DE114439C - - Google Patents
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- DE114439C DE114439C DENDAT114439D DE114439DA DE114439C DE 114439 C DE114439 C DE 114439C DE NDAT114439 D DENDAT114439 D DE NDAT114439D DE 114439D A DE114439D A DE 114439DA DE 114439 C DE114439 C DE 114439C
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R11/00—Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
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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 Erfindüngsgegenstandes
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 zurMessung
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 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
ümfafst.
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
N und S (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. 9 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 dl
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 /21 bestehen, deren seitliches Verbindungsstück /i2 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 Stromwechsel, so dafs in der auf der Motorwelle angeordneten Wickelung
ein fortdauernder Polaritätsvvechsel 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 η
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 d1 aufgebracht. Die Kerne c1 und dl
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 cl und d\ weil — wie oben erwähnt — die Wicke-
lungen c und d entgegengesetzt gerichtet sind.
Diese Thatsache ist auf den Zeichnungen zum Ausdruck gebracht worden, indem der gebildete
Nordpol mit N, der entstehende Südpol mit 5 bezeichnet worden ist. Beispielsweise in der
Fig. 5 besitzen die Kerne cl 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 f: wie
dies durch die Fig. 5 veranschaulicht wird. Wie ersichtlich, befindet sich der Nordpol N
des Kernes dl in unmittelbarer Nähe des Nordpoles
N des Ankerringes f und der Nordpol N des Kernes c1 in einiger Entfernung vom Südpol 5 des Ankerringes 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 Strorawechse'l eine Umkehrung des Stromes statt. Demzufolge
werden — wie aus der Fig. 6 ersichtlich — plötzlich sämmtliche Pole von cl d1
und f in die entgegengesetzten umgewandelt. Da nun aber alle Pole gleichzeitig umgekehrt
werden (Fig. 6), übt dieser Wechsel keinen Einflufs auf die Bewegung des Ankerringes 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 N, 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 dL 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 c1 und dl 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 S vorhanden sind, welche sich abstofsen, und unten ein Südpol und ein
Nordpol S und N 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_/ 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 ft2 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 (4)
- 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 hervorgerufenen 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 Schleifbürsten zu verwenden, da die Zählspule mit der Motorwelle fest verbunden ist.
- 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 (c1 und d1) angeordnet sind, welche mit einem Commutator (C) in Verbindung stehen, und auf dem Ankerring (J) eine in Serie in Bezug auf den Hauptstromschlufs geschaltete Wickelung (g) vorgesehen ist.
- 4. Eine Ausführungsform der unter 3. geschützten Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dafs an Stelle des Ankerringes , (f) zwei Ankerringe (h und hl) vorgesehen sind, auf deren seitliches Verbindungsstück (h%) die in Serie in Bezug auf den Hauptstromschlufs geschaltete Wickelung (i) angeordnet ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
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