DE40299C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstande die Beobachtung und Controle: von physikalischen Gröfsen irgend welcher Art, z. B. Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten eines elektrischen Stromkreises, der Höhe eines Wasserspiegels, der Geschwindigkeit eines Flüssigkeitsstromes u. s. w.

Der Zweck dieser Erfindung ist, eine solche Controle leicht und sicher zu machen, ohne Zuhülfenahme empfindlicher Mefsinstrumente, welche einer Bedienung von sachverständigem Personal und einer von Zeit zu Zeit neu vorzunehmenden Justirung bedürfen.

Dieser Zweck wird erreicht durch zwei von einer gemeinschaftlichen elektrischen Stromquelle parallel abgezweigte Stromkreise. In den ersten (der Kürze halber sogenannten) Regulirungsstromkreis werden Apparate eingeschaltet, welche die Stromstärke in dem zweiten (der Kürze halber sogenannten) Mefsstromkreise constant erhalten. Dies wird bei constanter Potentialdifferenz zwischen den Abzweigungspunkten

" der genannten beiden Stromkreise dadurch bewirkt, dafs eine Verminderung des Widerstandes zwischen irgend zwei Punkten des Mefsstromkreises eine ebenso grofse Vermehrung des ; Widerstandes zwischen zwei anderen Punkten desselben Stromkreises im Gefolge hat, der Gesammtwiderstand . im Mefsstromkreise also constant bleibt, bei variabler Potentialdifferenz dagegen dadurch, dafs die Abnahme oder Zunahme der Potentialdifferenz eine proportionale Abnahme oder Zunahme des Gesammtwider-; Standes im Mefsstromkreise. zur Folge hat, so: dafs das Verhältnifs: »Potentialdifferenz zum Gesammtwiderstande im Mefsstromkreise« constant bleibt.

Die Anwendung der vorliegenden Erfindung, auf die Messung und Controle der Potentialdifferenz· zwischen zwei Punkten eines elektrischen Stromkreises kann z. B. auf folgende Weise bewirkt werden (s. Fig. 1). Von den beiden Hauptleitungen A₁ und A₂ (deren Potentialdifferenz gemessen werden soll), welche den Stromerzeuger D mit dem äufseren Stromkreise verbinden, werden der Regulirungs- und der Mefsstromkreis parallel abgezweigt. In dem Regulirungsstromkreis sind durch die Leitungen I₁ und JM₁ die beiden Abtheilungen S₁ und S₂ der Schenkelwickelung und die Ankerwickelung A des elektrischen Motors M hinter einander eingeschaltet. Der Mefsstromkreis führt .von dem Punkt M₂ der Hauptleitung A₁ über Ot₂ nach dem Solenoid E mit Eisenkern, von dort über Ot₃ nach den Widerständen j^-des Mefsapparates U und von dort über den Contacthebel h und die Leitung I₂ nach der Hauptleitung A₂. Mit der Drehungsachse des das Solenoid E umgebenden rechteckigen eisernen Rahmens B ist ein zweiarmiger Hebel aus isolirendem Material verbunden, dessen Arme an ihren. Enden die leitenden Bügel G₁ und G₂ tragen. Unter den Bügeln G₁ und G₂ sind je zwei Näpfe η mit Quecksilber so angebracht, dafs bei horizontaler Lage des Hebels HH beide Paar Näpfe aufser Contact sind, dagegen bei Eintritt einer geneigten Lage entweder die Näpfe H₁ und n₂ durch den Bügel G₁ oder die Näpfe M₈ und n₄ durch den Bügel G₂ leitend ' mit einander verbunden werden. Mit den Näpfen M₁ und n.₂ sind die Enden der Schenkel-

Wickelung S₁ des Motors M durch die Leitungsdrähte P₁ und p₂ und mit den Näpfen W₃ und M₄ die Enden der Schenkelwickelung S.₂ des Motors M durch Leitungsdrähte^ und p_t verbunden. Mithin ist bei nach rechts ge-, neigter Lage des zweiarmigen Hebels HH die Schenkelwickelung S₁ und bei nach links.igeneigter Lage die Schenkelwickelung S₂ kurz geschlossen. Die Wirkungsweise ist daher folgende: Bei der normalen Stromspannung an den Polklemmen der elektrischen Maschine D hat der Rahmen B die durch Feder oder Ge-• wicht bestimmte Lage, bei welcher der Hebel H H waagrecht steht, mithin beide Schenkelwickelungen S₁ und S₂ hinter einander in den Stromkreis des Motors eingeschaltet sind. Da nun S₁ und S₂ so gewickelt sind, dafs sie die Schenkel des Motors" gleich stark, aber im entgegengesetzten Sinne magnetisiren, so kann bei der normalen Spannung eine Drehung des Motors nicht stattfinden. Sobald aber die Stromspannung zwischen A₁ und A₀ einen anderen Werth annimmt, überwiegt entweder die magnetische Anziehung des Solenoids auf den Rahmen B oder die Gegenkraft (FederSpannung, Gewicht u. s. w.), folglich neigt sich B und mit B auch der Hebel HH nach links oder nach rechts. Im ersten Falle taucht der Bügel G₂ in die Näpfe n„ und n_i ein, die Schenkelwickelung S₂ wird kurz geschlossen und der Anker A des Motors dreht sich. Mit dem Anker A ist die Achsey des Mefsapparates durch Zahnräder oder Frictionsscheiben oder Riementransmission gekuppelt; folglich hat die Drehung des Ankers A eine proportionale Drehung des mit der Achsey fest verbundenen Zeigers Z und des ebenfalls auf der Achse y befestigten leitenden Armes h zur Folge. Der Arm h gleitet mit Reibung über die Contactstücke c, welche je zwei auf einander folgende Widerstände ww'va. Hintereinanderschaltung mit einander verbinden. Demnach werden bei der Rechtsdrehung des Armes h mehr und mehr Widerstände w in Hintereinanderschaltung mit dem Solenoid E gebracht, bis das Verhältnifs des Gesammtwiderstandes zwischen M₂ und L₂ zu der zwischen diesen Punkten herrschenden Stromspannung den normalen Werth erreicht hat. Alsdann nimmt der Hebel HH wieder die horizontale Lage an, S₂ ist wieder eingeschaltet, der Motor hört auf, sich zu drehen. Sinkt dagegen die Spannung zwischen L₂ und M₂, so neigt sich mit B auch der Hebel HH nach der entgegengesetzten Seite, S₁ wird kurz geschlossen durch die Näpfe U₁ und n₂, der Motor dreht sich also im entgegengesetzten Sinne und mit dem Motor auch der Zeiger Z und der leitende Arm h.

Von den Widerständen w werden also so viel ausgeschaltet, bis das Verhältnifs des Gesammtwiderstandes zu der Stromspannung zwischen den Punkten L₂ und M₂ wieder normal ist und der Hebel HH seine horizontale Lage wieder annimmt. Die Spitze des Zeigers Z bewegt sich über der Kreistheilung T, an wel- ' eher die zwischen den Leitungen A₁ A₂ jeweilig herrschende Stromspannung angezeigt wird. Statt des Elektromagneten E mit eisernem Rahmen B kann man auch zwei Elektromagnete E_x und E₂ (s. Fig. 2) anwenden, zwischen deren einander zugekehrten Polen S₁ und e, die metallene Zunge ^ beweglich aufgehängt ist. Zu beiden Seiten der Zunge sind die Contactklötze Zf₁-Zr₂ angebracht,'welche durch Leitungsdrähte a_x a₂ mit den Enden der Schenkelwickelung des Motors M verbunden sind, während die Mitte der Schenkelwickelung durch den Leitungsdraht a₃ mit der Zunge \ elektrisch verbunden wird. An Stelle des Motors M kann auch ein Klinkwerk treten.

Um die vorliegende Erfindung zur Controle der Höhe eines Wasserspiegels zu verwerthen, treffen wir z. B. die in Fig. 2 skizzirte Anordnung. Auf dem Wasser schwimmt ein Hohlkörper Q, derselbe ist an der Kette KK befestigt, welche über das Kettenrad R und die Rolle r geführt und mit dem Gegengewicht P belastet wird. Das Sinken oder Steigen des Wasserspiegels hat also ein Sinken oder Steigen des Hohlkörpers Q. und damit eine Drehung des Kettenrades R in dem einen oder anderen Sinne zur Folge. Mit dem Kettenrad R dreht sich der an der Achse desselben befestigte Contacthebel C, welcher auf den isolirten Contactklötzchen C₁ gleitet, welche je zwei auf einander folgende Widerstandsspulen W₁ W₁ in Hintereinanderschaltung mit einander verbinden. Der Contacthebel C ist mit dem Punkt q₂ verbunden.

Demgemäfs hat das Sinken oder Steigen des Wasserspiegels eine Vermehrung oder eine Verminderung des Widerstandes zwischen den Punkten q_x und q„ zur Folge. Die zwischen ^₁ und ^₂ liegenden Stromleiter gehören dem Mefsstromkreise an, der von q₂ über den Elektromagneten E₁ und die Widerstandsspulen w w des Mefsapparates nach dem einen Pol der Batterie V führt, während der zweite Pol derselben Batterie mit q_t durch Erdleitung und Platten X₁ X₂ verbunden ist. Der Regulirungsstromkreis zerfällt hier in zwei. parallele Zweigstromkreise: der. erste Zweigstromkreis wird gebildet von der Wickelung des Elektromagneten E₂, der zweite von den hinter einander geschalteten Schenkel- und Ankerwickelungen des Motors. Diese beiden Zweigstromkreise lassen sich indefs zu einem einzigen Stromkreise (die Wickelungen des Elektromagneten E₂, der Schenkel S₁ und S₂ und des Ankers sämmtlich hinter einander geschaltet) vereinigen, wenn man den Widerstand der Schenkelwickelungen so gering wählt, dafs

der Kurzschlufs einer der beiden Schenkelwickelungen den Gesammtwiderstand des Stromkreises nicht wesentlich verringern würde.

Statt Anker- und Schenkelwickelungen hinter einander zu schalten, kann man dieselben auch parallel schalten.(Nebenschlufsmotor). Auch in diesem Falle ist nur ein Stromkreis für die Regulirung erforderlich.

Die Wirkungsweise ist folgende: Wird durch Hebung oder Senkung des Wasserspiegels, wie oben erläutert, der Widerstand zwischen q_} und q₂ vermindert oder vermehrt, der Strom im Mefsstromkreise also verstärkt oder geschwächt, so wird die Zunge \ nach links oder rechts angezogen und berührt den Contactklotz A₁ oder k₂. Dadurch wird im ersten Falle die Schenkelwickelung S₁, im zweiten Falle S₂ kurz geschlossen, der Anker des Motors dreht sich und mit ihm der leitende Arm h und der Zeiger Z des Mefsapparates. Während nun h so lange Widerstand in den Mefsstromkreis ein- oder ausschaltet, bis der Gesammtwiderstand in diesem Kreise wieder den normalen Werth erreicht hat, wird an der Stellung des Zeigers Z abgelesen, wie viel Widerstandsröllchen JV₁ zwischen ^₁ und q₂ oder (da zum Ein- und Ausschalten jedes Widerstandsröllchens die Drehung des Contacthebels C um einen bestimmten Winkel erforderlich ist), welchen Drehungswinkel der Contacthebel C und das Kettenrad R zurückgelegt hat bezw. wie grofs die Hebung oder Senkung des Wasserspiegels gewesen ist. Für den praktischen Gebrauch kann man das Kettenrad R, die Entfernung je zweier benachbarten Contactklötze c c und C₁ C₁, sowie die Theilung der Scala so bemessen, dafs die Abweichung des Wasserspiegels von der normalen Höhe um die Längeneinheit eine Drehung des Zeigers Z um einen ganzen oder um einen bestimmten Bruchtheil eines ganzen Theilstriches zur Folge hat, so dafs man an der Scala die Abweichung des Wasserspiegels von der normalen Höhe direct abliest. Statt dessen kann man die Scala auch so eintheilen, dafs die jeweilige absolute Höhe des Wasserspiegels direct abgelesen wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine elektrische Anzeigevorrichtung für veränderliche physikalische Gröfsen, bestehend aus:

   a) dem Zeigerapparat und einem Elektromagneten, oder dem Zeigerapparat, einem Elektromagneten und einem Stufenwiderstand, welche Apparate hinter einander in den ersten Zweigstromkreis (Mefsstromkreis) eingeschaltet werden;

   b) einem elektrischen Motor (bezw. Klinkwerk) oder einem zweiten Elektromagneten und einem elektrischen Motor, welche Apparate in den zweiten Zweigstromkreis (Regulirungsstromkreis) eingeschaltet werden,

   in Verbindung mit einer Contactvorrichtung zu dem Zwecke, in dem Mefsstromkreise die Stromstärke annähernd constant zu erhalten.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.