DE273898C

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Publication number: DE273898C
Application number: DENDAT273898D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 273898 KLASSE 21 e. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Mai 1913 ab.

Die vorliegende Erfindung soll eine möglichst weitgehende Annäherung des bei Pauschaltarif zur Berechnung gelangenden Maximalstromverbrauchs an den mit dem Abnehmer vereinbarten tatsächlichen Verbrauch ermöglichen und außerdem eine der Belastungskurve des Werkes entsprechende Staffelung des Tarifes gestatten.

Der Grundgedanke ist bereits im Patent

ίο 258479 zum Ausdruck gebracht. Während aber dort zu jeder gewünschten Stromstärke je ein Strombegrenzer und ein Fernschalter benötigt werden, wird erfindungsgemäß dieselbe Wirkung durch einen einzigen mit einem Triebwerke in Verbindung stehenden, besonders durchgebildeten Strombegrenzer erreicht.

Bei dem Patent 258479 handelt es sich im wesentlichen darum, daß die Strombegrenzer mit Fernschaltern zusammenwirken, die durch ein mittels Uhrwerk o. dgl. in Gang gehaltenes Schalt- oder Kontaktwerk gesteuert werden und den Stromkreis der Strombegrenzer nur während der vereinbarten Zeit für die Stromentnahme geschlossen halten.

Den Strombegrenzern der üblichen Bauart haften einige Mängel an, unter anderem lassen sie sich auf ganz geringe Stromstärken, wie sie eine 10- oder 16-kerzige Metallfadenlampe bedingt, nicht einstellen. Ferner gestatten sie eine unrechtmäßige Stromentnahme zu Koch- und Heizzwecken, da der in diesem Falle allerdings .heftig pulsierende Strom doch ausreicht, die Widerstände der betreffenden Apparate zu erhitzen.

Der im vorliegenden Falle zur Anwendung gelangende Strombegrenzer ist so gebaut, daß er für die Auslösung sehr empfindlich ist, nach erfolgter Auslösung aber träge arbeitet. Gleichzeitig wird der Forderung auf Regelung 40-der im voraus vereinbarten Stromentnahme nach Zeit und Stromstärke vollauf genügt und nicht mehr Platz beansprucht als · für einen gewöhnlichen Zähler.

Die Wirkungsweise des Stromverbrauchsreglers ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung, sowie aus der Zeichnung, auf der die Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

Fig. ι zeigt das Schema des Apparates; Fig. 2 stellt eine Nockenscheibe in größerem Maßstabe dar; Fig. 3 zeigt die Stromsteuerscheibe in Aufriß und Schnitt.

Die als Beispiel gewählte Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Ankeruhrwerk, zwei dem Schlagwerk einer Uhr nachgebildeten Triebwerken, einem Strombegrenzer und einem Kippschalter. In der Zeichnung sind nur die zur Erläuterung unbedingt nötigen Teile dargestellt.

Ein Uhrwerk dreht die mit 24 den Tagesstunden entsprechenden Gewindelöchern 1 versehene Zeitsteuerscheibe a in 24 Stunden einmal herum. Die in die Gewindelöcher 1 passenden Schrauben oder Stifte 3 werden an der Stelle, die der mit dem Konsumenten vereinbarten Zeit entspricht, eingesetzt und

bewirken zur gewünschten Stunde eine Drehung des um 4 schwingenden Winkelhels b, dessen Nase 7 einen Einschnitt 9 der als Sperrad ausgebildeten Stromsteuerscheibe c freigibt und hierdurch das die Stromsteuerscheibe c antreibende Triebwerk in Gang bringt. Die um 8 drehbare Stromsteuerscheibe c trägt mehrere, z. B. sechs, auswechselbare Sektoren s, die mit Einschnitten 9 versehen werden können.

Die Nase 7 des um 4 schwingenden Winkelhebels b kann die Stromsteuerscheibe c erst wieder zum Stehen bringen, wenn sie in den nächsten Einschnitt 9 eingeschnappt ist.

Die den Daumen oder Nocken η tragende Welle 26 wird durch eine nicht dargestellte Zahnradübersetzung von dem Triebwerke der Scheibe c derart angetrieben, daß der Nocken η eine Umdrehung (360°) macht, wenn sich die Stromsteuerscheibe c um 180 ° gedreht hat.

Der um 27 schwingende zweiarmige Hebel 0 trägt am Ende seines kurzen Armes eine Rolle 28, die durch den Druck der Schraubenfeder 32 gegen den Nocken η angepreßt wird. Der Hebel 0 überträgt infolgedessen den Hub des Nockens η über Gelenk 29 auf die bei ft geführte Steuerstange 30, die mit einer Nabe 33 versehen ist, in welcher die einen Elektromagneten m tragende Stange 34 geführt ist. Die Stange 34 ist an ihrem dem Elektromagneten m entgegengesetzten Ende mit einer Rolle q versehen, die durch die Schraubenfeder 31 gegen die schiefe Ebene r gedrückt wird. Die beiden Füh- _35 rungen ft sind parallel zur Basis der schiefen Ebene r angeordnet, so daß also jede Bewegung des Nockens η ein Heben bzw. Senken und gleichzeitig eine achsiale Verschiebung des Elektromagneten m zur Folge hat.

Dem Pol des Elektromagneten m gegenüber ist ein um 20 schwingender, als Winkelhebel ausgebildeter Anker h angebracht, der bei normalem Betrieb mittels einer Nase 18 den die Schaltröhre f tragenden, um 10 schwingenden zweiarmigen Hebel d in seiner gezeichneten Lage festhält. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird der Pol des Elektromagneten m durch eine Bewegung des Nockens η dem Anker h nicht nur genähert bzw. von ihm entfernt, sondern es wird auch entsprechend dem gewünschten Erfolg der wirksame Hebelarm des Ankers h verlängert bzw. verkürzt.

Der in dem oben offenen Zylinder k geführte, mittels Kolbenstange 17 mit dem Hebel d verbundene Kolben 23 trägt einen Arretierstift 2i, der in seiner Ruhelage vor dem Sperrstift 22 der Sperrscheibe i liegt. Im Falle einer Auslösung des Hebels d wird der Kolben 23 nach unten gezogen, wobei er den Sperrstift 22 freigibt und dadurch die Sperrscheibe i des zweiten Triebwerkes zum Laufen bringt. Die in dem Zylinder k befindliche Luft wird beim Abwärtsgange des Kolbens 23 teilweise durch die Bohrungen 25 ausgeblasen; der verbleibende Rest dient als Luftkissen und verhindert somit ein heftiges Aufschlagen des Hebels d. Die auf der Welle 15 sitzende Scheibe e wird von dem infolge Freigabe der Sperrscheibe i ausgelösten zweiten Triebwerke angetrieben und bringt nach einer Umdrehung mittels des Stiftes 14 den Hebel d in seine normale Lage zurück. Beim Anheben des Hebels d schiebt der Kolben 23 den Arretierstift 21 wieder nach oben, der alsdann die Sperrscheibe i und damit das zweite Triebwerk zum Stehen bringt. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Sperrad i und der Scheibe e ist so bemessen, daß der Sperrstift 22 erst dann gegen den Arretierstift 21 stößt, wenn der Stift 14 seine in der Zeichnung dargestellte Lage wieder eingenommen hat.

Über dem Arm 24 des Ankers h ist ein von dem Uhrwerk angetriebener Fliehkraftregler g angebracht, dessen Hülse 19 bei einem etwaigen Stehenbleiben der Uhr den Arm 24 nach unten drückt und dadurch die Sperrung des Schalters f auslöst, so daß dieser seine Ausschaltestellung einnimmt.

Um während des Umsteuems auf eine andere Stromstärke einem Ausschalten vorzubeugen, trägt der Hebel b eine flache Feder 6, die sich während der Drehung der Stromsteuerscheibe unter den Arm 24 des Ankers h legt. Die Stärke der Feder 6 ist so bemessen, daß sie zusammen mit der den Anker h abziehenden Schraubenfeder I den Anker auch bei stärkster Erregung des Elektromagneten m in seiner normalen Lage festhält, dem Drucke der Hülse 24 des Fliehkraftreglers g jedoch nachgibt, so daß also die Anlage unter allen Umständen stromlos wird, wenn das Uhrwerk versagen sollte.

Die Spule des Elektromagneten m ist mit der Schaltröhre f in Serie geschaltet. Die Schaltröhre f besteht aus einer mit zwei Platinkontakten 11, 12 versehenen, teilweise mit Quecksilber 16 gefüllten Glasröhre.

Die Steigung der schiefen Ebene r ist so bemessen, daß eine Drehung des Nockens η no um einen Grad eine Veränderung der zum Ansprechen des Elektromagneten m benötigten Stromstärke um einen bestimmten Betrag, z. B. 0,05 Ampere, bewirkt. Eine Drehung der Stromsteuerscheibe c um einen Grad bewirkt demnach eine Veränderung der Stromstärke um 0,1 Ampere. Der konzentrisch zur Drehachse gekrümmte Teil des in Fig. 2 dargestellten Nockens η umfaßt einen Zentriwinkel von 60 ° und entspricht der Stellung des Apparates während der Zeit, in welcher die Anlage stromlos sein soll. Solange die

Rolle 28 an diesem Teile des Nockens η anliegt, zieht der Elektromagnet m seinen Anker bei der geringsten auftretenden Stromstärke an. Zu jedem Apparat gehören 18 mit einer Gradeinteilung versehene Sektoren s, die von dem Elektrizitätswerk, den gewünschten Stromstärken entsprechend, leicht mit den Einschnitten 9 versehen werden können.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Apparates diene das folgende Beispiel:

Ein Konsument wünsche von seinen 20 je 25-kerzigen und je 0,2 Ampere benötigenden Lampen täglich nur 12 Lampen von 6 bis 12 Uhr abends und von 5 bis 8 Uhr morgens gleichzeitig zu brennen und während der Nacht, also von 12 bis 5 Uhr, nur bis zu drei zu gleicher Zeit brennende Lampen zu seiner Verfügung zu haben. In den Tagesstunden von 8 Uhr morgens bis 6 Uhr abends habe er keinen Bedarf für Strom.

In diesem Falle müßte die Entfernung zwischen dem Elektromagneten m und dem Anker h so groß sein, daß erst ein Strom von nachstehenden Stärken zu den genannten Zeiten den Apparat zum Ansprechen bringen könnte:

I. Zwischen 8 Uhr morgens und 6 Uhr

abends 0,05 Ampere,

. II. zwischen 6 Uhr abends und 12 Uhr abends 2,4 Ampere,

III. zwischen 12 Uhr abends und 5 Uhr morgens 0,6 Ampere,

IV. zwischen 5 Uhr morgens und 8 Uhr morgens 2,4 Ampere.

Es hätte demnach um 6 und 12 Uhr abends und um 5 und 8 Uhr morgens eine Umsteuerung zu erfolgen, und demgemäß würden in die diesen Stunden entsprechenden Gewindelöcher 1 der Zeitsteuerscheibe a die Schrauben 3 eingesetzt werden.

Hierauf müssen die Sektoren s der Stromsteuerscheibe c mit den den gewünschten Stromstärken entsprechenden Einschnitten 9 versehen werden. Zur Bestimmung des Platzes dieser Einschnitte ist folgende Überlegung nötig:

Der Nocken η muß während der einzelnen

Perioden so stehen, daß die Rolle 28 bei den in Fig. 2 mit x, y und ζ bezeichneten Stellen anliegt, und zwar:

I. Von 8 Uhr morgens bis 6 Uhr abends

bei x,

II. von 6 Uhr abends bis 12 Uhr abends bei y,

III. von 12 Uhr abends bis 5 Uhr morgens bei z,

IV. von 5 Uhr morgens bis 8 Uhr morgens bei y.

Bei vier aufeinanderfolgenden Auslösungen des Triebwerkes wären beispielsweise von

der Nockenscheibe η die nachstehenden Drehungen auszuführen:

LA*= 78°, ,

2. Aß =-- 240⁰, ^ö5

3· A. γ = i20°,
4- A. $ = 282°.

Die Stromsteuerscheibe c dreht sich dabei jedesmal um den halben Winkel. Der von den Radien der Einschnitte eingeschlossene Winkel müßte demnach in diesem Falle betragen :

A*' = 39°. A ß' = 120°,
A.Y = 6o°, .A. S' — 141 °.

Die Einschnitte müßten bei t, u, ν und w (Fig. 3) angebracht werden.

Nachdem die betreffenden Sektoren s (Fig. 3) mit den Einschnitten versehen und die Uhrwerke aufgezogen sind, ist der Apparat betriebsfertig.

Der Apparat arbeitet dann folgendermaßen: Um 6 Uhr abends löst der Stift 3 das Triebwerk aus, wodurch die Stromsteuerscheibe c um den A 0! und der Nocken η um .den A. ΰ- gedreht wird. Die um 12 Uhr nachts erfolgende nächste Auslösung des Triebwerkes dreht dann die Stromsteuerscheibe c um den A ß' ^und den Nocken n. um den A ß und so fort.

Wird zu irgendeiner Zeit die vereinbarte Stromstärke überschritten, dann läßt der Elektromagnet m durch Anziehen des Ankers h den Hebel d nach unten fallen, wodurch der Kippschalter f die Anlage stromlos macht; gleichzeitig wird das zweite Triebwerk zum Laufen gebracht. Nach Verlauf einer genau festzusetzenden Zeit, z. B. 3 Sekunden, hebt das Triebstockrad e den Hebel d in seine Anfangsstellung zurück, in der er dann verharrt, wenn inzwischen der Strom auf seine Normalstärke gebracht wurde, andernfalls beginnt dasselbe Spiel von neuem.

Der Fliehkraftregler g wird von dem Ankeruhrwerk angetrieben und kommt selbstverständlich nur dann zum Stehen, wenn das Uhrwerk aus irgendeinem Grunde versagt. Hierbei drückt die Hülse 19 des Reglers g den Arm 24 des Ankers h nach unten und no bewirkt so ein Ausschalten des Kippschalters f. Die Anlage wird also beim Stehenbleiben der Uhr unter allen Umständen stromlos.

Bei größeren Anlagen läßt sich der Kippschalter natürlich auch als Relais zur Ingangsetzung von automatischen Schaltern benutzen.

Das Aufziehen der Triebwerke könnte sowohl von Hand als auch elektrisch erfolgen, im ersteren Falle z. B. durch den das Geld einkassierenden Beamten.

Claims

Patent-Ansprüche:

. ι. Stromverbrauchsregler zum selbsttätigen Festlegen der Dauer und des Betrags der Stromentnahme bei Pauschaltarif, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem Uhrwerk o. dgl. angetriebene Zeitsteuerscheibe (a) zu beliebig einstellbaren Zeiten ein Triebwerk auslöst, dessen

ίο Gangdauer durch eine Stromsteuerscheibe (c) begrenzt wird, und das mittels eines Nockens (n) und einer schiefen Ebene (r) den Abstand zwischen einem in den Verbrauchsstromkreis eingeschalteten Elektromagneten (m) und seinem einen Ausschalter (f) auslösenden Anker (h) so verändert, daß Abstand und Stromstärke ihr direkt proportionales Verhältnis beibehalten.
2. Stromverbrauchsregler nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen von dem Uhrwerk angetriebenen Fliehkraftregler (g), der beim Stehenbleiben der Uhr den Magnetanker (h) so umstellt, daß der Ausschalter (f) geöffnet wird und dadurch die Anlage stromlos macht.
3. Stromverbrauchsregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (n) nicht nur eine Änderung des Abstandes zwischen dem im Verbrauchsstromkreis liegenden Elektromagneten (m) und seinem als Sperrklinke für den Ausschalter dienenden Anker (h), sondern auch eine Parallelverschiebung des Elektromagneten (m) gegenüber seinem Anker (h) und damit eine Verlängerung oder Verkürzung des wirksamen Ankerhebelarmes (h) veranlaßt.
4. Stromverbrauchsregler nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Stromsteuerscheibe (c), die aus mehreren auswechselbaren Sektoren (s) zusammengesetzt ist, die nach Maßgabe der gewünschten Stromstärken mit Einschnitten (t, u, v, w) versehen werden, wobei der Platz dieser Einschnitte nach dem jeweils von dem den Elektromagneten verstellenden Nocken (n) auszuführenden Drehungswinkel bestimmt wird.
5. Stromverbrauchsregler nach Anspruch ι und 2, gekennzeichnet durch eine an dem die Stromsteuerscheibe (c) freigebenden und sperrenden Hebel (b) angebrachte Feder (6), die während des Umschaltens auf eine andere Stromstärke das Ansprechen des Magnetankers und infolgedessen das Öffnen des Ausschalters verhindert, aber dem Drucke der Hülse des von dem Uhrwerk angetriebenen Fliehkraftreglers (g) nachgibt, so daß die Anlage unter allen Umständen stromlos wird, wenn das Uhrwerk versagen sollte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.