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Oszillierender Wattstundenzähler. Oszillierende Wattstundenzähler
haben gegenüber rotierenden Wattstundenzählern bekanntlich den großen Vorteil, daß
bei ihnen die Bürstenreiban.g wegfällt, und die Zählwerksreibung nicht vom messenden
Sv stem überwunden werden muß, da das Zählwerk hier gesondert angetrieben wird.
Die jetzt auf dem Markte befindlichen Konstruktionen dieser Art haben jedoch mir
einen beschränkten technischen Wert, da sie nur etwa die halbe Zugkraft haben wie
die üblichen -L\Zotorzähler.
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Die vorliegende Erfindung hingegen bringt einen oszillierenden Wattstundenzähler,
der unter Beibehaltung der bei diesen Zählern üblichen Schwingungszahl, das doppelte
Drehmoment bei nur dem halben Eigenverbrauch liat. Er stellt also einen erheblichen
technischen Fortschritt dar. ` Diese günstigen Verhältnissse werden dadurch erreicht,
daß eine im Nebenschluß zu einem Hauptströmwiderstand liegende Stromspule im Felde
eines vöin Spannungsstrom erregten Elektromagneten schwingt, der bis zum Ende jeder
Ankerschwingung unter Strom bleibt und dann umgepolt wird.
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Es sind bereits oszillierende Zähler vorgeschlagen, bei dein im Felde
eines von- der Gebrauchsspannung erregten Elektromagneten eine Stromspule schwingt,
die am Ende jeder Schwingung umgepolt wird (amerikanische Patentschrift 6235d.7).
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Dieser Zähler hat gegenüber der Erfindung den Nachteil, daß die LTmpolung
und damit die zu schädlichen Übergangswiderständen neigende Kontaktgebung im Stromkreise
mit der sehr geringen Spannung am Hauptstromwiderstand auftritt, die etwa zwischen
o und r Volt liegt. Ein mangelhafter Kontakt gibt also einen großen Fehler.
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Nach der Erfindung wird der an der Spannung, also an rro oder an 220
Volt liegende Elektromagnet umgepolt; gegenüber dieser hohen Spannung spielen Übergangswiderstände
praktisch keine Rolle.
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Ein weiterer Nachteil jenes Zählers liegt darin, daß dort das eisenenthaltende
Feld dauernd an der Spannung liegt. Bei wechselnder Spannung entstehen große Fehler
durch Remanenz; der Zähler ist also nur für konstante Spannung brauchbar.
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Nach der Erfindung wird das eisenenthaltende Feld bei jeder Schwingung
umgepolt. Fehler durch Rernanenz werden dadurch eliminiert.
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Es sind auch bereits oszillierende Zähler
vorgeschlagen
worden, bei denen der eisenenthaltende Magnet am Ende jeder Schwingung durch einen
kurzen Stromstoß bald in einer, dann in der anderen Richtung magnetisier wird, während
der Schwingung aber nicht erregt wird (Patent 233215).
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Dieser Zähler hat den Nachteil, daß das während jeder Schwingung wirkende
Drehmoment sehr gering ist, insonderheit bei kleiner Belastung, so daß die Lagerreibung
demgegenüber eine unzulässig große Rolle spielt, und der Zähler also ohne besonderes
Hilfsmittel bei kleiner Belastung zu langsam geht.
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Ferner muß dieser Zähler eine Einrichtung; haben, die vor Stillstand
des Zählers deal schwingenden Teil in eine der beiden Endlagen bringt, damit der
Zähler bei Auftreten eines Verbrauchsstromes wieder anläuft.
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Beide Nachteile werden beim Zähler gemäß der Erfindung vermieden.
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Eine Ausführungsform des Zählers gemäß der Eifindung ist in der Zeichnung
dargestellt, und zwar in Abb. 2 in vollständiger, wiewohl schematischer Darstellung,
während Abb. i eine Teilansicht von oben ist, Abb. 3 die Schaltung des Zählers und
Abb.4 eine Einzelheit zeigt.
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Am Hauptstrointvidersta:id 1 liegt dir rahmenförmige Spule 2, die
auf der Achse 0 befestigt ist und um den feststehenden Eisenkern 5 im Felde eines
durch die Nebenschlußspulen d. erregten mit Polschuhen 3 versehenen Elektromagneten
schwingt. Auf der Achse 6 ist die Bremsscheibe 7 befestigt, die sich im Felde von
Dauermagneten bewegt und durch Wirbelstrombremsung die Proportionalität zwischen
Belastung und Schwingungszahl des Zählers herstellt.
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Mit der Achse 6 schwingt hin und her ein Arm 9, der am Ende jeder
Schwingung gegen die Kontakte 1o bzw. 11 schlägt und dadurch die Spule 12 bzw. 13
eines Relais erregt, dessen Anker 14 dementsprechend im gleiches Takte zwischen
den Polen der Spulen 1a und 13 hin und her schwingt und dabei durch den auf gleicher
Achse sitzenden Kommutator 16 die Erregerspulen des Elektromagneten 4 umpolt und
zugleich in bekanter - nicht gezeichneter - Weise das Zählwerk des Zählers mechanisch
oder elektrisch vorwärts schaltet.
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In Abb,3 ist die Schaltung des Zählers - unter Weglassung der Kommutatorschaltung,
die bekannt ist und auch aus Abb. 2 hervorgeht - der besseren Übersicht halber noch
einmal schematisch dargestellt. Sie zeigt die schwingende Spule 2 im Nebenschluß
zum Hauptstromwiderstand 1, von einem Teilstrom des .Verbrauchsstromes durchflossen;
die Spulen 4. des Elektromagneten in Reihe mit zwei Vorschaltwiderständen 18 unrl
19 an der Spannung liegend, und ebenso die Relaisspulen 12 und 13 im Augenblick
des Kontaktschlusses 9, 1o oder 9, 11 in Reihe mit dem Vorschaltwid'erstand.lg an
der Spannung liegend.
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Die Polschuhe 3 des Elektromagneten sind gerade gehalten. Das hat
den Vorteil, daß man auf diese Weise frei zwischen Polschuhen und Anker hindurchsehen
und den freien Lauf der Drehspule gut kontrollieren kann. Ferner kann man das schwingende
System des Zählers zwecks Kontrolle auf diese Weise leicht nach vorn aus dem Zähler
herausnehinen und wieder einsetzen ohne Störung des Feldsystems. Zu dem Zwecke hat
der feststehende Magnetkern 5 parallel zur Achse einen Schlitz 2o (Abb. 1), der
die Achse 6 hindurchläßt. Nach Lösen der beiden Schrauben 21 kann man das ganze
schwingende System aus dem Zähler herausnehmen.
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Das Relais 12, 13 hat einen Anker 14, der durch Streulinien eines
der Bremsmagnete 8 polarisiert wird. Dadurch wird das Relais außerordentlich empfindlich
und arbeitet mit sehr geringem Strom, und zugleich wird ermöglicht, diesen Strom
nur kurzfristig einzuschalten, so daß das Relais keinen dauernden Eigenverbrauch
hat.
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Das schwingende System ist so leicht wie irgend möglich gehalten.
Zu dem Zwecke ist die Bremsscheibe an ihren unwirksamen Stellen - mit denen sie
nicht in die Bremsmagnete kommt - ausgeschnitten, wie Abb.4 zeigt. Die schwingende
Spule selbst ist sehr klein und leicht, der Luftraum ist so eng wie möglich gehalten,
um mit möglichst geringen Amperewindungen auszukommen.