DE308304C

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Publication number: DE308304C
Application number: DENDAT308304D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung an Gleichstrom-Elektrizitätszählern mit einem mit Kommutator versehenen, gewickelten Anker. . Das die Erfindung kennzeichnende Merkmal ist, daß die Wicklung im Verhältnis zu einer Bremsfläche und dem damit fest verbundenen Kommutator um die Ankerachse drehbar angebracht ist, sowie daß die beiden gegenseitig drehbaren Teile mittels Federn miteinander- verbunden sind, so daß ihre gegenseitige Winkeldrehung vom' Torsionsmoment zwischen der Wicklung und der Bremsfläche abhängig ist.

Auf der Zeichnung veranschaulicht, Fig. ι Fehlkurven für einen Elektrizitätszähler des Motortyps, .

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgeführten Ankers, und ^ '

Fig. 3 diesen Anker in Draufsicht, jedoch nach Entfernung einiger seiner oberen Teile; an der linken Hälfte der Figur.

In Fig. ι stellt die Ordinate den prozentuellen Fehler bei_: verschiedenen Bruchteilen der Vollast (Abszisse) dar. Wie ersichtlich, zeigt der Zähler; bei einem Verbrauch zwischen 0,2 und 1,0 der vollen Belastung um ο bis 2 Prozent zuviel, während der Zähler bei einem Verbrauch zwischen 0,02 und 0,2 der vollen Belastung bis 10 Prozent zuwenig angibt.

Dieser letzte Umstand bewirkte einen merkbaren Verlust für die Elektrizitäts- , werke, der namentlich von Bedeutung geworden ist, nachdem die Metalldrahtlampen mit geringem Stromverbrauch auf den Markt gekommen sind, und nachdem es ganz allgemein üblich geworden ist, elektrisches Licht auch in ganz kleinen Wohnungen zu benutzen, wo öfters nur eine einzelne 'kleine Lampe in Wirksamkeit ist.

Es ist versucht worden, diesem Übelstand durch Schwächen der Treibkraft des Zählers bei steigender Belastung abzuhelfen, wodurch die Fehlkurve mehr wagerecht verläuft. Eins der zu diesem Zweck angewandten Mittel besteht in einem vom Hauptstrom' erregten Elektromagneten, der das permanente Magnetfeld bei zunehmender Belastung verstärkt. ■ Ein anderes Mittel besteht in einem vom· Hauptstrom erregten Elektromagneten, der die Bürsten im Verhältnis zu dem Kommutator dreht oder dieselben auf- und abwärts längs" dem schraübeniinienförmigen Kommutator verschiebt, so, daß die Bürstenverschiebung mit der Belastung anwächst. Je mehr die · Bürsten gedreht bzw. verschoben werden, um desto mehr wird das im Anker erzeugte Feld im Verhältnis zu dem permamenten Magnetfeld gedreht werden, und um desto kleiner wird somit die Treibkraft des Ankers. Ge- ,--maß der Erfindung wird zwar auch eine

Drehung des Ankerfeldes im Verhältnis zum Magnetfeld benutzt. Diese Drehung wird aber durch Drehung der Ankerwicklurig.ini Verhältnis zu dem Kommutator ausgeführt,

- 5 und die letztere Drehung wird mittels der auf die Ankerwicklung wirkenden vorwärts treibenden Kraft selbst bewerkstelligt.

In Fig; 2 und 3 stellt 1 eine im oberen ■ Teil hohle Welle dar, die eine aus Papier

0. dgl. nichtmetallischem Material hergestellte Glocke 2 trägt, worauf die Ankerwicklung 3 angebracht ist. In der hohlen Welle ruht eine Spindel 4, die die glockenförmige Brems-

' fläche 5 samt dem Kommutator 6 trägt. Von jeder einzelnen der Lamellen des Kommutators geht ein nach unteta gerichteter starrer Metallstreifen 7 aus, der durch eine Öffnung 8 in der Bremsglocke 5 frei hindurchgeht,' und dessen unteres Ende mittels einer wagerechten Blattfeder 9 mit den beiden zusammengehörigen Enden zweier Spulen der Anker-• wicklung verbunden ist.

Wird Strom durch den Zahler gesandt, so wird in der Ankerwicklung ein vorwärts treibendes Drehmoment entstehen, das mit dem Strom proportional ist und von dem in der Bremsglocke 5 erzeugten bremsenden Drehmoment im Gleichgewicht gehalten wird. Dieses relative Moment zwischen der Wicklung und der Bremsglocke wird bewirken, daß letztere und damit der Kommutator im Verhältnis zu der Wicklung zurückgedreht wird, indem die diese beiden Teile verbindenden Federn gespannt werden und die gegenseitige Winkeldrehung zwischen diesen Teilen wächst, bis Gleichgewicht zwischen dem obengenannten Drehmoment und der Federspannung 9 entsteht. Da letztere mit der Winkeldrehung annähernd proportional ist, wird sie auch mit dem Drehmoment proportional werden.

Je größer der Verbrauchsstrom wird, um

einen desto größeren Winkel wird somit der

^ Kommutator im Verhältnis zu der Wicklung zurückgedreht, und um desto mehr wird das vorwärts treibende Moment des Zählers 'verkleinert. An Stelle der stets steigenden Kurve der in Fig. 1 dargestellten Form 'α c 4 wird eine Kurve erzielt, die anfangs in üblicher Weise steigt, aber bei zunehmendem Strom immer mehr unter der ursprünglichen Kurve zu liegen kommt und daher auf der letzten Strecke bei steigendem Strom nach unten gebögen ist. Eine derartige Kurve ist in Fig. 1 mit α e f veranschaulicht.

Je weicher die Feder 9 ist, um so größer wird die gegenseitige Winkeldrehung zwischen dem Kommutator und der Ankerwicklung, und um desto -steiler wird daher die Kurvenstrecke e c bei zunehmendem Strom abfallen. Die Kurve aef ist somit bei Belastungen unter 0,2 der Vollast wesentlich vorteilhafter als die ursprüngliche Kurve; zur Vergeltung dafür liegt indessen die neue Kurve viel zu niedrig bei / Belastungen über 0,2.

Um diesen Übelstand zu beseitigen, ist an der Papierglocke 2 ein Stift oder Haken 10 befestigt, der durch einen Schlitz 11 in der Bremsglocke hinauftritt. Die Länge und Stellung dieser. Schlitze ist so angemessen, -daß sie die Winkeldrehung zwischen Kommutator und Wicklung innerhalb passender Grenzen beschränkt. -

Wenn dafür Sorge getragen wird, daß die Winkeldrehung gerade bei der dem Punkt c der Fehlkurve (Fig. 1) entsprechenden · Belastung angehalten wird, so wird die Kurve von c längs seiner ursprünglichen Bahn bis zum Punkt d verlaufen, und es ist dann eine P^ehlkurve der Form α e c d geschaffen worden,' die, wie ersichtlich, wesentlich vorteilhafter als irgendeine der beiden Kurven a b c d und α e c f ist.

Gegebenenfalls wird es sich zweckmäßig erweisen, die Schlitze 11 derart anzubringen, daß bei stromlosem Zähler der Stift to gegen ihre Kante am einen Ende anliegt.

Statt außen um die Glocken und die ,Wicklung 3 kann die Bremsglocke 5 innerhalb derselben angeordnet werden. Um die beabsichtigte Wirkung zu erlangen, ist es nicht erforderlich, daß die Glocke 2 nichtmetallisch ist. Wird sie aus Metall ausgeführt, so wird ein bremsendes Moment entstehen, das in Verbindung mit dem vorwärts treibenden Moment in der' Wicklung ein resultierendes, vorwärts treibendes Moment erzeugt, welch letzteres von dem bremsenden Moment in der Bremsglocke 5 im Gleichgewicht gehalten wird. Auch in diesem Falle entsteht somit zwischen der Glocke 2, 3 und der Bremsglocke 5 ein Moment, das diese beiden Teile im Verhältnis zueinander zu drehen bestrebt ist und eine mit der Treibkraft im Zähler proportionale Größe aufweist. . . ■

Die Anordnung kann in gleicher Weise an Zählern mit Glockenanker und Scheibenanker benutzt werden. ' .

Die Anordnung kann ferner in der Weise zur Ausführung gelangen, daß außer dem gewöhnlichen Anker mit oder ohne daran befestigter Bremsfläche eine besondere, im Ver- ι hältnis zur Ankerwicklung drehbare Bremsfläche angeordnet wird, die sich in demselben Magnetfeld als die Ankerwicklung oder in einem anderen Magnetfeld bewegt. Die Form der Ankerwicklung und der Bremsfläche braucht in diesem Falle nicht die gleiche zu sein. Der Anker kann z. B. glockenförmig und die Bremsfläche scheibenförmig oder um- '■.■:

, gekehrt sein. '

Claims

Patent-An Sprüche:
ι. Anordnung an Gleichstrom-Elektrizitätszählern mit einem mit Kommutator versehenen, gewickelten Anker, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (3) im Verhältnis zu einer Bremsfläche (5) und dem damit fest verbundenen Kommutator (6) um die Ankerachse drehbar angebracht ist, wobei die beiden gegenseitig drehbaren Teile mittels Federn (9) derart miteinander verbunden sind, daß ihre gegenseitige Winkeldrehung vom Torsionsmoment zwischen der Wicklung (3) und der Bremsfläche (5) abhängig ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ¹S gekennzeichnet, daß Anschläge (10) die Winkeldfehung zwischen der ' Wicklung und der Bremsfläche begrenzen.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wicklung mit ^ao der Bremsfläche verbindenden Federn (9) gleichzeitig als Leitungsverbindung zwischen der Wicklung und dem Kommutator dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.