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Einrichtung zum Messen des mit dem Wirkhöchstverbrauch zeitgleichen
Blindverbrauchs.
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Bei elektrischen Energieversorgungsanlagen kann man nach neueren theoretischen
Untersuchungen den Einfluß der Blindenergie auf Anlagekosten und Verluste besonders
genau unter Zugrundelegung des Spitzenleistungsfaktorr cos erfassen, d.h. desjenigen
Leistungsfaktors, der zur Zeit der Wirkhöchstleistung bestanden hat. Man kann den
Spitzenleistungsfaktor durch schreibende, druckende oder lochende Meßgeräte bestimmen,
bei denen gleichzeitig der viertelstündliche Wirk- und Blindverbrauch registriert
wird. Dieses Verfahren ist etwas umständlich und unbequem.
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Die Erfindung get von der Überlegung aus, daß man eine Einrichtung
zur unmittelbaren Ablesung der maximalen Wirklast und der gleichzeitigen Blindlast
finden müßte@ und zwar derart, daß diese Einrichtung möglichst die gleiche Genauigkeit
erreicht, wie es beispielsweise bei iaximumwerken neuerer Ausführung mit vergrößerter
Anzeige-Weglänge möglicla ist.
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Diese Aufgabe wird mit einer Einrichtung zum Messen des mit dem Wirkhöchstverbrauch
zeitgleichen Blirdverbrauchs (Spitzenleistungsfaktor0, unter Verwendung zweier Maximumzählwerke
mit einem periodisch auf Null zurückgestellten Mitnehmer far den Maximumzeiger,
yon denen das eire Maximumzählwerk den Wirkverbrauch und das andere den Plindverbrauch
mißt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Mitnehmer des eine Maximumzählwerds
über eine Nachlaufeinrichtung ein zusätzliches Zählwerk gekuppelt ist, daß ferner
der Nachlaufteil der Nachlaufeinrichtung mit einer Sperre blockiert ist, und daß
eine zum Lösen dieser Sperre vorgesehene Steuere inrichtung mit dem Maximumzeiger
des anderen Maximumzählwerks in einer solchen Wirkverbindung steht, daß die Sperre
bei jeder Vorbewegung dieses Maximumzeigers gelöst wird und damit den Nachlaufteil
freigibt.
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Maximumzählwerke der genannten Art sind bekannt. Zur Durchführung
der Erfindung ist es also lediglich notwendig, zwei derartige Maximumzählwerke in
der vorgenannten Weise miteinander zu ver-Linden. Es is t dabei beliebig, welches
der beiden Maximumzählwerke den Wirkverbrauch und welches dan Blindverbrauch zählt.
Zählt beiapieleweise das eine Maximumzählwerk, an das das zusätzliche Zählwerk über
die Nachlaufeinrichtung angekuppelt wird, den Blindverbrauch,
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ist an dem zusätzlichen t'ählwerk zu jedem vom Wirkverbrauch-Maximumzählwerk registrierten
Wert der zeitlich zugehörige, also der zum Zeitpunkt des betreffenden Wirkverbrauchhöchstwerte
vorhandene, Blindverbrauch-tIöchstwert abzulesen und gewünschtenfalls auch festzuha]ten.
Zählt dagegen das Maximumzählwerk, an das das zusätzliche Zählwerk über die Nachlaufeinrichtung
angekuppelt wird, den Wirkyerbrauch, so ist an dem zusätzlichen Zählwerk der jedem
vom Blindverbrauch-Maximumzählwerk registrierter lIöchstwert der zeitlich zugehörige
Blindverbrauch-Höchstwert abzulesen. Gewünschtenfalls können beide Möglichkeiten
auch gleichzeitig vorgesehen werden, wozu dann die beschriebene Einrichtung zweimal,
aber mit zueinander entgegengesetzter 1Wirk.-richtung, vorzusehen ist.
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Ausführungsmöglichkeiten der Einrichtung nach der Erfindung werden
anhand der Zeichnung erläutert.
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In-Fig. 1 ist ein Maximumzählwerk der obengenannten, bekannten Art
zu sehen, das die mit den Bezugszeichen 1 bis 33 versehenen Teile enthält, und an
das zur Durchführung der Erfindung noch die Teile 34 bis 46 angefügt sind. Da das
aus den Teilen 1 bis 33 bestehende Maximumzählwerk, wie erwähnt, an sich bekannt
ist, beschränkt sich die folgende Beschreibung dieses Maximumzählwerks auf kurze
Angaben über die Bedeutung der Teile 1 bis 33 und auf eine kurze Wirkungserläuterung
anhand einer in Fig. 2 wiedergegebener vereinfachten Darstellung des Maximumzählwerks
nach Fig. 1. Die in Fig. 2 dargestellten Einzelteile sind dabei jeweils mit den
gleichen Bezugszeichen versehen wie die ihnen entsprechenden Teile in Fig. 1. tr
Die
Zeichen 1 bis 33 bedeuten: 1 = Meßwelle, 2 = Maximumzeiger, 3 = Freilaufzahnkupplung,
4 = Maximumzählwerk, 5 = Mitnehmer, 6 = Mitnehmerzeiger, 7 = fester Anschlag, Z
8 = beweglicher Anschlag, 9 = Anschlag der ersten Scheibe, 10 .= Finger der ersten
Scheibe, 11 = auskuppelbare Zahnräder, 12 = Maximum-Auslöser, 13 = laufende Welle
mit Schauzeichen, 14 = lose aufgesetzte Schnecke, 15 = Stiftkupplung, 16 = doppelarmiger
Hebel, 17 = Schubstange, 18 = Hebel, 19 = Schnappfeder, 20 = Schneckenrad, 21 =
Leerweg, 22 = Stiftkupplung, 23 = Welle, 24 = Läuferachse der Zählers, 25 = Flügelscheibe,
26 = Klinke, 27 = Klinkenrad, 28 = Rasten scheibe,
29 = Arm der
Klinke, 30 = Xa3tenfeder, 31 = Rückholfeder, 32 = erstes Leerganggetriebe (Meßperiodenspeicher),
37 = zweites Leerganggetriebe (MonatsspeicIer).
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Die Wirkungsweise des in Fig. 1 gezeigten Maximumzählwerks ist, anhand
der vereinfachten Darstellung in Fig. 2 beschrieben, folgende: Die Umdrehungen der
Läuferachse 24 des Zählers werden auf eichen Mitnehmerzeiger 6 übertragen, der den
Maximumzeiger 2 vor sich herschiebt. Am Ende Jeder Meßperiode von z.B. 15 Min wird
der Mitnehmerzeiger 6 kurzzeitig durch den Auslöser 12 vom Zähler entkuppelt und
fällt durch Federkraft in seine Ausgangslage zurück, während der Maximumzeiger in
der Stellung des höchsten Mitnehmerausschlages stehen bleibt. Er wird erst wieder
ein stück vorwärtsgeschoben, wenn der Verbrauch in einer der nachfolgenden Meßperioden
hoher ist. Die Skala berücksichtigt bereits in ihrer Teilung die Dauer der Meßperiode,
so daß die stellung des Maximumzeigern 2 den Mittelwert der Leistung anzeigt. Am
Ende eines Verrechnungsabschnittes - gewöhnlich ein Monat - wird der Maximumzeiger
2 mit Hilfe einer an der Zählerkappe angebrachten Vorrichtung von Hand in seine
in Nullage zurückgedreht; sein Rückdrehweg wird über die Freilaufzahnkupplung 7
auf das Maximumzählwerk 4 übertragen.
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Das Zählwerk 4 hält diesen Weg in Leistungseinheiten bis zur nächsten
Überweisung fest.
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An dieses beschriebene Maximumzählwerk sind nun zur Durchführung
der Erfindung gemäß Fig. 1 noch folgende Teile angeschlossen: Mit dem Zahnrad des
Mitnehmers 5 des Maximumzeigers 2 steht über
ein Zwischenzahnrad
54 das Zahnrad 35 in Eingriff, dessen Achse über eine in beiden Drehrichtungen wirksame
Feder 37 mit der Achse 38 den Sperrzahnrades 39 gekuppelt ist. An das andere Ende
der Achse 78 ist das zusätzliche Zählwerk 40 angec-chlossen, In das Sperrzahnrad
39 greift ein Sperrzahn 41 ein, der zusammen mit dem Sperrzahnrad 39 ein Sperrgetriebe
bildet, und der zusammen mit dem an seinem rückwärtigen Ende angebrachten Magnetanker
42 von einer bei 43 befestigten Haltefeder 44 in die Zahnung des Sperrzahnrades
39 hineingedrückt wird. Der Magnetanker 42 ist einem Elektromagneten 45 vorgelagert,
dessen Erregerwicklung an den Klemmen 46 liegt.
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Solange das operrzahnrad 39 vom Sperrzahn 41 gesperrt ist und sich
nicht drehen kann, wird der Umlaufweg des Zahnrades 36 in der Feder 37 gespeichert.
Erst wenn die Sperrung des Sperrzahnrades 39 gelöst wird, überträgt sich der hinter
der Feder 37 gespeicherte Bewegungsweg über die Achse 38 auf das zusätzliche Zählwerk
40.
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Die Feder 37 bildet also eine Nachlaufeinrichtung.
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Ein zweites Maximumzählwerk hat die gleiche Ausbildung und Kirk-ungsweise
wie das in Fig. 1 gezeigte, doch unter Fortlassung der Teile 34 bis 46. Von diesem
zweiten Maximumzählwerk ist daher in Fig. 3 nur das Zahnrad 47 gezeigt, das in Fig.
1 ebenfalls mit dem Bezugszeichen 47 zu sehen ist. Dieses Zahnrad 47 ist, wie aus
Fig. 1 ersLchtlicn, einer der Getriebeteile, der sich bei einer Bewegung des Maximumzählwerks
2 zwangläufig mitbewegt. Mit dem Zahnrad 47 steht das Zahnrad 40 in Eingriff, das
an einem exzentrisch angebrachten Stift 49 einen Mitnehmerzahn 50 trägt, der seinerseits
in das Sperrzahnrad 51 eingreift. Die an den Rädern 47, 48 und 51 eingezeichneten
Drehpfeile zeigen die Irehrichtung bei vorwärtslaufendem Maximumzeiger 2 an. Ferner
ist eine nur angedeutet gezeichnete
oteuereinrichtung 52 zu sehen,
die einen Kontakt 53 enthält. Mit dem Drehpfeil 54 ist angedeutet, daß eine Drehbewegung
des Sperrzahnrades 51 ein Schließen des Kontaktes 53 zur Folge hat, Aus der Steuereinrichtung
52 führen die Leitungen 55 heraus, die zu den schon in Fig. 1 gezeigten Klemmen
46 der Erregerwicklung des Elektromagneten 45 führen.
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Die Wirkungsweise der in der vorbeschriebenen Weise an die beiden
Maximumzählwerke gemäß Fig. 1 und 3 hinzugefügten Teile 74 bis 55 ist folgende:
Befindet sich der Maximumzeiger des nicht dargestellten, zweiten Maximumzählwerks
in Ruhe, so stehen in Fig. 3 alle Teile still. sobald sich aber dieser Maximumzeiger
vorbewegt, drehen sich die Räder 47, 48 und 51 im eingezeichneten Pfeilsinn, so
daß sich der Kontakt 53 schließt. Hierdurch erhalten die Leitungen 5@ Spannung.
Diese Spannung, die von in der Steuereinrichtung 52 enthaltenen, nicht dargestellten
Mitteln bis zum Ende der jeweils laufenden Meßperiode erhalten bleibt, hat über
die Klemmen 46 eine Erregung des Elektromagneten 45 (Fig. 1) zur Folge, so daß dieser
seinen Magnetanker 42 samt dem sperrzahn 41 anzieht und damit die Sperrung des Sperrzahnrades
59 löst. ilat ;, ich zu diesem Zeitpunkt in der Feder 37 der in Fig. 1 dargestellten
Einrichtung ein Bewegungs weg aufgespeichert, so überträgt sich dieser jetzt über
das freigegebene Sperrzahnrad 39 bzw. über dessen Achse 38 auf das zusätzliche Zählwerk
40. Am Ende der Meßperiode wird durch Öffnen des Kontaktes 53 die Erregerwicklung
des Elektromagneten 45 wieder spannungslos und dadurch das Zahnrad 39 vom Sperrzahn
41 wieder gesperrt, worauf der Maximumstand des in Fig. 1 dargestellten Maximumzählwerks
wieder von neuem so lange durch Speicherung in der weder 37 festgehalten wird, bis
wieder in irgend einer Meß-.
periode das Verbrauchsmaximum des zweiten,
mit der Vorrichtung nach Fig. 3 verse-henen Maximumzählwerks auf einen höheren Wert
als vorher ansteigt und damit die Vorrichtung nach Fig. 3 wieder in Tätigkeit setzt.
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Statt der Feder 37 nach Fig. 1 kann al-s Nachlaufeinrichtung besser
eine elektrische Nachlaufeinrichtung verwendet werden, wofür in Fig. 4 bi 7 einige
vorteilhafte Ausführungsformen gezeigt sind.
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In Fig. 4 entsprechen die Teile 5, 34, 35, 40, 52 und 53 den gleichbezeichneten
Teilen in Fig. 1 und 3-. Bemerkt sei jedoch, daß die Größe und die Zähnezahl der
Zahnräder in Fig. 4 bis 7 ebenso wie in Fig. 1 in der Darstellung picht verbindlich
gezeichnet, sondern ausschließlich unter dem Gesichtspunkt der Übersichtlichkeit
der Zeichnung gewählt worden sind. Unterschiedlich ist in Fig. 4 gegenüber Fig.
1 und 3, daß an dem vom Mitnehmer-Zahnrad 5 des ersten Maximumzählwerks Fig 1) angetriebenen
Zahnrads 35 eine Schleifringscheibe 56 angebracht ist, an deren Umfang bzw.
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Schleifring eine B. ontaktfeder (57) anliegt. Koaxial mit dieser Schleifringscheibe
56 befindet sich e-in- Zahnrad 58 mit einer Kontaktscheibe 59, die in Fig. 5 in
einer Seitenansicht gezeigt ist. Die Kontaktscheibe 59 weist auf jeder Seite zwei
Kontaktsegmente 60 und 61 1 gleicher Ausbildung und Anordnung auf, wotei die auf
den beiden Scheibenseiten einander gegenüberliegenden Segmente jeweils leitend miteinander
verbunden sind, und beispielsweise aus die Scheibe durchsetzenden Kontaktschienen
bestehen können.
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Jedes der Segmente 60 uiid 61 erstreckt sich auf fast einen halben
Kreisumfang, so daß zwischen den Segmenten 60 und G1 nur kleine Spalte verblei@en,
Eine an der Schleifringscheibe 56 exzentrisch.
befestigte Kontaktfeder
62 gleitet auf der einen Seite der Scheibe 59, zwei gemäß Fig. angeordnete Kontaktfedern
63 und 64 gleiten au ! der anderen Seite der Scheibe 59. An ein Wechselstromnetz
65 ist über den Kontakt 53 der Steuereinrichtung 52 ein drehrichtungsumkehrbarer
Nachlaufmotor 66 angeschlossen, dessen Umkehrklemmen an die beiden Kontaktfedern
63 und 64 angeschlossen sind.
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Die Achse des Motors treibt das zusätzliche Zählwerk 40 und über die
Zahnräder 67 und und 68 das Zahnrad 58 samt der Kontaktscheibe 59 an. Die Kontaktfeder
57 ist gemäß Fig, 4 ebenfalls an das Wechselstromnetz 65 angeschlossen. it dem unterstrichenen
Bezugszeichen 70 ist die Gesamtheit der dargestellten Nachlaufeinrichtung gekennzeichnet,
Die Wirkungsweise ist folgende: Bei der in Fig. 5 dargestellten Stellung der Kontaktscheibe
59 ist der Kontakt der Kontaktfeder 62 mit den beiden Kontaktsegmenten 63, und 64
unterbrochen. obald jedoch das Mitnehmerzahnrad 5 umläuft und die Zahnräder 34 und
35 samt der Schleifringscheibe 56 und deren Kontaktfeder 62 mitnimmt, trifft die
Kontaktfeder 61 je nach dem Umlaufsinn auf das eine oder das andere der beiden Kontaktsegmente
6 () und 61 auf und 3chaltet dadurch den Nachlaufmotor 66 für den einen oder den
anderen Umlaufsinn ein. Zunächst kann jedoch der Nachlaufmotor 56 noch nicht anlaufen,
da seine Spannungszuführung am Kontakt 53 der Steuereinrichtung 52 noch unterbrochen
ist. Erst wenn sich der Kontakt 53 durch einen neuen Anstieg des Höchstverbrauchs
an dem zweiten Maximumzählwerk schließt, kommt der Nachlaufmotor 66 in-Rang, worauf
er das zusätzliche Zählwerk 40 weiterdreht und iiber die Zahnräder 67, 68 und 58
die Kontaktscheibe 59 in Umdrehung versetzt. Der Nachlautmotor 66 kommt erst dann
zur Ruhe, wenn
die Kontaktscheibe 59 in die gleiche Stellung wie
die vom Mitnehmer angetriebene Schleifringscheibe 56 gelangt ist. Auch bei dieser
Ausbildung der Nachlaufeinrichtung erfolgt also der Nachlauf und das Verstellen
des zusätzlichen Zählwerks 40 erst in einer solchen Meßperiode, in der an dem zweiten
Maximumzählwerk der Höchstverbrauchswert erneut angestiegen ist.
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Bei dem vorbeschriebenen Ausfahrungsbeispiel darf die Schleifringscheibe
56, die die Kontaktfeder 61 mitbewegt, sowie die Kontakt scheibe 59 im Betrieb höchstens
etwas weniger als eine Vollumdrehun-g ausführen. Um die Steuerung empfindlicher
auszubilden, kann eine Grob- und Fein steuerung vorgesehen werden. Ein Beispiel
hierfür ist in Fig. 6 gezeigt, es gleicht im Aufbau dem Beispiel nach Fig. 4. Die
elektrische Schaltung dieses Beispieles ist in Fig. 7 noch deutlicher wiedergegeben.
Auch bei diesem Beispiel ist eine Nachlaufeinrichtung 70 zu sehen, außerdem aber
noch eine zweite Nachlaufeinrichtung 71. Soweit die Einzelteile dieser beiden Einrichtungen
70 und 71 gleichartig sind, sind sie auch mit gleichartigen Bezugszeichen versehen,
indem die bei 70 eingezeichneten Bezugszeichen bei 71 mit einer angehängten Null
zu sehen sind.
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Die Kontaktscheibe 590 ist gemäß Fig. 7 mit einer zusätzlichen Kontaktbahn
72 versehen, der die Kontaktfeder 75 zugeordnet ist.
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Ferner ist ein Umschaltrelais 74 mit den beiden Kontakten 75 und 76
vorgesehen, dessen Erregerwicklung gemäß Fig. 7 im Leitungszug der Kontaktbahn 72
und der Kontaktfeder 7'5 liegt. Die Kontaktfedern 630 und 640 sind mit den Kontaktfedern
63 und 64 parallelgeschaltet Die Kontaktfedern 62 und 620 liegen an den beiden Kontakten
75 und 76 des Umschaltrelais. Die beiden Sohleifringscheibe 56 und 560 sind über
Zahnräder (Fig. 6) gemeinsam an das Mitnehmerzahnrad
5 angeschlossen.
Die Nachlaufeinrichtung 70 dient der Feinregelung, die Nachlaufeinrichtung 71 dient
der Grobregelung. Demgemäß sind die Übersetzungsverhältnisse der Zahnräder so zu
wählen, daß die Schleifringscheibe 560 an ein Zahnrad angekuppelt ist, daß im Betrieb
weniger als eine Vollumdrehung ausführt, während die Schleifringscheibe 56 an ein
schneller laufendes Zahnrad angeschlossen ist.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Da das Mitnehmerzahnrad 5 beide Nachlaufeinrichtungen
gleichzeitig antreibt, so drehen sich die Schleifringscheiben 56 und 560 gleichzeitig,
die erstere schneller, die letztere langsamer. Bei kleinen Verdrehungswinkeln tritt
zunächst die Feinregeleinrichtung 70 in Tätigkeit, indem die ochleifringscheibe
56 ihre Kontaktfeder 62 wie in Fig. 4 auf eines der beiden Kontaktsegmente 60 und
61 auflaufen läßt. Die entsprechende Kontaktfeder 620 der Grobregeleinrichtung 71
dagegen kommt hierbei infolge ihrer bedeutend kleineren Umlaufgeschwindigkeit mit
ihren Kontakt segmenten 600 und 610 noch nicht in Berührung, bleibt also in Ruhe.
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Auch die Kontaktfeder 73 der Grobregeleinrichtung 71 erreicht hierbei
ihre Kontaktbahn 72 noch nicht, womit das Kelais 74 seine gezeichnete Ruhestellung
noch behält. Tritt aber an den beiden Schleifringscheiben 56 und 560 ein Größerer
Verdrehungswinkel auf, so kommt die Kontaktfeder 620 der Grobregeleinrichtung 71
in Kontakt mit einem der beiden Kontaktsegmente 600 und 610, und ebenso kommt auch
die Kontaktfeder 73 mit ihrer Kontaktbahn 72 in Kontakt. Der Kontaktschluß der Feder
73 bringt das Relais 74 zum Ansprechen, das darauf seinen Umschalikontakt vom Kontakt
75 auf den Kontakt 76 umschaltet. Eierdurch wird die Heizspannung von der Kontaktfeder
62 der Peinregeleinrichtung @ weggenommen und
an die Kontaktfeder
620 der Grobregeleinrichtung 71 ~gelegt.
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Der Kontaktschluß der Kontaktfeder 620 setzt die Grobregelung in Gang,
die sich in an sich bekannter Weise bedeutend schneller vollziehen kann als die
Feinregelung. Durch die Tätigkeit der Nachlaufeinrichtung 71 wird der von der Schleifringscheibe
560 gegenüber der Kontaktscheibe'590 vorgegebene Verdréhungswinkel kleiner und kleiner,
bis sich schließlich der Kontakt der Kontaktfedern 620 und 73 der Einrichtung 71
wieder öffnet, damit das Relais 74 abfällt und nunmehr die Fsinregeleinrichtung
70 in Tätigkeit tritt und den restlichen Verdrehungswinkel ebenfalls ausregelt.
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Gewünschtenfalls kann die Einrichtung nach der Erfindung zwischen
den beiden Maximumzählwerken zweimal, mit zueinander entgegengesetzter Wirkrichtung,
vorgesehen sein. Hierbei würde also jedes der beiden M'aximumzählwerke mit einer
Nachlaufeinrichtung und einem daran angeschlossenen zusätzlichen Zählwerk zu versehen
sein, wobei die Sperre jeder Nachlaufeinrichtung mit dem Maximumzeiger des jeweils
anderen Maximumzählwerks in der beschriebenen Weise über das Getrieberad 47 und
die Steuereinrichtung 52 in Wirkverbindung steht. Wenn in diesem Falle wiederum
das eine Maximumzählwerk den Wirkverbrauch und das andere den Blindverbrauch anzeigt,
so kann man an dem zusätzlichen Zählwerk des den Wirkverbrauch meßenden Maximumzahlwerks
jederzeit den zugehörigen Blindhöchstverbrauch ablesen, und ebenso kann man an dem
zusätzlichen Zählwerk des den Blindverbrauch meßenden Maximumzählwerks jederzeit
den zeitlich zugehörigen Wirkhöchstverbrauch ablesen.
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7 Figuren-4 Patentansprüche