DE261083C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf Strombegrenzer, die dem Abnehmer anzeigen, wenn der Stromverbrauch in seinem Stromkreis über einen vorherbestimmten Wert hinausgeht, der durch den Abnehmer selbst innerhalb gewisser Grenzen eingestellt werden kann; diese Einstellung bildet dabei ein Maß für die zu entrichtenden Beträge. In dem Falle, daß der durch die Einstellung festgesetzte Wert überschritten wird, was durch die Vorrichtung angezeigt wird, steht es dem Konsumenten frei, entweder den Stromverbrauch zu verringern, so daß die Anzeigevorrichtung wieder außer Wirksamkeit gesetzt wird, oder aber ihre Ein-Stellung an Hand einer hierfür vorgesehenen Skala entsprechend der gesteigerten Entnahme seines Netzes zu verändern, wie es für derartige Apparate bekannt ist. Zur Anzeige dient eine Vorrichtung, welche als Verdunklungswiderstand bezeichnet werden kann, oder eine sonstige geeignete Anzeigevorrichtung, welche in den Stromkreis des Konsumenten eingeschaltet wird, sobald der Verbrauch einen einstellbaren, vorherbestimmten Wert überschreitet.

Nach der Erfindung ist nun der Verdunklungswiderstand oder die sonstige Anzeigevorrichtung so angeordnet, daß sie durch einen Schalter kurzgeschlossen wird, welcher durch einen elektromagnetisch betätigten Mechanismus geschlossen wird; dieser Mechanismus bewirkt dabei nur das Schließen des Schalters, während er in seiner geschlossenen Stellung selbsttätig durch eine Sperrvorrichtung festgehalten wird, die ihrerseits durch eine elektromagnetische Einrichtung gelöst wird, wenn der zulässige Maximalverbrauch überschritten wird.

Gemäß einer weiteren Eigentümlichkeit des Erfindungsgegenstandes wird, wenn ein ungewohnlicher Verbrauch angezeigt wird und der Konsument es unterläßt, Schritte zu tun, um diesen Zustand zu beseitigen, nach Ablauf der Zeit, die für eine solche Richtigstellung zugelassen ist, der Zufluß der elektrischen Energie zu dem Stromkreis des Konsumenten endgültig herabgesetzt, bis durch eine besondere Handlung seitens des Konsumenten der Apparat in seine gewöhnliche Stellung zurückgebracht wird.

Schließlich kann mit dem Strombegrerizer in an sich bekannter Weise ein Zeitschalter so verbunden werden, daß er den Apparat während bestimmter, vorher festgelegter Tageszeiten außer Wirksamkeit setzt, so daß während dieser Zeiten der gewöhnliche Normalverbrauch überschritten werden kann, ohne daß der Apparat dies anzeigt, und zwar während gewisser Stunden, in denen eine solche ungewöhnliche Entnahme seitens des Konsumenten vorteilhaft von dem Lieferungsnetz ertragen werden kann.

Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen, welche im allgemeinen die Schal-

tung und die Anordnung von zwei Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung zeigen.

In Fig. ι sind mit ι und 2 die Klemmen des Apparates bezeichnet, an welchem er in den Stromkreis des Konsumenten eingeschaltet wird. Der Schalter zum Schließen des Hauptstromkreises ist bei 3 dargestellt und besteht aus einem drehbar gelagerten, mit einem Gewicht versehenen Schalterarm 4, dessen eines Ende so angeordnet ist, daß es in ein Quecksilbergefäß 5 eintaucht. Der-Schalterain 4 ist mit der Klemme 2 des Apparates verbunden und so gebaut, daß er in der gewöhnlichen Lage den Stromkreis durch den Schalter 3 geschlossen hält und um seinen Drehpunkt vermittels eines zweiten drehbar gelagerten' Armes 6 gedreht werden kann, so daß er den Schalter öffnet. Dieser Arm 6 trägt an einem Ende den Anker 7 eines Elektromagneten 8. Er besitzt weiter ein Gegengewicht 9, welches bewirkt, daß er sich um seinen Drehpunkt im Sinne des Uhrzeigers zu drehen sucht, so daß sein anderes Ende den Schalterarm 4 erfaßt und ihn aus dem Quecksilber in dem Gefäß 5 heraushebt. Der Elektromagnet 8 wirkt, wenn er, wie im folgenden beschrieben, erregt wird, auf den Anker 7 und bewirkt, daß der Arm 6 in die in Fig. 1 dargestellte Lage bewegt wird, in welcher er durch eine Klinke 10 festgehalten wird, die ihrerseits durch den Anker 12 des Elektromagneten 11 freigegeben werden kann. Der Elektromagnet 8 ist zwischen die Klemmen 1 und 2 in. Serie mit einem Verdunklungswiderstand 13, welcher von irgendeiner zweckmäßigen Bauart sein kann, eingeschaltet. Das Quecksilbergefäß 5 ist mit einem Ende einer Kontaktstange 14 verbunden, auf welcher ein Kontaktelement 15 gleiten kann, so daß es über einen Widerstandsdraht 16 schleift und hierdurch den Betrag des in den Stromkreis eingeschalteten Widerstandes ver ändert. Das Kontaktglied 15 ist so ausgebildet, daß es bei seiner. Bewegung in der einen Richtung auf der Kontaktstange 14, nämlich bei der Bewegung nach links, ein Anzeigeglied 17 auf einer in Grade eingeteilten Skala 18 verschiebt, welche dazu dient, die. maximale Entnahme anzuzeigen, auf die das Instrument eingestellt ist, wie in folgendem beschrieben wird. Das eine Ende des Widerstandsdrahtes 16 ist mit der Klemme 1 des Apparates verbunden, das andere Ende ist einerseits über den Elektromagneten 11 mit dem feststehenden Kontakt 19 einer auf Wärmewirkung des Stromes ansprechenden Vorrichtung 20, anderseits über den Widerstand 26 mit dem Kontaktstück 22 dieser Vorrichtung verbunden. Die letztere besitzt einen federnden Metallstreifen 21, dessen eines Endes bei 22 befestigt ist, während das andere Ende einen Kontakt 23 trägt, welcher mit dem Kontakt 19 in Berührung kommen kann. Der Kontakt 23 wird in der gewöhnlichen Stellung außer Eingriff mit dem Kontakt 19 gehalten vermittels eines Drahtes 24, dessen eines Ende mit dem freien Ende des federnden Streifens 21. und dessen anderes Ende mit dem festen Punkt 25 verbunden ist.

Weiter ist, ein Zeitschalter 27 vorgesehen, der ein Uhrwerk besitzt, das zwei Klemmen 28 und 29 während gewisser, vorherbestimmter Stunden des Tages miteinander verbinden kann; die Klemmen 28 und 29 sind mit den Klemmen 1 und 2 verbunden. Die Klemmen des Einschaltmagneten 8 sind mit zwei festen Kontakten 30 und 31 verbunden, welche so angeordnet sind, daß sie durch einen beweglichen Kontakt 32 miteinander verbunden werden können, sobald ein Klinkenrad 33 sich um einen bestimmten Betrag gedreht hat. Die Bewegung des Klinkenrades 33 wird mittels einer Klinke 34 erzeugt, die -auf* einem vorspringenden Teil des drehbar gelagerten Armes 6 angeordnet ist; durch eine drehbar gelagerte Sperrklinke 35 wird das Klinkenrad 33 auf eine Drehrichtung beschränkt. Bei dieser wird die Feder 36 gespannt, um das Klinkenrad 33 in seine gewöhnliche Stellung zurückzuführen, wie im folgenden beschrieben wird.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Es sei angenommen, daß das einstellbare Kontaktglied 15 mit dem'Anzeigeglied 17 auf die gewünschte Stellung auf der Skala 18 eingestellt worden ist. Dc/?; Hauptstromkreis durch den Apparat ist dann der folgende: von der Klemme 1 durch den links von dem Kontaktglied 15 liegenden Teil des Widerstandsdrahtes 16, durch das Kontaktglied 15, die Kontaktstange 14, den Schalter 3 (der in geschlossener Stellung ist), den Schalterarm 4 nach der andern Klemme 2 des Apparates. Gleichzeitig ist ein Nebenschlußstrom gebildet, der von der Klemme 1 durch den Draht 24, den federnden Streifen 21, den Widerstand 26, den rechts von dem Kontaktglied 15 liegenden Teil des Widerstandsdrahtes 16, die Kontaktstange 14, den Schalter 3 und Schalterarm 4 nach der andern Klemme 2 des Apparates zurückführt. Der den Apparat durchfließende Strom hat also zwei verschiedene Wege in demselben, nämlich einen durch den Teil des Widerstandsdrahtes 16, der links von dem Kontakt 15 liegt, während der andere Weg durch den übrigen Teil des '_'„Widerstandsdrahtes 16, den Widerstand 26 und den Draht 24 gebildet wird. Das Verhältnis der beiden Komponenten des gesamten, durch diese beiden Wege fließenden Stromes ist offenbar abhängig von der Stellung des Kontaktgliedes 15, d. h. also von der Stellung.^auf welche das

Kontaktglied 15 und das Anzeigeglied 17 von dem Konsumenten eingestellt sind.

Angenommen nun, der Stromverbrauch werde allmählich gesteigert, so erreicht der Strom durch den Draht 24 schließlich einen solchen Wert, daß der Draht 24 genügend erhitzt wird und sich dadurch so ^veit ausdehnt, daß der Kontakt 23 mit dem Kontakt 19 in Eingriff kommt. Sobald dies eintritt, fließt durch den Draht 24 auch noch ein Stiom über die Kontakte 23 und 19 nach dem Magneten 11. Der Strom durch den Draht 24 wird also gesteigert, so daß der letztere noch stärker erhitzt wird und ermöglicht, daß der Kontakt 23 durch die Wirkung des federnden Streifens 21 fest gegen den Kontakt 19 gedrückt wird. Wenn der Elektomagnet 11 erregt ist, so zieht er seinen Anker 12 an und bewirkt dadurch, daß die Klinke 10 den Anker 7 des Elektromagneten 8 freigibt. Nun bewegt das Gegengewicht 9 an dem Arm 6 diesen im Sinne des Uhrzeigers, bringt ihn in Berührung mit dem Schalterarm 4 und öffnet den Schalter 3. Das öffnen des Schalters 3 bewirkt einerseits, daß die Stromkreise des Elektromagneten 11 und des Wärmerelais 20 unterbrochen werden, anderseits zwischen den Klemmen 1 und 2 nunmehr der Stromkreis über den Verdunklungswiderstand 13 und den Einschaltmagneten 8 hergestellt wird, was eine Abnahme in der Helligkeit der eingeschalteten Lampen zur Folge hat.

Durch die Unterbrechung des Stromes durch den Hitzdraht 24 kühlt dieser sich ab und zieht den Kontakt 23 von dem Kontakt 19 ab; infolge der Unterbrechung des Stromes durch den Elektromagneten 11 nimmt die Klinke 10 wieder ihre wirksame Stellung ein. Der infolge der öffnung des Schalters 3 durch den Elektromagneten 8 fließende Strom bewirkt, daß der Anker 7 angezogen und wieder von der Klinke 10 erfaßt wird; hierdurch wird ■ der^: Schalterarm 4 freigegeben, welcher den Schalter 3 wieder schließt. Wenn nun der anormale Verbrauch noch andauert, so wird dieselbe Reihe von Wirkungen wiederholt.

Um die intermittierende Verdunklung des Lichts, die durch das aufeinanderfolgende öffnen und Schließen des Schalters 3 erzeugt wird, zu verhindern, kann der Konsument entweder seine Entnahme herabsetzen, oder er kann das Kontaktglied 15 auf der. Stange 14 weiter nach links einstellen, wodurch er die Komponente des Stromes durch den Draht 24 verringert, so daß dieser letztere nicht mehr genügend erhitzt wird, um das Schließen der ■ Kontakte 23 und 19 zu ermöglichen.

In manchen Fällen kann der Stromkreis des Konsumenten ausschließlich oder in der Hauptsache aus Heizapparaten bestehen. Diese werden zwar in ihrer Wirkung durch das intermittierende Einschalten des Widerstandes 13 in den Stromkreis beschränkt, zeigen jedoch dem Konsumenten nicht wie die Lampen an, daß der Verbrauch, für welchen sein Apparat eingestellt war, überschritten worden ist. In solchem Falle ist es wünschenswert, daß der Verdunklungswiderstand 13 dauernd in dem Stromkreis des Konsumenten bleibt, wenn in diesem eine anormale Entnahme auftritt, ohne daß der Konsument Schritte tut, um inner- , halb eines bestimmten Zeitraumes die Entnahme herabzusetzen oder seinen Apparat entsprechend der gesteigerten Entnahme neu. einzustellen. Diese Wirkung wird mit Hilfe des Klinkenrades 33 erzielt, welches im Sinne des Uhrzeigers schrittweise gedreht wird, jedesmal wenn der drehbar gelagerte Arm 6 in Wirksamkeit tritt. Die Drehung des Klinkenrades 33 erfolgt gegen die Wirkung der Feder 36 und bewirkt, nachdem die Drehung einen bestimmten Betrag erreicht hat, daß das bewegliche Kontaktglied 32 in Eingriff mit den Kontakten 30 und 31 kommt. Hierdurch wird der Elektromagnet 8 kurzgeschlossen, so daß er den Anker 7 nicht mehr anziehen kann und der. Schalter 3 dauernd offen bleibt; infolgedessen ist der Verdunklungswiderstand 13 dauernd in den Stromkreis eingeschaltet.

Um nach einer solchen dauernden Veränderung in dem Stromkreis des Konsumenten den Apparat in seine gewöhnliche Stellung zurückzubringen, wird die Sperrklinke 35 vermittels eines Druckknopfes oder in anderer Weise betätigt, so daß sie das Klinkenrad 33 freigibt, welches sich unter der Wirkung der Feder 36 in seine ursprüngliche Stellung zurückbewegt, so daß die Verbindung zwischen den Kontakten 30 und 31 unterbrochen wird. Um eine unberechtigte Einwirkung auf die Klinke 35 zu verhindern, durch welche die Drehung des Klinkenrades 33 zu ihrem vollen Betrage verhindert werden könnte, ist es zweckmäßig, die Rückstellvorrichtung so anzuordnen, daß die Betätigung des Druckknopfes zum Freigeben der Klinke 35 gleichzeitig bewirkt, daß die Kontakte 30 und 31 zeitweise verbunden werden; auf diese Weise wird die Möglichkeit beseitigt, die Sperrklinke 35 in einer unwirksamen Stellung festzulegen, so daß das Kontaktstück 32 nicht zur Wirksamkeit kommen soll.

In Fig. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Apparates gezeichnet, welche zum Gebrauch in Stromkreisen von beträchtlich höherer Leistung bestimmt ist. In der Zeichnung sind die Teile, die den mit Bezugnahme auf Fig. 1 bereits beschriebenen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Schalter 3 wird hier durch zwei Quecksilbergefäße 37 und 38 gebildet, welche durch ein Brückenstück 39,

das an dem einen Ende des Schalterarmes 4 befestigt ist, verbunden werden können. Der Hauptstromkreis durch den Apparat von der Klemme 1 enthält das Quecksilbergefäß 38, das Brückenstück 39, das Quecksilbergefäß 37 und einen kleinen Widerstand 40. Der Verdunklungswiderstand 13 und der Einschaltelektromagnet 8 sind, wie bei dem Apparat nach Fig. 1, miteinander in Serie zwischen die Klemmen 1 und 2 eingeschaltet. Die Stromkreise durch den Widerstandsdraht 16, den Hitzdraht 24, den Widerstand 26 und den Magneten 11 sind in diesem Falle quer zu den Klemmen des Widerstandes 40 geschaltet. Der Zeitschalter 27 ist so geschaltet, daß er die Hitzdrahtschaltvorrichtung2o während gewisser vorherbestimmter Stunden ausschaltet; sonst ist die Anordnung und die Wirkung dieser Ausführungsform des Apparates im we=entliehen die gleiche wie oben bei Fig. 1 beschrieben.

Wie in beiden Figuren schematisch angedeutet, ist das Wärmerelais 20 zweckmäßig getrennt von dem übrigen Apparat angeordnet; es wird luftdicht in ein Gehäuse eingeschlossen, so daß der Einfluß von Schwankungen der Außentemperatur u. dgl. auf die Wirkung der Vorrichtung so weit als möglich vermieden wird. Das Gehäuse und der Rahmen, auf welchem die Hitzdrahtschaltvorrichtung angeordnet ist, bestehen zweckmäßig aus einem Material oder Materialien, welche ungefähr den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie der Widerstandsdraht und der federnde Streifen besitzen, wie dies bei sonstigen durch Wärme beeinflußten Vorrichtungen bekannt ist. Die Anzeigevorrichtung ist nur in den Zeichnungen als Verdunklungswiderstand dargestellt, kann aber natürlich auch durch irgendeine andere geeignete Anordnung gebildet werden, welche durch ein hörbares oder sichtbares Zeichen anzeigt, daß der Abnehmer die zulässige maximale Entnahme überschritten hat. Die konstruktiven Einzelheiten bei der Ausführung des Erfindungsgegenstandes in der Praxis können offenbar in weiten Grenzen gegenüber den angegebenen abgeändert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims (8)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Strombegrenzer, bei welchem die maximal zulässige Stromentnahme vom Konsumenten eingestellt werden kann, und

   bei deren Überschreitung ein Verdunklungswiderstand oder eine sonstige Anzeigevorrichtung intermittierend in den Stromkreis eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der den Verdunklungswiderstand (13) oder die sonstige Anzeigevorrichtung bei gewöhnlichen Betriebsverhäljnissen kurzschließende Schalter (3, 4, 6) bei Überschreitung des zugelassenen Stromes durch elektromagnetische Auslösung (n, 12) seiner Sperrung (7, 10) mechanisch geöffnet, durch einen hierbei eingeschalteten Einschaltmagneten (8) aber wieder geschlossen wird.
2. 2. Ausfiihrungsform des Apparates nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Sperrung (7, 10) auslösende Magnet (11, 12) durch eine auf Wärmewirkung des Stromes ansprechende Vorrichtung (Hitzdrahtrelais (20) eingeschaltet wird.
3. 3. Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Wärmerelais (bei 24) durchfließende Strom durch die Einschaltung des Auslösemagneten (11) gesteigert wird, zum Zwecke, die gute Wirkung der Relaisvorrichtung zu sichern.
4. 4. Ausführungsform der Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Verdunklungswiderstand oder die sonstige Anzeigevorrichtung (13) kurzschließende Quecksilberschalter (3 oder 37, 38, 39) durch einen mit einem Gewicht (9) versehenen, drehbar gelagerten Arm (6) geöffnet wird, wenn die einen an dem Arm (6) befestigten Anker (7) sperrende Klinke (10) durch den Anker (12) eines Elektromagneten (11) ausgelöst wird, der in Serie mit den Kontakten (19, 23) des. Wärmerelais (20) und einem regelbaren Widerstand (16) parallel zu einem gegebenenfalls einstellbaren Widerstand (16 oder 40) zwischen die Klemmen (1, 2) des Apparates geschaltet ist, wonach der an dem Arm (6) befestigte Anker (7) durch einen mit der Anzeigevorrichtung (13) in Serie geschalteten Einschaltmagneten (8) ahgezogen und der Quecksilberschalter wieder geschlossen wird.
5. 5. Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdunklungswiderstand oder die sonstige Anzeigevorrichtung (13), wenn der anormale Verbrauch eine gewisse Zeit angedauert hat, durch Unwirksammachen des Einschaltmagneten (8 mittels 32) dauernd in den Stromkreis des Konsumenten eingeschaltet bleibt.
6. 6. Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tätigkeit des Einschaltmagneten (8) mittels einer Klinke (34) die Drehung eines Klinkenrades (33) bewirkt, welches einen jenen Elektromagneten (8) kurzschließenden Schalter (32) schließt, wenn es um eine gewisse Strecke gedreht worden ist.
7. 7. Ausführungsform der Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrklinke (35) das gegen die Wir-

   kung einer Feder (36). gedrehte Klinkenrad (33) festhält und bei ihrer Auslösung von Hand zur Freigabe des Klinkenrades (33) den .Einschaltmagneten (8) kurzschliei3t, bis man die Klinke (35,) in ihre gewöhnliche Stellung zurückgehen läßt.
8. 8. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1 oder den Ünteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitschalter (27) in an sich bekannter Weise während bestimmter Zeiten den Strombegrenzer unwirksam macht.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.