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Elektromotorischer 1Vleßapparat zum Diessen vors Flüssigkeitsströmen,
Wärme oder Elektrizität. Die Erfindung betrifft Meßapparate, die nach dem Prinzip
eines Elektromotors, dessen Anker und Feldmagnet voneinander unabhängig sind, ausgestaltet
sind und deren Arbeitsz@c eise darauf beruht, daß das wie bei diesem vorhandene
Magnetfeld mit der Geschwindigkeit der zu messenden Materie übereinstimmend sich
ändert. Diese Meßapparate sollen sowohl als Elektrizitätsmesser als auch Flüssigkeitsstrom-
und Wärmemesser Anwendung
linden. Es ist erwünscht und besonders
für Wärmemesser von Torteil, einen möglichst schwachen Ankerstrom zu verwenden.
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Wie bekannt, bestimmt sich die L'nidrehungszahl des Elektromotores
nach der Formel
wobei c eine Konstante, i. die Stromstärke im Anker und (;, die Stärke des magnetischen
Feldes bedeutet. Aus dieser Formel läßt sich erkennen, (Maß der Meßinotor langsamer
läuft, wenn die Stärke des magnetischen Feldes zunimmt. Die Ursache dafür sind die
Wirbelströme, die in der mit dein Anker fest verbundenen Dämpfungsscheihe induziert
werden. Um also mit einem schwachen Ankerstrom arbeiten zu können, ist es nutzlos,
das magnetische Feld zu verstärken, es sei denn, daß man gleichzeitig die Größe
der Dämpfungsscheibe verringert. Dies hat jedoch andere Übelstände zur Folge.
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Bei vorliegender Erfindung wird nun das Arbeiten mit schwachem Ankerstrom
dadurch ermöglicht, daß Anker und Dämpfungsscheibe sich in zwei getrennten Magnetfeldern
bewegen, von denen das eine, für den Anker bestimmte, konstant bleibt, während das
Dänipfungsfeld, welches aus einem Weicheisenelektromagneten besteht, unabhängig
vom Ankerfeld verstärkt oder geschwächt werden kann, so daß also mit veränderlicher
Dämpfung des Elektromotors gearbeitet wird.
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Die Anordnung hat folgende Forteile: Der permanente Magnet, in dessen
Feld sich der Anker bewegt, kann beliebig stark gemacht werden, ohne daß die Dämpfung
dadurch nennenswert beeinflußt wird; man kann also schwachen Ankerstrom benutzen.
Ferner kann der Abstand zwischen den Polen des permanenten Magneten verhältnismäßig
groß gehalten «-erden, so daß der Querschnitt der Ankerhewicklung reichlicher, also
der Widerstand derselben geringer bemessen werden kann. Der Luftzwischenratun zwischen
den Polen des Magneten, durch dessen Feld sich die sehr schwach gehaltene, auf der
Ankerachse, aber getrennt vont Anker befestigte Dämpfungsscheibe bewegt, kann sehr
schmal gehalten werden. Hierdurch wirrt eine sichere :Änderung der Feldstärke und
demzufolge ein genaueres Messen erzielt.
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Wird die veränderliche Dämpfung des Elektromotores, wie oben beschrieben,
sinngemäß auch an Elektrizitätsmessern angeordnet, so wird ein diesen bisher anhaftender
weiterer 1Tachteil beseitigt. Ein Elektrizitätsmesser der bisher gebräuchlichen
Bauart, z. B. ein urgedämpfter Amperestundenmesser, dessen Anker sich im Felde eines
ganz oder teilweise permanenten Magneten bewegt, zeigt bekanntlich mir bei einer
bestimmten Belastung richtig an, hei größerer Belastung zu viel, ],ei geringerer
dagegen zu wenig. Man hat diesen Fehler mit nur teilweisem Erfolg zu l:eseitigen
versucht, indem man eine Dämpfungsscheibe auf der Ankerachse fest anordnete, sie
jedoch in der Regel in demselben permanenten Magnetfeld sich bewegen ließ, in welchem
auch der Anker rotierte.
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Mattet man nun einen solchen Amperestundenmesser mit einem permanenten
Magnet für den Anker und einem veränderlichen R'eicheisenmagnetsvstetn für die Dämpfungsscheihe
aus, so muß der 1Tesser bei jeder Belastung richtig anzeigen, wenn man den Nleßstrom
in voller Stärke oder als Teilstrom durch die L'rnwicklungen des Dämpfungsntagneten
fließen läßt, (la die Dämpfung alsdann von den Belastungsschwankungen abltäiigig
ist.
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In Abb. i ist schematisch ein mit veränderlicher Dämpfung des Elektromotors
ausgestatteter Messer veranschaulicht, der als Messer für Flüssigkeitsströme und
Wärme Anwen-(lting finden würde, während die Abb. 2 und 3 Ausführungsformen für
Amperestundenntesser, ebenfalls schematisch, darstellen.
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Abb.4 zeigt den die Veränderung der -.%lagnetstärke itn Dämpfungsmagneten
bewIrken-@len Teil in der Draufsicht.
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Wie aus der (las Grundprinzip der Erfindung veranschaulichenden Abb.
i ersichtlich, sind zwei voneinander unabhängige Magnetsysteme vorhanden, der permanente
Magnet 1#1 und (las veränderliche Weicheisenmagnetsystem T'. Zwischen den Polen
des permanenten ;Magneten .1-1 bewegt sich der Anker A, der auf der Achse B befestigt
ist. Auf derselben Achse, jedoch getrennt vom Anker-4 ist auch die Dämpfungsscheibe
D so angeordnet, daß sie in dem zwischen den Polen der einen Hälfte des Weicheisenmagnetsystems
L' vor-,esehenen Luftspalt L rotiert. Das Weicheisenmagnetsvstem h besitzt Wicklungen
K, die von einem elektrischen Strom, und zwar nicht dem Ankerstrom, durchflossen
werden. In dein im ;Magnetkreise des Dämpfungsinagneten f-' vorgesehenen L uftzwischenraum
C ist ein in der Abb. i nicht gezeichnetes magnetisches Glied angeordnet, das sich
bei Flüssigkeitsstrom- und Wärmemessern der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes
entsprechend, bei Elektrizitätsmessern dem Meßstrom entsprechend, einstellt und
dadurch die @-eränderung der Stärke des Magnetfeldes des Dämpfungsmagneten V bewirkt.
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Bei dem in Abb. 2 veranschaulichten Schema einer Ausführungsart von
Amperestundenmesser ist das die Veränderung des Dämpfungsmagnetfeldes bewirkende
Glied und deshalb auch der für dasselbe bestimmte Luftzwischenraum C weggelassen.
Die Än-(lerting des Weicheisenmagnetsystems erfolgt
hier in Übereinstimmung
mit der Umdrehungszahl des Motors dadurch, daß die Magnetisierung vom Meßstrom selbst
oder einem Teil desselben erfolgt. Die Dämpfung kann auch in der Weise bewerkstelligt
werden, daß das Dämpfungssystem als zwei gegeneinandergerichtete, ungleich starke
Weicheisenfelder (Dämpfungsfelder) eingerichtet wird, und zwar mit Eisenkernen von
solchen Abmessungen, daß (las stärkste Feld früher gesättigt wird als das schwächste,
so daß das resultierende Feld zuerst zu- und später wieder abnimmt . Die Dämpfung
ist also -gering bei schwachen Strömen, wo die Reibung -in dem Zählwerk eine Rolle
spielt, und verringert sich auch bei sehr starken Strömen, bei welchen der Luftwiderstand
u. dgl. l-eeinflussend wirkt.
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Wird bei Elektrizitätsmessern ein besonders die Veränderung bewirkendes
Glied E beibehalten, so ergibt sich die im Schema der Abb. 3 veranschaulichte Ausführungsform.
Das Glied E besteht in diesem Falle aus einer unmagnetischen Platte, welche mit
einer Anzahl magnetischer Stifte S versehen ist, welche von verschiedener Dicke
und in verschiedenem Abstand, wie aus Abb. 4. ersichtlich, auf der Platte E verteilt
sind. Die Platte E ist durch Feder H in Gleichgewichtslage aufgehängt. Ihre Selbsteinstellung
erfolgt durch den Eisenkern F, mit dem sie in geeigneter Weise verbunden ist. Der
Eisenkern F ragt mit seinem freien Ende in ein vom Meßstrom oder einem Teil desselben
durchflossenen Solenoid G, in das er weiter hineingezogen wird, wenn der Meßstrom,
also die Belastung stärker wird. Die Wicklungen K des elektromagnetischen Dämpfungsmagneten
V können dabei gleichfalls vom Meßstrom oder auch von einem fremden Strom durchflossen
werden. Die Ausführung kann sowohl für-Amperestundenmesser als auch für Wattstundenmesser
Anwendung finden.