DE57785C - Neuerung an Apparaten zum Messen und Summiren der in Gleich- und Wechselströmen einen Leiter durchströmenden Energie - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Leiter durchströmenden Energie.

Zusatz zum Patente No. 50623 vom 8. Februar

Patentirt im Deutschen Reiche vom 17. August 1890 ab. Längste Dauer: 7. Februar 1904.

Die in nachfolgendem beschriebene und in den Fig. 1 bis 4a der beiliegenden Zeichnungen dargestellte Vorrichtung stellt eine Neuerung der im Haupt-Patent No. 50623 beschriebenen Einrichtung vor und bezweckt die Genauigkeit der Messung unabhängig zu machen von etwa aufserhalb der Vorrichtung befindlichen oder derselben absichtlich genäherten magnetischen Massen. Bei der in dem Haupt-Patent beschriebenen Ausführung kann man nämlich die von den Spulen b angezogenen Kerne α, sowie die drehbare Spule S₂ durch Anbringung eines Magneten aufserhalb der Vorrichtung beeinflussen und kann so den letzteren durch Verstellung des Zeigers d zu einem ungenauen Messen und Summiren der elektrischen Energie veranlassen.

Um diesen Uebelstand zu vermeiden, wird der im Haupt - Patent beschriebene Energiemesser in der Weise abgeändert, dafs anstatt der einen drehbaren Spule deren zwei oder mehrere verwendet werden, welche an einer gemeinsamen Welle befestigt sind und abwechselnd entgegengesetzte Polarität besitzen, so dafs ein der Vorrichtung von aufsen genäherter Magnet auf die eine Hälfte der Spulen anziehend, auf die andere Hälfte dagegen abstofsend wirkt und somit keine Drehung der diese Spulen tragenden. Welle zu bewirken vermag.

In den beiliegenden Zeichnungen stellen die Fig. ι und ia in einer Seiten- bezw. Oberansicht und theilweisem Querschnitt die zur Einstellung des Zeigers dienenden, an einer gemeinsamen Welle befestigten Spulen dar. Die Fig. 2 und 2 a veranschaulichen im Längsschnitt bezw. im Grundrifs ' die Art der Aufhängung und Stromführung für die eine dieser Spulen.

In den Fig. 3 bis 6 ist eine besondere Ausführungsform der Antriebvorrichtung für das Zählwerk dargestellt, welche namentlich insofern von der im Haupt-Patent beschriebenen Einrichtung abweicht, als in diesem Falle der dort erwähnte Hebel g nicht während seiner Vorwärtsbewegung, sondern erst während seines Rückganges, also nach seiner Berührung mit dem Zeiger d, auf das Zählwerk einwirkt. Die Fig. 3 veranschaulicht diese Anordnung im Grundrifs, die Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht und die Fig. 4a stellt den Zeiger d im besonderen dar. Die Fig. 5 und 5a lassen eine besondere Art der Aufhängung der drehbaren Spulen erkennen, und die Fig. 6 zeigt ein Zifferblatt für die Angabe von Ampereslunden.

α ist ein fest mit dem Gehäuse des Mefsgeräthes verbundener Streifen aus Kupfer oder einem anderen Metall, welcher, wie aus den Fig. ι und ia ersichtlich, in mehreren über einander liegenden und abwechselnd entgegen-

gesetzt verlaufenden Windungen so gebogen ist, dafs derselbe, gleichsam als Spüle wirkend, die drehbaren Spulen bbcc umgiebt und zwischen seinen einzelnen Windungen einen hinreichend weiten Zwischenraum läfst, damit die drehbaren Spulen sich frei zwischen die Windungen dieses Metallstreifens α hindurchbewegen können. Je ein Paar der auf entgegengesetzten Seiten der Welle D befindlichen Spulen b c besitzen entgegengesetzte Polarität, und ebenso besitzen die auf einer und derselben Seite dieser Welle befindlichen Spulen gleichzeitig abwechselnd entgegengesetzte Polarität, so dafs die von sämmtlichen Spulen beim Durchsenden eines Stromes ausgeübten Drehwirkungen sich summiren. Um eine vollkommen reibungslose Drehung der. Spulen bbcc zu ermöglichen, ist die in den Fig. 2 und 2 a dargestellte Art der Aufhängung gewählt, welche darin besteht, dafs diese Spulen an einer hohlen, an einem Faden s hängenden Achse D befestigt werden, so dafs keine Lagerreibung entsteht, sondern nur der Drehwiderstand dieses Fadens s bei der Drehung der Spulen zu überwinden ist. Der Faden s wird am zweckmäfsigsten aus Platin hergestellt und einerseits bei h an dem Träger i, andererseits bei f an dem unteren Theil der hohlen Achse D befestigt, ο ist ein Stift, welcher in eine Bohrung des fest mit dem Mefsgeräth verbundenen Klotzes ρ hineinragt und dazu dient, die Welle D stets in derselben Lage zu erhalten. Um die Stromzuführung zu den drehbaren Spulen zu ermöglichen , ist eine Feder k vorgesehen, welche einerseits mit der Stromleitung 3, andererseits mit einer auf der Welle D isolirt angebrachten Hülse q in leitender Verbindung steht und den durch die Leitung 3 zugeführten Strom den hinter einander geschalteten Spulen bbcc übermittelt. Von der oberen Spule c aus fliefst der Strom zurück zur Welle D und von hier durch den Draht s zum Träger i und zur Leitung 4.

In den Fig. 3 und 4 ist durch G G ein auf dem mit Stellschrauben 5 S versehenen Dreifufs A festgeschraubtes Gestell bezeichnet, welches zur Lagerung des zur regelmäfsigen Bewegung der Excenterachse χ bestimmten Laufwerkes dient, welch letzteres hier nur angedeutet ist und dessen Gang in bekannter Weise durch eine Unruhe geregelt wird.

Auf der oberen Gestellplatte ist ein kreisbogenförmiger, mit WW bezeichneter Winkel angeordnet, welcher mit einer Ampere-Gradeintheilung versehen ist. Dieser Winkel ist dazu bestimmt, das Ausweichen des Zeigers d bei der Berührung mit dem sich schwingenden Hebel g, und somit ein falsches Zählen zu vermeiden, da schon eine leise Berührung dieses Hebels mit dem Zeiger d genügt, um den letzteren durch den vom Hebel g auf .die schräge Fläche ν ausgeübten Druck ein wenig niederzudrücken, wobei eine an diesem Zeiger bei u befestigte Spitze auf der rauhen Fläche des Winkels W sich festhält.

Das den verbrauchten Strom anzeigende Zählwerk Z ist ähnlich denjenigen eingerichtet, welche bei Wassermessern gebräuchlich sind; und es darf die "Einrichtung desselben wohl als bekannt vorausgesetzt werden. Dasselbe wird ebenfalls durch die mit Pfeilern PP auf der oberen Gestellplatte befestigte Brücke B getragen.

Die Achse x¹ ist unten in der Gestellplatte und oben in dem auf der oberen Platte sitzenden Winkel w gelagert und trägt oberhalb der oberen Gestellplatte den zweiarmigen Hebel //, dessen nach oben gebogener Arm zur Befestigung der Spiralfeder y dient und seitlich mit einer Stütze St versehen ist. Der andere gabelförmig gestaltete Arm des Hebels H wird durch die Excenterachse χ gleichmäfsig hin- und herbewegt. Ueber der Achse x¹ ist in dem Winkel n> und der Brücke B die Achse x² gelagert. Ueber dieser befindet sich das mit feinen Zähnen versehene und mit dem in das Zählwerk eingreifenden Trieb T verbundene, auf einer kurzen Achse sitzende Rad R..

Auf der Achse x² sitzt ein zweiarmiger Hebel E, welcher in der Mitte mit einer Büchse C für die Befestigung der Spiralfeder^ versehen ist. Das gerade Ende dieses Hebels trägt den Arm g, während das andere, im rechten Winkel gebogene Ende an seinem oberen Theil die in das Rad R eingreifende Blattfeder F trägt.

So lange der Arm g keinen Widerstand findet, macht der Hebel E infolge der von der Feder y ausgeübten Spannung die durch die Excenterachse χ bewirkte Bewegung des Hebels H mit. . In der gezeichneten Stellung würde sich beispielsweise der Hebel H in der Pfeilrichtung bewegen, und da die Spannung der Feder y stärker ist als die Reibung der Feder F, so würde diese letztere auf dem durch die Feder F¹ gesperrten Rad R so lange gleiten, bis der Hebel g durch den Zeiger d Widerstand fände. Nimmt man z. B. an, die Welle χ drehe sich umgekehrt wie ein Uhrzeiger, so würde der den Hebel H beeinflussende excentrische Stift s¹ von der in der Fig. 3 bis bei α gezeichneten Stellung aus die Punkte β, γ, δ gehen und alsdann in seihe ursprüngliche Stellung zurückkehren. Setzt man ferner voraus, dafs der durch die drehbaren Spulen bbcc beeinflufste Zeiger d sich mit seinem vorderen Ende — der schrägen Fläche ν — in einer solchen Entfernung von dem in Ruhelage befindlichen Arm g befindet, dafs eine Bewegung des Stiftes S¹ von α nach β ge-

nügen würde, um den Arm g mit dem Zeiger d in Berührung zu bringen, so würde beim weiteren Drehen des Stiftes S ^x von β nach γ . keine Bewegung des Armes g, sondern nur ein Anspannen, der Feder y eintreten, und wenn der Stift S¹ von γ nach d sich bewegt, würde der Arm g ebenfalls in seiner vorigen Stellung — d. h. in Berührung mit dem Zeiger d — verharren, und es würde nur eine allmälige Entlastung der vorhin gespannten Feder y erfolgen. Bei der weiteren Drehung des Stiftes .von $ nach α endlich legt sich der Anschlag St an den Hebel E und bewegt den Arm g nach rückwärts, wobei gleichzeitig durch die Feder F das Zahnrad R des Zählwerkes'in Bewegung gesetzt wird. Die Wege a-ß und δ-α sind naturgemäfs gleich, und es wird somit das Rad R durch den Rückgang des Armes g um denselben Winkel gedreht, als wenn der Arm g während seiner vorwärts gerichteten Bewegung auf das Zählwerk einwirken würde. Diese Bewegung des Rades wird durch den Trieb T derart auf das Zählwerk übertragen, dafs auf dem Zifferblatt (Fig. 6) der der Stellung des Zeigers d entsprechende Stromverbrauch für die Dauer einer Umdrehung der Achse χ angezeigt wird.

In den Fig. 3,4, 5 und 5a sind mit m Metalltheile, mit η dagegen isolirende Ausführungstheile bezeichnet, ρ ist die auf dem Dreifufs A sitzende Grundplatte, auf welcher die aus den Kupferstreifen α und den Hülsen m² und n² bestehende Spule mit geringem Widerstand durch die Bolzen und Muttern I isolirt befestigt ist. Bei I₁ ist Anfang und Ende der Windungen der Spule; durch die Muttern. Z² werden die Verbindungen nach aufsen hergestellt. Von den Metallkreuzen m' werden die aus isolirender Masse bestehenden Drahtkästchen für die feinen Windungen mittelst der Schrauben und Zwischenstücke r zusammengehalten, welche starr mit der hohlen Welle D verbunden sind. Ueber dem oberen Verbindungsstück r ist die Hülse q isolirt auf "die Welle D geklemmt (Fig. 5) und dient durch die Feder k zur Weiterleitung der von dem Kästchen b kommenden Verbindung. Das andere Ende der Windungen der schwingenden Spule wird von dem Kästchen e an das Metallkreuz m¹ und somit durch die Welle D und den Aufhängedraht s an den Winkel i geführt.

Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Anordnung von beweglichen Spulen ist die folgende:

Werden die drehbaren, hinter einander geschalteten Spulen b b c c von abwechselnd entgegengesetzter Polarität und . ebenso die diese Spulen umschliefsenden Windungen von einem Strom durchflossen, so erfahren die Spulen bb c c eine Ablenkung, und zwar in der Weise, dafs die auf der einen Seite der Welle D befindlichen Spulen b b von den Windungen des Streifens α nach der einen Richtung, die Spulen c c dagegen nach der anderen Richtung gedreht werden, so dafs demnach der mit der Achse D fest verbundene- Zeiger d eine Winkelverschiebung erfährt, welche in einem bestimmten Verhältnifs zu der zu messenden elektrischen Energie steht. Durch diese Winkelverschiebung des Zeigers d wird, wie dies bereits im Haupt-Patent beschrieben ist, die Be-.wegung des Hebels g der Menge des die Leitung 1, 2 jeweilig durchfliefsenden Stromes entsprechend begrenzt und durch die Uebertragung dieser Bewegung auf ein Zählwerk die Energie angegeben, welche während eines bestimmten Zeitraumes diese Leitung durchflossen hat.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Bei dem durch das Patent No. 50623 geschützten Apparat zum Messen und Summiren der elektrischen Energie, bei welchem ■ die Drehungswinkel eines passend gestalteten Hebels summirt werden, der in bestimmten Zeitabschnitten bis zur Berührung mit einem in seiner Stellung durch die jeweilig vorhandene elektrische Energie bestimmten Zeiger gedreht wird, die Anordnung einer feststehenden — aus mehreren über einander liegenden und abwechselnd entgegengesetzt laufenden Windungen bestehenden — Spule (a), welche zwei oder mehrere zwischen diesen Windungen beweglich aufgehängte Spulen (b b c c) von abwechselnd entgegengesetzter Polarität umschliefst und durch Ablenkung derselben den das Zählwerk beeinflussenden Zeiger d der jeweilig verbrauchten elektrischen Energie entsprechend einstellt, ohne dafs die Ablenkung dieser drehbaren Spulen von etwa aufserhalb des Apparates angebrachten Magneten oder magnetisirbaren Mafsen beeinflufst würde.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.