Anordnung zur Erhöhung der Registriergenauigkeit von Maximumzählwerken
Die Maximumzähler treiben über einen periodisch vom Zählerantrieb entkuppelten Mitnehmer einen durch Reibung gebremsten Maximumzeiger kraftschlüssig an, der jeweils in der Stellung grössten Mitnehmerausschlages stehen bleibt und auf diese Weise den höchsten, innerhalb einer Messperiode aufgetretenen Verbrauch der betreffenden Anlage anzeigt. Am Ende eines Verrechnungsabschnittes wird der Zeiger in die Nullage zurückgebracht. Nach dem Zurückstellen des Maximumzeigers ist ein Ausschlag nicht mehr nachträglich feststellbar und es kann deshalb unter Umständen zu Streitigkeiten zwischen Elektrizitätswerk und Abnehmer kommen.
Um dies zu vermeiden, wurden die Maximumzeiger mit einem Kontrollzähler versehen, das über eine nur einseitig, nämlich bei der Rückdrehung des Maximumzeigers wirksame Kupplung angetrieben wird und dadurch den Rückdrehweg des Zeigers festhält. Es hat sich nun herausgestellt, dass die Registriergenauigkeit solcher Zählwerke den modernen Anforderungen nicht genügt. Die Genauigkeit ist im wesentlichen durch die Genauigkeit des Maximumzeigerausschlages, etwaige Leergänge, elastische Formänderungen im Getriebe und dergleichen bestimmt.
Da der Zeigerweg wesentlich weniger als einen vollen Umlauf betragen kann, ist die Genauigkeit des Zeigerausschlages auch wesentlich kleiner als die Messgenauigkeit des Zählers und es kann infolgedessen gerade für die Maximumermittlung, deren Angaben je nach Tarifvertrag finanziell mehr oder weniger ins Gewicht fallen, die Messgenauigkeit des Zählers nicht voll ausgenützt werden.
Die Erfindung beseitigt diese Mängel. Sie betrifft eine Anordnung zur Erhöhung der Registriergenauigkeit von Maximumzähiwerken für Maximumzähler. Erfindungsgemäss ist zwischen dem periodisch vom Zähler abgekuppelten und in eine Ausgangslage zurückkehrenden Mitnehmer für einen Maximumzeiger, der jeweils in der Stellung des erreichten Maximumwertes stehen bleibt, und den mit ihm zusammenarbeitenden Anschlägen je ein Leergangsgetriebe mit einem sich über mehr als eine Vollumdrehung erstreckenden Leergang eingeschaltet und der Antrieb des zwischen Mitnehmer und Maximumzeiger liegenden Leergangsgetriebes ist über eine nur bei einer Drehrichtung wirksame Kupplung mit einem Maximumzählwerk verbunden. Ein solcher Mitnehmer arbeitet mit zwei Anschlägen zusammen.
Auf den einen trifft er, wenn er den Maximumzeiger erreicht, auf den anderen, wenn er in die Nullstellung zurückkehrt, die durch diesen Nullanschlag bestimmt ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass statt des unterhalb einer Vollumdrehung liegenden Weges des Maximumzeigers mehrere Voliumdrehungen für die Betätigung des Maximumzählwerkes zur Verfügung stehen, und dass infolgedessen entsprechend die Registriergenauigkeit des Zählwerkes erhöht wird.
Dabei lässt sich ohne Schwierigkeiten der Leergang des Getriebes so gross machen, dass die Messgenauigkeit des Zählers voll ausgenutzt werden kann.
Darüber hinaus kann die Messgenauigkeit noch auf folgende Weise von Beeinflussungen durch Zufälligkeiten befreit werden. Man lässt z. B. den Zähler nicht schleichend, sondern schrittweise das Maximumwerk antreiben und sorgt nun dafür, dass das Maximumwerk folgendermassen auf die Schrittgrösse abgestimmt wird.
Besteht die ausrückbare Kupplung zwischen Zähler und Mitnehmer aus ein- und ausrückbaren Zahnrädern, dann wird das Getriebe z. B. so abgestimmt, dass jeder Schaltschritt die Zahnräder nur um ganze Zähnezahlen verstellt. Man erreicht dadurch, dass nicht nur jeweils widerstandslos wieder eingerückt werden kann, sondern auch, dass beim Einrücken jede zusätzliche Fortschaltung vermieden wird.
Besteht die nur bei einem Drehsinn wirksame Kupplung zwischen Maximumzeiger und Maximumzählwerk aus einem Rätschengetriebe, dann wird hier die Zahnteilung des Steigrades auch wieder vorteilhaft so abgestimmt, dass jeder Schritt einer ganzen Zähnezahl entspricht.
Ferner wird auch das Zählwerk vorzugsweise so abgeglichen, dass bei jedem Schritt die letzte Dezimalstelle um ganze Ziffern verstellt wird. Dadurch werden unbestimmte Zwischenstellungen vermieden. Etwaige Zahnluft kann durch bekannte Mittel, wie Federn, Rasten usw. auch noch ausgeglichen werden. Auf diese Weise lässt sich eine hohe Genauigkeit und Eindeutigkeit der Zählwerksangaben erzielen.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt.
Ein Zähler Z treibt in dem einen Sinne den ersten Teil 1 eines Differentialgetriebes D an, dessen zweiter Teil 2 über ein Rad 4 von einem Hilfsmotor M angetrieben wird, und dessen dritter Teil 3 mit einem Sperrarm 5 in den Weg eines am Rad 4 angebrachten Anschlages 6 greift. Diese als Kraftver stärkergetriebe bekannte Anordnung arbeitet so, dass Ider Zähler Z durch Drehen des Rades 1 einen bestimmten Messweg vorgibt. Sobald dieser eine bestimmte Schrittgrösse erreicht hat, wird der Hebel 5 ausgerückt und der Motor M dreht das Rad 2 genau um diesen Schritt nach. Natürlich können stattdessen auch Schrittschaltwerke und andere Getriebe zur Umformung einer schleichenden Bewegung in eine schrittweise Bewegung verwendet werden.
Das Rad 2 kämmt mit einem auf einer Welle 7 sitzenden Rad 8, auf der noch ein Zahnrad 9 sitzt.
Das eine Ende der Welle läuft in einem feststehenden Lager 10, das andere in einem beweglichen Lager 11, das durch den Anker 12 eines Schaltmagneten 13 betätigt wird. Bei angezogenem Anker greifen die Zähne des Rades 9 in die eines weiteren Zahnrades 14. Das fest mit dem Zahnrad 140 verbundene, aber lose auf der Welle 15 sitzende Zahnrad 14 bildet zusammen mit den daran befestigten Fingern 141, 142 den eigentlichen Mitnehmer für den Maximumzeiger. Um auch die jeweilige Mitnehmerstellung von aussen erkennbar zu machen, treibt das Zahnrad 140 mit einer Übersetzung ins Langsame ein Zahnrad 220 auf einer Welle 24 an, die einen Zeiger 22 trägt.
Eine Feder 32 sucht den Zeiger 22 und den Mitnehmer 14, 140-142 in die Ausgangslage zurückzudrehen, die durch den Nullanschlag A 1, bestimmt ist.
Zwischen diesem und dem Finger 142 ist ein Leer ganggetriebe L1 eingeschaltet. Das Rad 14 ist über ein weiteres Leergangsgetriebe L2 mit den Rädern 19 und 20 gekuppelt. Der letzte Teil des Leerganggetriebes L2 ist der Anschlag A2, der zusammen mit den Rädern 19, 20 fest auf einer Welle 15 sitzt, während alle übrigen Teile lose darauf gelagert sind. Das Rad 20 treibt über ein grösseres Zahnrad 21, also mit einer Übersetzung ins Langsame, den Maximumzeiger 23 an, der am Ende jeder Verrechnungsperiode bis in die Nullstellung zurückgestellt wird. Eine entsprechende Rückstellvorrichtung ist der Einfachheit halber weggelassen.
Das Zahnrad 19 treibt ein fest auf einer Welle 25 sitzendes Zahnrad 26 mit Klinke 27 an, die in ein lose auf dieser Welle aber fest auf einer Hohlwelle 16 sitzendes Steigrad 28 greift. Die Welle 16 betätigt ein mehrstelliges Zählwerk R mit einer Rastvorrichtung 17, die jeweils die Ziffernrolle 18 für die niedrigste Dezimalstelle auf ganze Ziffern einstellt.
Die Leergangsgetriebe L1 und L2 enthalten mehrere Scheiben 29 mit Anschlägen 30, 31. In der Zeichnung sind nur die am Anfang und Ende liegenden Scheiben dargestellt. Der Zwischenraum ist mit gleichen Scheiben ausgefüllt zu denken. Ein solches Getriebe und seine Wirkungsweise sind in der deutschen Patentschrift 825606 beschrieben und soll hier nicht näher erläutert werden. Wie die Zeichnung erkennen lässt, besteht zwischen An- und Abtrieb ein Leergang, der mehrere Vollumdrehungen ausmacht.
Die Übersetzungsverhältnisse und die Zahnteilungen sind so auf die eingangs erwähnte Schrittgrösse abgestimmt, dass bei jedem Schritt die Zahnräder 9 und 14 und das Steigrad 28, sowie die Klinke 27 nur um ganze Zähnezahlen, also um einen, zwei und mehr Zähne, verstellt werden. Ebenso wird die letzte Dezimale des Zählwerkes R immer nur um ganze Ziffern, also um eine, zwei oder mehr Ziffern bei einem Schritt verstellt.
Die Anordnung arbeitet folgendermassen: Zu Beginn der Registrierperiode werden durch Einschalten des Magneten 13 die Räder 9 und 14 eingerückt und schrittweise im Pfeilsinne unter der Einwirkung des Zählers Z fortgeschaltet. Dabei drehen sich die Teile im Sinne der eingezeichneten Pfeile.
Am Anfang sind die Leergänge der Getriebe L1 und L2 vollkommen ausgeglichen. Es liegt also Anschlag auf Anschlag. Der Maximumzeiger 23 ist in der Nullstellung. Die Zeiger 22 und 23 wandern unter Spannung der Feder 32 in der Pfeilrichtung.
Die Klinke 27 nimmt das Rad 28 mit, so dass das Zählwerk R entsprechend fortgeschaltet wird. Alles geschieht aber schrittweise. Dabei wird der Leergang im Getriebe L1 immer grösser, während der im Getriebe L2 ausgeglichen bleibt.
Am Ende der Registrierperiode, also z. B. nach einer halben Stunde, wird der Magnet 13 abgeschaltet und dadurch das Rad 9 vom Rad 14 entkuppelt.
Dadurch wird die Feder 32 frei. Sie dreht den Mitnehmer 14, 140 bis 142 und den Zeiger 22 zurück.
Die Welle 15 mit den Rädern 19 und 20, der Ma ximumzeiger 23, das Zählwerk R bleiben aber in der erreichten Lage stehen. Bei der Rückdrehung wird der Leergang des Getriebes L1 ausgeglichen, aber dafür ein entsprechender Leergang im Getriebe L2 eingeschaltet.
Beim Beginn der nächsten Registerperiode werden die Räder 9 und 14 wieder eingerückt. Ist nun in dieser Periode die Drehung des Mitnehmers 14, 140 bis 142 kleiner als in der ersten, dann wird der Leergang im Getriebe L2 nicht ausgeglichen, sein Abtrieb bleibt also in Ruhe. Ist aber der Mitnehmerweg in der zweiten Periode grösser als in der ersten, dann wird nach Ausgleich des Leerganges im Getriebe L2 der Maximumzeiger 23 weitergedreht, ferner wird auch das Zählwerk R entsprechend weitergeschaltet.
Dieses Spiel wiederholt sich innerhalb eines Ver rechnungsgtbschnittuts. Am Ende des Abschnittes werden nach Entkupplung der Räder 9 und 14 z. B. durch Drehung des Maximumzeigers 23 die mit dem Abtrieb A 2 des Lehrganggetriebes L2 in Verbindung stehenden Teile zurückgestellt, bis der Mitnehmer 14, 140 bis 142 und die Zeiger 22 und 23 wieder in die Nullstellung gelangt sind. Bei dieser Rückstellung wird auch das Rad 26 entgegen dem Sinne des eingezeichneten Pfeiles mitgenommen. Bei dieser Drehrichtung rätscht die Klinke 27 lose über die Zähne des Rades 28 und infolgedessen bleibt das Zählwerk R in der erreichten Endstellung stehen.
Dadurch wird ein dem erreichten Maximum proportionaler Weg, der aus mehreren Volluindrehungen bestehen kann, auf dem Zählwerk R festgehalten, also gewissermassen gebucht, und zwar mit einer höheren Genauigkeit als an sich die Ablesung. des Maximumzeigerausschlages ergeben würde. Hierauf beginnt wieder der nächste Verrechnungsabschnitt mit periodischem Antrieb des Mitnehmers 14, 140 bis 142.
Auf dem Zählwerk R können nacheinander die Maximumanzeigerausschläge summiert werden, man kann aber auch das Zählwerk bei jedem Verrechnungsabschnitt vor der Rückstellung des Maximumzeigers auf Null stellen und dadurch die Buchung des vorhergehenden Maximums löschen, oder man kann mehrere Zählwerke verwenden, die nach jedem Verrechnungsabschnitt ausgetauscht werden usw.
Natürlich kann das Klinkengetriebe 27, 28 auch im entgegengesetzten Drehsinn wirken, so dass das Zählwerk R jeweils nur bei der Rückdrehung des Maximumzeigers 23 am Ende eines Verrechnungsab schnittes fortgeschaltet wird. Am einfachsten ist es mit dem Maximumanzeigeteil, also beispielsweise mit der Welle 15 dauernd ein Maximumzählwerk zu kuppeln, so dass es zwangläufig mit diesem Teil zurückgestellt wird. Der Stromabnehmer kann dann jeweils mit hoher Genauigkeit ablesen, wie gross gegenwärtig das Maximum ist. Jedenfalls ist der Genauigkeitsgrad viel grösser als bei der Ablesung des Ausschlages des Maximumzeigers 23.