbindungsstück h² eine in Serie in Bezug auf die Hauptstromleitung geschaltete Wickelung i trägt. Die Enden der auf der Motorwelle angeordneten, den Motoranker bildenden Wickelungen stehen in bekannter Weise, wie in Fig. 9 dargestellt, mit dem Commutator C in Verbindung, welcher auf der Motorwelle B angeordnet ist, und auf welchem die Bürsten k, welche zur Zuführung des Stromes dienen, schleifen.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende:

Dreht sich bei dem für Gleichstrom bestimmten Apparate der Anker des Motors unter Einwirkung des Stromes, so entsteht während dieser Umdrehung unter Einwirkung des Commutators ein steter Strom wechsel, so dafs in der auf der Motorwelle angeordneten Wickelung ein fortdauernder Polaritätswechsel erfolgt. Dadurch wird das entweder seitlich oder um die Nebenschlufswickelung des Ankers herum angeordnete Polende des Zählwerkhebels hin- und herbewegt und so das Zählwerk angetrieben, ohne dafs der Motoranker eine Verzögerung erleidet, da keine directe Berührung zwischen Zählmagneten und Zählhebel stattfindet.

Bei einem zur Messung von Wechselstrom bestimmten Apparat ist der Vorgang etwas complicirter, trotzdem das Princip ganz genau dasselbe bleibt. Die Fig. 5, 6, 7 und 9 sind vorgesehen ·· worden, um die Wirkungsweise sowohl der Anordnung der Fig. 3, wie auch der Anordnung der Fig. 4 klar zu legen. Zu bemerken ist dabei, dafs die Fig. 5, 6 und 7 ganz schematischer Natur sind, so dafs beispielsweise die Schaltung der Spulen c und d der Einfachheit halber ohne Rücksicht auf die damit verbundenen Ankerspulen dargestellt worden sind, während die Fig. 9 die thatsächliche Schaltung dieser Spulen in Bezug auf den Anker wiedergiebt.

Die beiden durch zweckmäfsige Leitungen mit den Ankerspulen in Verbindung gebrachten, im Nebenschlufs in Bezug auf die Bürsten k geschalteten, mit entgegengesetzt laufenden Gängen versehenen Wickelungen c und d sind auf die Kerne c¹ und d^l aufgebracht. Die Kerne c¹ und d ^l erhalten unter Einwirkung des durch die Wickelungen c und d hindurchfliefsenden. Stromes Pole an ihren Enden, und zwar bilden sich stets gleichnamige Pole an den beiden gegenüberstehenden Enden der Kerne c¹ und d¹, weil — wie oben erwähnt — die Wicke-

hingen c und d entgegengesetzt gerichtet sind. Diese Thatsache ist auf den Zeichnungen zum Ausdruck gebracht worden, indem der gebildete Nordpol mit JV, der entstehende Südpol mit S bezeichnet worden ist. Beispielsweise in der Fig. 5 besitzen die Kerne c^l und d¹ Südpole an ihren äufseren und Nordpole an ihren inneren Enden. Demgemäfs entsteht ebenfalls ein Südpol und ein Norpol in dem von der Wickelung g umgebenen Ankerring /, wie dies durch die Fig. 5 veranschaulicht wird. Wie ersichtlich, befindet sich der Nordpol JV des Kernes d¹ in unmittelbarer Nähe des Nordpoles JV des Ankerringes f und der Nordpol JV des Kernes c¹ in einiger Entfernung vom Südpol S des Änkerringes f. Es findet somit zwischen den beiden gegenüberliegenden Nordpolen der zwei eben erwähnten Organe eine Abstofsung, zwischen den in einiger Entfernung liegenden Nord- und Südpolen hingegen eine Anziehung statt. Der Ankerring f sammt darauf befindlicher Wickelung werden deshalb seitlich oder, wenn man das Schema der Fig. 5 betrachtet, in der Pfeilrichtung nach unten bewegt. Da nun aber — wie oben erwähnt — der Apparat mit Wechselstrom arbeitet und sowohl die Wickelungen c und d, wie auch . die Wickelung g von dem Hauptstrom durchflossen werden, findet bei jedem Stromwechsel eine Umkehrung des Stromes statt. Demzufolge werden — wie aus der Fig. 6 ersichtlich — plötzlich sämmtliche Pole von c^l d¹ und f in die entgegengesetzten umgewandelt. Da nun aber alle Pole gleichzeitig umgekehrt werden (Fig. 6), übt dieser Wechsel keinen Einfiufs auf die Bewegung des Änkerringes g aus, da jetzt — wie in dem schon früher geschilderten Falle — zwei gleichnamige Pole 5 S vorhanden sind, welche sich abstofsen und zwei ungleichnamige Pole 5 JV, welche sich anziehen. Der Ankerring f bewegt sich deshalb ungestört in der Pfeilrichtung weiter. Anders verhält es sich aber, wenn bei weiterer Drehung der Motorwelle der Commutator k, welcher — wie schon bemerkt wurde — nur in den einen Stromkreis eingeschaltet ist, in welchem sich die entgegengesetzt laufenden Spulen c¹ und d^l befinden, bei dem nächsten Polwechsel zur Einwirkung gelangt. Es werden hierbei — wie aus der Fig. 7 ersichtlich — nur die Pole des Ankerringes f umgekehrt, weil die Wickelung g nicht unter dem Einflüsse des Commutators k steht. Die Pole der Kerne c^l und d^l hingegen ändern infolge der Einwirkung des Commutators ihre Zeichen nicht, wogegen sie dieselben geändert hätten, wenn der Commutator nicht vorhanden wäre. Die Folge davon ist, dafs — wie aus der Fig. 7 ersichtlich — jetzt zwei obere Pole 5 vorhanden sind, welche sich abstofsen, und unten ein Südpol und ein Nordpol S und JV entstehen, die sich anziehen.

Demgemäfs wird jetzt der Ankerring f nicht mehr nach unten, sondern nach oben in der Pfeilrichtung der Fig. 7 bewegt. Beim bald darauf stattfindenden Stromwechsel findet wiederum in analoger Weise, wie früher angegeben, eine Umkehrung sämmtlicher Pole statt, so dafs der Ankerring f ungestört weiter nach oben bewegt wird. Sobald der Ankerring seine oberste Stellung erreicht hat, wiederholt sich der durch Fig. 5 veranschaulichte Vorgang und so fort.

Auf diese Weise wird eine Hin- und Herbewegung des Fortschaltungshebels des Zählwerkes zu Stande gebracht, welche Bewegung sich vermittelst des in Fig. 1 gezeigten Systems der Klinken und des angedeuteten Gesperres in eine, solche umwandelt, die ständig nach derselben Richtung hin stattfindet.

Der einzige Unterschied zwischen der Ausführungsform der Fig. 3 und derjenigen der Fig. 4 ist, dafs in dem letzteren Falle die Zählspule seitlich angeordnet ist. Es sind hier zwei Ankerringe h und h¹ vorgesehen, welche durch ein Querstück h² mit einander verbunden sind. Auf dem letzteren sitzt die mit den Hauptleitungen durch biegsame Leitungen in Verbindung gebrachte Spule i.

Die Pole bezw. der Polwechsel entstehen bei der Ausführungsform Fig. 4 genau wie bei der schon beschriebenen, und die Wirkungsweise ist ebenfalls genau dieselbe.

Wie ersichtlich, findet bei sämmtlichen Constructionen der Stromwechsel im Zählmagneten infolge Drehung der Motorachse statt, ohne dafs je eine Berührung des Zählhebels mit der Motorachse erfolgt.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Elektromagnetische Zählwerksbedienung für Elektricitätsmesser mit auf der Motorwelle angeordnetem Anker, dadurch gekennzeichnet, dafs die Motorwelle eine oder mehrere fest auf derselben aufsitzende, im Nebenschlufs in Bezug auf den Anker geschaltete Magnetwickelungen trägt, welch letztere von dem als Ankerring ausgebildeten Ende des Fortschaltungshebels des Zählwerks umgeben sind, derart, dafs infolge des durch Drehung der Motorwelle hervor-■ gerufenen Polaritätswechsels der von der Motorwelle getragenen Magnetwickelung der Zählwerksanker hin- und herbewegt wird, ohne dafs es zur Herbeiführung des Stromwechsels im Zählmagneten erforderlich ist, besondere Schleif bürsten zu verwenden, da die Zählspule mit der Motorwelle fest verbunden ist.
2. 2. Eine für Gleichstrom bestimmte Ausführungsform der unter 1. beanspruchten Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dafs das

   Ende des den Zählmagneten umgebenden Zählwerkhebels als einfacher, aus magnetisirtem Stahl bestehender Ring ausgebildet ist. Eine für Wechselstrom bestimmte Ausführungsform der unter ι. beanspruchten Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dafs auf der Motorwelle zwei hinter einander geschaltete, in entgegengesetzten Richtungen laufende, im Nebenschlufs in Bezug auf die Ankerwindungen angeordnete Wickelungen (c^l und d^l) angeordnet sind, welche mit einem Commutator (C) in Verbindung stehen, und auf dem Ankerring■ (f) eine in Serie in Bezug auf den Hauptstromschlufs geschaltete Wickelung (g) vorgesehen ist.

   Eine Ausführungsform der unter 3. geschützten Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dafs an Stelle des Ankerringes ff) zwei Ankerringe (h und h^l) vorgesehen sind, auf deren seitliches Verbindungsstück (h²) die in Serie in Bezug auf den Hauptstromschlufs geschaltete Wickelung (i) angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.