DE4428996C2 - Wasserzähler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasserzähler mit einer in ei­ nem ersten Gehäusebereich angeordneten Meßeinrichtung, ins­ besondere einem Flügelrad, zur Volumen- oder Mengenmessung und einer in einem zum ersten abgedichteten zweiten Gehäusebereich angeordneten, mit der Meßeinrichtung zusammenwirkenden Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung, mit einer mit der Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung zusammenwirkenden, aus einer Energiequelle gespeisten funktechnischen Sendeeinrichtung zum Aussenden des Zählerstandes an ein zentrales, entfernt angeordnetes Empfangssystem.

Zum periodischen Ablesen von in Haushalten installierten Wasserzählern ist es stets erforderlich, daß die ablesende Person unweigerlich die Wohnung betritt, für den Woh­ nungsinhaber, da dieser ja präsent sein muß, aufwendig und störend ist, ferner stellt dies auch einen Eingriff in seine Privatsphäre dar. Zum anderen wird aufgrund der stei­ genden Zahl von Ein-Personen-Haushalten es für die Versor­ gungs- und Abrechnungsunternehmen immer aufwendiger und schwieriger, die erforderlichen Ablesungen durchzuführen, da die Zahl der abzulesenden Wasserzähler kontinuierlich steigt, womit ein erheblicher Mehraufwand an Zeit, Personal und damit Kosten verbunden ist. Zwar sind bereits drahtge­ bundene Übertragungssysteme des Zählerwertes bekannt, je­ doch besitzen diese den Nachteil, daß sie für den nachträglichen Einbau bzw. Installation infolge des sehr hohen Aufwands kaum geeignet ist. Derartige Systeme bzw. Zähler sind in der DE 41 23 043 A1 und JP 3-215713 beschrieben. Probleme bereitet hier ferner die sichere Erfassung der Zählerwerte wie auch die Gewährleistung eines störungsfreien Sendebetriebs.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen in einem Haushalt zu installierenden Wasserzähler zu schaffen, der es dem Versorgungsunternehmen erlaubt, den Zählerstand sicher und mit möglichst kleinem Aufwand ohne Betreten der jeweiligen Wohnung des Endkunden abzulesen, der einfach auch im Nachrüstverfahren installierbar ist, und der eine sichere Erfassung des zu übertragenden Zählerwerts bei gleichzeitiger Gewährleistung eines störungsfreien Sendebetriebs ermöglicht.

Zur Lösung dieser Erfindung ist ein Wasserzähler mit den Merkmalen des Patentanspruchs i bzw. des Patentanspruchs 7 vorgesehen.

Der erfindungsgemäße Wasserzähler sendet somit den Zähler­ stand an ein separates Empfangssystem, das beispielsweise zentral im Flur, Keller oder dergleichen des Hauses, beispielsweise eines mehrstöckigen Mietshauses, angeordnet ist, wo der Ablesende einfachst und ohne Betreten der je­ weiligen Wohnungen den Zählerstand ablesen kann. Der Zähler­ stand wird in stochastischer Folge oder periodisch mehrmals täglich übertragen. Ist beispielsweise das Haus komplett mit derartigen Wasserzählern ausgerüstet, können alle Zähler gleichzeitig am Empfangssystem abgelesen werden, ohne daß überhaupt jemand anwesend sein muß. Ein weiterer Vorteil der Funkübertragung, die bei periodischem Betrieb beispielsweise in vorbestimmten Zeit- oder Mengeninter­ vallen, beispielsweise jede Stunde oder pro hundert Liter, erfolgt, ist die Reduzierung der Ablesefehler durch automa­ tisch gesicherte Datenübertragung. Ferner herrscht, da ohne Aufwand in kürzeren Abständen, z. B. monatlich, abgelesen werden kann, eine größere Gerechtigkeit bei Tarif- oder Mieterwechsel. Da keinerlei zusätzlich in der Wohnung zu installierenden Elemente erforderlich sind, ist der Wasserzähler auch mühelos im Nachrüstverfahren installier­ bar. Die Abschirmung wie auch der periodische oder stochastische Sendebetrieb gewährleisten eine sichere Übertragung.

Um den Aufbau des erfindungsgemäßen Wasserzählers insbeson­ dere für die Fertigung möglichst einfach zu gestalten, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Sendeeinrichtung eine die Sendeelemente, insbeson­ dere eine Sendeantenne und gegebenenfalls die Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung tragende Platine aufweist, die einfachst in den oberen, zweiten Gehäusebereich eingesetzt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Wasserzähler, dessen Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung gegebenenfalls eine mechanische Einrichtung, vorzugsweise ein Rollenzählwerk ist, ist eine Sensoreinrichtung mit einem Sensor zur Erfassung einer an der gegebenenfalls mechanischen Zähleinrichtung angeordneten, ein bestimmtes gezähltes Volumen oder Menge indizierenden Markierung oder dergleichen vorgesehen, wobei die Aussendung der Funksignale gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Sensorerfassung erfolgen kann. Dabei kann der Sensor erfindungsgemäß ein gegebenenfalls mittels einer separaten, vorzugsweise über ein Übersetzungsgetriebe angetriebenen Welle betätigter Micro-Schalter sein, alternativ dazu können auch ein Opto-Schalter oder ein Reed-Schalter Anwendung finden. Erfindungsgemäß haben sich Opto-Schalter, die als Lichtschranken ausgebildet sind, als äußerst zweckmäßig erwiesen, wobei vorzugsweise zwei derartige Lichtschranken hintereinander geschaltet sind.

Jede Lichtschranke sendet zeitlich versetzt ein separates Signal bei Detektion der Markierung aus, so daß in dem Fall, wenn Wasser durch den Zähler zurückfließt, was eine Rückwärtsrotation des Zählwerks und damit der Markierung mit sich bringt, diese anhand der von den Lichtschranken herrührenden Signale ermittelt werden kann. Dies ist dahingehend von Vorteil, daß der jeweilige, von der Rückwärtsrotation herrührende Zählerwert, der ja das Meßergebnis verfälschen würde, nicht mit in die Berechnung eingeht. Insbesondere zur Realisation der Lichtschranken-Alternative hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn erfindungsgemäß eine Welle vorgesehen ist, die die Markierung oder eine die Markierung tragende Scheibe rotierend antreibt und die mit dem Zählwerk gekoppelt ist, wobei die Markierung im Rahmen der Rotation mit dem Sensor in Wirkungsverbindung tritt.

Eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsalternative eines Wasserzählers, der eine elektronische Zähl- und/oder Anzei­ geeinrichtung, insbesondere eine LCD-Einrichtung aufweist, die ein sie steuerndes, aus einer Energiequelle gespeistes elektronisches Steuerelement, vorzugsweise einen Micropro­ zessor, umfaßt, ist dergestalt, daß die Steuereinrichtung mit dem Steuerelement in Verbindung steht, wobei das Steuerelement den in periodischer oder stochastischer Abfolge getätigten Sendebetrieb steuert. Auf diese Weise kann die Sendeeinrichtung einfachst und ohne größeren Aufwand integriert werden. Auch hier ermöglicht die integrierte Abschirmeinrichtung vorteilhaft einen unbeeinflußten Sendebetrieb.

Im Rahmen der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, daß die die Sendeeinrichtung speisende Energiequelle, insbeson­ dere eine Batterie, im Inneren des Wasserzählers integriert ist, wobei bei dem die elektronische Zähl- und/oder Anzei­ geeinrichtung aufweisenden Wasserzähler erfindungsgemäß die Speisung der Sendeeinrichtung aus der das Steuerelement und die elektronische Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung versor­ genden Energiequelle erfolgt.

Um nun bereits installierte Wasserzähler der "alten" Art, also ohne Funkeinrichtung, mit einer derartigen aufzurü­ sten, oder um beispielsweise das Zählwerk zwecks Eichung oder dergleichen einfachst austauschen zu können, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß der zweite, die Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung und die Sendeeinrichtung und gegebenenfalls die Energiequelle und das Steuerelement tragende Gehäusebereich lösbar am ersten, die Meßeinrichtung enthaltenden Gehäusebereich angeordnet ist, so daß ein einfacher Austausch erfolgen kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wasser­ zähler mit mechanischer Zähl- und/oder Anzeigeein­ richtung,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wasserzähler einer zweiten Ausführungsform mit mechanischer Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung,

Fig. 3 eine Aufsicht, teilweise im Schnitt, des Wasserzäh­ lers aus Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wasserzähler einer dritten Ausführungsform mit mechanischer Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung,

Fig. 5 eine Aufsicht, teilweise im Schnitt, des Wasserzäh­ lers aus Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wasserzähler einer vierten Ausführungsform mit mechanischer Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung,

Fig. 7 eine teilweise Seitenansicht des Wasserzählers aus Fig. 6 in Richtung der Pfeile VII-VII aus Fig. 6, und

Fig. 8 ein Einbindungsschema der Sendeeinrichtung in die Elektronik eines eine elektronische Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung aufweisenden Wasserzählers.

Fig. 1 zeigt einen Wasserzähler 1 mit einem ersten Gehäuse­ bereich 2, in dem die Volumen- oder Mengenmeßeinrichtung 3 angeordnet ist, und mit einem zweiten Gehäusebereich 4, der im gezeigten Ausführungsbeispiel eine mechanische Zählein­ richtung 5 beinhaltet. Im Gehäusebereich 4 ist eine Sende­ einrichtung 6 angeordnet, bestehend aus einer Platine 7, auf der sämtliche für den Funkbetrieb erforderlichen Ele­ mente und auch eine Funkantenne angeordnet sind. Die Sende­ einrichtung 6 wird über die ebenfalls im Gehäusebereich 4 integrierte Energiequelle 8 gespeist. Der Betrieb des Was­ serzählers ist nun derart, daß die durch den Wasserfluß ro­ tierende Meßeinrichtung 3 ihre Drehbewegung durch geeignete Kupplung, mechanisch oder magnetisch, an eine Welle 9 im Gehäusebereich 4 überträgt, über welche dann die Zählein­ richtung 5 in nicht näher dargestellter Weise angetrieben wird und so den Volumenfluß oder den Mengenverbrauch an­ zeigt. Um nun den Zählerstand erfassen zu können, um ihn zu senden, ist an der Zähleinrichtung, bei der es sich im gezeigten Beispiel um ein Rollenzählwerk handelt, an einer der Rollen eine Markierung 10 angeordnet, die bei­ spielsweise nach jeder 360°-Drehung einen Mengenverbrauch von 100 Litern indiziert. Auf der Platine 7 ist zur Erfas­ sung dieser Markierung 10 ein Sensor 11 angeordnet, der bei jedem Durchgang der Markierung 10 diese detektiert und ent­ sprechend ein Signal an die Sendeeinrichtung 6 gibt. In dieser wird das Signal und damit der Zählerstand entweder gespeichert und aufsummiert, um in stochastischer oder pe­ riodischer Folge an ein nicht dargestelltes zentrales Emp­ fangssystem unabhängig von dem Erfassungssignal gesendet zu werden. Jedoch kann der Sendebetrieb auch in Abhängigkeit des Zählwertsignals, die jeweilige 100-Liter-Periode angebend, erfolgen.

Fig. 2 zeigt einen Wasserzähler 22 einer zweiten Aus­ führungsform, der ebenfalls eine mechanische Zähleinrich­ tung 23 aufweist. Dieser Zähleinrichtung ist eine Re­ flexscheibe 24 zugeordnet (vgl. Fig. 3), die mechanisch mit dem Zählwerk 23 über eine Antriebswelle 25 gekoppelt ist, und die von der Zähleinrichtung 23, sofern diese betrieben wird, in Drehung versetzt wird. Je nachdem, an welcher der Zahlenrollen die Welle 25 angekoppelt ist, gibt sie durch eine Umdrehung immer das 10-fache des jeweiligen Rol­ leninkrements an, also beispielsweise wird bei Ankopplung an die rechte 1-Liter-Rolle mit einer Scheibenumdrehung eine verbrauchte Menge von 10 Litern angegeben. Der Re­ flexlichtscheibe, die mit entsprechenden Markierungen belegt ist, ist eine Reflexlichtschranke 26 gegenüberste­ hend zugeordnet, welche mit der Reflexscheibe 24 eine Lichtschranke bildet und so die entsprechenden Markierungen auf der Reflexscheibe 24 detektiert. Im Bereich der Re­ flexlichtschranke ist eine Abschirmung 27 angeordnet, die jegliche magnetische Beeinflussung der Signalerfassung und Übertragung abschirmt. Nach erfolgter Detektion der Markierungen werden entsprechende Signale je nach Betriebs­ modus über die in diesem Beispiel direkt unterhalb eines das "Innenleben" des Wasserzählers abdeckenden Auf­ steckschildes 28 angeordnete Antenne 29 ausgesendet.

In Fig. 4 ist eine dritte Ausführungsform eines Wasserzäh­ lers 30 beschrieben, der ebenfalls eine mechanische Zäh­ leinrichtung 31 besitzt. Die Mengenintervallerfassung er­ folgt hier jedoch auf rein mechanischem Wege. Zu diesem Zweck ist eine vertikal stehende Welle 32 vorgesehen, die über ein nichtdargestelltes Übersetzungsgetriebe entweder direkt von der Welle 33 oder indirekt über das Rollenzähl­ werk 31 angetrieben wird. An der Welle 32 ist ein Schalt­ nocken 34 angeordnet, der bei Drehung der Welle 32 die beidseitig angeordneten Mikroschalter 35 betätigt. Mit jeder Betätigung eines der Schalter ist der Durchfluß einer vorbestimmten Wassermenge indiziert, wobei das jeweilige Mengenintervall von der Drehgeschwindigkeit der Welle 32 abhängt und durch entsprechende Ausgestaltung des Überset­ zungsgetriebes eingestellt werden kann. Anstelle der beiden Mikroschalter 35 könnte selbstverständlich auch nur ein einzelner vorgesehen sein. Nach erfolgter Betätigung des jeweiligen Schalters wird auch hier ein Signal an die jew­ eilige Sendeeinrichtung gegeben, wonach die betriebsmodus­ abhängige Aussendung des jeweiligen Zählwertes mittels der auch in diesem Beispiel oberseitig angebrachten Antenne 36 erfolgt

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Wasserzäh­ lers 37, der ebenfalls eine mechanische Zähleinrichtung 38 aufweist. An diese Zähleinrichtung 38 ist eine Welle 39 angekoppelt, die über die Zähleinrichtung 38 rotierend angetrieben wird. Am hinteren Ende ist ein senkrecht zur Welle 39 stehender Arm 40 angeordnet, der durch die Wellen­ rotation eine Kreisbewegung beschreibt. Dem Arm 40 sind zwei Gabellichtschranken 41a, 41b zugeordnet (vgl. Fig. 7), zwischen die der Arm 40 bei Drehung eintaucht. Mit jedem Eintauchen wird die jeweilige Lichtschranke 41a bzw. 41b unterbrochen, so daß der Durchlauf des Armes 40 detektiert wird. Durch die hintereinander geschaltete Anordnung zweier Gabellichtschranken wird im Falle eines Wasserrückflusses, wenn der Arm 40 ja in entgegengesetzte Richtung gedreht wird, dieser die Gabellichtschranke nochmals durchläuft und so ein weiteres, das vorbestimmte Mengenintervall in­ dizierendens Signal abgegeben wird, eine fehlerhafte Mes­ sung verhindert, da jedes Signal zweifelsfrei aufgelöst werden kann. Dies hat zur Folge, daß, wenn der Arm 40 beim Durchgang zunächst von der Lichtschranke 41b, anschließend von der Lichtschranke 41a detektiert wird, und er an­ schließend rückwärts läuft, wiederum die Lichtschranke 41a als nächste ein Signal sendet, was jedoch bei normalem Vor­ wärtstrieb nicht möglich wäre. Auf diese Weise kann ein derart fehlerhaftes Signal ausgesondert werden, so daß die Mengenbestimmung davon nicht fehlerhaft beeinflußt wird. Die Anordnung zweier Lichtschranken ist selbstverständlich auch im Falle der Ausführungsform der Fig. 2 und 3 möglich, wobei auch die in den Fig. 4 und 5 gezeigte doppelte Mi­ croschalteranordnung diesem Zweck dienen kann.

Ein Wasserzähler mit elektronischer Zähl- und/oder Anzeige­ einrichtung ist im Vergleich zu den in den Fig. bis 7 gezeigten mechanischen Beispielen derart aufgebaut, daß anstelle der mechanischen Zähleinrichtung eine elektronis­ che Zähleinrichtung beispielsweise mit einer LCD-Anzeige angeordnet ist. Der Betrieb derselben erfolgt über ein Steuerelement, vorzugsweise einen Microprozessor, der über eine integrierte Batterie betrieben wird. Weiterhin erfolgt die Erfassung der Meßeinrichtungsrotation nicht in der Regel mechanisch, sondern elektrisch über Volumensensoren. Die Einbindung der Sendeeinrichtung in einen derartigen Wasserzähler ist nunmehr Fig. 8 zu entnehmen. Dabei ist im Bereich 12 die Elektronik des beschriebenen herkömmlichen elektronischen Wasserzählers dargestellt. Diese besteht aus einem über eine Batterie 13 betriebenen Microprozessor 14, der die LCD-Anzeige 15 steuert und mit zusätzlichen Ele­ menten wie den Volumensensoren 16, einer Schalttaste 17 und einem externen Schwingquarz 18 in Verbindung steht. Dem Microprozessor 14 zugeschaltet ist der die Sendeeinrichtung darstellende Bereich 19, bestehend aus der Funkeinrichtung 20 und der Sendeantenne 21. Die Funkeinrichtung 20 steht direkt mit dem Microprozessor 14 in Verbindung und wird von diesem beispielsweise in einem vorbestimmten Zeittakt ge­ steuert und sendet so die der Funkeinrichtung 20 ebenfalls über den Microprozessor 14 zugeführten Meßergebnisse über die Antenne 21 an das zentrale Empfangssystem.

Claims (11)

1. Wasserzähler mit einer in einem ersten Gehäusebereich angeordneten Meßeinrichtung, insbesondere einem Flü­ gelrad, zur Volumen- oder Mengenmessung und einer in einem zum ersten abgedichteten zweiten Gehäusebereich angeordneten, mit der Meßeinrichtung zusammenwirkenden Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung, mit einer mit der Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung zusammenwirkenden, aus einer Energiequelle gespeisten funktechnischen Sendeeinrichtung zum Aussenden des Zählerstandes an ein zentrales, entfernt angeordnetes Empfangssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung (6) einen Sensor (11) zur Erfassung einer, gegebenenfalls an der als mechanische Zähleinrichtung (5) ausgebilde­ ten Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung angeordneten, ein bestimmtes gezähltes Volumen oder Menge indizie­ renden Markierung (10) umfaßt, und daß eine im Wasserzähler integrierte Einrichtung zur Abschirmung der funktechnischen Sendeeinrichtung (6) vorgesehen ist, derart, daß diese und damit der in pe­ riodischer oder stochastischer Abfolge getätigte Sen­ debetrieb magnetisch nicht beeinflußbar ist.

2. Wasserzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussendung des Funksignals in Abhängigkeit von der Sensorerfassung folgt.

3. Wasserzähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sensor (11) ein, gegebenenfalls mit­ tels einer separaten, vorzugsweise über ein Überset­ zungsgetriebe angetriebenen Welle betätigter, Micro-Schalter ist.

4. Wasserzähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sensor (11) ein Opto-Schalter oder ein Reed-Schalter ist.

5. Wasserzähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Opto-Schalter als Lichtschranke (26, 41a, 41b) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise zwei derartige Lichtschranken (41a, 41b) hintereinander geschaltet sind.

6. Wasserzähler nach den Ansprüchen 1 und 4 oder 5, ge­ kennzeichnet durch eine die Markierung (40) oder eine die Markierung tragende Scheibe (24) rotierend antrei­ bende, mit der Zähleinrichtung (23, 38) gekoppelte Welle (25, 39), wobei die Markierung im Rahmen der Rotation mit dem Sensor (26, 41a, 41b) in Wirkungsver­ bindung tritt.

7. Wasserzähler mit einer in einem ersten Gehäusebereich angeordneten Meßeinrichtung, insbesondere einem Flü­ gelrad, zur Volumen- oder Mengenmessung und einer in einem zum ersten abgedichteten zweiten Gehäusebereich angeordneten, mit der Meßeinrichtung zuammenwirkenden Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung, mit einer mit der Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung zusammenwirkenden, aus einer Energiequelle gespeisten funktechnischen Sendeeinrichtung zum Aussenden des Zählerstandes an ein zentrales, entfernt angeordnetes Empfangssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung mit einem die als elektronische Einrichtung, insbesondere als LCD-Einrichtung ausgebildete Zähl- und/oder Anzei­ geeinrichtung steuernden, aus einer Energiequelle ge­ speisten elektronischen Steuerelement, vorzugsweise einem Mikroprozessor in Verbindung steht, wobei das Steuerelement den in periodischer oder stochastischer Abfolge getätigte Sendebetrieb steuert, und daß eine im Wasserzähler integrierte Einrichtung zur Abschir­ mung der funktechnischen Sendeeinrichtung vorgesehen ist, derart, daß diese und damit der Sendebetrieb magnetisch nicht beeinflußbar ist.

8. Wasserzähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung der Sendeeinrichtung (19) aus der die elektronische Zähl- und/oder Anzeigeeinrichtung und das Steuerelement versorgenden Energiequelle (13) er­ folgt.

9. Wasserzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung (6) eine die Sendeelemente, insbesondere eine Sendeantenne und gegebenenfalls die Zähl- und/oder Anzeigeeinrich­ tung tragende Platine (7) aufweist.

10. Wasserzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sendeeinrichtung (6, 19) speisende Energiequelle (8, 13), insbesondere eine Batterie, im Inneren des Wasserzählers inte­ grierte ist.

11. Wasserzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, die Zähl­ und/oder Anzeigeeinrichtung und die Sendeeinrichtung und gegebenenfalls die Energiequelle und das Steuer­ element tragende Gehäusebereich (4) lösbar am ersten, die Meßeinrichtung enthaltenden Gehäusebereich (2) an­ geordnet ist.