Maximumwerk für Elektrizitätszähler
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Maximumwerk für Elektrizitätszähler, bei welchem ein Mitnehmer über ein auskuppelbares Getriebe mit dem Läufer des Zählers wirkverbunden ist und ein Zählwerk zur Anzeige der während einer Messperiode aufgetretenen mittleren elektrischen Leistung, mitschieppt.
Es sind einfache Maximumwerke bekannt, bei welchen der Läufer des Zählers über Zahnräder einen nur mit Reibung auf seiner Achse sitzenden Maximumzeiger mittels eines Mitnehmerstiftes antreibt, wobei eine auf Iden Mitnehmer wirkende Feder gespannt wird.
Am Ende der Messperiode werden durch einen von einer Schaltuhr betätigten Magneten die Zahnräder vom Läufer des Zählers kurzzeitig entkuppelt, so dass der Mitnehmerstift mittels Federkraft in seine Ausgangslage zurückgeht, während der Maximumzeiger auf dem erreichten grössten Wert stehenbleibt.
Es ist auch ein derartiges Maximumwerk bekannt, bei welchem der Maximumzeiger und das zugehörige Zifferblatt durch eine von einer Schleppeinrichtung vom Antrieb mitgenommene Zahlenrolle ersetzt sind. Die Zahlenrolle ist darüber hinaus mit einer Rücklaufsperre und einer Rücklauffeder versehen. Am Ende Ider Messperiode wird durch eine angetriebene Zeitscheibe die Schleppeinrichtung vom Antrieb getrennt, so dass diese mittels Federkraft in ihre Ausgangslage zurückgeht. Am Ende der Ableseperiode kann durch eine Handrückstellung die Schleppeinrichtung vom Antrieb entkuppelt und gleichzeitig die Rücklaufsperre der Zahlenrolle ausgerastet werden, wodurch sowohl die Schleppeinrichtung als auch die Zahlenrolle zum Rücklauf in die Nullage freigegeben wird.
Die angeführten, bekannten Maximumwerke weisen den Nachteil auf, dass die Ablesegenauigkeit der Messbandlänge der Maximumskala sowohl bei einem Ziffer blatt als auch bei einer Zahlenrolle ungenügend d ist und dass zur Erhöhung der Genauigkeit die Skalenlänge aus konstruktiven Gründen, nämlich wegen der vorgegebenen Grösse des Zählergehäuses, nicht vergrössert werden kann.
Zur Vermeidung dieses Nachteils sind Maximumwerke bekanntgeworden, bei welchen die üblichen Schleppzeigereinrichtungen oder Schlepprolleneinrichtungen durch Rollenzählwerke ersetzt sind. Diese bekannten Maximumwerke benötigen jedoch in nachteiliger Weise Getriebeanordnungen grösseren Umfanges, wie beispielsweise zusätzliche Roll!enzählwerke oder Differentialge- triebe als Leerganggetriebe.
Zweck der Erfindung ist, die angeführten Nach- teile zu vermeiden. Erfindungsgemäss ist das Maximumwerk dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer und eine erste e Zahlenrolle auf einer ortsfesten Gewindespindel angeordnet sind, mit deren Gewinde sie e zur Erzeugung einer axialen Vorschubbewegung in Eingriff stehen, wobei die Zahlenrolle mittels eines Anschlages vom angetriebenen Mitnehmer mitgedreht wird, dass ferner auf der Spindel lose drehbar ! und axial verschiebbar eine zweite, von der ersten Zahlenrolle über ein Schaltwerk angetriebene Zahlenrolle angeordnet ist, und dass Mittel zum Auskuppeln des Antriebs des Mitnehmers und Rückstellen des Mitnehmers in seine Nulllage am Ende der Messperiode vorgesehen sind.
Die Erfindung wird anschliessend anhand von Figuren beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht und teilweise einen Schnitt eines Maximumwerkes nach der Erfindung mit Vorrichtungen zum Rückstellen am Ende der Mess- bzw. Ableseperiode und
Fig. 2 eine Ansicht der am Gehäuse des Maximumwerkes nach Fig. 1 ersichtlichen Skalen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Maximumwerk wird ein eine Kupplungsachse 1 antreibendes Zahnrad 2 von der Läuferscheibe eines nicht dargestellten Elektrizitätszählers über ein mehrere Zahnräder aufweisendes Reduktionsgetriebe in Abhängigkeit von der gemessenen Leistung angetrieben. Auf der Kupplungsachse 1 ist ein langgestrecktes Ritzel 3 angeordnet, welches mit einem einen Teil eines Mitnehmers 4 bildenden Zahnrad 5 in Eingriff steht. Das obere Ende der Kupplungsachse 1 ist in einem Fortsatz eines Bügels 6 und sein unteres Ende in einem ortsfesten Lager 7 drehbar gelagert. Der Bügel 6 ist seinerseits um eine ortsfeste Achse 8 drehbar gelagert und wird durch eine Feder 9 gegen einen Anschlagstift 10 gedrückt gehalten.
Der Mitnehmer 4 weist ein langgestrecktes Ritzel 11 auf, dessen axiale Bohrung in Eingriff mit den Gewindegängen einer Spindel 12, in deren Verlängerung eine Achse 13 angeordnet ist. Die Spindel 12 ist in einer ortsfesten, nur ausschnittweise dargestellten Platine 14 befestigt.
Auf der Spindel 12 ist eine erste untere Zahlenrolle 15 koaxial und Idrehbar gelagert. Ihre axiale Bohrung steht mit den Gewindegängen der Spindel 12 in Eingriff.
Beim Drehen der Zahlenrolle 15 verschiebt sich diese demnach in axialer Richtung nach oben. Um ein Drehen der Zahlenrolle 15 zu bewirken, ist auf dem Zahnrad 5 des Mitnehmers 4 ein Mitnehmerstift 16 angebracht, der mit Hilfe eines entsprechenden, an der Zahlenrolle 15 vorgesehenen Anschlages 17 diese mitdreht.
Oberhalb der Zahlenrolle 15 ist auf der Spindel 12 eine zweite obere Zahlenrolle 18 angeordnet, die auf der Spindel 12 frei drehbar und axial verschiebbar ist.
Zu diesem Zweck ist die axiale Bohrung der zweiten Zahlenrolle 18 mit einer Hülse 19 versehen, welche auf dem Gewinde der Spindel 12 gleitet. Die Hülse 19 weist an ihrem unteren Ende einen Bund 20 auf, welcher in einer in einem auf der oberen Seite der unteren. Zahlenrolle 15 vorgesehenen zylindrischen Fortsatz 21 angeordneten Nut 22 sich drehen kann. Der zylindrische Fortsatz 21 weist in mittlerer Höhe desselben eine ringförmige Scheibe 23 auf, welche in eine Nut 24 eines Triebstockes 25 eingreift. Dieser ist auf einer in der Platine 14 befestigten Achse 26 längsverschiebbar und drehbar gelagert.
Der Triebstock 25 dient in an sich bekannter Weise zur Übertragung einer Teilumdrehung von der unteren Zahlenrolle 15 auf die obere Zahlenrolle 18 jeweils dann. wenn die untere Zahlenrolle 15 einen vollen Umgang ausgeführt hat. Der Triebstock 25 wirkt dazu einerseits mit mehreren auf der unteren Seite der oberen Zahlenrolle 18 angeordneten Zapfen zusammen, die Ider Einfachheit halber nur durch eine gestrichelte Linie angedeutet sind und anderseits mit einer eine Lücke aufweisenden zylindrischen Randfläche auf der oberen Seite der unteren Rolle 15.
Durch die Drehbewegung der Läuferscheibe des Eiektrizitätszählers wird der Mitnehmer 4 mit reduzierter Drehgeschwindigkeit angetrieben. Gleichzeitig verschiebt sich der Mitnehmer 4 axial längs der Gewindespindel 12 nach oben. Der Mitnehmer 4 vermittelt der unteren Zahlenrolle 15 über den Mitnehmerstift 16 und den Anschlag 17:die gleiche Drehbewegung, wodurch sich die untere Zahlenrolle 15 mit der gleichen axialen Geschwindigkeit längs der Gewindespindel 12 nach oben bewegt. Gleichzeitig wird auch Idie obere Zahlenrolle 18 nach oben geschoben, aber nur dann um einen festen Winkel gedreht, wenn die untere Zahlenrolle 15 eine ganze Umdrehung ausgeführt hat.
Am Ende einer Registrierperiode wird der Mitnehmer 4 in seine untere Ausgangslage oder Nullage zurückgedreht. Hierbei bleiben die beiden Zahlenrollen 15 und 18 in ihrem höchsten, am Ende der Registrierperiode erreichten Stand stehen, da beim Zurückstellen des Mitnehmers 4 durch Drehen desselben in der anderen Drehrichtung der Mitnehmerstift 16 nicht mehr auf den Anschlag 17 einwirkt und die untere Zahlenrolle 15 infolge Reiblung mit den Gewindegängen der Gewindespindel 12 am selbständigen Drehen unter ihrem Eigengewicht gehindert ist.
In der darauffolgenden Registrierperiode läuft der Mitnehmer 4 aus seiner Nullage leer hoch. Nur wenn die aufgetretene mittlere Leistung in der zweiten odler einer der folgenden Registrierperioden grösser ist als in der ersten, kommt der Mitnehmerstift 16 des Mitnehmers 4 mit dem Anschlag 17 der unteren Zahlenrolle 15 erneut in Berührung und dreht diese und die obere Zahlenrolle 18 in eine entsprechende höhere Lage.
Zur Anzeige des jeweiligen Maximumwertes sind die Zahlenrollen 15 und 18 mit Skalen versehen, wobei die Skala der Zahlenrolle 18 beispielsweise die zehnfachen Einheiten der Skala der Zahlenrolle 15 zeigt. Für eine zum Beispiel bei 120 kW reichende Maximum anzeige macht die Zahlenrolle 15 zwölf Umdrehungen und die Zahlenrolle 18 eine und 2/10 Umdrehungen. Der erreichte Drehwinkel der Skalen beträgt dann 4320 Grad, was gegenüber bekannten Maximumwerken, bei denen eine Zahlenrolle nur knapp eine Umdrehung entsprechend etwa 3300 machen kann, eine ausserordentlich grosse Skalenverlängerung und damit eine starke Erhöhung der Ablesegenauigkeit bewirkt.
Zum Ablesen des Standes der Zahlenrollen 15, 18 ist gemäss Fig. 2 .an der Vorderwand des Zählergehäuses ein Fenster 27 mit einer Strichmarke 28 vorgesehen.
Um den Mitnehmer 4 am Ende einer Registrierperiode in seine Nullage zurückzudrehen, ist ein Drehmagnet 29 vorgesehen, der eine mit dem Magnetanker verbundene Schwungmasse 30 und einen zweiarmigen Hebel 31 aufweist. Der kürzere Arm des Hebels 31 ist mit einem Stift 32 zum Betätigen eines abgewinkelten Teiles 33 des Bügels 6 versehen. Das Ende des längeren Arms des Hebels 31 trägt eine Rolle 34. Unterhalb der Rolle 34 ist auf einer in festen Lagern gelagerten Achse 35 ein Schraubenzylinder 36 mit grosser Steigung angebracht. Am unteren Ende der Achse 35 ist ein Zahnrad 37 befestigt, das mit dem langgestreckten Ritzel 11 des Mitnehmers 4 in Eingriff steht.
Die Wirkverbindung zwischen dem Zahnrad 37 und dem Ritzel 11 ist in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie 38 versinnbildlicht, Ida die Achse 35 aus Gründen der Übersicht nach rechts gerückt dargestellt ist. Im Wirkungsbereich des Hebels 31 des Drehmagneten 29 ist ferner eine Ab drückfeder 39 fest angeordnet.
Zur Rückstellvorrichtung, gehört ferner eine Achse 40, die in zwei Lagern drehbar und axial verschiebbar gelagert ist. Das obere Ende Ider Achse 40 ist mit einer Nabe 41 verbunden, auf welcher ein Zahnrad 42 sitzt.
Die Nabe 41 kann sich um das untere Ende der Achse 13 frei drehen. Das Zahnrad 42 steht ständig mit einem auf der Kupplungsachse 1 befestigten Ritzel 43 in Eingriff und dreht deshalb ständig, auch wenn der Bügel 6 zum Ausrücken des langgestreckten Ritzels 3 nach links gerückt ist. Das untere Ende der Achse 40 ruht auf dem freien Ende einer Feder 44, die gegen einen Anschlag 45 gedrückt gehalten ist. Schliesslich ist am un teren Ende ! des langgestreckten Ritzels 11 des Mit- nehmers 4 ein glockenförmiges Kupplungsglied 46 angebracht, dessen Stirnseite in einer zur Oberfläche des Zahnrades 42 parallelen Ebene liegt.
Die Rückstellung des Mitnehmers 4 am Ende einer Registrierperiode erfolgt nun in der folgenden Weise: Am Ende jeder Registrierperiode wird ! durch eine zeitabhängige, mechanische oder elektrische Steuerung mittels einer Schaltuhr, eines Ferraris-Laufwerkes, eines Synchronmotors oder Idergleichen Ider Erreger strom des in Fig. 1 im erregten Zusband dargestellten Drehmagne ten 29 kurzzeitilg unterbrochen. Der Drehmagnet 29 fällt dann ab und dreht die Schwungmasse 30 samt dem zweiarmigen Hebel 31 in der durch einen Pfeil 47 angedeuteten Richtung.
Dadurch stösst der Stift 32 auf Idas rechte Ende des abgewinkelten Teiles 33 des Bügels 6, drückt den Bügel 6 vom Anschlagstift 10 weg nach links und entkuppelt das langgestreckte Ritzel 3 vom Zahnrad 5 des Mitnehmers 4. Das Ritzel 43 bleibt aber mit dem Zahnrad 42 der Achse 40 gekuppelt.
Im weiteren Verlauf der Drehbewegung des Hebels 31 trifft ; die Rolle 34 auf den Schraubenzylinder 36 auf.
Durch den axialen Druck der Rolle 34 auf den Schrau- benzylinder 36 wird eine Drehbewegung der Achse 35 erzeugt, die nun über das Zahnrad 37 auf das langge- streckte Ritzel 11 des Mitnehmers 4 wirkt.
Diese Drehbewegung hat den umgekehrten Drehsinn des Mitnehmers 4 beim Antrieb durch die Zählerachse. Somit wird der Mitnehmer 4 auf der Gewindespindel 12 so weit nach unten gedreht, bis in seiner Nullage ein an der Unterseite des Zahnrades 5 vorgesehener Stift 48 an einen ortsfesten Anschlag 49 auftrifft.
Kurz vor Erreichen der Nullage beziehungsweise des Anschlags 49 kommt der glockenförmige Kupplungsteil 46 des Mitnehmers 4 mit der Oberfläche des Zahnrades 42 in Berührung und drückt das Zahnrad 42 mit seiner Achse 40 gegen den Druck der Feder 44 nach unten, so dass die Feder 44 um eine kleine Distanz vom Anschlag 45 abgehoben wird. Zur gleichen Zeit, das heisst kurz bevor der Mitnehmer 4 seine Nullage erreicht, wird die Abdruckfeder 39 unter Mitwirkung der Schwun ; zmasse 30, die fest mit dem Ma guetanker verbunden ist, durch Iden mit der Rolle 34 versehenen, längeren Arm des Hebels 31 leicht zusam- menge drückt.
Da bei der zusammengedrückten Lage der Abdrückfeder 39 der Mitnehmer 4 über das glocken förmige e Kupplungsglied 46 ! durch Reibung mit dem ständig eingekuppelten Zahnrad 42 mit der Zählerachse 1 wirkverbunden ist, könnte von der auf den Schraubenzylinder 36 drückenden Rolle 34 ein kurzzei- tiges Rückdrehmoment auf den Zähler ausgeübt werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist das Abdrückmoment der Feder 39 mit Vorteil gleich gross wie oder grösser als das Drehmoment der Schwungmasse 30 und des Ankers des Dreh, magneten 29.
Vom Augenblick an, in welchem bei entregtem Drehmagnet 29 der Mitnehmer 4 über das glockenförmige Kupplungsglied 46 mit dem ständig drehenden Zahnrad 42 reibungsgekuppelt ist, das heisst vom Moment an, in welchem der Mitnehmer 4 seine Nullage am Anschlag 49 erreicht hat, wird der Mitnehmer 4 nun über die Achse 40 und das Zahnrad 42 im Sinne eines Hochdrehens angetrieben. Das Übersetzungsver- hältnis vom Ritzel 43 zum Zahnrad 42 ist hierbei das gleiche wie vom langgestreckten Ritzel 3 zum Zahnrad 5.
Dieser hilfsweisle Antrieb des Mitnehmers 4 zur Maximumbildung erfolgt so l'ange, bis Idie Schaltunterbruchszeit des Drehmagneten 29 beendet ist, dieses anzieht, der Schraubenzylinder 36 freigegeben wird und der Bügel 6 in seine ursprüngliche Lage am Stift 10 zurückfällt, wodurchdas langgestreckte Ritzel 3 wiederum mib dem Zahnrad 5 Ides Mitnehmers 4 in Eingriff kommt.
Durch das nachfolgende Hochlaufen des Mitnehmers 4 wird Idas glockenförmige Kuppl ; ungsglied 46 vom Zahnrad 42 und der Achse 40 abgekuppelt, und die Registrierung erfolgt wiederum vom Zähler über Idas langgestreckte Ritzel 3.
Durch die beschriebene Rückstellvorrichtung wird also erreicht, dass die Registrierung, das heisst die Fort bewegung Ides Mitnehmers 4, auch während mindestens 90 % der Schaltunterbruchszeit des Drehmagneten 29 erfolgt, wobei letztere üblicherweise etwa 1 % der Registrierperiode beträgt. Dadurch wird der während der Unterbruchs- und Rückstellzeit auftretende Messfeh 1er verringert.
Bei bekannten Maximumwerken ist zwischen dem Zähler und dem Maximumteil eine Rutschkupplung vorgesehen, um bei einer Panne Ides Maximumteils, insbesondere dann wenn der Maximumzeiger oder die Maximumrolle ihre Endlage erreicht, auf alle Fälle zu verhindern, dass der Zähler blockiert wird.
In der beschriebenen Anordnung ist zum gleichen Zweck auf der oberen Endfläche der Zahlenrolle 18 ein Steuerstift 50 angeordnet, der beim Überschreiten des Höchststandes der Zahlenrolle 15, 18 in den Bereich einer an einem weiteren abgewinkelten Teil 51 des Bügels 6 vorgesehenen Zunge 52 gelangt. Dadurch wird der Bügel 6 nach links gedrückt, was zur Folge hat, dass das von der Zählerachse angetriebene langgestreckte Ritzel 3 vom Zahnrad 5 abgekuppelt wird.
Gegenüber den Rutschkupplungen bekannter Maximumwerke hat die vollständige Abkupplung des Antriebes vom Maximumteil den Vorteil, dass der Zähler bei einer Panne im Maximumteil nicht durch zusätzliche Reibungskräfte belastet wird.
Das beschriebene Maximumwerk ist mit einer weiseren Rückstellvorrichtung versehen, die es gestattet, die Maximumrollen am Ende jeder Ableseperiode, also beispielsweise monatlich, in ihre Nullage zurückzubringen.
Diese Vorrichtung enthält einen nicht dargestellten Synchronmotor, der über mehrere Zahnräder ein Zahnrad 53 und damit eine senkrecht angeordnete Achse 54 antreiben kann. Das untere Ende der Achse 54 ist fest gelagert, während zur Lagerung ihres oberen Endes eine Bohrung in einem nicht dargestellten mehrarmigen Rückstellhebel dient. Auf der Achse 54 ist lose ein langgestrecktes Ritzel 55 angeordnet, das unter dem Dnuck einer Feder 56 steht, die eine Rutschkupplung zwischen der Achse 54 und d zudem langgestreckten Ritzel 55 bildet.
Ferner sind auf der Achse 54 eine kreisförmige Scheibe 57 und ein Ritzel 58 fest befestigt.
Am Ende einer Ableseperiode wird der Rückstellhebel kurzzeitig betätigt, wodurch einerseits die Achse 54 in Richtung des Pfeiles 59 geschwenkt wird und anderseits über das Ritzel 58 und andere thbersetzungs- räder eine Steuerscheibe für eine volle Umdrehung in Gang gesetzt wird. Während der Drehung der Steuer scheibe verbleibt die Achse 54 in der geschwenkten Lage, in welcher das langgestreckte Ritzel 55 mit einem Zahnrad 60, das unten an der unteren Zahlenrolle 15 befestigt ilst, in Eingriff kommt.
Durch die Verschiebung des oberen Endes der Achse 54 nach links drückt die Scheibe 57 auf das rechte Ende des abgewinkelten Teiles 51 des Bügels 6 und bewirkt demzufolge, dass das langgestreckte Ritzel 3 vom Zahnrad 5 des Mitnehmers 4 abgekuppelt wird. Die drehende Achse 54 treibt also die Zahlenrolle 15 in umgekehrber Drehrichtung an und verschiebt sie längs der Ge windespindel 12 nach unten in Edie Nullage. Die obere Zahlenrolle 18 folgt hierbei der axialen Bewegung der unteren, angetriebenen Zahlenrolle 15, da sie über die Hülse 19 nur lose auf, der Gewindespindel 12 liegt, so dass über den Triebstock 25 auch die Rückstellung der oberen Zahlenrolle 18 bewirkt wird.
Mit Hilfe des Anschlages 17 und des am Mitnehmer 4 angebrachten Mitnehmerstiftes 16 dreht sich zugleich auch der Mitnehmer 4 unter gleichzeitiger axialer Verschiebung nach unten. Die Nullage der Zahlenrolle 15, 18 und des Mitnehmers 4 ist erreicht, wenn der Stift 48 des Mitnehmers 4 den ortsfesten Anschlag 49 erreicht. Da das Ritzel 55 über die als Rutschkupplung wirkende Feder 56 angetrieben wird, kann auch bei weiterdrehender Achse 54 keine Beschädigung der Zahlenrolle 15, 18 oder des Mitnehmers 4 auftreiben.
Sobald die Steuerscheibe eine volle Umdrehung vollendet hat, was aufgrund entsprechender Dimensionierung der genannten Zahnräder erst dann erfolgen darf, wenn der Mitnehmer 4 den unteren Anschlag 49 erreicht hat, wird der Rückstellhebel wieder in seine Ruhestellung zurückgeführt, wodurch das obere Ende der Achse 54 wieder nach rechts in die dargestellte Ausgangslage rückt. Die beiden Ritzel 55 und 58 kuppeln ab, und die Scheibe 57 gibt den Hebel 6 über das Hebelteil 51 frei. Dadurch wird der Mitnehmer 4 erneut mit dem langgestreckten Ritzel 3 und der Zähler achse gekuppelt, sodass die Maximumregistrierung in der beschriebenen Weise erneut erfolgen kann.