DE143999C

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Publication number: DE143999C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Diese Erfindung betrifft einen Apparat zum Messen der Energie elektrischer Ströme. Die Erfindung, welche eine einfache und genaue Messung bezweckt, besteht im wesentlichen darin, durch eine Dynamometerwickelung eine der Energie proportionale Drehungskraft und Gegendrehungskraft zu schaffen, gleiche Zeitperioden äbzumarkieren und der Drehungskraft und Gegendrehungskraft proportionale Größen während eines jeden Intervalles zu integrieren.This invention relates to an apparatus for Measure the energy of electrical currents. The invention, which is a simple and accurate The purpose of the measurement is essentially to use a dynamometer winding To create torque and counter-torque proportional to the energy, equal periods of time and quantities proportional to the torque and counter-torque integrate during each interval.

Der Apparat läßt sich in verschiedenen Aus-The device can be used in different

führungsformen anwenden. Im wesentlichen besteht derselbe aus einem Dynamometer zum Messen der Energie im Stromkreise, einem chronometrischen Schläger zum Abmarkieren der Zeitperioden und zum Ein- und Ausschalten der Nebenschlußwickelung des Dynamometers, um dieselbe in Schwingung zu versetzen und eine Gegendrehungskraft hervorzubringen, sowie einem Integrationsmechanismus. Durch die schwingende Wickelung des Dynamometers wird ein Schaltrad bewegt, welches schrittweise die Feder aufwindet, bis die Gegendrehungskraft der Drehungskraft des Dynamometers das Gleichgewicht hält; hierauf wird zu Ende der eine Anzahl von Bewegungen der Dynamometerwickelung einschließenden Perioden der Feder gestattet, ein Integrationsgetriebe in Gang zu setzen. Die Spannung der Feder entspricht der Energie im Stromkreis während der Periode und die Bewegung des Getriebes entspricht daher gleichfalls jener Energie.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform des Apparates veranschaulicht, und zwar zeigt:apply forms of leadership. Basically, it consists of a dynamometer for measuring the energy in the circuit, a chronometric beater for marking the periods of time and for switching the shunt winding of the dynamometer on and off to make it vibrate and produce a counter-rotation force, and an integration mechanism. The oscillating winding of the dynamometer moves a ratchet wheel which gradually winds up the spring until the counter-rotating force of the rotating force of the dynamometer maintains equilibrium; then, at the end of the periods which include a number of movements of the dynamometer winding, the spring is allowed to start an integrated gear. The tension of the spring corresponds to the energy in the circuit during the period and the movement of the gear therefore also corresponds to that energy.
An embodiment of the apparatus is illustrated in the accompanying drawing, namely:

Fig. ι eine Vorderansicht,Fig. Ι a front view,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt nach der Linie y-y der Fig. 1,FIG. 2 shows a horizontal section along the line yy of FIG. 1,

Fig. 3 eine Detailansicht und Fig. 4 ein Schema der Stromkreise.FIG. 3 shows a detailed view and FIG. 4 shows a diagram of the circuits.

Es bezeichnet 1 eine Hauptstromwickelung eines Dynamometers und 2 die auf Zapfen 3 drehbare Nebenschlußwickelung. Von der Nebenschlußwickelung hängen zwei Arme 4, die an einem Gestell 5 befestigt sind, welches eine in ein Zahnrad 7 eingreifende Sperrklinke 6 trägt. Dieses Rad 7 sitzt auf der Welle 8 und trägt zwei Spiralfedern 9, deren äußere Enden mit einem Arm 10 verbunden sind, der von einer Welle 11 getragen wird. Die Welle 8 hat ihr unteres Lager 12 auf dem oberen Ende der Welle 11 und trägt ein mit Einkerbungen versehenes Rad 13, mit welchem die'Klinke 14 in Eingriff steht. Die Welle 11 trägt ein mit Einkerbungen versehenes Rad 15, in das eine Klinke 16 eingreift. Es wird die Klinke 14 mit dem Rade 13 außer Kontakt gehalten mit Ausnahme des kurzen Intervalles, währenddem die Klinke 16 von dem Rad 15 auf der Welle 11 gehoben wird. Die Bewegungen dieser Klinken werden durch die Daumen 17 und 18 geregelt, welche bei dieser Anordnung mechanisch durch den chronometrischen Schläger bewegt werden, wobei die mit der Bewegung dieses Getriebes verbundene Arbeit verrichtet wird, wenn dem Schläger Strom zugeführt wird.It denotes 1 a main current winding of a dynamometer and 2 the one on pin 3 rotatable shunt winding. From the shunt winding hang two arms 4, which are attached to a frame 5, which a pawl 6 engaging in a gear 7 carries. This wheel 7 sits on the Shaft 8 and carries two spiral springs 9, the outer ends of which are connected to an arm 10 which is carried by a shaft 11. The shaft 8 has its lower bearing 12 on the upper end of the shaft 11 and carries a notched wheel 13 with which die'Klawe 14 is engaged. The wave 11 carries a notched wheel 15 in which a pawl 16 engages. It will be the The pawl 14 is kept out of contact with the wheel 13 with the exception of the short interval, while the pawl 16 is lifted by the wheel 15 on the shaft 11. The movements these pawls are controlled by the thumbs 17 and 18, which in this arrangement be moved mechanically by the chronometric racket, with the the movement of this gear associated work is done when the racket Electricity is supplied.

Der Schläger besteht aus einem Anker 20, der auf einer Welle 21 angeordnet ist und durch die Federn 22^a, 22⁶ gerade außerhalb der Linie mit dem Eisengestell 22 gehalten wird. Der Anker 20 wird durch die Windungen'23 magnetisiert, und zwar wird deren Strom durch eine selbsttätige Kurzschlußvorrichtung aus- und eingeschaltet. Letztere besteht aus dem Arm 24, der durch den Stift 25 auf dem Ende der Welle 21 bewegt wird; infolgedessen steht der Arm 24 mit den Kontakten 26 die ganze Zeit in Berührung, ausgenommen während des letzten Teiles einer jeden ersten halben Schwingung, und es ist somit während einer Doppelschwingung der Zug nach vorn größer als der Zug nach hinten. Wenn der Anker 20 schwingt, werden die Spulen 23 somit abwechselnd magnetisiert und entmagnetisiert, und zwar magnetisiert nur während des letzterenThe racket consists of an armature 20 which is arranged on a shaft 21 and is held just outside the line with the iron frame 22 ^{by the springs 22 a} , 22 ^6. The armature 20 is magnetized by the windings 23, namely their current is switched off and on by an automatic short-circuit device. The latter consists of the arm 24 which is moved by the pin 25 on the end of the shaft 21; as a result, the arm 24 is in contact with the contacts 26 all the time, except during the last part of every first half oscillation, and thus the pull forwards is greater than the pull backwards during a double oscillation. When the armature 20 vibrates, the coils 23 are thus alternately magnetized and demagnetized, namely magnetized only during the latter

ao Teiles einer jeden ersten halben Schwingung; der Anker bleibt infolgedessen in Bewegung und der Mechanismus stellt somit eine sehr genaue Chronometervorrichtung dar. Die auf der schwingenden Welle 21 angeordnete Klinke 27 greift in das Rad 28 ein, wenn der Schläger Strom erhält und verrichtet zu der Zeit ihre Arbeit.ao part of every first half oscillation; as a result, the anchor remains in motion and the mechanism thus constitutes a very precise chronometer device the oscillating shaft 21 arranged pawl 27 engages the wheel 28 when the Racket receives power and does its job at the time.

Bei der Tätigkeit dieses Zählers schließt der Schläger nicht nur den Strom auf seinen eigenen Windungen 23 kurz, sondern bewirkt auch den Kurzschluß der Dynamometerwickelung 2, mit dem Ergebnis, daß diese Wickelung abwechselnd magnetisiert und entmagnetisiert wird und magnetische Impulse auftreten, die der Drehungskraft entsprechen, welche von den durch das Dynamometer fließenden Strömen herrührt. Wenn die Dynamometerwickelung 2 diese magnetischen Impulse erhält, wird sie, solange sie dann frei ist, ein wenig schwingen; ihre Drehungskraft wird proportional sein der Energie in dem Stromkreis und die von ihr getragene Schaltklinke 6 wird das Rad 7 den Federn 9 entgegen drehen. Diese Schaltbewegung wird fortgesetzt, bis die Gegendrehungskraft der Federn gleich der Drehungskraft der Dynamometerwickelungen ist; von diesem Augenblick an hören die Schwingungen der Spule 2 auf. Der chronometrische Schläger arbeitet jedoch fortwährend und sein Getriebe mit den Daumen 17 und 18 setzt die Bewegung fort. Zu Ende einer jeden Umdrehungsperiode der Daumen 17 und 18 \vird der Klinke 14 gestattet, mit dem Rad 13 in Eingriff zu treten, und die Klinke 16 wird aus dem Rad 15 ausgehoben. Wenn dies stattfindet; dreht sich die das Rad 15 tragende Welle 11 unter der Wirkung der Federn 9, bis diese ganz schlaff sind; die Größe der Bewegung wird auf der Anzeigescheibe registriert, deren Getriebe durch die Schnecke auf der Welle 11 bewegt wird. Während der Zeit, in welcher sich die Welle 11 unter der Wirkung der Feder 9 dreht, wird die Welle 8 an der Drehung durch die Klinke 14 gehindert, und die Wickelung 2 kann also das Rad 7 während der Zeit nicht drehen, in welcher sich die Federn 9 abwinden. Die Daumen 17 und 18 sind so angeordnet, daß, sobald die Federn ganz schlaff geworden sind, die Klinke 16 mit dem Rad 15 in Eingriff kommt und es dadurch an der weiteren Bewegung hindert, und daß zu gleicher Zeit die Klinke 14 aus dem Rad 13 ausgehoben wird und dadurch der Welle 8 wieder gestattet, sich unter der Einwirkung der Wickelung 2 zu bewegen. Diese Anordnung ist sehr einfach und gibt sehr genaue Resultate.In the operation of this counter, the bat not only closes the current on his own turns 23 short, but also causes the short circuit of the dynamometer winding 2, with the result that this winding is alternately magnetized and demagnetized and magnetic impulses appear corresponding to the rotational force exerted by the dynamometer flowing currents. If the dynamometer winding 2 receives these magnetic impulses, it will be free for as long as it is then free is to swing a little; their turning force will be proportional to the energy in that Circuit and the pawl 6 carried by it, the wheel 7 will counteract the springs 9 turn. This switching movement is continued until the counter-rotation force of the springs equals the rotation force of the dynamometer windings is; from this moment on, the vibrations of the coil 2 cease. However, the chronometric racket works continuously and its gears work with the thumbs 17 and 18 continue the movement. At the end of each revolution period the Thumb 17 and 18 \ v the latch 14 is allowed, to engage the wheel 13 and the pawl 16 is lifted out of the wheel 15. When this takes place; the shaft 11 carrying the wheel 15 rotates under the action the feathers 9 until they are completely slack; the amount of movement is shown on the indicator disc registered whose gear is moved by the worm on the shaft 11. During the time in which the shaft 11 rotates under the action of the spring 9, the Shaft 8 is prevented from rotating by the pawl 14, and the winding 2 can therefore do that Do not turn wheel 7 during the time in which the springs 9 are unwinding. The thumbs 17 and 18 are arranged so that as soon as the springs are completely slack, the pawl 16 comes into engagement with the wheel 15 and thereby prevents it from further movement, and that at the same time the pawl 14 is lifted out of the wheel 13 and thereby the Shaft 8 is again allowed to move under the action of winding 2. These Arrangement is very simple and gives very accurate results.

Bei der dargestellten Anordnung sind die wesentlichen Elemente ein Dynamometer, ein chronometrischer Schläger, welcher auf die Nebenschlußwickelung des Dynamometers einwirkt, um ein Schwingen desselben zu verursachen, und eine durch den Schläger geregelte Vorrichtung zum Integrieren der Energieanzeigen während kurzer Perioden, welche gewohnlich eine Anzahl von Schwingungen der Neben Schluß Wickelung umfassen. Das Dynamometer mißt die Energie im Stromkreis in verschiedenen Augenblicken und drückt durch seine Drehungskraft die Größe der durch dasselbe übertragenen Energie aus. Der chronometrische Schläger markiert getrennte Anzeigeperioden, verursacht eine bestimmte Bewegungsgröße während jeder Periode und erzeugt in der Nebenschlußwickelung Impulse, welche während der Anzeigeperioden auf Federn wirken, bis deren entgegengesetzte Kraft die Drehungskraft des Dynamometers ausgleicht ; der Integrationsmechanismus registriert in den Integrationsperioden die Summe der Drehungskraftgrößen, die durch das Dynamometer in durch den Schläger ausgedrückten Zeitmaßen entwickelt werden, wobei während einer jeden Integrationszeitperiode eine Größe integriert wird, die proportional der Drehungskraft des Dynamometers während der Anzeigeperioden ist.In the arrangement shown, the essential elements are a dynamometer, a chronometric racket, which acts on the shunt winding of the dynamometer, to cause it to vibrate, and one regulated by the racket Device for integrating the energy readings during short periods, which are common comprise a number of vibrations of the secondary winding. The dynamometer measures the energy in the circuit at different moments and expresses the size of the through its rotational force the same transmitted energy. The chronometric racket marks separate ones Display periods, causes a certain amount of movement during each period and generates pulses in the shunt winding which act on springs during the display periods act until their opposite force counterbalances the rotational force of the dynamometer ; the integration mechanism registers in the integration periods the sum of the torsional forces generated by the Dynamometers are developed in terms of time expressed by the racket, where during each integration time period a quantity is integrated which is proportional is the torque of the dynamometer during the display periods.

Die Anzeigeperioden und Anzeige sind getrennt, und jede wird durch den chronometrischen ,Schläger bestimmt, indem der Integrationsmechanismus arbeitet, um während einer Integrationsperiode eine Größe zu registrieren, die proportional der Drehungskraft während der vorhergehenden Integrationsperiode ist.The display periods and display are separate, and each is represented by the chronometric , Racket determined by the integration mechanism working to during a Integration period to register a quantity that is proportional to the rotational force during of the previous integration period.

Claims

"5 patent claims:

i. An electricity meter, characterized in that the movable winding (2) a dynamometer periodically

a spring (9) gradually tensioned by a series of · movements to one of the To produce energy in the circuit proportional counter-torque, which at the end of each period a recording gear operates to integrate a quantity proportional to the energy consumed.

2. An embodiment of the electricity meter according to claim 1, characterized characterized in that the individual movements of the shunt winding (2) are determined by the activity of the periods chronological racket are triggered.

1 sheet of drawings.