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Induktionselektrizitätsmesser Die Erfindung bezieht sich auf einen
Induktionswattmesser. Es ist wünschenswert, um einen möglichst weiten Kraftspielraum
für die Überwindung. von- Reibung u@sw. zu haben, hohe Streu- und Bremsmomente anzuwenden.
Dabei .aber entstehen entsprechend große Seitenkräfte, die auf die Läuferspindellagerungen
wirken und Abnutzungen an Zapfen und Lagern herbeiführen.
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Diese übelstände zu beseitigen, ist das Hauptziel der Erfindung; sie
ist dadurch gekennzeichnet, daß bei allen Belastungen nicht nur die Antriebs- und
Bremsdrehmomente, die auf den Läufer oder die Läufer einwirken, praktisch ausgewuchtet
sind, sondern daß auch das Gewicht des Läufers oder der Läufer, welche die Lager
beeinflussen, durch Einrichtungen, die den Läufer oder die Läufer in keiner irgendwie
merkbaren Weizse bremsend angreifen, . praktisch vollkommen aufgehoben wird.
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Man hat bereits daran gedacht, die Wirkung der Schwere beispielsweise
durch magnetische Aufhängung aufzuheben, hierbei werden indessen Bremsbeanspruchungen
nicht vermieden. Auch ist der Versuch gemacht worden, bei gewissen Elektrizitätsmefgeräten
ausgewuchtete Antriebsmomente anzuwenden. Stets aber ist die eigenartige Kombination
der Maßnahmen gemäß der Erfindung, die erst das Problem wirklich. löst, nicht vorhanden.
In Ausführung der Erfindung ist der Induktionswattmessor so durchgebildet, daß.
die Spannungskraftflüsse sowie die Hauptstromkraftflüsse den Läufer nur einmal schneiden
und daß auf den Läufer die Brems- und Antriebsmomente gleichzeitig wirken. Des w6iteren
sind die verschiedenen Aufbauteile zu Einheiten zusarnmengefaßt, die für sich, ohne
die anderen zu stören, herausgenommen und wieder eingesetzt werden können.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
mehrerer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele hervor.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt.
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Die Abb. i und z zeigen Aufriß und Grundriß eines Spannungsmagnetkernes
und Joches für die Zwecke der Erfindung. Die Abb. 5 ist eine ;ähnliche Ansicht von
Abb. i, jedoch mit Hauptstromm@agnetkern sowie Strom- und Spannungsspulen. Abb.
q. ist ein rechtwinklig zu Abb. 3 genommener Aufriß mit der Läuferscheibe in richtiger
Stellung. Abb. 5 ist eine Aufsicht dazu. Die Abb.6 und 7 stellen Aufriß und Grundriß
einer geeigneten Bremsmagnetanordnung dar. Abb.8 ist ein senkrechter Querschnitt
durch einen Läufer mit Auftriebglied.
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Die Abb. g und i o sind Aufrisse eines Teüles eines Messers und stellen
dien Läufer und
die Auftriebkammer nach Abb.8 zusammen mit Mitteln
für die Spindelverriiegelung und den Ab-schluß dar.
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Die Abb. i i und 12 sind Aufrisse einer abnehmbaren Einheit, bestehend
auf einem Stützrahmen, den Läuferspindellagern und dem Zählmechanismus.
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Die Abb. 13 und 14 zeigen Aufriß und Grundriß einer geeigneten
Durchbildung für die gelenkige Anordnung eines Paares Bremsmagnete. Abb. 15 stellt
eine weitere Einrichtung dar> das Verschütten von Quecksilber während der Beförderung
des Messers zu verhüten. Die Abb. 16 und 17 sind Querschnitt und Vorderansicht eines
Mechanismus und Gehäuses mit leichter Zu!gämglichkeit. Die Abb. 18 und i g sind
ähnlich den Abb. 16 und 17, zeigen jedoch eine abgeänderte Ausbildung. Abb.2o ist
ein Grundrß zu der Bauart nach den Abb. 18 und - i g. Die Abb. 2 i stellt
einen senkrechten Schnitt einer abgeänd-erten Bauart eines Mehrphasenmessers dar,
und die Abb. 22 und 23 sind senkrechter Schnitt und Grundriß einer zweckmäßigen
geeigneten Ausbildung einer magnetischen Aufhängung, die bei Messern nach der Erfindung
eingebaut werden kann.
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Bei der beispielsweisen, in den Abb. i bis 7 dargestellten Ausbildung
wird bei Anwendung für einen Einphasenmesser ein Spannungsmagnetkern i mit einem
T-förmigen, im Querschnitt rechtwinkligen Mittelschenkel benutzt, der mit vorspringenden
Kanten aus Abb. i ersichtlich ist. Der Kern hat zwei herabhängende abgeschrägte
Stücke 2 und 2a an :den Enden des Steges. Die beeiden Außenschenkel 3 und 3a des
Kernes sind durch ein Joch 4 verbunden, an denn der Unterteil des T-förmigen Kernes
i befestigt ist. Die Schenkel 3 und 3a sind gekröpft und bilden das obere Paar zweier
Polstückpaare 5 und 5a, die oben und neben dien das untere Paar bildenden Enden
des Steges endigen. Die herabhängenden abgeschrägten Stücke 2 und 2a liegen dicht
bei den Außenschenkeln. 3 und 3a und sind von ihnen nur durch einen Luftspalt von
großem Querschnitt getrennt, durch den Streunebenfluß hindurchtritt.
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In den waagerechten Luftspalten, durch die der Spannungsfluß tritt,
liegt eine Läuferscheibe 6. Diese Scheibe schneidet ein vollständiger Stromkreis
dieses Spannungsflusses nur einmal. Aus den Abb.3, 4 und 5 ist ersichtlich, daß
vier Hauptstrommagnetkerne 7, 7a und 8, 8a benutzt werden, von denen immer einer
auf jeder Seite eines jeden Spannungspoles angeordnet wird, so daß die Wechselwirkung
der Spannungs= und Stromflüsse den nötigen Antrieb auf den Läufer hervorruft. Der
angetriebene Teil des Läufers bewegt sich durch die waagerechten Luftspaltes. Auf
diese Weise besteht ein vollständiges Triebsystem> das an jedemi von zwei im Durchmesser
gegenüberliegenden Punkten des kreisförmigen Läufers wirkt und das ein einfaches
Paar oder mit anderen Worten ein ausgewuchtetes Moment darstellt. Jedes der Stromeisen
hat einen C-förmigen Kern, dessen beide Polschuhe gegabelt und von Spannungswindungen
io (Abb. ¢) umwickelt sind. Die letzteren sind hierbei zweckmäßig dicht an den Polflächen
angebracht. Ein Pol eines jeden Paares der acht Polschuhpaare, die durch die vorerwähnte
Gabelung ,gebildet werden, wird durch eine kurze Stromspule i i (Abb. 3 und 4) eingehüllt,
um die bekannte Pol-(ScbirmlWirkung hervorzubringen. Hierbei sind die Polschuhtae
entsprechend ausgedehnt, um diese Spule aufzunehmen. Das durch diese abgeschirmten
Pole erhaltene zusätzliche Moment dient zum Ausgleich der Bremswirkung des Stromfeldes.
Es würde sich sonst die Bremswirkung bei ändernder Belastung auch ändern. Es verlohnt
sich, in diesem Punkte zu vermerken, daß durch .dieses ausgeglichene Moment der
Läuferzapfen keiner seitlichen Bewegung, sondern nur einer reinen Umlaufbewegung
unterliegt, so daß die Abnutzung der Uuferlagerung stark vermindert wird.
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Ähnlich erzeugen vier Bremsmagnete 12 und i 2a (Abb. 6 und: 7) einen
ausgeglichenen. Bremswiderstand, indem sie so angeordnet sind, daß sie an einander
gegenüberliegenden Stellen des Läufers auf einem Durchmesser rechtwinklig zu dem
wirken, auf dem die Spannungsmagnetpole arbeiten.
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In einigen Fällen können die herabhängenden abgeschrägten Stücke 2
und 2a an den Enden des Spannungskernsteges fortfallen.
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Damit man beim Bau des Läufers hochleitfähiges Metall, wie Kupfer,
verwenden und so ein erhöhtes Moment sichern kann, wird der Druck des Läufers auf
sein Lager gemäß. der Erfindung vermindert. Dazu ist die Läuferspindel
13 (Abb. 8) mit einem abnehmbaren Auftriebsglied, z. B. einem Schs vinmer
14, versehen, der für gewöhnlich unterhalb und in Berührung mit einem festen Bunde
15 auf der Spindel ruht. Dieser Schwimmer taucht in Quecksilber unter. Der Mittelteil
des Läufers ist als umgekehrt zylindrischer Becher 16 ausgebildet, der oben geschlossen
ist und dauernd mit einem kugeligen oder kegeligen Kragen 17 mit der Spindel 13
verbunden ist. Der Becher ist unten offen und dort am Umfang eines Mittelloches
irr der eigentlichen Läuferscheibe befestigt.
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Die Quecksilberkammer ist auch als ein Becher 18 ausgebildet, dessen
oberes Ende mit einem eine Stopfbuchsenplatte 2o aufweisenden Deckel ig ausgerüstet
ist. Diese
Platte arbeitet mit dem, herabhängenden zylindrischen
Teil eines dritten Bechers 21 zusammen. Der walzenförmige Teil des dritten Bechers
umgibt lose die Läuferspindel. Wird der Becher senkrecht angehoben, so hebt er die
Läuferspindel von ihrer unteren Lagerung ab und legt sie für sichere Beförderung
fest. Gleichzeitig wird zu gleichem Zwecke die Quecksilberkammer verschlossen, indem
sich eine kegelige Fläche 21o am zylindrischen Teil gegen eine kugelige oder k egelige
Schulterfläche 17 auf der Läuferspindel legt. Diese der Verriegelung oder der Freigabe
des Läufers dienende senkrechte Bewegung wird in üblicher Weise durch eine exzentrische
Schraube 25 (Abb. i o) bewegt oder durch sonstige geeignete Mittel. Es liegen aber
das Bedienungsglied 2o' und die Gegenfeder i g' innerhalb der Spannungsspulen, was
eine sehr gedrungene und zweckmäßige Anordnung ergibt. Das Durchtreten von Quecksilber
aus der Quecksilberkammer kann jedoch: auch durch andere Mittel verhindert werden,
beispielsweise dadurch, daß die Kammer mit einem mittleren herabhängenden Rohr versehen
wird, ähnlich. dem oft bei Sicherheitstintenbehältern benutzten (Abb:15).
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Die Quecksilberkammer 18 (Abb. i i und 12), in der das untere Spiegellager
liegt, ruht in einem Rahmen 27, der auch das. obere Spindellager 28 trägt und an
dem der Zählmechanismus 29 des Messhers befestigt ist. Die so gebildete Einheit
kann daher für sich, ohne erst einen ihrer Teile zu entfernen, herausgenommen werden,
jedoch muß vorher eins der Bremsmagnetpaare entfernt werden. Um das zu erleichtern,
wird ein Paar der Bremsmagnete i 2a (Abb. 13 und 14) auf unmagnetischem Rahmen 31
angebracht, die am einen Ende am Hauptrahmen 32 des Messers drehbar angelenkt sind,
so d!aß, man diese Magnete vom Läufer fortschwingen kann, wenn man den Läufer entfernen
will. Der Läufer kann dann durch Freigabe des oberen Spindellagers 28 (Abb. 12)
und senkrechtes Anheben des Läufers und der Spindel abgenommen werden, wobei der
Schwimmer selbstverständlich in der Quecksilberkammer verbleibt.
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Gemäß der Abänderung nach den Abb. 16 und 17 wird eine Baueinheit,
bestehend aus einem Brems- und Antriebsteile, dem Läufer, der Quecksilberkammer,
dem Zählwerk und dem Polbrettblock von oben in ein Messergehäuse 4o eingesetzt.
Eine waagerechte Teilung zwischen dem oberen und unteren Teile des Gehäuses erlaubt
an dieser Stelle luftdichten Abschluß. Der Oberteil kann als ein Glockendeckel.
41 mit einem Glasfenster 42 (Abb.16) ausgebildet sein oder ganz aus Glas bestehen
(Abb.18 und ig). Gemäß einer weiteren in den Abb. 18 und i g dargestellten Abänderung
kann der-Läufer von oben her .ohne Störung der Brems- oder Antriebsmagnete entfernt
werden. Der Läufer ist als walzenförmige Glocke 44 ausgebildet, deren Walzenfläche
in einem senkrechten Luftspalt arbeitet. Bei dieser Ausbildung ruhen die Seitenschenkel
des Spannu:ngsm.agnetkernes 46 aufrecht innerhalb des walze-nförmigen Teiles der
Glocke, und die Enden 47 des Quersteges des Mittelschenkels enden neben den Enden
dieser Seitenschenkel. Dadurch entstehen senkrechte Luftspalte, in denen sich die
Glocke dreht. Zwei Paar symmetrisch angeordneter Strommagnete sind ebenso wie vorhin
gesehen, was jedoch die Bremsmagnete anlangt, so werden nur zwei Dauermagnete 48
von U-Gestalt verwendet. Die Magnete sitzen senkrecht außerhalb des Walzenteiles
der Glocke und mit gleichem Abstande zwischen den Sp,annungsmagnetkernpolschuhen.
Neben den Polschuhen jedes Dauermagneten, jedoch auf der anderen Seite des walzenförmigen
Teiles der Glocke, ist ein Außenstück 49 (Abb. 2o) angeordnet, das dazu dient, den
Fluß zu verdichten und dien, magnetischen Widerstand auf dein Strömungswege zu verringern.
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Bei einer Ausführung, die insbesondere fär einen Vielphasenmesser
bestimmt ist, werden zwei Scheiben 5 5 (Abb. 21) benutzt, die durch einen zylindrischen
Teil 56 verbunden sind. Dieser letztere trägt außen einen gezahhnten Ring
58 und greift damit in dies Zählwerk 59 ein. Diese Doppelscheibe und der Zylinder
sitzen auf einer Spindel 6o, die denen in eine Quecksilberkammer 62 tauchenden Schwimmer
61 trägt. Die Kammer 62 hat ein Juwelfußlager 63 und ist so eingerichtet, daß sie
von dem Gewicht des Läuferteiles ,etwas aufnimmt. Jede Scheibe liegt in dem Luftspalt
eines Spannungstriebeishens, das gleich einem der weiter oben beschriebenen sein
kann. Ähnliche Stromtriebeisen sind auch neben dea Polschuhen des Spannungseisens
vorgesehen.
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Statt den Druck aiuf das untere Läau,ferspindellager durch Anwendung
eines durch Quecksilber schwimmenden Läufers, wie oben beschrieben, zu verringern,
kann das auch magnetisch erreicht werden, vorausgesetzt, daß man dabei nicht wieder
nennenswerte, unausgewuchtete Seitenkräfte auf die Spindellager einwirken läßt.
Eine zweckmäßige Au@sführung einer Magnetaufhängung umfaßt zwei U-förmige Dauermagnete
50 (Abb. 22 und 23). jeder ist mit zugeschärften Polschuhen 51 ausgerüstet, und
diese sind so angeordnet, daß zwei übereinander auf der Spindel 53
angeordnete
Ringe 52 aus magnetischem Stoff durch magnetische Anziehung der Polsichuhe 51 anzusteigen
suchen und so den Druck des
Läufergewichtes auf .das untere Läger
verringern. Andere bekannte oder passende Ausführungen magnetischer Aufhängung können
nach Wunsch benutzt werden.
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Bei dem Bau von Elektrizitätsmessern nach der Erfindung kann jede
Zahl von Dauerbremsmagneten verwendet werden, wenn nur ihre Pole gegenüber den in
Ein- oder Mehrzahl verwendeten Läufern so, .angeordnet sind; 4ß .auf die Läuferspindel
ein ausgewuchtetes Widerstandsmoment einwirkt.