DE50082A - Elektricitätszähler - Google Patents

Description

PATENTAMT

M. M. ROTTEN in BERLIN. Elektricitätszähler.

Der den Gegenstand des vorliegenden Patentes bildende Elektricitätszähler beruht auf folgendem Principe Wird ein in einer ,horizontalen Ebene beweglicher . Stab weichen Eisens von zwei Wickelungen umgeben, von denen die eine eine magnetisirende und die andere eine ablenkende Wirkung auf den Eisenstab ausübt, ;und werden diese beiden Wickelungen von einem zu registrirenden Strom oder von Theilen, desselben durchflossen und wird durch ein Contactwerk eine Commutation der Stromrichtung in einer der beiden Wickelungen 'herbeigeführt, so wird der Eisenstab in regelmäfsige pendelartige Schwingungen versetzt, sobald der Strom durch die Wickelungen fliefst. Dabei ist während der Bewegung des Stabes die denselben bewegende Kraft proportional dem Product aus dem Magnetismus des Stabes und dem in der ablenkenden Wickelung fliefsenden Strom; wählt man daher die Verhältnisse derart, dafs der Magnetismus des Stabes proportional dem in der magnetisirenden Wickelung herrschenden Strom ist, so wird die bewegende Kraft proportional dem Quadrat des Hauptstromes, da sowohl der magnetisirende, als der ablenkende Strom proportional dem Hauptstrom sind. Da nun die Anzahl der Schwingungen in der Zeiteinheit, wie bekannt, proportional ist der Wurzel aus der bewegenden Kraft, so wird in dem vorliegenden Falle diese Anzahl der Schwingungen des Eisenstabes dem zu registrirenden Strom proportional sein. Wird also durch ein Zählwerk die Anzahl der so entstandenen pendelartigen Schwingungen registrirt, so ergeben sich aus den Angaben des Zählwerkes direct die in der Hauptleitung verbrauchten Amperestunden.

In der beiliegenden Zeichnung ist in Fig. 1 im Aufrifs und in Fig. 2 im Grundrifs eine Ausführungsform des Apparates dargestellt, wobei jedoch erwähnt wird, dafs diese Ausführungsform in den verschiedensten Arten variirt werden kann. Bei der gezeichneten Ausführungsform sind die Wickelungen in ihrer einfachsten Gestalt, also in derjenigen von zwei bewickeltenRahmen, angenommen, welche auf einander senkrecht stehen, so dafs die Windungen der ablenkenden Wickelung A parallel zu dem Eisenstäb S sind, während die Windungen der magnetisirenden Wickelung M senkrecht zu dem Eisenstab S stehen. Diese Wickelungen können jedoch, wie bereits erwähnt, auch andere Formen annehmen.

Die Schaltung des Apparates kann beispielsweise, wie aus der schematischen Fig. 5 hervorgeht , derart erfolgen,. dafs der Hauptstrom oder ein Theil desselben durch die magnetisirende Wickelung M geleitet wird, während die ablenkende Wickelung A zwischen dem beweglichen Hebel P eines Contactwerkes C₁ und der Mitte der magnetisirenden Wickelung M eingeschaltet wird, wobei die beiden Anschläge des Contactwerkes C₁ mit den beiden (4- —·) Enden der magnetisirenden Wickelung M verbunden werden. Auf diese Weise bleibt die Stromrichtung in der magnetisirenden Wickelung stets dieselbe, während je nach der Stellung des beweglichen Hebels .-P des Contactwerkes C₁ die Stromrichtung in der ablenkenden Wickelung A commutirt wird.

Schaltet man hinter oder parallel zu der ablenkenden Wickelung A ein polarisirtes Relais RR ein, so macht der bewegliche Hebel desselben die Bewegung des Contacthebels P mit. Man kann also diese Bewegung benutzen, um ein Zählwerk Z in der Art zu betreiben, wie dieses beispielsweise bei Zeigertelegraphen, Distanzmessern u. s. w. geschieht.

Bei dem in den Fig. ι und 2 constructiv dargestellten Apparat, dessen Schaltung aus der schematischen Fig. 3 ersichtlich ist, bedeuten: S den Eisenstab, M die magnetisirende Wickelung, 0 ihre Mitte, A die ablenkende Wickelung, R R das polarisirte Relais, C die Zunge des Relais, dessen Verlängerung nach links der Hebel P, nach rechts die von P isolirte Feder -F bilden, G eine mit dem Eisenstab fest verbundene Gabel, C₁ C₁ die den Strom in der ablenkenden Wickelung vermittelnden Contacte, C₂ C₂ und c_B C₃ Contacte, welche die durch das polarisirte Relais gehenden Ströme vermitteln, L₁ L₂ die beiden Hauptleitungen eines Zweileitersystems, Z das Zählwerk. Die Contacte C₁ C₁ sind mit den Enden der magnetisirenden Wickelung M, die Contacte C₂C₂ mit den beiden Hauptleitungen verbunden, während die Contacte· C₃ C₃ die elektrische Verbindung der Gabel G mit der Contactfeder F vermitteln.

Das polarisirte Relais hat bekanntlich die Eigenschaft, dafs die Zunge desselben, abgesehen von der kurzen Zeit des Ueberganges, stets an einem der beiden Anschläge liegen bleibt, einer der Contacte C₁ also geschlossen sein mufs; es geht also stets Strom von einem der beiden Enden der magnetisirenden Wickelung M durch einen der Contacte C₁ nach der Zunge C und durch den Drehpunkt derselben, sowie durch die ablenkende Wickelung A nach der Mitte O der magnetisirenden Wickelung; wird die Zunge auf die andere Seite gelegt, so ändert der Strom in der ablenkenden Wickelung A seine Richtung.

Das Umlegen der Zunge wird durch das polarisirte Relais R R bewirkt. Die beiden Rollen desselben sind zwischen den beiden Hauptleitungen L₁ L₂ fest eingeschaltet, aber so, dafs die Wirkung derselben auf die Zunge sich aufhebt, die Contacte C₂ sind ebenfalls mit den beiden Hauptleitungen verbunden, und es mufs die mit der Relaiszunge fest verbundene, aber von derselben isolirte Contactfeder stets, abgesehen vom Uebergang, an einem der Contacte C₂ liegen; legt sich nun die mit dem Verbindungsdraht zwischen den beiden Relaisrollen verbundene Gabel G an einen der Contacte C₃-an, so wird eine der beiden Relaisrollen kurz geschlossen, die andere übt allein eine Wirkung auf die Relaiszunge aus und legt dieselbe auf die andere Seite. Die durch das Relais gehenden augenblicklichen Ströme hängen nur von der zwischen beiden Hauptleitungen herrschenden Spannung ab, nicht von dem durch eine derselben, z. B. L₁ fliefsenden und zu registrirenden Strom; dieselben sind jedoch ohne Einflufs auf die Bewegung des Eisenstabes, indem diese durch das Relais gehenden augenblicklichen Ströme nur das Umlegen des Contacthebels zu bewirken haben.

Will man die zweite Hauptleitung L₂ zum Betrieb, des Apparates nicht heranziehen, so kann man das polarisirte Relais durch dieselben Ströme betreiben, welche die ablenkende Wickelung durchfliefsen; das Relais wird alsdann am besten parallel zu der ablenkenden Wickelung geschaltet, wie in Fig. 4 angegeben, und die Contactfeder F mit dem Hebel P leitend verbunden.

Man kann endlich auch das Umlegen des Hebels P mechanisch durch die am Eisenstab befestigte Gabel G bewirken; es fallen alsdann die Contacte C₃ und die Relaisrollen weg. Von dem Relais bleibt alsdann nur noch das Magnetsystem übrig, d.h. zwei eiserne Polköpfe, die an dem einen Pol des permanenten Magneten anliegen, und eine bewegliche eiserne Zunge, welche an dem anderen Pol anliegt; sobald die Zunge dem einen Polkopf näher kommt als dem anderen, wird dieselbe durch magnetische Anziehung angezogen und festgehalten. .

' Endlich kann man auch dieses' Magnetsystem durch eine mechanische Fangvorrichtung ersetzen.

Um die an den Contacten eventuell . auftretende Funkenbildung zu vermeiden, werden am besten zwischen den Unterbrechungsstellen inductionslose Widerstände eingeschaltet.

Der beschriebene Elektricitätszähler kann sowohl für Gleichstrom, als auch für Wechselstrom benutzt werden. Denn es erfolgt auch eine Bewegung des Eisenstabes nach einer Richtung bei Wechselstrom, so lange die Stromrichtung in der ablenkenden und in der magnetisirenden Wickelung gleichzeitig wechselt; wird beim Umlegen des Contacthebels die Einschaltung der ablenkenden Wickelung so verändert, dafs die Stromrichtung in derselben unter gleichen Umständen der vor dem Umlegen des Contacthebels herrschenden entgegengesetzt ist, so erfolgt die Bewegung . in der entgegengesetzten Richtung. Auch das Gesetz, welches die Abhängigkeit der. Schwingungsdauer von der Stromstärke ausdrückt, bleibt beim Wechselstrom dasselbe.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Ein Elektricitätszähler, bestehend aus zwei auf denselben Eisenkern wirkenden Drahtwickelungen, deren Achsen nicht parallel sind, in Verbindung mit einem Commutator,

   welcher die Richtung des zu der einen dieser Wickelungen führenden Theiles des zu messenden Stromes abwechselnd ändert und mit einem Zählwerk, welches die hierdurch hervorgerufene pendelnde Bewegung aufzeichnet.

   Die Schaltung der unter ι. genannten, auf denselben Kern wirkenden Drahtwickelungen in der Weise, dafs die magnetisirende Wickelung in den Hauptstrom oder einen Zweig des Hauptstromes und die ablenkende Wickelung zwischen dem beweglichen Hebel eines Contactwerkes und der Mitte der mangnetisirenden Wickelung eingeschaltet wird und die beiden Anschläge des Contactwerkes mit den beiden Enden der magnetisirenden Wickelung verbunden werden, zum Zweck, die Stromrichtung in der letzteren constant zu erhalten, während die in der ablenkenden Wickelung commutirt wird.

   Bei dem unter ι. gekennzeichneten Elektricitätszähler die. Einschaltung eines polarisirten Relais hinter oder parallel zu der ablenkenden Wickelung oder zwischen den beiden Hauptleitungen, zum Zweck, durch die mechanische Verbindung des Contacthebels und der Gabel des Zählwerkes mit der Zunge des Relais das letztere in Bewegung zu setzen.

   Bei dem unter i. gekennzeichneten Elektricitätszähler die Anbringung einer Gontactgabel am Eisenstab, zum Zweck, den Betrieb des Contacthebels und des Zählwerkes auf elektrischem Wege zu bewirken.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.