DE64486C - Elektricitätszähler - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

Man hat Elektricitätszähler dadurch hergestellt, dafs man an dem Pendel oder der Unruhe einer mehr oder weniger gewöhnlichen Uhr ein Stück Eisen, einen Magneten oder eine stromumflossene Spule angebracht hat, welche von einer festliegenden ebensolchen Spule bezw. Eisen oder Magnet angezogen oder abgestofsen wurde und dadurch die Schwingungszeit des Pendels oder der Unruhe beeinflufste. Diese Beeinflussung wurde durch den Vergleich mit einer gleichmäfsig gehenden Uhr erkenntlich, durch geeignete mechanische Verbindungen mit einer solchen an einem Zeigerwerk unmittelbar sichtbar gemacht und diente als Mafs für die durch die Vorrichtung gegangene Elektricitätsmenge.

Diese Anordnung hat' zwar den Vortheil der grofsen Einfachheit, aber den'Nachtheil, dafs die elektrisch hervorgerufene Anziehung zwischen zwei sich zu einander in ziemlich weiten Grenzen bewegenden Elementen stattfindet, so dafs diese Wirkung nicht zusammengefafst werden kann, sowie ferner, dafs bei der geringen Zahl der wirksamen Elemente die Veränderungen, welche man je nach Bedürfhifs durch Wahl anderer Abmessungen treffen kann, nur verhältnifsmäfsig geringe sind.

Die vorliegende Erfindung besteht darin, dafs an Stelle des Pendels oder der Unruhe, an welchem der vom Strom von aufsen her angezogene oder abgestofsene Theil angebracht ist und also einen Theil seiner Linse oder seines Schwungkörpers bildet, ein schwingendes System mit mindestens drei Gelenken in Anwendung kommt, "an dessen Schwingungen der genannte Theil nicht oder gegebenenfalls nur in untergeordnetem Mafse theilnimmt, indem er an demselben gar nicht oder wenigstens nicht da, wo der Ausschlag von Bedeutung ist, befestigt wird.

In der beiliegenden Zeichnung sei α c b, Fig. i, z. B. ein solches System. In a, c und b liegen die Gelenke, im übrigen sollen die Linien a-c und a-b, beliebige Körper, die auch über die Gelenke a, b und c hinaus verlängert sein können, bedeuten. Denkt man sich das eine äufsere Gelenk b festliegend, das andere äufsere Gelenk α nahezu festliegend, jedoch so weit gegen b hin beweglich, dafs es einer Ausbiegung des Systems bei c nachgeben kann, und das Ganze unter dem Einflüsse irgend welcher Kraft stehend (Schwerkraft, Federkraft), derart, dafs die Einwirkung dieser Kraft dasselbe aus allen Lägen bezw. Formen der Ausbiegung in eine bestimmte Lage oder Form wieder zurückzubringen sucht, so hat man ein schwingendes System, welches gleich dem Pendel oder der Unruhe zur Zeitmessung benutzt und in Verbindung mit einem Uhrwerk gleich diesem in dauernder Schwingung erhalten werden kann.

Bringt man unter den Kräften, welche auf die Schwingungen einwirken, eine an, die veränderlich ist, so wird die Veränderung der Schwingungsdauer ein Mafs für die Veränderung der genannten Kraft abgeben, und wenn man die Veränderung der Kraft durch Einwirkung des zu messenden Stromes entstehen läfst, auch ein Mafs für diesen bilden.

Hierzu ist besonders eine Kraft geeignet, die so angebracht wird, dafs sie die Punkte a und b von einander zu entfernen oder ein-

ander zu nähern sucht. Man bringt hierbei am besten das Gelenk a an einem ungefähr senkrecht zur Linie a-b liegenden Hebelarm ao oder einer eben solchen Blattfeder an. An dem gleichen Hebelarm oder einem mit ihm verbundenen Hebelarm sitzt der Magnet, das Eisenstück oder die stromumflossene Spule, auf welche der elektrische Strom in der genannten Weise von einem in der Nähe angebrachten entsprechenden Theil her (Spule, Magnet, Eisenstück, Elektromagnet) einwirkt. Charakteristisch ist es für dieses System, dafs die sich anziehenden oder abstofsenden Theile nur eine verhältnifsmäfsig geringe Bewegung zu einander zu machen brauchen und demgemäfs in grbfse Nähe und kräftige Einwirkung zu einander gebracht werden können. Auch kann die Anziehung oder Abstofsuns dieser Theile stets in der gleichen Richtung stattfinden, anstatt mit einer bald von rechts, bald von links wirkenden Componente.

Ordnet man z. B. das schwingende System derart an, dafs aufser der von dem zu messenden Strom ausgehenden Kraft keine Kraft auf dasselbe einwirkt, so wird die Schwingungszahl bei nicht zu grofser Amplitude in der Zeiteinheit sich verhalten, wie die Quadratwurzeln aus ersterer, und unmittelbar wie die Stromstärke, wenn die sich anziehenden Theile so angeordnet sind, dafs der Anzug mit dem Quadrat der Stromstärke wächst. Dies ist an und für sich annähernd erreichbar. Wegen des Angehens und noch anderer Momente wird man aber vorziehen, noch eine andere Kraft (Schwer- oder Federkraft) auf das System einwirken zu lassen. Durch das Hinzukommen einer solchen gleichmäfsig wirkenden Kraft wird dann das erstgenannte quadratische Verhältnifs geändert in dem Sinne, dafs es dem des directen Verhältnisses sich nähert. In dem gleichen oder annähernden Mafse mufs dann auch die Veränderung dieses Verhältnisses in der Einwirkung verschiedener Stromstärken sein, was sich unter Anwendung an und für sich bekannter Formgebungen für die betreffenden Theile ebenfalls erreichen läfst. Es tritt dann an Stelle der Schwingunsszahlen

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selbst die Zu - oder Abnahme derselben je nach der Richtung der Stromeinwirkung als Mafs für diese ein. Die Zu - oder Abnahme der Schwingungszahl wird in bekannter Weise, durch Vergleich mit einer gleichmäfsig gehenden Uhr oder durch Ablesung an einem zwischen der neuen Vorrichtung und einer solchen Uhr eingeschalteten Zählwerk erkenntlich.

Läfst man die Schwer- oder eine Federkraft so stark auf das System einwirken, dafs die veränderliche Einwirkung des Stromes nur ein geringes Mehr- oder Mindermafs ausmacht, so wird die Veränderung der Schwingungszahl der Einwirkung des Stromes annähernd proportional und werden die Theile, welche diese vermitteln, so gewählt, dafs diese Einwirkung den Stromstärken oder den Watts u. s. w., je nachdem, was gezählt werden soll, proportional wird.

Für die oben erwähnten Formgebungen derjenigen Theile, durch welche der- elektrische Strom einwirkt, stehen verschiedene bekannte Mittel zur Verfügung. Als Beispiele seien die folgenden genannt; zwei in einander gesteckte

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oder sich nahe gebrachte, vom gleichen Strom durchflossene Spulen, deren gegenseitige Anziehung oder Abstofsung mit dem Quadrat der Stromstärke wächst; eine stromdurchflossene Spule, die auf ein weiches Eisenstück derart anziehend einwirkt, dafs ein quadratisches Verhältnifs der Anziehung zur Stromstärke sich ergiebt, was so lange der Fall ist, als der Eisenkern von seiner magnetischen Sättigung noch entfernt bleibt; eine stromdurchflossene Spule, die auf ein weiches Eisenstück darartig einwirkt, dafs das letztere schon bei der geringsten auftretenden Stromstärke seiner Sättigung nahe gebracht wird, was ein nahezu direct proportionales Verhältnifs zwischen Anziehung und Stromstärke ergiebt; endlich die Verbindung eines harten Stahlmagneten mit einer stromdurchflossenen Spule, welche Anordnung in ähnlicher Weise wirkt, wie die vorerwähnte.

Die beschriebene Anordnung läfst sich vielfach abändern. Die Fig. 2 zeigt z. B. eine derartige Form derselben mit mehreren (fünf) Gelenken, einem festen b bezw. a, zwei schwingenden c und d und zwei nur wenig beweglichen bezw. α und f oder b und f. Auf letzteres ist die Einwirkung, des Stromes gedacht. Es können auch beide Gelenke α und b festgemacht werden, wenn man die Gelenkstangen elastisch dehnbar macht oder elastische Theile in dieselben einschaltet.

Läfst man den Theil α c, Fig. 2, unter dem Einflüsse der Schwerkraft schwingen, so kann der eine Theil c b ohne Weiteres wegbleiben und das Gelenk α fest angebracht werden.

Man kann auch mehrere Gelenke im nämlichen Zuge vom Gestänge anbringen (siehe Fig. 3), welche in unendlich viele übergehen, sobald man statt der starren Theile biegsame, z. B. eine gespannte schraubenförmige Feder oder eine elastische Schnur anwendet u. s. w.

Statt an einem nahezu ruhenden Theil (dem Hebel a of 0) kann der die Stromeinwirkung aufnehmende Theil auch auf einem der schwingenden Körper, da, wo dessen Bewegung nur klein ist, angebracht werden, wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist.

Die Gelenke werden entweder aus Federn ähnlich den Pendel-Aufhängefedern, Schneiden, Spitzen oder sonst wie passend mit Vermeidung von nennenswerther Reibung hergestellt. Bei

Anwendung beweglicher Spulen geschieht die Stromzuführung am besten durch den betreffenden Drehpunkt, oder in der Nähe desselben, ohne die Beweglichkeit des Systems zu hindern.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Ein Elektricitätszähler (Ampere-, Watt-, Coulomb-Stundenzähler), gekennzeichnet durch ein schwingendes System von wenigstens drei Gelenken, welches unter dem Einflüsse von Kraft, welche zwischen zwei dieser Gelenke auftritt und dieselben einander zu nähern oder von einander zu entfernen sucht, schwingt, wobei diese Kraft durch die Einwirkung des elektrischen Stromes, welche durch Elektromagnete, Eisenkerne, Spulen in bekannter Anordnung zu einander vermittelt wird, sich vermehrt oder vermindert und dadurch die Schwingungszahl des Systems in der Zeiteinheit verändert, welche Veränderung an einem Zeigerwerk so erkennbar. gemacht wird, dafs sie ein Mafs für die verbrauchte Elektricitäts-, Stromoder Energiemenge abgiebt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.