DE20834C - Innovations in measuring electricity quantities - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21: Elektrische Apparate.CLASS 21: Electrical apparatus.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 30. Juni 1882 ab.Patented in the German Empire on June 30, 1882.

Fig. i, 2, 3 und 4 veranschaulichen den Strommesser in einer seiner Ausführungsarten, ifhd zwar ist die Fig. 1 eine Seitenansicht, Fig. 2 eine Stirnansicht, Fig. 3 eine Rückansicht, theilweise Schnittzeichnung, Fig. 4 ein Grundrifs bezw. Horizontalschnitt.Figs. I, 2, 3 and 4 illustrate the ammeter in one of its embodiments, ifhd Although FIG. 1 is a side view, FIG. 2 is a front view, FIG. 3 is a rear view, in part Sectional drawing, Fig. 4 respectively a Grundrifs. Horizontal section.

Es sind hierin a a die Magnete einer kleinen dynamo-elektrischen Maschine, welche als Motor fungirt; b ist die Armatur derselben. Diese Maschine ist mit feinem, von dem Leiter des zu messenden Stromes sich abzweigenden Drahte versehen. Der so abgeleitete Strom umkreist zuerst die Elektromagnete, geht dann durch die Schleifbürste c nach der Armatur, von da durch die Bürsten d und e nach dem isolirten Ringe/, weiter durch den Draht g (nur in Fig. 3 zu sehen) nach einem isolirten Ringe h) hier wird die Stromleitung entweder geschlossen oder unterbrochen, je nachdem ein verschiebbares Stück, der Kern i, sinkt oder steigt. Sinkt i, so verbreitet sich der Strom über sämmtliche erreichbaren Metallteile des Instrumentes, / bedeutet eine Drahtrolle, welche der zu messende elektrische Strom .durchströmt; sie wird von einem eisernen Rohre k umgeben, das fest am Gestelle des Instrumentes sitzt. Die vom Elektromotor getriebene Welle / steht in festem Zusammenhange mit dem eisernen Kerne πι; η η sind Regulatorkugeln, die mittelst Hebel- und Zugstangenverbindung 0 0 den Eisenkern i zu heben streben. Dieser ist auf der Welle / verschiebbar, dreht sich aber mit ihr. Schnecke und Schneckenrad q, Räder und Getriebe r, sowie Zeigerwerk ί bilden eine Zählvorrichtung für die Umdrehungen der Welle /. Die Federn t nehmen das Gewicht des Kernes i auf, so zwar, dafs, wenn kein Strom die Windungen/ durchfiiefst, der Contact mit dem isolirten Ringe h unterbrochen ist, dafs aber schon ein sehr schwacher, durch / hindurchgehender Strom erwähnten Contact herzustellen vermag und dadurch den Elektromotor mRotation zu treten veranlafst. Wenn ein Strom durch die Windungen/ geht, so erfolgt nämlich Anziehung zwischen dem feststehenden Rohre k und den Flantschen der sich bewegenden Kerne»? und i, ebenso auch zwischen diesen Kernen 111 und i. Die auf i ausgeübte magnetische Kraft ist vertical nach unten gerichtet und innerhalb gewisser Grenzen proportional dem Quadrate der Stärke des durch die Windungen/ gehenden Stromes. Die auf die Regulatorkugeln während der Rotation der Welle / ausgeübte Centrifugalkraft ist proportional dem Quadrate der Umdrehungsgeschwindigkeit und strebt, den Kern i in einer Richtung, entgegengesetzt der Richtung jener magnetischen Kraft, zu verschieben.Here are aa the magnets of a small dynamo-electric machine which functions as a motor; b is the armature of the same. This machine is provided with fine wire that branches off from the conductor of the current to be measured. The current thus derived first circles the electromagnets, then goes through the grinding brush c to the armature, from there through the brushes d and e to the insulated ring /, further through the wire g (only to be seen in Fig. 3) to an insulated one Rings h) here the power line is either closed or interrupted, depending on whether a movable piece, the core i, falls or rises. If i drops, the current spreads over all accessible metal parts of the instrument, / means a roll of wire through which the electric current to be measured flows; it is surrounded by an iron tube k , which sits firmly on the frame of the instrument. The shaft driven by the electric motor / is firmly connected to the iron core πι; η η are regulator balls, which strive to lift the iron core i by means of a lever and tie rod connection 0 0. This can be moved on the shaft /, but rotates with it. Worm and worm wheel q, wheels and gears r, as well as pointer mechanism ί form a counting device for the revolutions of the shaft /. The springs t take up the weight of the core i , so that if no current flows through the windings /, the contact with the insulated ring h is interrupted, but that a very weak current passing through / is able to establish the contact mentioned above and thereby causing the electric motor to kick in rotation. When a current passes through the windings /, there is attraction between the fixed tube k and the flanges of the moving cores »? and i, also between these cores 111 and i. The magnetic force exerted on i is directed vertically downwards and, within certain limits, proportional to the square of the strength of the current flowing through the windings /. The centrifugal force exerted on the regulator balls during the rotation of the shaft / is proportional to the square of the speed of rotation and tends to move the core i in a direction opposite to the direction of that magnetic force.

Beide Kräfte halten einander das Gleichgewicht; dennwenn die Umdrehungsgeschwindigkeit zu grofs wird, so erfährt die Stromleitung im Elektromotor eine Unterbrechung, was wiederum die Abnahme jener Geschwindigkeit zur Folge hat; ist die letztere zu klein, so hat der Elektromotor Veranlassung zur Entfaltung seiner ganzen Kraft und sorgt so für die erforderliche Zunahme der Geschwindigkeit.. Das Gesammtresultat aber ist, dafs das ganze System mit einer Geschwindigkeit rotirt, welche der durch die Windungen/ gehenden elektromagnetischen Kraft proportional zu erachten ist.Both forces keep each other in balance; because if the speed of rotation becomes too large, the current line in the electric motor is interrupted, which in turn leads to a decrease in that speed; if the latter is too small, the electric motor has Induction to the development of all his strength and thus ensures the necessary increase the speed... but the overall result is that the whole system rotates at a speed which the through the turns / electromagnetic force is to be considered proportional.

Infolge der symmetrischen Anordnung der Kerne sind die elektromagnetischen Kräfte so weit, als es die Welle / betrifft, ausbalancirt undAs a result of the symmetrical arrangement of the nuclei, the electromagnetic forces are so great that as it concerns the wave /, balanced and

nicht bestrebt, irgend welchen Druck auf die Lager auszuüben.not anxious to put any pressure on the camps.

Fig. 5 zeigt eine andere Anordnung der Controlvorrichtung. Die Drahtrolle J, Rohr k, Kerne m und i mögen ebenso beschaffen sein, wie eben beschrieben, desgleichen die Regulatoranordnung; dafs hierbei der Regulator selbst anderer Construction ist, wie der in den Fig. ι bis 4, ist ohne Belang. Hier wird das System, statt durch einen Elektromotor, durch ein geeignetes Uhrwerk betrieben. Die Geschwindigkeit wird mittelst des Flantsches des Kernes i in der Weise controlirt, dafs letzterer beim Steigen mit Bremsschrauben u u in Berührung tritt und so die nämliche Wirkung erzielt, wie das weiter oben erwähnte System durch Unterbrechung der Leitung des elektrischen Stromes.Fig. 5 shows another arrangement of the control device. The wire roll J, tube k, cores m and i may be of the same nature as just described, as may the regulator arrangement; that here the regulator itself is of a different construction, like that in FIGS. 1 to 4, is irrelevant. Here the system is operated by a suitable clockwork instead of an electric motor. The speed is by means of the Flantsches controlirt i of the core in such a way, that the latter may occur when climbing with braking coil in contact, thus achieving the same effect as the system continues to above by interrupting the conduction of electric current.

Fig. 6 verdeutlicht eine Abänderung betreffs Anordnung des Regulators und des Elektromagneten, welche den Zweck verfolgt, möglichst alle Gelenkverbindungen und gleitenden Oberflächen in dem Mechanismus zu vermeiden. Eisenstücke ν ν hängen an Federn w w und werden, entgegen der Richtung der Centrifugalkraft, angezogen von dem Kerne z, welcher in diesem Falle fest auf der Welle sitzt. Die Elektncitätsleitung eines treibenden Elektromotors wird unterbrochen oder bezw. wieder hergestellt bei χ x. Fig. 6 illustrates a modification to the arrangement of the regulator and the electromagnet, the purpose of which is to avoid as much articulation and sliding surfaces as possible in the mechanism. Pieces of iron ν ν hang on springs ww and are attracted, against the direction of the centrifugal force, by the core z, which in this case sits firmly on the shaft. The Elektncitätsleitung a driving electric motor is interrupted or BEZW. restored at χ x.

Anstatt den Apparat direct nach den Gleichgewichtsbedingungen zwischen Centrifugalkraft und elektromagnetischer Kraft zu construiren, können demselben auch andere Vorbedingungen zu Grunde gelegt werden. So kann man z. B. die Centrifugalkraft bewegend auf ein Contactstück einwirken, den elektrischen Apparat aber ein zweites Contactstück beeinflussen lassen, in der Weise, dafs durch vermehrte Geschwindigkeit des Regulators das ersterwähnte Contactstück sich vom zweiten entfernt, dafs dagegen bei wachsender elektromagnetischer Kraft das zweite dem ersten Contactstücke sich nähert. Dieser Gedanke liegt dem in Fig. η und 8 dargestellten Apparate zu Grunde. Eine senkrecht stehende Welle A wird durch einen passenden Elektromotor in Umdrehung versetzt. Sie trägt drei oder mehrere mit einander communicirende und Quecksilber enthaltende, aufrechtstehende Rohre BBC. Das Contactstück D führt Stromschlufs herbei, so lange das Quecksilber nicht infolge Wirkung der Centrifugalkraft gezwungen ist, in dem Rohre C zu sinken/ Der zu messende Strom geht durch eine festgelagerte Drahtrolle Έ hindurch. F ist eine bewegbare Drahtrolle, welche mittelst Armes das bereits erwähnte Contactstück D trägt. Auch durch F passirt der zu messende elektrische Strom; infolge hiervon wird die Drahtrolle F gezwungen, sich in ihren Lagern G G zu drehen, und zwar in einem Sinne, um niederdrückend auf das Contactstück D, dessen Abstand dem Quadrate der Stromstärke proportional ist, zu wirken. Andererseits.strebt die Centrifugalkraft dasNiede:·- sinken des Quecksilberspiegels in C an um einen dem Quadrate der Geschwindigkeit proportionalen Betrag.Instead of constructing the apparatus directly according to the equilibrium conditions between centrifugal force and electromagnetic force, other preconditions can also be taken as a basis. So you can z. B. move the centrifugal force to act on a contact piece, but let the electrical apparatus influence a second contact piece, in such a way that the first-mentioned contact piece moves away from the second by increasing the speed of the regulator, while, on the other hand, as the electromagnetic force increases, the second one moves away from the first contact piece approaching. The apparatus shown in FIGS. Η and 8 is based on this idea. A vertical shaft A is set in rotation by a suitable electric motor. It carries three or more upright tubes communicating with one another and containing mercury . The contact piece D causes an electric circuit as long as the mercury is not forced to sink in the tube C due to the effect of the centrifugal force / The current to be measured goes through a fixed wire roll Έ . F is a movable wire roll which carries the already mentioned contact piece D by means of an arm. The electric current to be measured also passes through F; as a result of this, the wire reel F is forced to rotate in its bearings GG , in a sense in order to have a depressing effect on the contact piece D, the distance between which is proportional to the square of the current intensity. On the other hand, the centrifugal force strives for the lowest: · The level of mercury in C decreases by an amount proportional to the square of the speed.

Die Umdrehungen der Welle A werden mittelst eines Zählwerkes genau ermittelt.The revolutions of shaft A are precisely determined by means of a counter.

Es ist nicht erforderlich, dafs die sämmtliche zu messende Elektricität durch den Elektromagnet oder bezw. die diesbezügliche Drahtrolle der Apparate hindurchgeht; es genügt, wenn nur ein bekannter Theil des Stromes den Mefsapparat durchfliefst.It is not necessary that all of the electricity to be measured be passed through the electromagnet or respectively the related wire roll of the apparatus passes through; it is enough if only a known part of the stream flows through the Mefsapparat.

Claims (2)

Patent-AnSprüche:Patent claims: 1. Die Messung sämmtlicher durch einen Leiter hindurchgehender Elektricitätsmengen mit Hülfe eines der bekannten Centrifugalregulatoren, Fig. ι bis 6, dessen Centrifugalkraft der von einem Elektromagnet ausgeübten Anziehung (oder Abstofsung) entgegenwirkt und dadurch entweder direct durch Stromschlufsherstellung bezw. -Unterbrechung den Gang einer das Zählwerk betreibenden dynamo-elektrischen Maschine regelt, oder, falls das Zählwerk von einem Uhrwerke aus angetrieben wird, Fig. 5, eine Bremsvorrichtung rechtzeitig in Wirksamkeit treten läfst.1. The measurement of all quantities of electricity passing through a conductor Help one of the known centrifugal regulators, Fig. Ι to 6, the centrifugal force counteracts the attraction (or repulsion) exerted by an electromagnet and thereby either directly by Stromschlufsbildung BEZW. -Interrupting the course of a counter operating dynamo-electric machine regulates, or, if the counter from a clockwork is driven, Fig. 5, allows a braking device to come into effect in good time. 2. Die Messung von Elektricität mittelst eines Flüssigkeitsregulators, Fig. 7 und 8, in der Weise, dafs die Centrifugalkraft des letzteren bewegend auf ein Contactstück (die Oberfläche der regulirenden, leitenden Flüssigkeit selbst), der zu messende Strom aber bewegend auf das andere Contactstück einwirkt, wobei alsdann der Gang der das Zählwerk treibenden elektrischen Maschine geregelt wird durch die gröfsere oder geringere Annäherung beider Contactstücke.2. The measurement of electricity by means of a liquid regulator, Figs. 7 and 8, in fig Way that the centrifugal force of the latter acts on a contact piece (the surface the regulating, conductive fluid itself), but the current to be measured acts moving on the other contact piece, then the speed of the electrical machine driving the counter is regulated by the greater or lesser proximity of the two contact pieces. Hierzu I Blatt Zeichnungen.For this purpose I sheet drawings.