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Zeigerzählwerk für Verbrauchszähler zur Fernanzeige Es sind Bestrebungen
im Gange, das bisher übliche Ableseverfahren von Elektrizitätszählern, bei dem der
Beamte des Elektrizitätsversorgungsunternehmens jeden einzelnen Verbraucher aufsuchen
muß, abzuschaffen. Dieses Verfahren ist nämlich abgesehen davon, daß der Beamte
viel Zeit durch den Weg zum Verbraucher verliert und häufig den Verbraucher nicht
antrifft, so daß er mehrmals vorsprechen muß, auch deshalb nachteilig, weil leicht
Fehleintragungen vorgenommen werden können. Derartige Fehler würden sich zwar bei
der nächsten Ablesung wieder ausgleichen, jedoch kann es zu unnötigen Rückfragen
kommen. Vielfach ist man schon dazu übergegangen, die Abstände zwischen zwei Ablesungen
zu vergrößern, jedoch wird dadurch das Ableseverfahren nicht grundlegend vereinfacht.
Es ist zwar schon bekannt, Zählwerkstände zu speichern und den gespeicherten Wert
zu beliebigen Zeiten über eine Fernleitung abzufragen, jedoch sind hierfür noch
verhältnismäßig aufwendige Apparaturen nötig.
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Es ist schon eine Schleifkontaktabfrageeinrichtung für eine Zeigeranordnung
bekannt, bei der ein Kontaktarm auf der Zeigerachse angebracht ist, der über Kontaktbahnen
schleift, die getrennt vom Ziffernschild auf einem besonderen Träger angebracht
sind. Diese Vorrichtung dient aber nur zur Fernübertragung eines bestimmten Zeigerausschlages
und ermöglicht nicht die Übertragung der Stellung von mehreren, beispielsweise mehrere
Dezimalen eines Meßwertes darstellenden Zeigerausschlägen.
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Weiterhin ist schon bekannt, jeder Zahlenrolle eines mehrstelligen
Rollenzählwerkes einen Kommutator zuzuordnen, der von zehn leitenden, mit Zwischenisolationen
einen feststehenden Ring bildenden Segmenten dargestellt wird. Die Zahlenrollen
treiben Kontaktarme an, die die Segmente der Kommutatoren überstreichen. Alle Segmente
der Kommutatoren sind mit Segmenten eines Wählers über je eine Leitung verbunden.
Das erfordert einen großen Aufwand an Verdrahtungsarbeit und bedingt zusätzlich
erheblichen Raum im Rollenzählwerk zur Unterbringung der vielen Anschlußleitungen.
Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Antrieb der Kontaktarme
durch das Nebeneinander der Zahlenrollen sehr aufwendig ist.
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Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Anordnungen bei
einem Zeigerzählwerk für Verbrauchszähler zur Fernanzeige mit einer durch Schleifkontakte
gebildeten Abtasteinrichtung. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß auf
der Rückseite des Ziffernschildes räumlich den Dezimalstellen zugeordnete, von mit
den Zählwerkzeigern gekoppelten Schleifkontakten überstreichbare Kontaktbahnen vorgesehen
sind, die zugleich auch durch ihre räumliche Anordnung von einem einzigen Schleifkontakt
abtastbar sind, und daß die Zeiger der einzelnen Dezimalstellen des Zählwerkes mit
ihren Drehachsen in gleichmäßigen Abständen auf einem Kreis angeordnet sind, in
dessen Mittelpunkt sich die Drehachse des Abfrageschleifkontaktes befindet.
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Die Drehachse des Abfrageschleifkontaktes ist mit einem auf der Ziffernseite
des Ziffernschildes befindlichen Zeiger versehen. Die auf einer Kreisfläche angeordneten
Kontaktbahnen auf der Rückseite des Ziffernschildes bestehen aus zwei um die Drehachse
des Abfrageschleifkontaktes angeordneten konzentrischen Ringen und jeweils zehn
Bahnen für jede Dezimalstelle, wobei die letztgenannten Bahnen am Rand der Kreisfläche
radial verlaufen und jeweils zehn Bahnen mit ihren anderen Enden auf einem Kreis
um die Zeigerdrehpunkte liegen, und die Zeigerdrehpunkte von Kontaktbahnen umgeben
sind, die mit dem äußeren der konzentrischen Ringe verbunden sind. Das Ziffernschild
selbst besteht aus einer auf der Rückseite mit leitendem Material beschichteten
Platte, und die Kontaktbahnen sind nach Art einer gedruckten Schaltung hergestellt.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders vorteilhaft, da sie sich bequem in
einen Elektrizitätszähler einbauen läßt, ohne daß eine wesentliche Vergrößerung
der Zählerabmessungen nötig wäre.
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An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt den Antriebsmechanismus für das Zeigerzählwerk und
die Abfrageeinrichtung, während
in den F i g. 2 und 3 das Ziffernschild
des Zählwerkes in Vorder- und Rückansicht wiedergegeben ist.
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Bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung steht die Achse
1 eines Elektrizitätszählerläufers über ein fest auf ihr angebrachtes Zahnrad
2 mit dem Sonnenrad 3 eines Differentials in Verbindung, das eine an einem Ende
als Halbwelle ausgebildete Achse 4 aufweist. Das andere Sonnenrad 5 des Differentials,
das in bekannter Weise über ein auf einem an der Achse 4 angebrachten Lagerstein
7 drehbar gelagertes Planetenrad 6 mit dem Sonnenrad 3 in Verbindung steht, kämmt
mit einem Zahnrad 8, das auf einer einen Schrittschalthebel 9 tragenden Achse
10 sitzt. Der Schrittschalthebel 9 befindet sich in Höhe des halbwellenartig
ausgebildeten Teiles der Achse 4 und wirkt mit diesem Ende der Achse in noch näher
zu beschreibender Weise zusammen. Die Achse 10 ist einerseits über ein auf
ihr befestigtes Zahnard 11
über ein Zahnrad 12 mit einer Achse
13 gekoppelt, die mit Hilfe eines Zahnrades 14 mit dem Sonnenrad 15
eines weiteren Differentials 16 zusammenwirkt. Die Achse 17 dieses Differentials
ist über eine durch Zahnräder 18 und 19 gebildete übersetzung mit einem Verstärkermotor
20 gekoppelt. Das andere Sonnenrad 21 des Differentials
16 treibt über ein Zahnard 22 eine Achse 23 an, die an ihrem einen Ende einen
Zeiger 24 aufweist und an dem anderen Ende einen Abfrageschleifkontakt 25 trägt.
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Der Abfrageschleifkontakt 25 ist unter Zwischenschaltung eines Isolierstückes
26 an der Achse 23 befestigt und umfaßt diese Achse mit einem umgebogenen Teil
25a. Dieser Teil 25a liegt auf gleicher Höhe mit dem freien Ende 25
b des Schleifkontaktes 25 und bildet wie dieses eine Kontaktfläche. Auf der Achse
23 sitzt noch ein Sperrad 27, auf das ein von einem Relais 28 betätigter Hebel 29
einwirkt. Der Hebel 29 greift mit einer Abwinklung 29a in eine Nut 27a des Sperrades
27. Eine andere Abwinklung 29b des Hebels 29 dient zur Blockierung eines
auf der Achse 13 sitzenden Sperrades 30. Von den Zählwerkzeigern sind nur zwei,
nämlich die Zeiger 31 und 32 dargestellt. Die übrigen Dezimalstellen des Zählerwerkes,
die genauso wie die dieZeiger31 und32 antreibenden Einrichtungen aufgebaut sind,
wurden der übersichtlichkeit halber fortgelassen. Der Antrieb des Zeigers 31 erfolgt
von der Achse 10 her, die über das Zahnrad 8 ein auf einer Achse
33 sitzendes übersetzungszahnrad 34 antreibt. Das Zahnrad 34 wirkt
auf ein Antriebszahnrad 35 ein, das fest mit einer den Zeiger 31 tragenden Achse
36 verbunden ist.
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An der Achse 36 ist über ein Isolierstück 37 ein ähnlich wie der Abfrageschleifkontakt
25 ausgebildeter Schleifkontakt 38 angebracht. Fest auf der Achse 36 sitzt auch
eine Nockenscheibe 39, auf deren Rand ein um eine Achse 40 schwenkbarer, mit Hilfe
einer Feder 41 gegen den Rand der Scheibe 39 gedrückter Sperrhebel
42 einwirkt. Der Hebel 42 blockiert ein auf der Achse 36 lose drehbares
mit einem Sperrzahn 43a versehenes übertragungsrad 43, das mit einer die Achse
36 umgebenden Spiralfeder 44 gekoppelt ist. Das andere Ende der Spiralfeder
44 ist an der Achse 36 festgemacht. Das übertragungsrad 43 besitzt einen
Zahnkranz 45, der mit einem übersetzungszahnrad 46 kämmt, das die Verbindung zu
einer den Zeiger 32 tragenden Achse 47 herstellt. Zahnkranz
45 und Zahnrad 46 sind der übersichtlichkeit halber auseinandergezogen
dargestellt. Das übersetzungszahnrad 46 wirkt auf ein an der Achse 47 angebrachtes,
dem Zahnrad 35 entsprechendes Antriebszahnrad 48 ein. Die Achse
47 trägt ebenfalls eine mit einem Hebel 49 zusammenwirkende Nockenscheibe
50 und ein übertragungsrad 51. Das Rad 51 ist lose auf der
Achse 47 angebracht und steht mit der Achse nur durch eine Feder 52 in Verbindung.
An dem dem Zeiger 32 gegenüberliegenden Ende ist an der Achse 47 ein Schleifkontakt
53 angebracht, der wie der Schleifkontakt 38 ausgebildet ist. Die übersetzungsverhältnisse
sind sämtlich 10.- 1 gewählt, so daß die Zeigeranzeige im Dezimalsystem erfolgt.
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Das Ziffernschild des Zählwerkes ist in der aus F i g. 2 ersichtlichen
Weise ausgebildet. Die Zeiger der einzelnen Dezimalstellen, von denen in F i g.
1 nur die Zeiger 31 und 32 angegeben sind, befinden sich auf Achsen, die in gleichmäßigem
Abstand auf einem Kreis angeordnet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind insgesamt fünf Dezimalstellen vorgesehen. Der Zeiger 31 gibt den Verbrauch
in Kilowattstunden mal 10 an, der Zeiger 32 liefert eine Kilowattstundenanzeige
mal 100 und die Zeiger 54, 55, 56 zeigen jeweils einen um eine Zehnerpotenz größeren
Betrag an. Im Mittelpunkt des Kreises, auf dem die Achsen der Zeiger 31, 32
und 54 bis 56
liegen, befindet sich die Achse 23, die den Zeiger
24
trägt, der ebenso wie die anderen Zeiger auf der Vorderseite des Ziffernschildes
57 angeordnet ist. Während die Dezimalstellenzeiger Skalen 58 bis 62 überstreichen,
die eine Unterteilung von 0 bis 9 aufweisen, ist für den Zeiger 24 eine Skala
63 mit einer fünffachen Teilung vorgesehen, deren Bereiche jeweils einem
Dezimalstellenzeiger zugeordnet sind. An Hand dieser Skala kann festgestellt werden,
in welcher Dezimalstelle gerade abgefragt wird.
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Die Rückseite des Ziffernschildes 57 trägt eine aus F i g. 3 ersichtliche
Kontaktbahnenanordnung. Als Kontaktbahnen dienen konzentrische Kreise 64 und 65,
an die an den Stellen 64a und 65a nicht dargestellte übertragungsleitungen
angeschlossen sind. Auf der Kontaktbahn 64 schleift die Kontaktfläche
25a des Abfrageschleifkontaktes 25. Dieser Abfrageschleifkontakt wirkt mit
dem anderen Ende 25b mit auf einer Kreisfläche radial angeordneten Kontaktbahnen,
von denen jeweils zehn jeder Dezimalstelle des Zählwerkes zugeordnet sind, zusammen.
Die Kontaktfläche 25 b des Abfrageschleifkontaktes überstreicht dabei während der
Abfrage die dicht am Rand der Kreisfläche liegenden Enden der Kontaktbahnen. Die
anderen Enden der jeweils einer Dezimalstelle des Zählwerkes zugeordneten Kontaktbahnen
liegen auf einem Kreis, der von den mit den Zeigerachsen verbundenen Schleifkontakten
überstreichbar ist. Die die Zeigerachsen umgebenden Kontaktflächen der Schleifkontakte
schleifen dabei auf Kontaktringen 66, 67, 68, 69 oder 70, die mit dem äußeren konzentrischen
Ring 65 in leitender Verbindung stehen. Es liegt also auf dem Kontaktring 66 die
Kontaktfläche 38a des Schleifkontaktes 38 auf, während die Kontaktfläche 38b auf
dem den Kontaktring 36 kreisförmig umgebenden Enden der Kontaktbahnen schleift.
Die den einzelnen Skate der Dezimalen zugeordneten Kontaktbereiche sind mit gleichen
Bezugszeichen wie die Skalen versehe.
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Die Anordnung arbeitet in der Weise, daß die Achse 4 vom Zähierläufer
angetrieben wird und sich so lange dreht, bis der auf dem halbweilenartig-aus=
gebildeten
Ende blockierte Schrittschalthebel 9 freikommt. Der Schrittschalthebel 9 wird dann
vom Verstärkermotor 20 her über die Zahnräder 18, 19, das Differential 16 und die
Zahnräder 14, 12 und 11 einmal herumgeschwenkt. Bei dieser Drehbewegung wird über
das Sonnenrad 5, das ja mit dem Schrittschalthebel 9 über das Zahnrad 8 gekoppelt
ist, die Achse 4 so weit zurückgeholt, daß der Schrittschalthebel nach einer Umdrehung
wieder an dem halbwellenartig ausgebildeten Ende der Achse 4 verrastet. Die Drehbewegung
des Schrittschalthebels 9 wird mit Hilfe des Zahnrades 34 10:1 untersetzt auf das
Antriebszahnrad 35 und damit auf die den Zeiger 31 tragende Achse 36 übertragen.
Wird angenommen, daß der Zeiger 31 vorher in der in F i g. 2 dargestellten Lage
also auf der Ziffer 0 stand, so befindet er sich nach Wiederverrastung des Schrittschalthebels
9 auf der Ziffer 1 der Skala 58. Er wird bei jeder Umdrehung des Schrittschalthebels
9 um eine Ziffer weitergeschaltet. Der Schleifkontakt 38 geht bei diesem Schritt
mit seiner Kontaktfläche 38 b von der in F i g. 3 dargestellten Kontaktbahn 0 auf
die Kontaktbahn 1 über. Bei jedem Schritt der Achse 36 wird auch die Nockenscheibe
39 mit verstellt, die nach zehn Schritten mit ihrem Nocken den Sperrhebel 42 aushebt,
so daß das übertragungsrad 43 freikommt. Die bei der Drehbewegung der Achse
36
aufgezogene Spiralfeder 44 treibt das übertragungsrad 43 einmal
herum. Der Nocken der Scheibe 39 ist so ausgebildet, daß der Hebel 42 bereits wieder
im Weg des Sperrzahnes 43a der Scheibe 43 ist, wenn diese ihre Umdrehung vollendet
hat. Das übertragungsrad 43 treibt über seinen Zahnkranz 45 und das Übersetzungszahnrad
46 und das Antriebsrad 48 die Achse 47 des Zeigers 32 an. Wegen der gewählten Übersetzung
von 10: 1 wird der vor der Skala 59 (F i g. 2) drehbare Zeiger 32 um eine
Ziffer verstellt, wenn der Zeiger 31 eine Vollumdrehung ausgeführt hat. Der Schleifkontakt
53 gleitet bei der Weiterschaltung des Zeigers 32 ebenso wie der Schleifkontakt
38b bei der vorher beschriebenen Dezimalstelle über seine ihm zugeordneten Kontaktbahnen
und steht bei jeder Zeigerstellung mit einer der zehn Bahnen in Verbindung. Die
Weiterschaltung der in F i g. 1 nicht dargestellten Dezimalstellen erfolgt in der
gleichen Weise wie bei den beiden beschriebenen.
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In F i g. 3 ist beispielsweise eine Stellung der Zählwerkzeiger und
der Schleifkontakte gestrichelt angegeben. die einem Verbrauch von 939 920 Kilowattstunden
entspricht. Wird das Zählwerk abgefragt, so erhält das Relais 28 einen Impuls, durch
den der Hebel 29 von der dargestellten Lage, in der er den Abfrageschlenontakt blockiert,
in eine Stellung übergeht, bei der er mit dem Ansatz 29 b das Sperrad 30 blokkiert.
Der Verstärkermotor treibt jetzt über die Zahnräder 19 und 18 und das Sonnenrad
21 des Differentials 16 sowie über das Zahnrad 22, die den Abfrageschleifkontakt
25 tragende Achse 23 an. Der Abfrageschleifkontakt 25 gleitet mit seiner Kontaktfläche
25 b über die äußeren Enden der radial verlaufenden Kontaktbahnen und schließt
jedesmal dann einen Stromkreis, wenn er eine Kontaktbahn berührt, auf der auch gerade
der Schleifkontakt der betreffenden Dezimale steht. Bei der in F i g. 3 dargestellten
Stellung des Abfrageschleifkontaktes 25 wird eine solche Verbindung gerade über
die Kontaktbahn 2, der die Zehner anzeigenden Dezimale hergestellt. Der Abfrageschleifkontakt
25 läuft einmal um und erzeugt bei seinem Umlauf eine der Anzahl der Dezimalstellen
entsprechende Zahl der Impulse, die in einer Registrierzentrale ausgewertet werden.
Nach einem Umlauf des Abfrageschleifkontaktes wird mit Hilfe des Relais 28 der Hebel
29 wieder in die dargestellte Lage geschwenkt, so daß der Abfrageschleifkontakt
in der 0-Stellung wieder arretiert wird. Die Auslösung des Relais kann beispielsweise
beim Überfahren der letzten Kontaktbahn erfolgen. Wegen der Blockierung des Zahnrades
30 ist während des Abfragevorganges der Zählvorgang gesperrt. Der Schrittschalthebel
9 kann nämlich nicht weitergeschaltet werden, da das Sonnenrad 15 des Differentials
16 über das mit dem Sperrad 30 auf gleicher Achse sitzende Zahnrad 14 festgehalten
wird. Der Verstärkermotor 20 ist damit während des Abfragevorganges nur auf den
Abfrageschleifkontakt geschaltet. Die Zählung des Verbrauchs wird fortgesetzt, wenn
der Hebel 29 das Sperrad 30 wieder freigibt und das Sperrad 27 blockiert.