DE1254760B

DE1254760B - Backstop for runners of electricity counters

Info

Publication number: DE1254760B
Application number: DE1961L0039308
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Helmut Moczala
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-06-21
Filing date: 1961-06-21
Publication date: 1967-11-23

Description

Rücklaufsperre für Läufer von Elektrizitätszählern Zusatz zum Patent: 1234 849 und Zusatz zur Zusatzanmeldung: L 39068 IX d/21 e -Auslegeschrift 1 249 992 Bei dem Gegenstand der Zusatzpatentanmeldung L 39068 IX d/ 21 e handelt es sich um eine Rücklaufsperre für Läufer von Elektrizitätszählern mit einem an dem Läufer angebrachten Sperrad, das von einer um eine ortsfeste Achse schwenkbaren Klinke blockierbar ist, die mit Hilfe einer magnetischen Mitnehmereinrichtung unter Ausnutzung des Hystereseeffektes in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Läufers verschwenkt wird. Die magnetische Mitnehmereinrichtung besteht aus einer am Läufer befestigten, aus magnetisch nichtleitfähigem Material gefertigten, an ihrem Rand mit ferromagnetischen, Hystereseeigenschaften aufweisenden Material besetzten Mitnehmerscheibe und einer zusammen mit der Klinke auf deren Achse befestigten U-förmigen Magnetanordnung, die aus einem permanentmagnetischen Mittelteil und zwei parallel gegeneinander versetzten Schenkeln aus Weicheisen zusammengesetzt und in bezug auf die Mitnehmerscheibe so angeordnet ist, daß die Schenkel den Rand der Mitnehmerscheibe von außen umgreifen.Backstop for electricity meter rotors Addition to the patent: 1234 849 and addition to the additional registration: L 39068 IX d / 21 e -Auslegeschrift 1 249 992 The subject of the additional patent application L 39068 IX d / 21 e is a backstop for runners of electricity meters with one on the runner attached ratchet, which is pivoted by a pawl that can be pivoted about a fixed axis can be blocked, which is exploited with the help of a magnetic driver device of the hysteresis effect is pivoted depending on the direction of rotation of the rotor will. The magnetic driving device consists of a made of magnetically non-conductive material, with ferromagnetic, Material occupied by hysteresis properties and a drive plate U-shaped magnet arrangement attached to the pawl on its axis, which consist of a permanent magnetic middle part and two parallel offset against each other Legs composed of soft iron and so with respect to the drive plate is arranged that the legs engage around the edge of the drive plate from the outside.

F i g. 1 der Zeichnung zeigt das Wesentliche dieser magnetischen Anordnung. Sie besteht aus einem in axialer Richtung magnetisierten Scheibenmagneten 4, der an der Schwenkachse 7 der nicht dargestellten Klinke angebracht ist. Der Magnet besitzt an beiden Polen Weicheisenschenkel 10, die senkrecht zur Schwenkachse 7 gerichtet sind und gegeneinander versetzt den Rand einer Mitnehmerscheibe 3 von oben und unten her übergreifen. Die Scheibe 3 ist an einem Zählerläufer 1, dessen Rücklauf mit der Anordnung gesperrt werden soll, angebracht und besteht aus unmagnetischem Material. Sie besitzt nur am Rand eine Zone, die ferromagnetisch ist und Hystereseeigenschaften aufweist. Diese Randzone wird durch einen in einer Randnut der Scheibe eingelegten ferromagnetischen Draht gebildet. F i g. 1 of the drawing shows the gist of this magnetic Arrangement. It consists of a disc magnet magnetized in the axial direction 4, which is attached to the pivot axis 7 of the pawl, not shown. the Magnet has soft iron legs 10 at both poles, which are perpendicular to the pivot axis 7 are directed and offset from one another the edge of a drive plate 3 of overlap above and below. The disc 3 is on a counter rotor 1, whose Return with the arrangement to be blocked, attached and consists of non-magnetic Material. It only has a zone at the edge that is ferromagnetic and has hysteresis properties having. This edge zone is inserted into an edge groove of the disk ferromagnetic wire formed.

Auf die Weicheisenschenkel des Magnetsystems wirkt einerseits die Hysteresekraft PmaX ein, wenn die Scheibe 3 in Pfeilrichtung gedreht wird, andererseits versucht die Anziehungskraft des Magnetsystems dieses so einzustellen, daß die Weicheisenschenkel 1Q auf die Achse 1 hinzeigen. In F i g. 2 sind die in der Anordnung auftretenden Kräfte in Abhängigkeit von dem Auslenkwinkel ç der Klinke dargestellt. Die Darstellung zeigt, daß die zur Auslenkung des Magneten erforderliche Kraft (Auslenkkraft) proportional dem Auslenkwinkel ist (vgl. Pendel). Zur Verschwenkung des Magnetsystems steht aber nur die Hysteresekraft P=aX zur Verfügung, so daß der Auslenkwinkel der Magnetanordnung durch die beiden parallel zur Abszisse verlaufenden Geraden bestimmt ist. Der Auslenkwinkel ist verhältnismäßig klein. On the one hand, the On the other hand, the hysteresis force PmaX when the disk 3 is rotated in the direction of the arrow tries to adjust the attraction of the magnet system so that the soft iron legs 1Q point to axis 1. In Fig. 2 are those occurring in the arrangement Forces shown as a function of the deflection angle ç of the pawl. The representation shows that the force (deflection force) required to deflect the magnet is proportional is the deflection angle (see pendulum). To pivot the magnet system, however, is available only the hysteresis force P = aX is available, so that the deflection angle of the magnet arrangement determined by the two straight lines running parallel to the abscissa is. The deflection angle is relatively small.

Diese geringe Auslenkung ist insofern nachteilig, als die Sperrklinke, die ja mit dem Magneten verschwenkt wird, genau eingestellt werden muß, um auch innerhalb des zur Verfügung stehenden Schwenkwinkels 2 man ein- bzw. auszuschwenken. eine Vergrößerung des Schwenkwinkels ist nicht ohne weiteres möglich. Durch Schwächung des Magneten kann zwar die Neigung der Kennlinie vermindert werden, jedoch wird auch im gleichen Maße die Hysteresekraft Pmzr herabgesetzt.This small deflection is disadvantageous in that the pawl, which is swiveled with the magnet, must be set precisely in order to also swivel in or out within the available swivel angle 2. an increase in the swivel angle is not easily possible. By weakening of the magnet, the slope of the characteristic curve can be reduced, but will the hysteresis force Pmzr is also reduced to the same extent.

Die Erfindung bezweckt, die Anordnung nach der Zusatzpatentanmeldung L 39068 IXd/21 e so weit zu verbessern, daß die erwähnten Nachteile vermieden werden. Erfindungsgemäß reichen die Enden der beiden den Rand der Mitnehmerscheibe umgreifenden Weicheisenschenkel der U-förmigen Magnetanordnung über die mit ferromagnetischen, Hystereseeigenschaften aufweisenden Material . besetzte Randzone der Mitnehmerscheibe hinaus und sind diese im Bereich außerhalb der Randzone mit einen Luftspalt für die Mitnehmerscheibe frei lassenden Polschuhen versehen. Die Polschuhe können dadurch gebildet sein, daß die Enden der beiden Weicheisenschenkel der Magnetanordnung zur Mitnehmerscheibe hin abgewinkelt werden. The purpose of the invention is the arrangement according to the additional patent application L 39068 IXd / 21 e so far that the disadvantages mentioned are avoided. According to the invention, the ends of the two encompassing the edge of the drive plate extend Soft iron legs of the U-shaped magnet arrangement over the ferromagnetic, Material exhibiting hysteresis properties. occupied edge zone of the drive plate and are these in the area outside the edge zone with an air gap for the drive plate is provided with pole pieces that leave free. The pole shoes can thereby be formed that the ends of the two soft iron legs of the magnet assembly for Drive plate to be angled.

An Stelle eines mit Weicheisenschenkeln versehenen Scheibenmagneten kann auch ein U-förmiger Magnet gemäß der Anordnung nach dem Hauptpatent 1 234 849 verwendet werden, der sich mit seinen Polen zwischen der ferromagnetischen Randzone und einer zweiten ferromagnetischen Ringzone der Scheibe befindet. Die Ringzone der Scheibe kann auch durch einen ortsfest angebrachten, auf der Verbindungslinie zwischen Scheibenmittelpunkt und Klinkenachse befindlichen Eisenteil ersetzt werden. Instead of a disc magnet with soft iron legs can also be a U-shaped magnet according to the arrangement according to the main patent 1 234 849 be used, which is with its poles between the ferromagnetic edge zone and a second ferromagnetic ring zone of the disk is located. The ring zone of the Disc can also be fixed by a fixed, on the connecting line between The iron part located at the center of the pulley and the pawl axis must be replaced.

An Hand der F i g. 3 bis 8 der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert. Die Fig.3 und 4 sind Hilfsskizzen, während die F i g. 5 7 und 8 die erfindungsgemäßen Anordnungen wiedergeben. In F i g. 6 sind die Kräfteverhältnisse der Anordnungen nach F i g. 5, 7 und 8 dargestellt. On the basis of FIG. 3 to 8 of the drawing, the invention is closer explained. The Fig.3 and 4 are auxiliary sketches, while the F i g. 5 7 and 8 the invention Reproduce arrangements. In Fig. 6 are the balance of power of the arrangements according to FIG. 5, 7 and 8 shown.

Bei dem Gegenstand der Fig. 3 handelt es sich um eine magnetische Anordnung, die in der dargestellten Ausführung für die Praxis keine Bedeutung besitzt, aus der aber die erfindungsgemäße Lösung entwickelt ist. Hierbei sitzt wieder an einer Achse 1 eine aus unmagnetischem Material bestehende Scheibe 3, die an ihrem Rand ferromagnetisch ist. The object of FIG. 3 is a magnetic one Arrangement that has no practical relevance in the version shown, But from which the solution according to the invention is developed. Here sits again an axis 1 consisting of a non-magnetic material disc 3, which is attached to her Edge is ferromagnetic.

Mit der Scheibe wirkt ein U-förmiger Magnet 4 zusammen, der an einem Träger 5 sitzt und mit diesem um eine Achse 7 schwenkbar ist. Diese Anordnung hat an den Stellen zwei stabile Ruhepunkte, an denen sich einer der Pole des U-Magneten in unmittelbarer Nähe der ferromagnetischen Randzone der Scheibe befindet. Die AuslenkkraftP der Magnetanordnung ist in F i g. 4 über dem Auslenkwinkel ç aufgetragen.With the disc, a U-shaped magnet 4 cooperates, which is on a Carrier 5 is seated and can be pivoted about an axis 7 with it. This arrangement has two stable points of rest at the points where one of the poles of the U-magnet is is in the immediate vicinity of the ferromagnetic edge zone of the disc. The deflection force P. the magnet arrangement is shown in FIG. 4 plotted against the deflection angle ç.

Die Kurve für P schneidet die Abszisse in den Punkten a, b und c, wobei die Punkte a und h die stabilen Gleichgewichtslagen darstellen, während der Punkt c die Mittellage des Magneten wiedergibt, in dem sich dieser in einem labilen Gleichgewicht befindet. Es ist in der Darstellung auch die maximale Hysteresekraft Pmax eingezeichnet, die wesentlich kleiner als die Auslenkkraft in Gebieten zwischen den Punkten a, c bzw. c, b ist. Auch bei dieser Anordnung ist also nur ein kleiner Auslenkwinkel des Magneten 4 um die Ruhepunkte a bzw. b möglich. Diese Anordnung stellt also keine Verbesserungen der Anordnung nach Fig. idar Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, die Anordnung nach F i g. 1 mit der nach F i g. 3 zu kombinieren, da eine Überlagerung der Kurven von Fig. 2 und 4 eine Kurve gemäß Fig. 6 erwarten läßt, bei der also der mittlere Teil sich innerhalb der durch Pmar bestimmten Grenzlinien befindet. Bei gleicher Hysteresekraft wie bei der Anordnung nach F i g. 1 ist also hier eine wesentlich größere Auslenkung des Magnetsystems möglich. Durch Dberlagerung der Kurve von Fig. 2 mit der von F i g. 4 wird praktisch der Wellenzug in F i g. 4 zwischen den Punkten a und b geglättet, so daß ein wesentlich größerer Auslenkwinkel Qrnax als bei Fig.2 erreicht wird.The curve for P intersects the abscissa at points a, b and c, where the points a and h represent the stable equilibrium positions, during the Point c represents the central position of the magnet in which it is in an unstable Equilibrium is located. It is also the maximum hysteresis force in the illustration Pmax is drawn, which is much smaller than the deflection force in areas between points a, c and c, b respectively. With this arrangement too, there is only a small one Deflection angle of the magnet 4 around the rest points a and b is possible. This arrangement thus does not represent any improvements to the arrangement according to FIG now the idea is based on the arrangement according to FIG. 1 with the according to FIG. 3 to combine since a superposition of the curves of FIGS. 2 and 4 expect a curve according to FIG. 6 in which the middle part lies within the boundary lines determined by Pmar is located. With the same hysteresis force as in the arrangement according to FIG. So 1 is a much larger deflection of the magnet system is possible here. By overlay the curve of FIG. 2 with that of FIG. 4 is practically the wave train in FIG. 4 smoothed between points a and b, so that a much larger angle of deflection Qrnax than in Fig.2 is achieved.

In Fig. 5 ist die Anordnung dargestellt, die die Merkmale der Anordnungen nach F i g. 1 und 3 kombiniert. Das Magnetsystem ähnelt dem von Fig. 1, d. h., es ist auch hier ein scheibenförmiger Magnet 4 an einer Achse 7, an der auch eine nicht dargestellte Klinke sitzt, befestigt. Der Magnet 4 besitzt an seinen Polen Weicheisenschenkel 10, die die mit dem ferromagnetischen, Hystereseeigenschaften aufweisenden Rand versehene Scheibe 3, die an der Achse 1 sitzt, von oben und unten her umgreifen. Die Weicheisenschenkel sind jedoch so lang, daß sie über den ferromagnetischen Rand hinaus weiter die Scheibe überdecken und an ihren Enden zur Scheibe hin hörnerartige Abwinkelungen 10a besitzen. Durch diese Ausbildung der Weicheisenschenkel wird er- reicht, daß der Magnetfluß einmal unmittelbar an den Polschuhenden austritt und auf den ferromagne tischen Rand übergeht und zum anderen Mal unmittelbar an der Stelle, an der die Weicheisenschenkel den ferromagnetischen Rand überragen, zu dem ferromagnetischen Teil der Scheibe übertritt. Auf diese Weise wird die Auslenkkraft über den mittleren Teil des Schwenkweges der Polschuhe nahezu konstant gehalten. In Fig. 5 the arrangement is shown, which the features of the arrangements according to FIG. 1 and 3 combined. The magnet system is similar to that of FIG. h., it is also here a disk-shaped magnet 4 on an axis 7, on which one is not The latch shown is seated, fastened. The magnet 4 has soft iron legs at its poles 10, the edge with the ferromagnetic, hysteresis properties provided disc 3, which sits on the axis 1, grip around from above and below. However, the soft iron legs are so long that they over the ferromagnetic edge further cover the disc and horn-like at their ends towards the disc Have bends 10a. This formation of the soft iron legs suffices, that the magnetic flux exits once directly at the pole piece ends and on the ferromagnetic edge passes over and on the other hand directly at the point at which the soft iron legs protrude beyond the ferromagnetic edge, to the ferromagnetic one Part of the disc crosses. In this way the deflection force is over the middle Part of the pivoting path of the pole pieces kept almost constant.

Die Wirkungsweise sei an Hand der Fig. 7, die einen Teil der Anordnung nach F i g. 5 in Seitenansicht zeigt, näher erläutert. Es ist dabei die um die nur angedeutete Achse 1 drehbare Scheibe 3 zu erkennen, die an ihrem Rand eine ferromagnetische Zone 11 aufweist. Der um die Achse 7 drehbare Klinkenmagnet 4 steht mit seinem einen Pol mit einem Weicheisenschenkel 10 in Verbindung, der über den ferromagnetischen Rand 11 der Scheibe 3 hinausragt und an seinem Ende in ein zur Scheibe hin gebogenes Ende 10 a ausläuft. Da bekanntlich ein Weicheisenschenkel nicht selbst Magnet ist, sondern nur zur Leitung des Magnetflusses dient, besitzt die ser auch keine ausgeprägten Pole. Der Magnetfluß nimmt den Weg des geringsten Widerstandes und tritt deshalb nicht nur am Ende des Weicheisenschenkels aus, sondern auch an anderen Stellen, wenn Eisenmassen in der Nähe sind. In dem vorliegenden Fall hat das Weicheisenschenkelende 10a von dem ferromagnetischen Rand 11 der Scheibe etwa den gleichen Abstand wie die Stelle 12 des Schenkels. The mode of operation is based on FIG. 7, which is part of the arrangement according to FIG. 5 shows in side view, explained in more detail. It's all about them indicated axis 1 to recognize rotatable disc 3, which has a ferromagnetic at its edge Zone 11 has. The pawl magnet 4 rotatable about the axis 7 stands with its one Pole with a soft iron leg 10 in connection, which is via the ferromagnetic Edge 11 of the disc 3 protrudes and at its end in a curved towards the disc Expires at the end of 10 a. Since it is well known that a soft iron limb is not itself a magnet, but only serves to conduct the magnetic flux, this water has no pronounced either Pole. The magnetic flux takes the path of least resistance and therefore occurs not only at the end of the soft iron leg, but also in other places, when there are iron masses nearby. In the present case it has a soft iron leg end 10a from the ferromagnetic edge 11 of the disk about the same distance as the point 12 of the leg.

Alle anderen Stellen des Schenkels sind von dem ferromagnetischen Rand 11 weiter entfernt. Der Magnetfluß tritt also in zwei Teilfiüssen an den erwähnten bevorzugten Stellen zu dem ferromagnetischen Scheibenrand 11 über. Es ist daher einleuchtend, daß sich die Wirkungen der beiden Flüsse überlagern. Läßt man zunächst einmal den Fluß 02 außer acht und betrachtet nur den Fluß çln so hat man die Verhältnisse, die der Anordnung nach Fig. 1 entsprechen. Der Fluß 01 garantiert also eine stabile Mittelstellung der Klinke, denn eine Verschwenkung nach der einen oder der anderen Seite wäre nur gegen die wirksame Magnetkraft möglich. Wenn nur der Fluß 02 allein vorläge, so wären die Verhältnisse ähnlich wie bei F i g. 3. Es gibt an den Winkelstellungen, bei denen die Magnetpole der Randzone am nächsten kommen, Ruhepunkte für die Klinke. Das Zusammenwirken der beiden Flüsse l und 2 garantiert etwa den Kurvenverlauf nach F i g. 6.All other parts of the leg are from the ferromagnetic one Edge 11 further away. The magnetic flux occurs in two sub-rivers at the mentioned ones preferred locations to the ferromagnetic disk edge 11 over. It is therefore it is evident that the effects of the two rivers overlap. One lets at first once ignoring the river 02 and only looking at the river çln, one has the conditions which correspond to the arrangement of FIG. The river 01 thus guarantees a stable one Middle position of the latch, because a pivoting to one or the other Side would only be possible against the effective magnetic force. If only the river 02 alone If there were, the situation would be similar to that in FIG. 3. There are at the angular positions where the magnetic poles come closest to the edge zone, resting points for the latch. The interaction of the two rivers 1 and 2 guarantees approximately the course of the curve after F i g. 6th

Derselbe Effekt kann auch durch eine Anordnung erreicht werden, wie sie in F i g. 8 dargestellt ist Diese Anordnung entspricht im wesentlichen der nach Fig. 3, so daß einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Für die Klinke 5 wird ein verhältnismäßig großer Schwenkwinkel erhalten, da noch eine mittlere Raststellung durch einen zweiten ferromagnetischen, auf der Scheibe angebrachten Ring 13 geschaffen wird. An Stelle des ferromagnetischen Ringes 13 könnte auch ein ortsfester Eisenteil verwendet werden, der in Höhe des Ringes 13 auf der Verbindungslinie zwischen den Achsen 1 und 7 vorgesehen sein müßte. The same effect can also be achieved by an arrangement such as they in Fig. 8 is shown This arrangement corresponds essentially to that according to 3, so that parts corresponding to one another are provided with the same reference numerals are. For the pawl 5, a relatively large pivot angle is obtained because a middle locking position by a second ferromagnetic one on the disc attached ring 13 is created. Instead of the ferromagnetic ring 13 a stationary iron part could also be used, which is at the level of the ring 13 should be provided on the connecting line between axes 1 and 7.

Claims

Claims: 1. Backstop for runners of electricity meters with a ratchet wheel attached to the runner, which is driven by a fixed axis pivotable pawl can be blocked, whose of the direction of rotation of the runner-dependent pivoting with the help of a hysteresis effect Driving device takes place, which consists of a magnet attached to the rotor made of non-conductive material, with ferromagnetic hysteresis properties on their edge having material occupied drive plate and one together with the pawl mounted on the axis, U-shaped magnet assembly consists of a permanent magnet Middle part and two parallel staggered legs made of soft iron and is arranged with respect to the drive plate so that the legs meet the edge grip around the drive plate from the outside, according to claim 2 of the additional patent application L 39068 IX d / 21 e (German interpretation 1249992), characterized in that the ends of the two soft iron legs encompassing the edge of the drive plate (3) (10) the U-shaped magnet arrangement over the one with ferromagnetic, hysteresis properties Sufficient material occupied edge zone (11) of the drive plate and in the area outside this edge zone with an air gap for the drive plate leaving free pole pieces (10 a) are provided.

2. Backstop according to claim 1, characterized in that the Ends of the two soft iron legs (10) of the magnet arrangement for the drive plate are angled towards

3. Backstop for electricity meter runners with an on ratchet wheel attached to the runner, which can be pivoted about a stationary axis The pawl can be blocked, the pivoting of which is dependent on the direction of rotation of the rotor takes place with the help of the hysteresis effect utilizing driver device, which according to claim 2 of the additional patent application L 39068 IXd / 21 e from one on the runner fastened made of magnetically non-conductive material, on their edge with ferromagnetic, hysteresis properties Material occupied drive plate and a U-shaped magnet arrangement fastened together with the pawl on its axis exists, which according to claim 2 of the main patent 1 234 839 by an upper or arranged below the drive plate, with its poles in the direction of a Disc edge aligned double track magnet is formed, characterized in that that the double track magnet (4) with its poles between the ferromagnetic Edge zone (11) and a second ferromagnetic ring zone (13) of the disc is located.

4. Backstop for electricity meter runners with an on ratchet wheel attached to the runner, which can be pivoted about a stationary axis The pawl can be blocked, the pivoting of which is dependent on the direction of rotation of the rotor takes place with the help of the hysteresis effect utilizing driver device, which according to claim 2 of the additional patent application L 39068 IX d / 21 e from one on the runner attached, made of magnetically non-conductive material, on their edge with ferromagnetic material exhibiting hysteresis properties and a U-shaped magnet arrangement fastened together with the pawl on its axis consists, according to claim 2 of the main patent 1 234849 by an upper or arranged below the drive plate, with its poles in the direction of a Disc edge aligned double track magnet is formed, characterized in that that the double track magnet (4) with its poles between the ferromagnetic Edge zone (11) and one on the connecting line between the ratchet axis (7) and the rotor axis (1) fixedly arranged iron part is located.

Publications considered: German Patent Specifications No. 462 176, 948 537; U.S. Patent Nos. 2583 523, 2636 139.