Anordnung zur Kompensation der Zählwerksreibung an einem Elektrizitätszähler
Bei Elektrizitätszählern wird bekanntlich mit Hilfe eines Triebsystems die von einem nachgeschalteten El ektrizitätsverbraucher dem Energieversorgnngsnetz entnommene elektrische Energie in eine proportionale Drehbewegung eines Zählerläufers umgewandelt und von einem in Kilowattstunden geeichten Zählwerk gemessen. Die durch das Triebsystem auf den Läufer ausgeübte Kraft steht dabei im Gleichgewicht mit der Bremskraft eines Bremsmagneten, so dass eine gleichmässige, dem jeweils stattfindenden Verbrauch entsprechende Drehung des Läufers zustande kommt.
Die Läuferscheibenachse wird an ihrem unteren Ende von einem Steinlager getragen und an ihrem oberen Ende federnd gehalten. Der Läufer bildet somit ein schwingungsfähiges Gebilde, das durch Zusammenwirken der vom Trieb system hervorgerufenen Scheibenströme mit dem Bremsfeld zusätzlich zu seiner Drehbewegung in periodische Rüttelbewegungen versetzt wird. Die Rüttelkräfte machen sich besonders stark bei Zählern bemerkbar, die einen einspurigen Bremsmagneten besitzen. Hierbei wird nämlich durch den magnetischen Fluss des Bremsmagneten, der die Läuferscheibe nur in einer Richtung durchsetzt, zusammen mit den in der Scheibe fliessenden Strömen eine Kraft erzeugt, die senkrecht auf den Strom- und den Flussvektor steht und etwa in radialer Richtung auf die Scheibe wirkt.
Je nach Richtung des Scheibenstromes wirkt diese Kraft zum Mittelpunkt der Läuferscheibe hin oder von diesem weg. Die relativ grossen Amplituden der durch die Rüttelkräfte verursachten Schwingungen können störende Geräuschbildung hervorrufen und bewirken eine starke Abnutzung der Läuferlager.
Zur Vermeidung dieser Nachteile werden bei vielen Zählern Doppelspurbremsmagnete verwendet, durch die infolge des die Scheibe gleichzeitig zweimal in entgegengesetzten Richtungen durchsetzenden Bremsflusses sich gegenseitig aufhebende Kräfte erzeugt werden.
Obwohl die Rüttelkräfte die erwähnten nachteiligen Eigenschaften besitzen, sind sie doch insofern vorteilhaft, als sie die Zählwerksreibung kompensieren können. Diese bekannte günstige Eigenschaft konnte bisher nicht ausgenutzt werden, da die Kräfte entweder bei Verwendung von Einspurbremsmagneten zu gross sind und die erwähnten Mängel hervorrufen oder bei Verwendung von Doppelspurbremsmagneten zu gering sind, um noch kompensierend wirken zu können. Da zur Kompensation der Reibung eine ganz bestimmte Grösse der Rüttelschwingung notwendig ist, sind diese beiden Bremsmagnetarten allein nicht in der Lage, kompensierend zu wirken, da durch sie die Rüttelamplitude nicht beeinflusst werden kann.
Die Erfindung bezweckt, eine Anordnung zu schaffen, bei der die Rüttelkräfte zur Kompensation der Zählwerksreibung bei Elektrizitätszählern ausgenutzt, jedoch die Nachteile hinsichtlich der Geräuschbildung und des Lagerverschleisses vermieden werden.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Rütteikräfte mit eine Amplitude von 10 bis 50 Mikron durch permanente Magnete unter Ausnutzung der in dem Läufer auftretenden Ströme erzeugt werden und in einer Richtung, die um höchstens + 30 von der senkrechten Richtung bezüglich der Achse des Zählwerksantriebsrades abweicht, auf dieses letztere fortwirken. Damit wird nach Versuchen die zur Überwindung der Zählwerksreibung notwendige Energie nicht mehr durch das Drehmoment des Läufers, sondern durch die Rüttelkräfte aufgebracht. Bei Verwendung von Zus atzp ermanentmagneten werden vor zugsweise zwei gleichartige Magnete vorgesehen, die am Spannungs- oder Stromeisen des Triebsystems an geordnet sind.
Es ist möglich, die Grösse der für die Reibungskompensation erforderlichen Rüttelkräfte durch die Ausbildung der Magnete selbst oder durch entsprechende Wahl des Resonanzpunktes des schwingungsfähigen Systems festzulegen.
An Hand der Zeichnung, die in Fig. 1 das Triebsystem eines Elektrizitätszählers und in Fig. 2 ein Schaubild zur Erläuterung der auf die Trieb scheibe einwirkenden Kräfte darstellt, sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Das in Fig. 1 dargestellte bekannte Triebsystem besteht aus dem Spannungseisen 1 und dem Stromeisen 2. Das Spannungseisen besitzt einen Rückschluss 3, der zwischen den Schenkeln des Stromeisens endet.
In dem Luftspalt zwischen Strom- und Spannungseisen ist die Läuferscheibe 4 angeordnet, die an einer nichtgezeichneten, an ihrem unteren Ende unterstützten und an ihrem oberen Ende federnd gelagerten Achse befestigt ist. Der doppelspurige Bremsmagnet ist nicht dargestellt. Zur Erzeugung von Rütteikräften sind an dem Drosselrahmen des Spannungseisens symmetrisch zum Spannungspol befestigte Magnete 5 und 6 vorgesehen. Der vom Spannungseisen erzeugte magnetische, die Läuferscheibe durchsetzende und die Scheibenströme s (Fig. 2) hervorrufende Fluss Çil bewirkt zusammen mit dem von den Zusatzmagneten 5 und 6 ausgehenden Fluss 031 die Bildung der Kräfte K1 bzw. K2. Die Kräfte K1 bzw.
K2, die an den Punkten an der Scheibe angreifen, wo diese von dem Zusatzfluss °) M durchsetzt wird, haben eine Resultate R, die die Läuferscheibe im Rhythmus der Netzfrequenz in Schwingungen versetzt. Die notwendige Amplitude der Rüttelkräfte, die in der Grössenordnung von 10 bis 50 Mikron liegt, lässt sich durch geeignete Stärke der Zusatzmagnete oder durch Ver änderung des Luftspaltes zwischen den Zusatiagne- ten 5, 6 und der Läuferscheibe 4 erreichen. Es hat sich gezeigt, dass die Rüttelkräfte bezüglich der Kompensation der Zählwerksreibung dann ein Optimum an Wirkung hervorrufen, wenn ihre Resultante R senkrecht auf die Achse 9 des drehbaren Zählwerksantriebsrades 8 einwirkt oder höchstens eine Abweichung von l 300 von dieser Richtung hat.
Die Winkel a geben den günstigsten Bereich für die Resultantenrichtung an. Die Kopplung der Läuferscheibe 4 mit dem Zählwerksantriebsrad 8 erfolgt dabei in bekannter Weise durch eine auf der Läuferscheibenachse angebrachte Schnecke 7. Der Vorteil der Anordnung liegt darin, dass infolge der relativ hohen Stromdichte der Scheibenwirbelströme an der gewählten Stelle nur verhältnismässig kleine Zusatzmagnete zur Erzeugung der gewünschten Grösse der Rüttelkräfte erforderlich sind. Zweckmässigerweise wird aus dem gleichen Grunde der Resonanzpunkt des schwingungsfähigen Systems in die Nähe der Netzfrequenz gelegt. Dadurch ist der Einfluss der Zusatzmagnete auf die Bremsung der Läuferscheibe klein.