Einriehtune zur TTberwachun-- veränderlich verlaufender VorL-änB e. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung veränderlich verlaufender Vorgänge. Wesentlich ist dabei, dass für gleichbleibende Werte des Zeitintegrals einer Grösse des Vorganges der Wert einer zuge hörigen Grösse selbsttätig gemessen wird und die Auswertung des Messergebnisses von letz terem abhängig ist.
Insbesondere kann die Einrichtung nach der Erfindung in Betracht kommen, um den -zeitlichen Verlauf des Verbrauches, zum Beispiel von Elektrizität, Gas, Wasser, Dampf oder einer sonstigen Menge, zum Zwecke der Verrechnung festzustellen. Um die Einheitspreise für das Verbrauchsmittel entsprechend den Betriebserfordernissen ver schieden hoch zu bewerten, hat man verschie dene Tarifarten zur Anwendung gebracht, die im allgemeinen eine Vielzahl von Appa raten zu ihrer Durchführung benötigen.
So ist zum Beispiel einer der einfachsten Tarife der Grundgebührentarif. Zu seiner Durch führung benötigt man ausser dem normalen Zähler, der die Menge des Verbrauches an zeigt, noch Apparate, die die Intensität des Verbrauches angeben. Derartige Apparate sind verhältnismässig kompliziert. Sie ver teuern die Anlage und haben demgemäss nur in grösseren Anlagen praktischen Wert. Au sserdem haften sämtlichen bisher bekannten Apparaten dieser Art noch verschiedene Män gel an, die später besonders aufgezeigt wer den.
. Weitere Tarife, zum Beispiel die soge nannten Überverbrauchstarife, benötigen wie derum besondere Abänderungen des Ver brauchszählers, zu dem Zweck, dass dieser erst oberhalb einer bestimmten Intensität an spricht. In ähnlicher Weise arbeiten Mess- sätze, bei denen ein Zähler oder ein zweites Zählwerk durch ein :Stromrelais lastabhängig gesteuert wird.
Ein grundsätzlicher Mangel der Apparate für Magimumregistrierung ist es, dass auf ihnen lediglich der Wert der maximalen mittleren Belastung, die innerhalb einer Ab- rechnungsperiode über ein gewisses zeitinter- vall, beispielsweise über eine Viertelstunde, eine halbe Stunde oder eine Stunde aufge treten ist, registriert wird.
Ein Vorteil die ser Apparate ist aber darin zu sehen, dass Momentanüberlastungen oder starke Über lastungen von wenigen Minuten Dauer in folge der Mittelwertbildung über einen Zeit raum von 15, 30 oder<B>60</B> Min. nicht mit ihrem Absolutwert erscheinen.
Trotzdem sind aber auch die Anzeigen des Höchstlastmessers mit verschiedenen Fehlerquellen behaftet und schon infolge des Messprinzipes von Zufällig keiten abhängig, denn je nachdem, wie sich die zeitliche Lage der Überlastung zu der zeitlichen Lage der Rigistrierperiode verhält, ergibt sich eine verschiedene Anzeige. Man hat aus diesem Grunde schon vorgeschlagen.
die Registrierperioden zu unterteilen und für die Teilregistrierperioden den Höchstwert der entnommenen mittleren Leistung zu bestim men. Derartige Konstruktionen komplizieren und verteuern die Apparatur, so dass ihre universelle Anwendung nicht möglich ist.
Die Auswertung der Angaben eines Magi- mumzeigers geht nun so vor sich, dass durch den Maximumzeiger innerhalb einer Abrechnungsperiode, zum Beispiel innerhalb eines Monats, der Höchstwert der viertel stündigen mittleren Belastungen angegeben ist. Auf Grund dieses Wertes wird die Grundgebühr für den Stromverbraucher be rechnet.
Hierbei kann der Verbraucher inso fern gegenüber andern benachteiligt werden, als er zum Beispiel auf Grund von einer nur einmaligen Überschreitung seiner normalen Leistungsaufnahme durch eine erhöhte Grundgebühr bestraft wird.
Um diese Nachteile auszuschliessen, hat man auch schon vorgeschlagen, einem Maxi- mumregistriergerät eine Apparatur beizu fügen, :die die Zahl der Überlastungen, ge trennt je nach dem Grad der Überlastung regi striert.
Auch dieser Apparatur haftete der für die Maximumzeiger erwähnte Nachteil an, dass die relative Lage der Registrier- periode zur Belastungsperiode von Einfluss auf die Angaben des Zählers ist und ferner, dass durch das besondere Registrierwerk für die einzelnen Überlastungen eine Verteue rung des gesamten Apparates eintritt.
Sämtliche bisher bekannten und beschrie benen Apparate haben den weiteren Nachteil, dass sich ihr Einbau in die Installation der Stromverbraucher in vielen Fällen nicht lohnt. Um aber bei allen, auch bei Klein konsumenten die Vorteile oder tariflichen Berechnung anwenden zu können, ist die Einrichtung gemäss der vorliegenden Erfin dung geschaffen worden, welche die Vorteile der sämtlichen bisher bekannten Tarifappa rate in sich vereinigt, aber ihr Nachteile ver meidet.
Die Entwicklung dieser Einrichtung be ruht auf der nachstehenden Überlegung: Das Zählwerk des Verbrauchszählers gibt fort laufend den Verbrauch in kWh, also in Men gen an. Für die Belastung des Werkes ist es entscheidend, dass der Verbrauch bei mög lichst gleichmässiger Belastung, das heisst so weit möglich, bei relativ geringer Leistungs höhe stattfindet. Durch den Stromlieferungs- vertrag sei vereinbart, dass die Leistungsent nahme zum Beispiel 100 kWh nicht über schreiten soll.
Bei der Benutzung des be kannten Höchstlastmessers war bei beispiels weise viertelstündiger Registrierung die für eine Registrierperiode zulässige Verbrauchs menge in diesem Falle :25 kWh. Man kann nun auch die Bedingung stellen, dass diese gemäss dem Abonnement zulässige Ver brauchsmenge (Festmenge) jeweils nur in einem Zeitintervall verbraucht werden .darf, dessen Dauer mindestens 15 Minuten beträgt. Wird diese Zeitdauer unterschritten, so be deutet das eine Überschreitung der verein barten Leistungsgrenze.
Die Erfindung fusst auf dieser Überlegung und bedient sich die ser als "Festmenge" bezeichneten Einheits menge, die im vorliegenden Fall eine Ein- heits-Verbrauchsmenge ist. Jeweils nach Er reichen einer Festmenge kann vom Zählwerk des kWh-Zählers beispielsweise ein Kontakt geschlossen oder unterbrochen (Ruhestrom- bezw. Arbeitsstromschaltung) und dadurch der in den Zähler eingebaute oder separat angeordnete Tarifapparat beeinflusst werden.
So kann in dem Tarifapparat sich ein Trieb- iverk befinden, welches eine Zeitkontrollvor- richtung konstant bewegt. Damit lässt sich dann erzielen, dass auf jeden vom Zähler her ankommenden Stromimpuls bezw. auf jede ankommende Stromunterbrechung die Zeitkontrollvorrichtung in bestimmter Weise anspricht und der Tarifapparat elektrisch oder mechanisch mittelbar oder unmittelbar in der Weise wirkt,
dass für den Fall der Unterschreitung der zulässigen Zeit die be treffende Festmenge auf einem besonderen Zählwerk registriert wird, so dass sie, weil sie bei LTberlastung entnommen ist, mit einem Zuschlag belegt werden kann. Die Zuschlag-Festmengenregistrierung ermöglicht es also, Überlastungen entsprechend ihrer Häufigkeit bei der Strompreisbildung zu be rücksichtigen, wie es bei Überverbrauchzäh- lern und lastabhängigen Doppeltarifzählern der Fall ist.
Die Ausgleichswirkung, die im 1STagimumzähler für kurzzeitige tberlastun- gen durch die Mittelwertbildung herbeige führt wind, ist bei der Erfindung ebenfalls sichergestellt, und zwar in einer tariflich zweckmässigeren Form, indem die Zeit, über welche die Mittelwertbildung erfolgt, nun mehr variabel ist, und zwar kürzer bei hoher Belastung und länger bei niedriger Be lastung.
Der Ausgleich ist also bei hoher Überlastung geringer, -so dass hier eine ge wisse Strafverschärfung eintritt.
Die Erfindung wird anhand von Ausfüh rungsbeispielen der erfindungsgemässen Ein richtung zur Überwachung des Verbrauchs- verlaufes näher erläutert: In Fig. 1 ist mit 1 ein am Zählwerk des Verbrauchszählers 20 angeordneter Teil be zeichnet, der nach Ablauf einer bestimmten Festmenge eine Kontaktvorrichtung 2 be tätigt. Diese schliesst einen Stromkreis 3 zu dem Zuschlag-Festmengenregistriergerät 21.
Wesentlich für die Funktion desselben ist eine Zeitkontrollvorrichtung 4, 5, welche aus einer Kontaktscheibe 4 mit teilweiser Kon taktbelegung 41 (Fig. 3) und einem Schleif kontakt 5 besteht. Die Kontaktscheibe 4 wird mit konstanter Geschwindigkeit durch ein Laufwerk, zum Beispiel einen Synchron motor 6. über eine Rückstellvorrichtung 7 an getrieben. Erreicht der von dem Kontakt ausgesandte Stromstoss die Leitung 3 dann.
wenn der Kontakt 5 auf den leitenden Teil 41 der Scheibe 4 schleift, so wird über das Relais 8 das Zählwerk 9 angetrieben.
Die Kontaktscheibe 4 besitzt ausser dem leitenden Teil 41 noch den nichtleitenden Teil 42 (Fig. 3). Wenn der von dem Zähl werk 1 über Kontakt 2 ausgehende Strom stoss in einem Zeitpunkt erfolgt;
in dem der Schleifkontakt 5 nicht auf dem Teil 41, son dern auf dem Teil 42 anliegt, so kann natur gemäss das Relais 8 nicht erregt werden und ein Fortschalten des Zählwerkes 9 findet nicht statt. Daraus folgt, dass ein Registrie ren der Festmenge als Zuschlag-Festmenge nur dann einsetzt, wenn die Festmenge in einer kürzeren als der vereinbarten Zeit, also bei Überlastung, verbraucht worden ist.
Die durch die Kontaktscheibe 4 und den Schleifkontakt 5 dargestellte und von einem Laufwerk 6 (Uhrwerk, Synchronmotor, Fer- rarismotor etc.) angetriebene Zeitkontroll- vorrichtung wird jeweils, wenn eine Fest menge verbraucht ist, in seine Anfangslage zurückgestellt. Hierzu dient die Rückstell vorrichtung 7.
Diese enthält im wesentlichen eine an der Achse der Zeitkontrollvorrich- tung angreifende Feder, die beim Drehen der Zeitkontrollvorrichtung 4, 5 durch das Laufwerk 6 gespannt wird. Bei Eintreffen des von der Kontaktvorrichtung 2 ausgehen den Stromstosses wird das parallel zu dem Relais 8 geschaltete Relais 10 ebenfalls er regt. Dieses gibt, gegenüber Relais 8 etwas verzögert, unter Anzug seines Ankers die Rückstellvorrichtung 7 derart frei, dass unter Entspannung .der in ihr befindlichen Feder die Kontaktscheibe 4 in ihre Anfangslage zurückgestellt wird.
Sofern die Festmenge innerhalb der Zeit verbraucht wird, in der sich der Schleif kontakt 5 auf dem leitenden Teil 41 befin det, also bei Überlastung, findet eine Regi strierung auf dem Zählwerk 9 statt. Ist die Intensität der Belastung gering, so ist die Zeitdauer für die Belastungsfestmenge auch entsprechend länger, und der Kontakt 5 be rührt das isolierende Teil 42 der Kontakt scheibe 4; ein Antrieb des Zählwerkes 9 findet in diesem Fall nicht statt. Es ist nun möglich, dass die Belastung noch geringer ist, so dass eventuell der leitende Teil 41 wieder erreicht würde, ehe ein Stromstoss von dem Verbrauchszähler eingeleitet wird.
Um nun zu verhindern, dass in diesem Falle ein An trieb des Zählwerkes 9 erfolgt, wird die Zeit kontrollvorrichtung dadurch unwirksam ge macht, dass durch eine Arretierung ein wei terer Antrieb verhindert wird. Bei dem ge zeigten Ausführungsbeispiel fällt der Schleif kontakt in eine Raste 42a des Teils 4,2 ein und arretiert die Scheibe 4. Das Laufwerk 6 ist mit der Achse der Zeitkontrollvorrich- tung über eine Friktionskupplung 1.1 ver bunden und läuft weiter. Bei .dem nächsten Impuls erfolgt wiederum ein Freigeben der Rückstellvorrichtung 7, und hierbei schnellt dann die Kontaktscheibe in die Nullage zu rück.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an genommen, dass eine Registrierung nur nach dem Gesichtspunkte erfolgt, ob eine Fest menge bei Unter- oder Überschreitung einer bestimmten Zeitdauer, also Belastungshöhe, verbraucht worden ist. Man kann aber mit der erfindungsgemässen Einrichtung auch mehrere Belastungshöhen erfassen. Man kann zum Beispiel die Kontaktscheibe 4 in meh rere Sektoren unterteilen und auf diese weise mehrere Zeitgrenzen und demgemäss Belastungsfälle registrieren.
Nach den Fig. 2 und 4 ist die Kontaktscheibe 4 in vier Quadraten<I>a, b,</I> c und<I>d</I> unterteilt. Sektor<I>a</I> gilt beispielsweise für die Zeitkonstanten 5 Minuten, Sektor b für 10 Minuten, Sektor c für 15 Minuten und Sektor d ist der mit Isoliermaterial belegte Teil, der dann wirk sam ist, wenn die Festmenge in einer Zeit von mehr als 15 Minuten verbraucht wird.
Die verschiedenen Sektoren der Kontakt scheibe 4 sind mit den .Schleifringen a1, b1 und cl verbunden, durch die der ankom- mende Stromimpuls auf drei verschiedene Zählwerke 91, 92 bezw. 93 zur Auswirkung gebracht werden kann, je nachdem der Zeit kontakt auf dem Segment<I>a, b</I> oder c auf liegt.
Die gleiche Wirkung lä,sst sich mit mehreren Kontaktscheiben erzielen, die Kon taktbeläge verschiedener Länge aufweisen oder zweckmässig mit mehreren Kontakt scheiben, welche von einem gemeinsamen Zeitwerk mit verschiedener Geschwindigkeit angetrieben werden.
Eine andere vorteilhafte Ausführungs form, bei der das Zuschlag-Festmengenzähl- werk nicht elektrisch, sondern mechanisch betätigt wird, besteht darin, dass von dem Triebwerk 6 ein Spannwerk oder eine an dere mechanische Einrichtung angetrieben wird, die einen bestimmten Kippunkt hat und entsprechend dem Erreichen oder Nicht erreichen des Kippunktes das Zählwerk be tätigt oder nicht betätigt.
Der Kippunkt ent spricht in diesem Fall dem Zeitgrenzpunkt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist ein Spannwerk vorgesehen, Welches aus der von dem Laufwerk 6 angetriebenen Scheibe 12 besteht, an der eine Zugfeder 14 angreift. Die Scheibe 12 ist mit ihrer Achse 15 mit tels der ausrückbaren Kupplung 16 mit dem Laufwerk 6 verbunden. Auf die Kupplung 16 wirkt ein Relais 17 ein, das von dem Kontaktwerk an dem Kilowattstundenzähl- werk nach Erreichen einer bestimmten Fest menge gesteuert wird.
Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbei spiels ist so, dass durch die Umdrehungen des Laufwerkes 6 die Scheibe 12 aus einer An fangslage, in welcher sich ein mit der Scheibe 12 verbundener Mitnehmer 12 gegen über dem Punkte o befindet, in Richtung des Pfeils 122 (Fig. 6) mitgenommen wird, wo bei die Feder 14 gespannt wird. Die Feder 14 ist bestrebt, die Scheibe 1,2 in ihre An fangslage zurückzuziehen.
Der Mitnehmer 121 gleitet bei Drehung in Richtung des Pfeils 122 wirkungslos unter einem Anschlag 123 vorbei (Fig. 7), aber bei Drehung in Richtung des Pfeils 124 (Fig. 7) wirkt er kraftschlüssig auf den Anschlag 123 ein. Es sei angenommen., dass die Festmenge in einer geringeren Zeit als einer Registrier- periode, also bei Überlastung, entnommen wird.
In diesem Fall hat der Angriffspunkt der Feder 14 die Lage, in der diese die Scheibe 12 in deren bisheriger Drehrichtung weiterbewegen kann, noch nicht erreicht und zieht bei Eintreffen des Stromstosses, der mittels des Relais 17 eine Ausrückung der Kupplung 16 bewirkt, die Scheibe 12 in Richtung des Pfeils 124 in ihrer Anfangs lage zurück. Dabei nimmt der Mitnehmer 121 den Anschlag 123 mit und schaltet das Zuschlagszählwerk fort. Setzt der Stromstoss erst nach der bestimmten Zeit ein, so zieht die Feder 14 die Scheibe 12 in Richtung des Pfeils 12? in ihre Anfangslage zurück (Fig.6) und ein Fortschalten des Zuschlagszählwer kes findet nicht statt.
Anstatt eine Betätigung der Scheibe 12 mittels einer Feder erfolgen zu lassen, kann mit der Scheibe 12 auch ein exzentrisch ge lagertes Gewicht verbunden sein, das vor Er reichen bezw. nach Erreichen der Kipplage die Scheibe 12 in der einen oder in der an dern Richtung in ihre Anfangsstellung zu rückbringt und damit eine Fortschaltung des Zuschlagszählwerkes bezw. Nichtfortschal- tung zur Folge hat.
Auch der Apparat mit Spannwerk oder andern mechanischen Einrichtungen mit fixiertem Kippunkt kann so ausgeführt wer den, dass mehrere Belastungsfälle getrennt registriert werden, und zwar dadurch, dass das Laufwerk zwei und mehr Zeitkontroll- vorrichtungen mit gestaffelter Einstellung über Übersetzungsgetriebe mit voneinander abweichenden Übersetzungsverhältnissen an treibt, zu denen jeweils ein Zuschlag-Fest- mengenzä.hlwerk gehört.
Um die mit Über last entnommenen Festmengen zu registrie ren, kann die Anordnung so getroffen wer den, dass nur die Festmengen gezählt wer den, für welche die Zeitdauer der Entnahme innerhalb einer bestimmten, willkürlich ge wählten Zeitgrenze bleibt.
Die hierbei ge messenen kWh sind jedoch keine Überver- brauchs-kWh, sondern Überlastungs-kWh. Häufig ist aber die Ermittlung der Überver- brauchs-kWh (Spitzen-kWh) erwünscht, das heisst der kWh, die über eine zulässige Lei stung hinaus während einer Registrierperiode entnommen worden sind.
In Fig. 12 sind derartige @ Belastungsverhältnisse schaubild lich dargestellt.
Die Wirkungsweise eines diese Bedingun gen erfüllenden Gerätes ergibt sich dabei aus nachstehender Überlegung: Mit dem viel stufigen Gerät werden die Festmengen F., geordnet je nach dem Grad der Überlastung, registriert.
Jeder Stufe entspricht eine "Ver rechnungsleistung" P" und eine zugehörige kritische "Verrechnungszeit" t", also der er sten Überverbrauchsstufe die "Verrechnungs- leistung" P1 und. die "Verrechnungszeit" t1, der zuweilen die "Verrechnungsleistung" P2 und die "Verrechnungszeit" t2 usw.
Der Überverbrauch ist in den einzelnen Stufen jeweils gleich der unveränderlichen Fest menge vermindert um das Produkt aus der für die betreffenden Stufe in Betracht kom menden kritischen Zeit t" X Pg., wobei Pg. die Grundleistung bezeichnet, die als Grenz- leistung beispielsweise für eine viertelstün dige Periode zulässig ist. Diese Grenzleistung Pg. ist konstant.
In jeder Stufe werden die jenigen Festmengen registriert, deren Ver brauchszeit innerhalb .des Verbrauchsdauer bereiches liegt, der dieser Stufe zugeordnet ist, die tatsächliche Verbrauchszeit kann also innerhalb der Grenzen dieses konstanten Ver- brauchsdauerbereiches liegen, das heisst sie stimmt im allgemeinen mit der dieser Stufe als Konstante zugeordneten "Verrechnungs- zeit" nicht überein.
Es stimmt aber die tat sächliche Dauer des Verbrauches einer Fest menge in der Stufe mit um so grösserer Ge nauigkeit mit der "Verrechnungszeit" über ein, je enger die Stufen beieinander liegen. In jeder .Stufe werden Überverbrauchs kontingente = F'. - P,. . tn erhalten.
Die einzelnen Kontingente der verschiedenen Stufen unterscheiden sich voneinander in Be zug auf ihre Höhe, da t" für die verschie denen Stufen verschieden ist, und zwar ist die Höhe umgekehrt proportional zur -Grösse der Zeit t..
Nach Ablauf einer stets gleichen Ver brauchsmenge Fm wird das der entsprechen den Zeitspanne zugeordnete Zählwerk weiter geschaltet. Die über jeder Zeitspanne t1, t2, <I>...</I> t" aufgetragenen Flächen entsprechen also einer bestimmten Festmenge Fm und sind inhaltsgleich.
Die Ordinaten sind ver schieden und stellen die mittlere Leistung in der betreffenden Zeitstufe dar, und zwar ist die mittlere Leistung um so grösser, je kleiner die Zeit war, die für die Erreichung einer Festmenge erforderlich war. Die Ordinate Ps stellt die Grenzleistung dar, und die Flä chen P, <I>,</I> t,., Pg <I>.</I> t2 <B>...</B> entsprechen innerhalb der Pauschalleistungsgrenze liegenden Ver brauchsmenge.
Der schraffierte Teil jeder Fläche gibt den mittleren Spitzenverbrauch, der über der Pauschalleistungsgrenze abge geben oder abgenommen wurde, wieder.
Um die Überverbrauchs-1rWh zu ermit teln bezw. den in jeder Stufe verschiedenen Anteil Pg.. tn von der gezählten Festmenge in Abzug zu bringen, werden die Einzel zählwerke über den Zeitstaffeln, also dem Wert tn, entsprechende Übersetzungen an getrieben. Diese tbersetzungsverschieden- heit kann durch Übersetzungsräder, durch entsprechend verschiedene Anordnung der Anschläge der einzelnen Staffeln, durch Hebelübersetzungen zwischen den Anschlä gen und ihren Zählwerken oder entsprechende Bemessung der Ablesekonstanten bewirkt werden.
Da durch eine derartige Massnahme die Zählwerke den gleichen iMassstab besit zen, nämlich Spitzen-kWh anzeigen, ist es auch möglich, den Gesamtüberverbrauch durch Addition der Anzeigen der Einzelzäh ler zu erfassen oder die Antriebsvorrichtung für die einzelnen Staffelzähler über entspre chend dem erforderlichen Abzugsbetrag der Staffel gewählte Übersetzungen mit dem ge meinsamen Zählwerk zu verbinden.
In Fig. 13 ist ein diese Aufgabe erfül lendes Ausführungsbeispiel der. Einrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt. Mit 6 ist ein Laufwerk (Uhr, Synchron- motor, Ferrarismotor usw.) bezeichnet, das verschiedene Scheiben 12 über eine ausrück- bare Kupplung 16 antreibt.
10 bezeichnet ein Kupplungsrelais, das von einem Zähler nach Verbrauch einer bestimmten Ver brauchsmenge einen Impuls erhält und dabei die Kupplung 16 freigibt, so dass die Schei ben 12, unter Wirkung der Feder 14 in ihre Anfangslage zurückgeführt werden. Je nach der Zeitdauer zwischen zwei Endkupplungen werden ein oder mehrere der von den Schei ben 12 über Anschläge 121 angetriebenen Zählwerke weiter geschaltet. Die Anschläge bei den einzelnen Scheiben 1,2 sind gegenein ander versetzt, um eine Weiterschaltung des Zählwerkes entsprechend verschiedener Zeit staffeln herbeizuführen.
Bei dem dargestell ten Ausführungsbeispiel wird die Überset zung zwischen den Antriebsscheiben 12 und den Zählwerken dadurch berücksichtigt, dass innerhalb der Zählwerke selbst verschieden grosse Übersetzungen vorgesehen sind. Dabei ist angenommen, dass es sich um Zählwerke mit schleichenden Zahlen handelt:
Bemerkenswert ist, dass die Überver- brauchsregistrierung eine Unterscheidung der Belastungsfälle der Überverbrauches in der Abrechnungszeit ermöglicht, das heisst, man kann feststellen, inwieweit der Über verbrauch im einzelnen bei niedrigen oder hohen Belastungen entstanden ist.
In andern Fällen ist es erwünscht, die Überverbrauchsregistrierung zwecks beque mer Ablesung lediglich auf einem einzigen Zählwerk zu erhalten. In diesem Falle sind ,die einzelnen Zählwerke entbehrlich, und es genügt, die einzelnen Anschläge mit je nach der Überverbrauchsstufe verschiedenen Über setzungen auf ein Gesamtzählwerk wirken zu lassen, so dass an diesem der gesamte Überverbrauch abzulesen ist.
Bei den beschriebenen Einrichtungen nach den Fig. 2 und 13 wurde die für gleich bleibende Teilverbrauchsmengen (Festmenge) erforderliche Zeit gemessen und es wurde ge zählt, wie oft der gemessene Wert in einer bestimmten Zeitspanne lag.
Die Teilverbrauchsmenge ist dabei mit der Zeit in Beziehung gesetzt, und ein Zeit schaltwerk kontrolliert jeweils die Zeit, die für den Verbrauch dieser Teilverbrauchs menge benötigt wird.
Statt eines mit konstanter Geschwindig keit umlaufenden Zeitlaufwerkes 6 kann ein kontinuierlich oder schrittweise betätigtes Fortschaltwerk vorgesehen werden, welches durch einen Mengenzähler gesteuert wird, dessen Antrieb zum Beispiel durch einen Elektrizitätszähler, Gaszähler, Wasserzähler, Dampfzähler, Stückzähler oder einen Um drehungsmesser (Tachometer) erfolgt. Auf diese Weise kann man beispielsweise die Häufigkeit verschiedener Werte des Lei stungsfaktors zur Anzeige bringen, wenn bei einer Einrichtung nach Fig. 13 an Stelle des Zeitlaufwerkes ein Blindverbrauchszäbler be nutzt wird.
Man kann aber auch den Pro zentsatz von andern in Beziehung zueinander zu bringenden Mengen abgestuft erfassen und registrieren.
Die Einrichtung lässt sich so zur Anzeige oder Verrechnung einer beliebigen Menge in bezug auf eine andere Menge, insbesondere zur Anzeige des Mengenverhältnisses elek trischer Nessgrössen, benutzen. Es sind dabei verschiedenen Einheitsbeträgen der einen Mess- oder Zählgrösse entsprechend Zähl- oder Anzeigevorrichtungen vorgesehen, und diese werden nach Massgabe des Betrages verstellt, den die betreffende Mess- oder Zählgrösse je weils eine bestimmte gleichbleibende Menge ergeben hat.
Die Fortschaltung kann sich hierbei auf alle Zähl- oder Anzeigevorrich tungen erstrecken, die geringeren Werten der ersten Messgrösse als dem tatsächlich er reichten zugeordnet sind.
Eine solche Einrichtung kann ganz all gemein dazu dienen, festzustellen, wie oft bestimmte Grenzwerte des Verhältnisses zwi schen zwei Messgrössen erreicht bezw. über schritten worden sind. Zum Beispiel treibt die eine Messgrösse dabei über eine ausrück- bare Kupplung die verschiedenen Staffel zählwerke an, während der Auslöseimpuls für die Kupplung durch die gleichbleibende zweite Bezugsgrösse bestimmt wird.
Auf den einzelnen Zählwerken wird dann die Häufig keit des betreffenden Verhältnisses regi striert.
In der Fig. 14 ist ein Ausführungsbei spiel für eine derartige Einrichtung sche matisch dargestellt, und zwar für den Fall, dass die Häufigkeit verschiedener Werte des Leistungsfaktors angezeigt werden soll. Mit 60 ist ein Fortschaltwerk bezeichnet, das mittels des Klinkenwerkes 61 angetrieben wird. Das Klinkenwerk 61 seinerseits wird durch den Stromkreis 62 von einem nicht be sonders dargestellten Blindverbrauchszähler gesteuert.
Dies kann dadurch erfolgen, dass in an sieh bekannter Weise auf der Achse des Blindverbrauchszählers Kontakte ange ordnet sind, die bei jeder Umdrehung ein oder mehrere Male den Stromkreis des Klin kenrelais 61 schliessen. Das Fortschaltwerk 60 treibt über eine ausrückbare Kupplung 16 verschiedene Scheiben 12 an.
Mit 10 ist ein Kupplungsrelais bezeichnet, das von einem Wirkverbrauchszähler nach Verbrauch einer bestimmten Verbrauchsmenge, zum Beispiel nach Verbrauch von 100 Wirk-kWh, einen Impuls erhält und dabei die Kupplung 16 freigibt, so dass die Scheiben 12 unter Wirkung einer Feder 14 in ihre Anfangslage zurückgeführt werden.
Nimmt man zunächst an, dass das Fortschaltwerk 60 bei konstan tem Blindverbrauch mit konstanter Ge schwindigkeit umläuft, so werden je nach der Zeitdauer zwischen zwei Entkupplungen, das heisst je nach den Werten der Wirkleistung. ein oder mehrere der von den Scheiben 12 über die Anschläge 121 angetriebenen Zähl werke weitergeschaltet. Die Anschläge an den einzelnen Scheiben 12 sind dabei gegen einander versetzt, um die Weiterschaltung der Zäblwerke entsprechend verschiedenen Verhältnissen von Wirkleistung zu Blind leistung herbeizuführen.
Hat die Blind leistung andere Werte, das heisst dreht sich entgegen der obigen Annahme das Fortschalt- werk 60 schneller oder langsamer, so werden entsprechend dem veränderten cos a-Wert die Scheiben 12 schneller oder langsamer ange trieben. Es werden infolgedessen bei gleich- bleibender Wirkleistung grössere oder gerin gere Wege zurückgelegt. In jedem Fall ent spricht einem bestimmten Wert .des cos a ein bestimmtes Anzeigeergebnis in den Stufen zählwerken.
Um beider cos a-Verrechnung aus Billig keitsgründen die Registrierung nur unter bestimmten Voraussetzungen zuzulassen und die Stufen schlechten Leistungsfaktors nur dann zu registrieren, wenn sie zugleich mit hoher Wirkbelastung aufgetreten sind, kann man die Anordnung so treffen, dass .die Fortschaltung auch .derjenigen Anzeige- und Zählvorrichtungen, deren zugeordneter Ein heitswert erreicht oder überschritten ist, ver hindert wird,
vorzugsweise wenn die Zeit dauer für die Erreichung der gleichbleiben den Menge der zweiten Grösse einen bestimm ten Betrag überschreitet. Dies kann beispiels weise dadurch erfolgen, dass zusätzlich zu der beschriebenen Einrichtung noch eine Ein richtung nach Fig. 1 bis 7 mit einem Zeit werk vorgesehen wird, das beispielsweise eine Verriegelung der Zählwerke oder eine Rück stellung der bereits fortgeschalteten Zähl werke dann vornimmt,
wenn ein Entkupp- lungsimpuls nicht innerhalb einer bestimm ten Zeitspanne ankommt. Wenn also bei spielsweise die 100 Wirk-kWh in einer grö sseren Zeit als 15 Minuten entstehen, so würde an Stelle der Beeinflussung von Zähl werken gemäss Abb. 12 die Verriegelung der Zählwerke des Verhältnisanzeigers auf elek trischem oder mechanischem Wege erfolgen. Man kann aber auch andere Zeitwerke vor sehen, um bei kleiner Wirkleistung eine Re gistrierung zu verhindern.
,Es ist mit der erfindungsgemässen Ein richtung möglich, die verschiedensten Tarif arten, zu denen bisher für jeden Tarif eine besondere Apparatur oder eine kostspielige Modifizierung des Zählers notwendig war, durchzuführen. Die Erfindung bringt den Vorteil, dass für alle praktisch vorkommen den Tarife eine einheitliche Form des Tarif gerätes verwendbar ist.
Es ist dann nur not wendig, die Übersetzungen zwischen Zähler und Festmengenkontakt innerhalb des Zähl- werken auszuwechseln, während im Tarif apparat nur die Übersetzung zwischen Lauf werk und Zeitkontrollvorrichtung zu ändern ist.
Ein grosser Vorteil ist es, dass eine unter schiedliche Registrierung der Zuschlag-Fest- menge je nach dem Grad der Überlastungen, wie sie in der Ausbildung nach Fig. 2 durch eine ,Sonderausführung des Apparates darge stellt ist, auch durch die Parallelschaltung von zwei, drei oder mehr Tarifapparaten ge mäss Fig. 1 oder 5 verwirklicht werden kann. Hierbei unterscheiden sich die Apparate lediglich durch eine abweichende Einstellung der Zeitkontrollvorrichtung. Nach Fig. S ist a ein kWh-Zähler,
b ein Tarifapparat, der bei Verbrauch der Festmenge in weniger als beispielsweise 15 Minunten eine Zuschlag festmenge registriert. Die Fig. 9 zeigt für zwei Überlastungsstufen zwei Tarifapparate, deren einer (b) eine Registrierung wieder bei Verbrauch der Festmenge in weniger als 15 Hin. vornimmt, während der zweite (c) nur die Festmengen anzeigt, die in weniger als 10 Min. verbraucht werden.
Entsprechend sind in Fig. 10 zur Registrierung in drei Überlastungsstufen drei Tarifapparate mit Einstellung für 15 Min., 1;2 Min. und 10 Min. vorhanden. Bei der Ausführung nach Fig. 11 ist neben einem Tarifapparat b eine Schalt uhr f vorgesehen, die dazu dienen soll, die Registrierung zeitweise aussetzen zu lassen.
Der Stromlieferant ist auf Grund der Angaben des Tarifgerätes in der Lage, Zu schlagpreise für die durch die Zuschlagszähl werke registrierten Belastungsfälle zu be rechnen.
Das Tarifgerät lässt sich auch für ledig lich zeitabhängigen Mehrfachtarif verwend bar machen, indem zum Beispiel mittels einer Schaltuhr für Doppeltarif das Tarifgerät lediglich in der Spitzenzeit bezw. beim Drei fachtarif das eine Tarifgerät nur in der Zeit mittlerer Belastung, das zweite nur in der Zeit höchster Belastung an die vom Zähler ausgehende Impulsleitung gelegt wird.
Hier bei sind die Zeitkontrollvorrichtungen so eingerichtet, dass sie in jedem Fall Zuschlag registrieren, sofern die Schaltuhr den vom Zähler ausgehenden Impuls weitergibt. In folgedessen wirkt der Apparat wie ein ein faches Zählwerk und zählt Festmengen für hohen Tarif bezw. mittleren Tarif und höchsten Tarif getrennt als Zuschläge.
Wenn nun die Zeitkontrollvorrichtungen, wie normal, ihre Kontrolltätigkeit ausüben, so erhält man bei derartigen, durch eine Schaltuhr ergänzten Kombinationen die Mög lichkeit, Mehrfachtarife für tageszeit- und lastabhängige Strompreisbildung zu verwirk lichen.
Die Ausführung .des Tarifapparates kann auch so erfolgen, dass das Laufwerk, die Zeitkontrollvorrichtung und das Zuschlag- Festmengenzählwerk mit dem kWh-Zähler in einem Gehäuse vereinigt sind.
Das Laufwerk des Tarifapparates kann auch so ausgebildet sein, dass es gleichzeitig zum Antrieb einer 24-Stundenscheibe und eines Schaltwerkes dient, so dass für zeit abhängige Steuerung des Aggregates keine separate Schaltuhr mehr erforderlich ist.
Ein derartiges kombiniertes Tarifgerät kann auch mit dem kWh-Zähler in einem Gehäuse vereinigt sein. Der Impulsgeber oder Unterbrecher am Zählwerk des kWh Zählers wird zweckmässig für den Konsumen ten durch ein Fenster am Zählergehäuse sichtbar angeordnet und seine jeweilige Stel lung kenntlich gemacht. Die Einstellung er folgt am besten anhand einer Skala, die nach Prozenten der Festmenge eingestellt ist.
Im Tarifgerät wird zweckmässig die Zeit kontrollvorrichtung ebenfalls für den Ab nehmer sichtbar untergebracht und dabei dann ihre jeweilige Stellung durch Markie rung in Minuten kenntlich gemacht.
Die Übersetzungen zwischen Zählerachse und Festmengenkontaktgeber im kWh-Zäh- ler, sowie die Übersetzungen zwischen Lauf werk und Zeitkontrollvorrichtung können in bekannter Weise auswechselbar und gege benenfalls in einer von aussen, den Werks beamten gut zugänglichen Anordnung vor gesehen sein.
Infolge der Tatsache, dass die kürzeste im Ablauf einer Festmenge jeweils erreichte Zeit zugleich für die Höchstleistung mass gebend ist, kann in dem Tarifapparat neben bei durch eine entsprechende Mechanik der Höchstwert im Verlauf einer Abrechnungs periode erreichten ' Belastung durch einen Höchstlastzeiger festgehalten werden. Dieser Wert unterscheidet sich von dem Wert des bekannten Höchstlastmessers dadurch, dass dort über eine konstante Zeitperiode gemes sen wird, während hier nunmehr die Zeit dauer abhängig ist von der Höhe der Über- lastung.
Der Tarifapparat kann auch mit einem Signalkontakt versehen werden, der jeweils bei Betätigung des Zuschlag-Festmengenzähl- werkes ein optisches oder akustisches Signal gibt.
Ein derartiger Signalkontakt kann auch mit der Mechanik des vorerwähnten Höchst lastzeigers derart in Verbindung gebracht werden, dass bei einer bestimmten Grenz- stellung des Höchstlastzeigers ein optisches oder akustisches .Signal gegeben wird.
Überhaupt kann mit dem Tarifgerät in Abhängigkeit von der festgestellten Zeit irgendein. Schalt- oder Regelvorgang herbei geführt werden, wobei dies an Stelle oder neben der Registrierung geschehen kann. Der Schaltvorgang kann dabei zum Beispiel zur Erzielung einer Regelung oder zur Fort schaltung von Selbstkassierern oder zur Um schaltung der Übersetzung bei diesen oder zur Steuerung eines Münzzählers für Doppel tarif benutzt werden.
Hierbei kann er das gleiche bewirken, wie die .Schaltuhr beim Münzzähler für Zeitdoppeltarif. In diesem Falle wird erreicht, dass die auf die Über lastungsfestmenge folgende Festmenge im Münzzähler zu einem erhöhten Preis abläuft, selbst wenn diese folgende Festmenge keine Überlastungsfestmenge ist. Der erhöhte Gut habenablauf wird fortgesetzt, wenn die fol gende Festmenge selbst wieder eine Über lastungsmenge ist, das heisst der Zuschlag hinkt der eigentlichen Überlastungsentnahme immer um eine Festmenge nach.
Um eine bessere Übersicht über den Ver lauf der gesamten Abnahme zu erhalten, kann der Tarifapparat auch so ausgeführt werden, dass die zeitliche Folge der Impulse bei jeweiliger Erfüllung-einer Festmenge auf einem ablaufenden Papierstreifen mit Zeit einteilung durch Lochung festgehalten wird.
Ein derartiger Apparat kann unter Um ständen zur gelegentlichen Kontrolle vor übergehend bei dem einen oder andern Ab nehmer eingebaut werden. Der durch diesen Apparat gelieferte Papierstreifen kann auch zur Berechnung von Zuschlagfestmengen als Unterlage dienen. Die Auswertung kann ge gebenenfalls auf elektromechanischem Wege erfolgen.
Auch die Auswertung der Registrier streifen von Messgeräten zur Überwachung von Vorgängen variabler Intensität, zum Beispiel von Fahrtgeschwindigkeiten bezw. des in bestimmten Zeiten zurückgelegten Weges kann mit einer Einrichtung gemäss der Erfindung erfolgen. Der Registrier streifen mit den in Abständen angebrachten Markierungen dient in diesem Fall zur Steue rung der Kupplung eines Zeitwerkes mit von diesem angetriebenen Zeitstufenzähl- werken. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Kupplung durch von dem Registrierstreifen beeinflusste Photozellen zu steuern.
Mit be sonderem Vorteil können die Zeitstufenzähl- werke entsprechend Fig. 8 bis 10 ausgebildet sein.
In den Fig. 15 bis 17 ist ein Ausfüh- rungsbeispiel der Einrichtung schematisch dargestellt. In Fig. 15 ist das Registrier instrument veranschaulicht; Fig. 16 zeigt einen Registrierstreifen, Fig. 17 eine Aus führungsform des Auswertungsgerätes.
Es ist angenommen, dass nach Erfüllung einer Festmenge von beispielsweise einer Kilowattstunde oder dergleichen durch das eigentliche Messwerk ein Stromimpuls in die Leitung 10 -des Relais 11 geschickt wird, oder dass nach Erfüllung dieser Festmenge eine entsprechende Stromunterbrechung stattfindet. Das Relais 11 arbeitet in einem Falle mit Arbeitsstrom, im andern Falle mit Ruhestrom. Es trägt eine Nadelspitze 12, die in dem Papierstreifen 13 eine Lochung vornimmt. Es ist aber auch möglich, einen entsprechenden Strich auf dem Papierstreifen 13 aufzuzeichnen.
Der Papierstreifen 13 wird durch ein nicht dargestelltes Uhrwerk angetrieben. 14 ist die Vorratsrolle, 15 die Aufwickelrolle für den abgelaufenen Papier streifen, der, wie aus Fig. 16 hervorgeht, verhältnismässig schmal ist. Fig. 16 lässt er kennen, dass die Abstände der erhaltenen Zeichen je nach der Belastung verschieden sind, und zwar die Abstände der erhaltenen Zeichen umgekehrt proportional der Inten sität, mit der die Festmenge verbraucht wor den _ ist.
Dem kürzesten Abstand zwischen zwei, Markierungen des Registrierstreifens entspricht die grösste Leistung; sie ist ein deutig bestimmt, da die Teilverbrauchs menge unveränderlich ist, und da auch der. Ablauf des Papierstreifens gleichmässig er folgt. Auf dem Papierstreifen erscheinen also Perioden hoher Intensität als Häufung kurzer Abstände, und die Perioden geringer Intensität erscheinen als Serien weniger Punkte mit verhältnismässig grossen Abstän den. Der Streifen gibt also einen Überblick über den Intensitätsverlauf.
Die Auswertung der erhaltenen Regi- strierstreifen, die mit Markierungen der Tageszeiten und Tage versehen sein können, kann durch Ausmessung der einzelnen Ab= stände erfolgen. Sofern die Markierung durch Lochungen vorgenommen sind, kann die Auswertung vorteilhaft dadurch erfolgen, dass hinter dem Streifen in. dem Auswer- tungsgerät nach Fig. 17 eine Lichtquelle vor gesehen ist, die eine Photozelle 17 beeinflusst. Mit 18 ist ein Verstärker bezeichnet, an den eine Relaisspule 10' angeschlossen ist.
Mit 6' ist ein Uhrwerk bezeichnet, das zweck mässig zugleich zum Antrieb des Papier streifens 13 dadurch dient, dass es mit der Rolle 14 gekuppelt ist, auf die der auszu wertende Papierstreifen aufgebracht wird. An.Stelle des Uhrwerkes 6' kann auch ein mit konstanter Geschwindigkeit laufender Motor, vorzugsweise ein kleiner Synchron- motor," dienen. 16' ist eine Kupplung, die durch das Relais 10' gesteuert wird. Mit 12' sind die Antriebsvorrichtungen für ver schiedene Zeitstufenzählwerke 125 bezeich net.
Der Antrieb der Zählwerke 125 erfolgt durch die an den einzelnen Scheiben 12 ver setzt angeordneten Stifte 121. 14' ist eine Feder, die nach Lösung der Kupplung 16' die Scheiben 12 in ihre Anfangsstellung zu- riickführt.
Der auszuwertende Papierstreifen 13 läuft langsam vor der Photozelle ab. Ent sprechend den Lochungen wird die Photo zelle 17 erregt und steuert das Relais 10'. Es sei angenommen, dass sich die Einrich tung in der in Fig. 17 dargestellten Lage befindet, und dass eine Belichtung der Photo zelle zunächst nicht erfolgt.
Der Motor 6' treibt dann über die Kupplung 16' die Stu fenscheiben 12' an, wodurch die Stifte 121 die Fortschaltung der Zählwerke 125 be wirken können. .Sobald eine Lochung an der Photozelle vorbeibewegt wird, erhält das Re lais 10' einen Impuls, die Kupplung 16' wird kurzzeitig geöffnet und durch die Feder 14' werden die Stufenscheiben 12' in der Weise in die Nullage zurückgeführt, wie es für die Scheibe 12 zu Fig. 1.3 beschrieben ist, wobei die Zählwerke 125 je nach der im Augen blick der Entkupplung vorhandenen Stel lung der Stifte 121 fortgeschaltet werden oder nicht.
Man kann die Anordnung so treffen, dass entweder alle Zählwerke fort geschaltet werden, deren Auslösezeit kleiner ist als die jeweilige Zeit zwischen zwei Ent- kupplungen, oder so, dass nur das Zählwerk beeinflusst wird, das der jeweiligen Kupp lungsdauer zugeordnet ist.
Die Zeitstufenzählwerke können auch so ausgebildet und gesteuert werden, wie es zu Fig. 1 und 2 erläutert ist, das heisst an Stelle einer mechanischen Beeinflussung der Zähl werke 125 kann auch eine elektrische Beein flussung erfolgen. Wesentlich ist nur, dass verschiedene Zählwerke vorgesehen sind, die den verschiedenen Zeitperioden der Kupp lungsdauer zugeordnet sind.
An Stelle eines mit Lochungen ver sehenen Registrierstreifens kann auch ein mit Strichen versehener Registrierstreifen zur Steuerung der Kupplung des Zeitwerkes 6' mit den Zeitstufenzählwerken 12' bezw. 125 dienen. Bei einer derartigen Anordnung kann die verschiedene Färbung des Regi- strierstreifens zur Beeinflussung der Photo zelle 17 ausgenutzt werden.
Die beschriebene Einrichtung ermöglicht es, die Häufigkeit der einzelnen Zeitstufen, die jeweils bestimmten Intensitäten entspre chen, getrennt zu registrieren. In der Elek trizitätswirtschaft sind diese Unterlagen für die Strompreisberechnung von. Bedeutung. Sie können zugleich das Material für die Aufstellung von Häufigkeitskurven bezw. Tages-, Monats- und Jahresdauerlinien bil den.
Die Zählwerke können auch mit .Schreib stiften gekuppelt werden oder statt dessen können auch die Zählwerke ganz wegfallen und nur Schreibstifte benutzt werden, die durch die Stufenscheiben irgendwie so ver stellt werden, dass an die Stelle der Fort schaltung des Zählwerkes jeweils eine Wei- terbewegung des Schreibstiftes tritt.
Die Anwendung des Auswertungsgerätes ist für beliebige Vorgänge variabler Inten sität, also für Mengenmessungen, usw. ge eignet, wenn die variable Intensität des Verbrauches oder die andern Vorgänge auf dem Papierstreifen durch Lochung, Striche oder dergleichen aufgetragen sind. Man kann auch das Auswertungsgerät benutzen, um die Registrierstreifen von beliebigen Verbrauchs messern, Mengenmessern, Tachometern und dergleichen auf. elektromechanischem Wege auszuwerten.