DE296980C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Bei dem Verkauf elektrischer Energie wird zwischen dem Lieferanten und dem Abnehmer häufig vereinbart, daß die Leistung (oder die Stromstärke) in der Anlage des Abnehmers einen bestimmten Betrag nicht überschreiten dürfe. Um den Abnehmer jederzeit an eine solche Vereinbarung zu erinnern oder um ihre Einhaltung zu erzwingen, stellt der Lieferant bei dem Abnehmer einen Apparat auf, der bei Erreichung der zulässigen Leistung (oder Stromstärke) ein Zeichen gibt, das den Abnehmer oder sein Personal zur Ausschaltung von Verbrauchsapparaten veranlassen soll oder durch Auslösung eines Schalters den Energiezufluß überhaupt unterbricht. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, unter Voraussetzung eines Apparates einer besonderen bekannten Art für den oben angegebenen Zweck, bei Anwendung des zuletzt genannten, gewaltsamen Mittels vor Erreichung der zulässigen Leistung ein Warnungssignal geben zu lassen.

Die von den bekannten Höohstverbrauchsmessern nach dem Zählerprinzip (Maximumzähler) übernommene Voraussetzung der Erfindung besteht darin, daß die auf Leistungsbegrenzung abzielende Wirkung (Signal, Schalterauslösung) von einem mit einer Uhr zusammen arbeitenden Zähler ausgeht, wenn der Verbrauch innerhalb einer festgesetzten Zeitspanne einen festgesetzten Grenzwert überschreitet.

. Der Erfindung liegt also folgender Gedanke als Voraussetzung zugrunde. Der Abnehmer soll nicht gebunden werden, eine bestimmte Leistung in Kilowatt nicht zu überschreiten, sondern er soll gebunden werden, innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, die »Meßperiode« genannt sei und allgemein T Minuten betragen möge, eine bestimmte Verbrauchsgrenze, etwa V Kilowattstunden, nicht zu überschreiten. In der Anlage des Abnehmers kann sich dann die Leistung vorübergehend über den Durchschnittswert (60 V/T Kilowatt) erhöhen, ohne daß gleich ein Warnungssignal oder gar eine Unterbrechung der Energiezufuhr eintritt.. Solche kurzdauernde Belastungsstöße können also das Arbeiten des neuen Leistungsbegrenzers nicht oder jedenfalls nur unbedeutend beeinflussen.

Dieser Gedanke und die von den gebräuchlichsten Maximumzählern übernommenen Mittel zu seiner Verwirklichung sollen zuerst an Hand der Zeichnung erläutert werden.

R sei ein Rad, dem von einem Zähler eine der augenblicklichen Leistung proportionale Drehgeschwindigkeit im Sinne des Uhrzeigers erteilt wird; es heiße »Steuerrad«. An dem Steuerrad befindet sich ein Steuerorgan A, ein Stift 0. dgl. Als Anfangsstellung des Steuerrades gelte die gezeichnete Stellung, bei der der Stift A einer festen Marke D gegenübersteht. In die Bahn des Stiftes Ά ragt ein gesteuertes Organ B hinein, dessen Berührung durch A die auf Leistungsbegrenzung abzielende Wirkung auslöst. In der Zeichnung ist B ein federnder Schalterarm, der durch den Stift A nach außen gedrückt wer-

den kann, sich dabei gegen einen zweiten federnden Schalterarm b legt und dadurch einen Signalstromkreis oder Schalterauslösestromkreis 5" schließt.

Der mit α bezeichnete Bogen, den das Steuerorgan A aus seiner Anfangslage bis zur Berührung mit B durchlaufen muß, ist proportional dem Verbrauch in Kilowattstunden während der Zeit, die A zum Durchlaufen des Bogens α gebraucht hat.

Der Bogen α möge nun der festgesetzten Verbrauchsgrenze V entsprechen, und die Zeit, die der Stifte zur Durchlaufung des Bogens a gebraucht hat, sei gleich der festgesetzten Meß-

^J5 periode, nämlich gleich T Minuten. Die gezeichnete Einrichtung wird also am Ende der betrachteten Meßperiode, da A mit B zur Berührung kommt, die an die Schließung des Stromkreises S gebundene Wirkung ausüben und damit der gestellten Aufgabe in einem Falle entsprechen.

Wenn die Vorrichtung dauernd richtig wirken soll, so muß das Steuerrad R periodisch in seine Anfangslage zurückkehren. Dafür kuppelt man das Steuerrad T Minuten nach dem Bewegungsbeginn vom Zähler los, läßt es in die Anfangslage zurückkehren, kuppelt es gleich oder nach einer Pause wieder mit dem Zähler,, um es T Minuten später wieder abzukuppeln usw.

Eine dafür geeignete bekannte Einrichtung zeigt Fig. 2 der Zeichnung. Das Steuerrad R wird vom Zähler durdi ein Zahnrad r getrieben, dessen Achse mit einem Ende in einem Schwinghebel ί gelagert ist, der durch die Anziehung eines Magneten M auf einen an ihm befestigten Anker m so weit gehoben werden kann, bis die Zähne von R und r außer Eingriff sind. Hat sich vorher R aus seiner (gezeichneten) Anfangslage, die durch einen Anschlag H für den Stift A bestimmt ist, entfernt, so wird es durch die Feder F nach der Abkupplung vom Zähler in seine Anfangslage zurückgedreht. Der Magnet M wird alle T Minuten für kurze Zeit erregt. Das besorgt eine Uhr mit einer Scheibe U, die sich in T Minuten einmal herumdreht. In den Rand der Scheibe, die aus einem Isolator besteht, ist ein Schleifstück t eingelassen, das mit der Scheibenachse u leitend verbunden ist. Auf dem Rand und der Achse der Scheibe schleifen Federn v, w, die mit der Wicklung des Magneten M und einer (nicht gezeichneten) Stromquelle einen Stromkreis bilden.

Berührt die Feder ν das Schleifstück t, so wird dieser Stromkreis geschlossen, der Magnet M erregt und das Steuerrad R vom Zähler abgekuppelt. Wenn die Feder ν das Schleifstück t wieder verläßt, wird M wieder stromlos und die Kupplung zwischen Zähler und Steuerrad wiederhergestellt.

Die Zeit, während welcher das Steuerrad mit dem Zähler jedesmal gekuppelt bleibt, kann verändert werden durch Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades U und durch Veränderung' der Breite des Schleifstückes t. Die Verbrauchsgrenze V wird durch Verstellung des gesteuerten Organs B gegen die Anfangslage des Steuerorgans A verändert und eingestellt.

Wenn man nun gemäß der Erfindung mit einer Einrichtung der beschriebenen Art zuerst ein Warnungssignal geben will, so kann man das technische Problem folgendermaßen formulieren. Eine auf Leistungsbegrenzung abzielende, z. B. sie erzwingende Wirkung soll eintreten, wenn ein Verbrauch von V Kilowattstunden in T Minuten erreicht wird, und ein Warnungssignal soll vorhergehen, wenn ein Verbrauch von n/m · V Kilowattstunden in n/m-T Minuten erreicht wird.

Diese Aufgabe kann gelöst werden durch zwei Vorrichtungen nach Fig. 2. Be.i der einen bleibt das Steuerrad T Minuten gekuppelt, der Bogen α entspricht dabei V Kilowattstunden. Bei der anderen bleibt das Steuerrad n/m · T Minuten gekuppelt, der Bogen a entspricht dabei n/m · V Kilowattstunden. Beide Steuerräder passieren gleichzeitig ihre Anfangslagen; das zweite bleibt nach der Ab kupplung (m — η)/ιη·Τ Minuten ruhig in seiner Anfangslage stehen.

Dieselbe Aufgabe kann auch mit einem einzigen Steuerrad gelöst werden, wenn man in die Bahn des Steuerorgans A zwei gesteuerte Organe B bringt, deren Winkelabstände von der Anfangslage des Organs A sich wie n/m · V und V verhalten, und das gesteuerte Organ mit dem kleineren Winkelabstand nach Ablauf von n/m · T Minuten aus der Bahn des Steuerorgans entfernt, z. B. verdreht, wie es Fig. ι der Zeichnung zeigt, oder in Richtung der Achse des Steuerorgans vor- und zurückschiebt. Man kann auch das gesteuerte Organ stehenlassen und dafür das Steuerorgan in Richtung seiner Achse zurück- und vorschieben.

Wesentlich ist noch, daß die gesteuerten Organe derart ausgebildet und angeordnet . sind, daß sie die Bewegung des Steuerrades nicht hemmen. Das steuernde Organ muß also im Vorübergehen an dem gesteuerten Organ seine Steuerwirkung ausüben können.· Bei der gezeichneten Ausführung ist diese Forderung erfüllt. Denn der Stift A kann die Feder B beiseitedrücken und unter Schließung des Schalters daran vorbeischlüpfen.

Die Uhr, mit der der Zähler zusammen arbeitet; kann vom Zähler getrennt oder mit ihm zusammengebaut sein. Im letzteren Falle kann der Magnet M mit seiner elektrischen

Steuervorrichtung durch mechanische Mittel ersetzt werden.

Bei vorliegender Beschreibung war ein Wattstundenzähler vorausgesetzt. Es kann aber auch ein Zähler anderer Art, z. B. ein Amperestundenzähler, genommen werden. In diesem Falle ist die Drehgeschwindigkeit des Steuerrades eben der augenblicklichen Stromstärke proportional, und die ganze Einrichtung ίο arbeitet als »Leistungs«-Begrenzer in demselben Maße ungenau, wie ein Amperestundenzähler als Verbrauchsmesser ungenau arbeitet.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Leistungsbegrenzer, bei dem ein vom Zähler bewegtes Steuerorgan und ein in seine Bahn hineinragendes gesteuertes Organ, dessen Berührung durch das Steuerorgan eine auf Leistungsbegrenzung abzielende oder sie erzwingende Wirkung auslöst, Verwendung finden in Verbindung mit einer Uhr, die immer eine ganz bestimmte Zeit (Meßperiode), nachdem das Steuerorgan seine Anfangslage verlassen hat, die Bewegung des Steuerorganes relativ zum gesteuerten Organ derart ändert, daß eine Berührung des Steuerorgans und des gesteuerten Organs vor Beginn der neuen Meßperiode nicht mehr stattfinden kann, wobei durch die Uhr das Steuerorgan von Zeit zu Zeit auf die bestimmte Zeitspanne (Meßperiode) mit dem Zähler gekuppelt, nach Ablauf dieser Ze'itspanne aber entkuppelt wird, um durch eine Feder, ein Gewicht o.dgl. in seine Anfangslage zurückgebracht zu werden, gekennzeichnet durch zwei Steuerorgane mit immer gleichzeitig beginnenden, aber verschieden langen Meßperioden und zwei gesteuerte Organe, deren Abstände von den Anfangslagen der Steuerorgane sich wie die Meßperioden verhalten.
2. 2. Leistungsbegrenzer, bei dem ein vom Zähler bewegtes Steuerorgan und ein in seine Bahn hineinragendes gesteuertes Organ, dessen Berührung durch das Steuerorgan eine auf Leistungsbegrenzung abzielende oder sie erzwingende Wirkung auslöst, Verwendung finden in Verbindung mit einer Uhr, die immer eine ganz bestimmte Zeit (Meßperiode), nachdem das Steuerorgan seine Anfangslage verlassen hat, die Bewegung des Steuerorganes relativ zum gesteuerten Organ derart ändert, daß eine Berührung des Steuerorgans und des gesteuerten Organs vor Beginn der neuen Meßperiode nicht mehr stattfinden kann, wobei durch die Uhr das Steuerorgan von Zeit zu Zeit auf die bestimmte Zeitspanne (Meßperiode) mit dem -Zähler gekuppelt, nach Ablauf dieser Zeitspanne aber entkuppelt wird, um durch eine Feder, ein Gewicht o. dgl. in seineAnfangslage zurückgebracht zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites, der Anfangslage des Steuerorgans näher liegendes gesteuertes Organ vorhanden ist, das aus ' der Bahn des Steuerorgans entfernt wird, wenn ein Teil der Meßperiode abgelaufen ist, die mit der Kupplungsperiode des Steuerorgans übereinstimmt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.