Impulswandler, insbesondere für eine FernzahJeinrichtung zur Zählung elektrischer Energie
Das Hauptpatent bezieht sich auf einen Impulswandler, z. B. zur Umwandlung der Frequenz elektrischer Impulse. Eine Anwendung kommt hautpsächlich überall dort in Betracht, wo eine Impulsfrequenz erhöht oder erniedrigt werden soll. Dies kann beispielsweise bei elektrischen Fernzählanlagen der Fall sein, wenn die Impulswerte (Energiequantum je Impuls) auf runde Werte gebracht werden sollen, wenn also beispielsweise ein Impulswert von 0,833 kWh/Impuls auf den Wert von 1,00 kWh/Impuls gebracht werden soll.
Die Erfindung nach dem Hauptpatent ist gekennzeichnet durch einen von einem dauernd laufenden Hilfsmotor, z. B. einem Synchronmotor, über eine Hysteresekupplung, deren Kupplungsteil geringeren Trägheitsmomentes mit der Abtriebswelle verbunden ist, angetriebenen Sendeimpulsgeber und eine durch die ankommenden Impulse gesteuerte, auf die Antriebsverbindung zwischen Hysteresekupplung und Sendeimpulsgeber einwirkende Hemmeinrichtung.
Eine spezielle Ausführungsform des Hauptpatentes betrifft einen Impulswandler, mit dem Wischkontakte erzeugt werden können. Hierbei wird von der Abtriebswelle der Hysteresekupplung über eine Getriebeuntersetzung eine Wischkontaktröhre beispielsweise durch ein Exzentergetriebe in schwingende Bewegung versetzt, und ein vom Empfangs auslöser geregelter Ankergang wirkt über ein weiteres, mit Wechselrädern ausgestattetes Getriebe auf die den Exzenter des Antriebs der Wischkontaktröhre tragende Welle ein.
Ein Impulswandler mit einer Wischkontaktröhre kann jedoch nur kleine Impulsfrequenzen (etwa 2 Hertz) abgeben, da bei grösseren Frequenzen das in der Röhre befindliche Quecksilber unkontrollierbare Bewegungen ausführt, wodurch eine saubere Kontaktgabe nicht mehr gewährleistet ist. Moderne Fernzählanlagen sollen aber mit grösserer Impulsfrequenz arbeiten können.
Der vorliegenden Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Impulswandler zur Erzeugung von Impulsen mittels Wischkontakten zu ermöglichen, mit dem wesentlich grössere Impulsfrequenzen erzeugt werden können als mit einer Quecksilber-Wischkontaktröhre.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der bekannte Impulswandler nach dem Hauptpatent gemäss dieser Zusatzerfindung gekennzeichnet durch einen Magnetkontakt, einen den Magnetkontakt betätigenden, an einer Welle befestigten Magneten, eine zweite, ebenfalls vom Hilfsmotor, z. B. einem Synchronmotor angetriebene Hysteresekupplung, an deren Abtriebswelle der Magnet befestigt ist, einen auf der Abtriebswelle befestigten Sperrhebel, und eine mit dem Sperrhebel zusammenwirkende, von der ersten Hysteresekupplung angetriebene Sperreinrichtung. Mit dieser Einrichtung können wesentlich grössere Frequenzen, z. B. 50 Hertz, gesendet werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Impulswandlers nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Teilansicht nach der Schnittebene II-II der Fig. 1,
Fig. 3 eine Teilansicht nach der Schnittebene III III der Fig. 1 und
Fig. 4 ein zweites Anwendungsbeispiel eines Impulswandlers nach der Erfindung.
Von einem Hilfsmotor 1, vorzugsweise einem Synchronmotor, wird über Zahnräder 2 und 3 ein Magnet 4 angetrieben, der von einem Aussenläufer 5 mit an dessen Innenseite befindlichen Hysteresisbelag 6 umgeben ist. Die Teile 4, 5 und 6 bilden zusammen eine Hysteresekupplung 7. Mit dem Aussenläufer 5 ist die Abtriebswelle 8 der Hysteresekupplung 7 fest verbun den. Von dieser Welle aus wird über Zahnräder 9 bis 16 ein Verbrauchszählwerk 17 angetrieben.
Die Drehung der Welle 8 wird durch einen Empfangsauslöser 18 gesteuert. Der Empfangs auslöser 18 betätigt einen Anker 19, der mit einem Ankerrad 20 zusammenwirkt (vgl. auch Fig. 2). Bei jedem ankommenden Impuls macht der Anker 19 eine Bewegung und gibt somit das Ankerrad 20 und damit die Welle 8 mit der das Ankerrad 20 fest verbunden ist, für einen Drehschritt frei. Das Verbrauchszählwerk 17 kann sich also nur entsprechend den empfangenen Impulsen weiterdrehen.
Auf der Welle 8 sitzt ein weiteres Zahnrad 21, das über die Zahnräder 22, 23 und 24 eine Welle 25 antreibt. Die Zahnräder 21 bis 24 sind Wechselräder, so dass das tSbersetzungsverhältnis zwischen den Wellen 8 und 25 in feiner Abstufung geändert werden kann. Auf dem rechten Ende der Welle 25 sitzt eine Steuerscheibe 26, die mit einem drehbar am Gehäuse gelagerten Sperranker 27 zusammenwirkt (vgl. auch Fig. 3).
Ein Ansatz 28 des Sperrankers 27 wirkt mit einem zweiarmigen Sperrhebel 29 zusammen. Dieser Sperrhebel ist auf der Abtriebswelle 30 einer Hysteresekupplung 31 befestigt, deren konstruktive Ausbildung der Hysteresekupplung 7 entspricht. Die Hysteresekupplung 31 wird vom Hilfsmotor 1 über Zahnräder 32 und 33 angetrieben. Am rechten Ende der Welle 30 ist ein Stabmagnet 34 befestigt. Der Stabmagnet 34 rotiert vor einem Magnetkontakt, der aus einer mit Schutzgas gefüllten Röhre 35 und in dieser befindlichen magnetischen Kontaktfedern 36 und 37 besteht.
Der Impulswandler arbeitet wie folgt: Der Hilfsmotor 1 rotiert dauernd und treibt die Magnete der Hysteresekupplung 7 und 31 dauernd an. Es werden dadurch auf die Wellen 8 und 30 dauernd Drehmomente ausgeübt. Sobald nun infolge ankommender Impulse der Anker 19 bewegt wird, wird die Drehung der Welle 8 freigegeben, so dass diese infolge des an ihr dauernd wirksamen Drehmoments eine Drehung ausführt. Das Zählwerk 17 wird dabei weitergedreht, insbesondere die Zahnräder 13, 14 dienen dabei nur Anpassung des Impulswertes (Kilowattstunden je Impuls) an das Zählwerk. Gleichzeitig wird über die Zahnräder 21, 22, 23, 24 die Welle 25 gedreht. Dadurch dreht sich auch die Steuerscheibe 26 und bewegt den Sperranker 27, wodurch dessen Ansatz 28 in ungefähr senkrechter Richtung bewegt wird.
Wenn in der in der Zeichnung dargestellten Ausgangslage der Anker 27 in Fig. 3 gesehen eine Rechts schwenkung ausführt, wird der kurze Hebelarm des Hebels 29 freigegeben, so dass dieser eine Drehung in Richtung des Pfeiles 38 (vgl.
Fig. 3) ausführen kann. Nach 1800 Drehung schlägt ein Ansatz des langen Hebelarmes am Ansatz 28 an. Erst wenn der Anker 27 eine Linksdrehung ausführt, kann der Ansatz über den Ansatz 28 hinweggleiten, so dass eine weitere Drehung um 1800 möglich ist; danach stösst wieder der kurze Hebelarm an den Sperranker an. Der am rechten Ende der Welle 30 befestigte Stabmagnet 34 liegt also in seiner Ruhestellung stets waagrecht. Bei dieser Lage des Magneten ist der Kontakt infolge der Vorspannung der Kontaktfedern 36, 37 geöffnet. Lediglich während der Drehung des Magneten steht dieser momentan parallel zu den Kontaktfedern 36, 37 so dass der Kontakt kurzzeitig geschlossen wird (sogenannter Wischkontakt).
Der Hebel 29 kann im Gegensatz zum dargestellten Ausführungsbeispiel auch vierarmig ausgeführt werden, wobei die Arme um 900 gegeneinander versetzt sind und ihre Länge in Umfangs richtung gesehen abwechselt. Die Welle 30 kann bei jeder Ankerbewegung nur eine Vierteldrehung ausführen. Der Stabmagnet hätte dann also auch in seiner Stellung parallel zu den Kontaktfedern eine Ruhelage. In diesem Fall wird der Magnetkontakt als Umschaltkontakt ausgebildet, wobei der eine Kontakt stets bei waagrechter Stellung und der andere bei senkrechter Stellung des Magneten geschlossen ist.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Impulswandler an ein Summenfernzählwerk angebaut. Das insgesamt mit 50 bezeichnete Summenfernzählwerk ist durch ein Differentialgetriebe 39 angedeutet. Die Kreuzwelle dieses Differentialgetriebes treibt über Zahnräder 40 und 41 die Summenwelle 42 an. Dieser Summenwelle folgt die Abtriebswelle 43 einer von einem Hilfsmotor 44 angetriebenen Hysteresekupplung 45 nach.
Zwischen die Wellen 42 und 43 ist ein Speicher 46 geschaltet, der aus einem mit der Welle 42 verbundenen Anschlag 47 und einem diesem nachfolgenden mit der Welle 43 verbundenen Anschalag 48 besteht. Von der Abtriebswelle 43 wird über ein Wechselzahnrädergetriebe 49 die Sperreinrichtung für den Impulsgeber angetrieben. Diese ist ebenso ausgebildet wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3. Ihre Wirkungsweise ist also ebenfalls gleich, so dass sich eine nochmalige Beschreibung erübrigt. Der Speicher 46 ist deshalb erforderlich, weil bei einem Summenfernzähl- werk mehrere Impulse gleichzeitig ankommen können und dann die Welle 43 nicht folgen könnte, da deren Drehzahl mit Rücksicht auf die höchste zulässige Sendeimpulsfrequenz beschränkt ist.