DE141732C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft Einrichtungen an Elektrizitätszä'Mern, deren Schwungoder Bremsmassen sich in umlaufender, deren treibende Organe sich jedoch in hin- und herschwingender Bewegung befinden, so daß infolge Fortfalls der Kommutierung Bürsten und Kollektoren vermieden sind. Derartige Zähler sind durch D. R. P. 11 5667 und Zusatz-Patent 129686 bereits bekannt; für die praktische Brauchbarkeit ist jedoch eine Reihe von Anordnungen am Platze, die die Erzielung möglichst schneller und leichter Bewegungsumkehr bewirken. Die periodische Rückbewegung des Treibankers muß durch äußeren Impuls so schnell erfolgen, daß die hierbei verursachte plötzliche Aufhebung der Kraft durch die lebendige Kraft der weiter umlaufenden Massen genügend kompensiert wird.

Als treibendes Organ diente gemäß D. R. P.

115667 eine bewegliche Spannungsspule, die nach D. R. P. 129686 zur Erhöhung der Kraft unter Verringerung der Masse zweckmäßig durch einen mittels feststehender Spannungsspule polarisierten Eisenanker oder für Ampere- Stundenmessung durch einen permanenten Magneten ersetzt wird. Die Einrichtungen des Relais und des Ankers zur tunlichsten Verringerung des Widerstandsmomentes während der Reversierung sind nun in der beiliegenden Zeichnung in einer Reihe von Ausführungsformen dargestellt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungs₇ form mit einem durch das Nebenschlußfeld polarisierten Eisenanker in Vorderansicht und Grundriß nebst besonders angeordnetem Schaltrelais;

Fig! 3 und 4 die Vereinigung des Relais mit dem durch die Spannung erregten Elektromagneten.

Fig. 5 gibt ein Stromlauf- und Aufbauschema;

Fig. 6 die Einrichtung mit innerem Haupt- und äußepem Nebenschlußfeld.

Fig. 7 und 9 zeigen die Anordnung mit beweglicher Spannungsspule, fester Hauptstromspule und festem Eisenkern.

Fig. 8 stellt den analogen Aufbau eines Amperestundenzählers mit permanentem Magneten im Hauptstromfelde dar.

In Fig. ι und 2 durchfließt der Verbrauchsstrom eine oder mehrere feste Hauptstromspulen 7, in deren Kraftfeld sich ein durch die feste Spannungsspule 5 polarisierter Eisenanker 2, 3 bewegt. Die beiden Arme des polarisierten Eisenankers 2,3 sind auf einer Hülse 4 befestigt, welche durch den Eingriff einer leicht federnden Schalt- und Sperrklinke, oder wie in der Figur gezeichnet, einer Rolle 12 in das auf der Achse 1 feste Sperrad 13 mit 1 federnd gekuppelt, den Hinweg (im Uhrzeigersinne der Pfeile Fig. 2) mit einer dem Energieverbrauch entsprechenden Geschwindigkeit zurücklegt. Nach bestimmten Drehungswinkeln, z.B. je 45 oder 90⁰, trifft periodisch der an der Ankerhülse 4 sitzende Kontaktarm 10, dem durch eine außen gehaltene Spiralfeder 11 Strom zugeführt wird, gegen den Kontaktarm 9 eines elektromagnetischen Relais 8; dieses wird er-

regt, und sein Eisenanker wirft bei einem infolge der gekreuzten Stellung kleinen Wege mittels der Kontaktarme g, io die Hülse 4 und damit den Spannungsanker 2, 3 um den während der verflossenen Meßperiode zurückgelegten Weg (von z. B. 45 °) schnell wieder zurück, wobei die Schalt- oder Sperrklinke 12 in die nächste Zahnlücke des Sperrades 13 einfällt; dann wiederholt sich in der nächsten Meßperiode dasselbe Spiel der Kupplung und Entkupplung seitens des Motorankers 2, 3 und den mit der Achse 1 und der im Magnetfeld 15 umlaufenden Bremsmassen 14, indem 2, 3 stets am Ende der Achtelkreisbewegung von den Schwung- oder Bremsmassen entkuppelt durch das Relais 8 (z. B. um 45⁰) zurückgeworfen wird, während die Bremsmasse 14 nach Maßgabe ihrer lebendigen Kraft für den kurzen Moment des Rückstoßes des Treibankers infolge ihrer Trägheit ihre Rotation fortsetzt, bis sie gleich darauf durch den wiedergekuppelten Anker einen erneuten Antrieb erhält.

Zur Verstärkung des polarisierten Eisenankers wird zweckmäßig die feste Erregerspule 5 mit einem festen Eisenkern 6 versehen.

Die Stromzuführungsspirale 11 dient gleichzeitig als Hülfsanlaufskraft und ist mittels des Schiebers 21 regelbar; sie wirkt drehend auf die zum Eisenanker 2, 3 gehörige Hülse 4, auf der sie z. B. mit ihrem inneren Ende befestigt ist. Beim periodischen Rückstoß wird sie regelmäßig wieder (z. B. um 45⁰) gespannt.

Der Anker des Relais 8 kann außerdem bei seiner periodischen Erregung mittels Stößers und Stoßrades 16 das Zählwerk bedienen. Durch die Gleitbewegung der Kontakte 9, 10 aufeinander und schiebende Wirkung von 9 gegen 10 wird ein dauernd sicherer Kontakt ermöglicht.

Wie ersichtlich, besteht^ das charakteristische Kennzeichen der Umschaltanordnung darin, daß die Bewegung des messenden Systems (2, 3) und diejenige des Umschalt- (Relais) Ankers 9 in verschiedenen gegeneinander geneigten oder am zweckmäßigsten in gegeneinander gekreuzten Ebenen stattfindet, um die Rückbewegung des messenden Systems mit möglichst kleinem Schaltwege des Relaisankers zwecks Erreichung schneller (sprungweiser) Funktion zu bewirken.

Statt der (gezeichneten) gekreuzten Anordnung des Meß- und Schaltankers kann auch zur Verringerung des Relaisweges eine exzenirische Anordnung, die im übrigen gleich wirkt, benutzt werden, d. h. in allen Fällen eine Art Bewegungsübersetzung.

Eine zweckmäßige Schaltung und Aufbau der Nebenschlußspule 5 und des elektromagnetisehen Relais 8 nebst den Vorschaltwiderständen sind in Fig. 5 schematisch dargestellt.

Durch teilweise Kurzschließung der Spannungsspule wird das Widerstandsmoment (in elektrodynamischer Hinsicht) des zurückzubewegenden Eisenankers während der Dauer dieser Reversierung, insbesondere zwecks Verminderung der elektrodynamischen Gegenkraft starker Hauptstromfelder erheblich verringert.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Vereinfachung der Schalteinrichtung mit Bewegungsübersetzung und erhöhte Ausnutzung der Zählerorgane, indem die erregende Spännungsspule 5 gleichzeitig zeitweise (intermittierend) als elektromagnetisches Relais wirkt.

Hier ist der Eisenkern 6 der festen Spannungsspule 5 geteilt. Während der Meßperiode wird ein am unteren Ende der Spule drehbar gelagerter Eisenanker 19 entgegen einer Federkraft in die vom Spannungsstrom durchflossene Spule 5 hineingezogen, wobei ein Winkelhebelarm 20 die (linke) Endstellung einnimmt. Nach zurückgelegter Meßperiode von z. B. 45° trifft der mit dem polarisierten Anker 2, 3 verbundene Kontaktarm 10 gegen den am Hebelarm 20 sitzenden Kontakt 9. Hierdurch wird die Spannungswicklung kurz geschlossen, und der Eisenanker 19 schnellt heraus, wobei er gleichzeitig mittels der Hebel 20, 9, 10 den polarisierten Spannungsanker 2, 3 mit seiner Verbindüngshülse an die Achse 1 um z. B. 45⁰ zurückwirft, worauf dasselbe Spiel wieder beginnt.

Wie ersichtlich, wird somit von der Spannungsspule die Tätigkeit des in den Fig. 1 Und 2 gesondert angeordneten elektromagnetisehen Relais mit übernommen, und zwar genügt ein sehr kleiner Weg des Relaisankers, so daß sich das Spiel der Reversierung sehr schnell und ohne Störung der Messung vollzieht.

Die Fig. 3 und 4 stellen nur ein Beispiel einer Kombination von Meß- und Umschaltelektromagnet dar; die Anordnung kann natürlich je nach Anordnung der Erregungsspule des Eisenankers auch in anderer Art getroffen werden.

In Fig. 6 dient das bei sonst gleichem Aufbau wie in Fig. 1 und 2 durch einen festen Eisenkern verstärkte Hauptstromfeld 7 zur Polarisierung des Eisenankers 2, 3, der sich im Spannungsfeld 5 bewegt.

In Fig. 7 und 9 sind Eisenanker und Spannungsspule vertauscht, indem ein geeigneter Eisenkern 6 feststeht, während eine Spannungsspule 5, welcher durch zwei Spiralfedern der Ström zugeführt wird, sich im Hauptstromfelde während des Hinweges mit einer dem Energieverbrauch entsprechenden Geschwindigkeit mit den Bremsmassen gekuppelt um den Kern bewegt (wie in D. R. P. 11 5667), um nach Zurücklegen bestimmter Drehungswinkel durch ein elektromagnetisches Relais in der bekannten

Art von den Schwungmassen entkuppelt wieder zurückgeschnellt zu werden usf., wobei wiederum durch die Anwendung einer Bewegungsübersetzung der Weg des Umschaltrelais beliebig klein gewählt werden kann.

In Fig. 8 ist ein Amperestundenzähler mit sonst analoger Einrichtung desselben Systems dargestellt, bei welchem statt des durch die Spannungsspule polarisierten Eisenankers ein

ίο permanenter Magnet 2, 3 bezw. also eine gewöhnliche Magnetnadel als Treibanker dient, welche mit ihrer Hülse 4 um die Achse 1 nach Lösung der Kupplung mittels eines Relais periodisch um den während des Meßweges zurückgelegten Winkel wieder zurückbewegt wird.

Alle beschriebenen Ausführungsformen zeigen, wie durch Anwendung eines kleinen Relaisweges durch geeignete Bewegungsübersetzung eine für die genaue Messung wichtige Verringerung des Widerstandsmomentes der Reversierorgane erzielt werden kann.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Ein Elektrizitätszähler mit hin- und herschwingendem Motoranker und umlaufenden Schwung- oder Bremsmassen, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Bewegungsübersetzung zwischen den Schalt- und Meßorganen, zum Zweck der Verringerung des Widerstandsmomentes und des Kraftbedarfs der Umschaltung, behufs Erhöhung der Meßgenauigkeit.
2. 2. Eine Ausführungsform des Elektrizitätszählers nach Anspruch 1, bei welcher die periodische Rückdrehung des treibenden Ankers, die Ein- und Ausrückung seiner Bremse und der Antrieb des Zählwerkes durch ein elektromagnetisches, nach Zurücklegung bestimmter Drehwinkel periodisch erregtes, zur Erzielung eines kleinen Bewegungswinkels exzentrisch oder gekreuzt angeordnetes gesondertes Relais oder durch die mit einem geeigneten Übersetzungsverhältnis arbeitenden Schaltanker und mit Kontaktvorrichtung versehene, zur Polarisierung des Treibankers dienende feste Spannungsspule erfolgt.
3. 3. Eine weitere Ausbildung des Elektrizitätszählers nach Anspruch 1, bei weleher mittels des periodischen Relaiskontaktes durch ganze oder teilweise Kurzschließung der Erregerspule eine geeignete Abschwächung des magnetischen Momentes des Ankers während seiner periodischen Rückdrehung bewirkt wird, zum Zweck der Verringerung seines Widerstandsmomentes.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.