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Integrator Die Erfindung bezieht sieh auf eine Einrichtung zum Integrieren
veränderlicher Werte mittels einer unilaufenden, mit einem Zählwerk gekuppelten
Trommel, die mit zwei stromleitenden Auflagen versehen ist. Ein auf derTrommel schle
ifender Kontakt schließt abwechselnd m. it den leitenden Auflagen Stromkreise, und
der Schluß des einen Stromkreises bewirkt die Einrückung der zwischen der Trommel
und dem Zählwerk befindlichen Kupplung, der Schluß des zweiten Stromkreises die
Lösung der Kupplung. Während bei den bekannten Einrichtungen dieser Art das Schalten
des Zählwerks durch ein oder mehrere Relais erfolgt, die bei der Berührung des Kontaktes
mit den stromleitenden Auflagen das Ein- und Ausschalten des Zählwerks hervorrufen,
sind gemäß der Erfindung in den beiden Stromkreisen zwei elektromagnetische Systeme
angeordnet, von denen das eine bei Stromschluß die Umstellung von Hebeln hervorruft.
Diese bewirken dabei die Kupplung der Trommel mit dem Zählwerk und legen sich zugleich
hinter Sperrklinken, von denen sie so lange festgehalten werden, bis durch Erregung
des zweiten elektromagnetischen Systems die Klinken zurückgezogen und die Hebel
wieder freigegeben werden. Die neue Einrichtung zeichnet sich gegenüber dem Bekannten
durch besondere Einfachheit aus, da die Lösung und der Schluß der Kupplung ohne
Zuhilfenahme besonderer Relais einfach durch zwei elektromagnetische Systeme bewirkt
wird. Vor allem aber zeichnet sie sich durch geringen Stromverbrauch aus. Die sonst
verwendeten elektromagnetischen Kupplungen 'stehen so lange unter Strom, als das
Zählwerk mit der Trommel gekuppelt ist. Bei der neuen Einrichtung treten demgegenüber
bei jeder Umdrehung der Trommel nur zwei kurze Stromstöße auf. Während des Übrigen
Teiles findet ein Stromverbrauch überhaupt nicht statt, auch dann nicht, wenn das
Zählwerk mit der Trommel gekuppelt ist.
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Die Einrichtung ist in an sich bekanter Weise mit einer Vorrichtung
zur Löschung der Schaltfunken versehen. Diese wird dadurch bewirkt, daß
je kurz vor der Schließung der Stromkreise der Kupplungsmagnete zusätzliche
Stromkreise durch den Schleifkontakt geschlossen werden, die unter Vermittlung eines
Relais die Einschaltung eines an sich bekannten, die Funkenlöschung bewirkenden
Widerstands hervorrufen. Zweckmäßig dienen zur Einschaltung der Hilfsstromkreise
zusätzliche
Auflagen auf der Trommel, die dicht neben den die Ströme für die elektromagnetischen
Systeme schaltenden Auflagen angeordnet sind. Um, auch bei der Einschaltung der
Hilfsstromkreise Funkenbildung am Schleifkontakt zu verhindern, ist in der Stromleitun
g der zusätzlichen Aufla,-en ein Widerstand angeordnet.
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Die Einrichtung kann beispielsweise zum \lessen der Menge eines durch
eine Leitung strömenden Gases Verwendung finden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar ist Abb. i ein senkrechter Schnitt durch die Einrichtung,
Abb.:2 ein waagerechter Schnitt, Abb. 3 eine Stirnansicht der den Zähler
steuernden Trommel und Abb. 4 ein senkrechter Schnitt durch ein zweites AusführunIgsbeispiel.
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Die Meßvorrichtung enthält eine Trommel i, die in geeigneter Weise
synchron mit einer Meßvorrichtung gedreht wird, mittels deren die Menge des zu einer
Verbrauchsstelle ströwenden Gases gemessen wird. Jede Umdrehung der Trommel entspricht
einer bestimmten Gasmenge. Die Trommel ist mit einem Zählwerk 2 verbunden, welches
ein Ablesen der Gasmenge in Kubikmetern ermöglicht.
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Zu der Meßvorrichtung gehört eine Einrichtun '-, durch die
die Veränderung des Druckes und damit der Dichte des Gases berücksichtigt wird.
Hierzu dient ein verhältnismäßig langer Hebel 3, der entsprechend den Druckschwankungen
des Gases derart verstellt wird, das seine Stellung den jeweiligen Druck angibt.
In einer Führung 5 ist ein Schieber 4 gegenüber der Trommel i verschiebbar,
der sich in einem Schlitz 3o des flebels verstellen kann. Die Stellung des Schiebers.4
auf der Trommel i entspricht also dem jeweiligen Gasdruck.
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In einer isolierten Bohrung des Schiebers ist ein elektrischer Leiter
gelagert, der sich mit einem Schleifkontakt auf die Trommel i legt.
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Die Trommel i besteht aus isolierendem Stoff, auf dem zwei Paar leitende,
parallele und voneinander isolierte Schienen angebracht sind. Die Schienen ii und
12 verlaufen der Achse der Trommel parallel, während die Schienen i. und 14 schräg
verlaufen und derart liegen, daß der Abstand zwischen den Schienen i2 und 14 sich
in der Längsrichtun- der Trommel verändert. Wenn die Trommel sich dreht, so ist
der von dem Schleifkontakt 6 zwischen den Schienen 1:2 und 14 beschriebene
Bogen je nach der Einstelltin des Schiebers4 in der Führung5 größer oder
kleiner. Die Schienen 12 und 14 sind derart auf der Trommel i angeordnet, daß der
Winkelabstand der entsprechenden Punkte in einer bestimmten Beziehung zur Einstellung
des Schiebers 4. in der Führung 5
steht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
bewegt sich der Schieber 4 bei einer Drucksteigerung in der Führung 5 von
rechts nach links. Hierbei wächst der von dem Schleifkontakt 6 zwischen den
Schienen 12 und 14 beschriebene Bogen. Die Schienen sind derart angeordnet, daß
sie den Druckschwankungen des Gases Rechnung tragen.
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Durch die Berührung des Schleifkontaktes6 mit den Schienen ii und
12 wird von der Trommel i aus ein Zählwerk 8 eingeschaltet, und durch die
darauffolgende Berührung des Schleifkontaktes 6 mit den Schienen 13 und 14
wird das Zählwerk ausgeschaltet. Infolgedessen wird die Gasrnenge durch das Zählwerk
8 zusammengezählt unter Berichtigung der Angaben entsprechend dem Druck.
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Außer dieser Berichtigung kann auch eine Berichtigung entsprechend
der Temperatur des Gases in bekannter Weise vorgenommen werden.
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Der Antrieb des Zählwerks 8 von der Trommel i aus ist in Abb.
i bis 3 dargestellt. Das Zahnrad 9 des Zählwerks 8 ist auf
der Welle der Trommel i drehbar. Es ist mit einem Kupplungsring, beispielsweise
einer Reibungsscheibe gi, verbunden. Auf der Trommel i ist die zweite Kupplungshälfte
angeordnet. Diese wird von biegsamen Armen 20 gebildet, die an der Trommel befestigt
sind und sieh über die Stirnfläche hinaus erstrecken-. Diese Arme können mit Reibungsdruck
an die Scheibe gi gepreßt werden. Für jeden Arm ist auf der Trommel ein Elektromagnet
:21 angeordnet, mittels dessen der Arm entgegen der Federspannung an die Reibungsscheibe
gi gedrückt wird. ZD el Die Arme2o können durch Sperrhebel:22 in Berührung mit der
Scheibegi gehalten werden, und diese Sperrhebel können entgegen der Spannung von
Federn2.4 durch Elektromagnete 23 ausgelöst werden, so daß die Arme 2o von
der Scheibe gi zurückfedern. Bei der Drehung der Trommel wird durch den Übergang
des Schleifkontaktes 6 über die Schiene 12 der die Elektromagnete:2i erregende
Stromkreis geschlossen, und durch den Übergang des Schleifkontaktes 6 über
die Z,
Schiene 14 wird ein die Elektromagnete 23
erregender Stromkreis
geschlossen. Zweckmäßig finden zwei einander gegenüberliegende Arme 2-o Verwendung.
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An den unmagnetischen Armen 2o sitzen Aufsatzstücke ?-5 aus weichem
Eisen in einem gewissen Abstande vor den Magneten 2 1. Die Flächen der Scheibe gi
und der Arme:3o sind mit Gummi o. dgl. überzogen. Infolge dieser Anordnung sprechen
die Zahnräder 9 genau
auf den Stromschluß durch den Schleifkontakt
und die Schienen 12 und 14 hin an. Sollte die Reibung in dem Getriebe des Zählwerks
nicht ausreichen, inn dieses sofort beim Lösen der Kupplung zum Stillstand zu briiigen,
so läßt sich eine Bremse anordnen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 unterscheidet sich von dem im
vorstehenden beschriebenen lediglich dadurch, daß an Stelle des Zalinrades
9 eine Scheibe 99 angeordnet ist, die ebenso wie die ringförmige Scheibe
gi eine Kupplutigshälfte bildet. Die Scheibe 99
ist aber auf der Weile 81
des Zählwerks So befestigt, und dieses Zählwerk liegt gleichacbsig zur Tronirtiel
i. Die Scheibe 99 kann init Teilstricben versehen werdeil, welche die Einheiten
der bei einer Drehung 'gemessenen Gasinengen wiedergeben. Die Abmessungen können
derart sein, daß bei einer Drehung der Scheibe 99 beispielsweise ioo
1 durchströmen. Das Zählwerk So gibt dann ein #,'ielfaelies von ioo Einheiten
an.
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Gleichachsig zur Trommel i ist ein Ring i_5 aus leitendem Stoff isoliert
angeordnet, auf dein eine Bürste 16 schleift (Abb. i). Wenn der Schleifkontakt alt
der Schiene 12 liegt, so wird ein Stromkreis geschlossen, der von der Stromquelle
17 durch die Elektromagnete 21 gelit, die mithin erregt v;erden. Wenn der Schleifkontakt
6 bei weiterer Drehung der Trommel i an di,.- Schiene i-t gelangt. so wird
ein die gleiche Stroniquelle und Elektroina-,nete 23 enthaltender Stromkreis
geschlossen, so daß jetzt diese Elektromagnete erregt werden. D-,ircli die Erregun-
der Ma-nete 21 l# el werden die K-uppelarine 2o an die Kuppelscheibegi gedrückt,
so daß das Zaliilradg sieh zusammen mit der Trommel i dreht. Die Sperrliebel'22
werden durch ihre Federn 24 über die Arme 2o g legt, so daß sie diese in
Z#e t' der K-uppelstellung sperren (_Abb. 3). Wenn der Schleifkontakt
6 nun die Schiene 12 verläßt und die Elektrornagnete 21 ausgeschaltet werden,
so bleiben die Arme :2o doch in Kuppelstellung. Bei weiterer Drehung der Trommel
i -elangt der Schleifkontakt6 an die Schiene 1'-'4, so daß die Elektromagnete
23
erregt werden. Infolgedessen werden die Sperrliebel 22 zurückgezogen, so
daß die Arme 20 von der Kuppelscheibe gi zurückfedern und das Zahnrad
9 ausschaltet).
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Die im vorstehenden beschriebene Schaltung des Zählwerks erfolgt auch
dann, wenn statt der Schienenpaare 11, 12 und 13, 14 nur eine Schiene vorgesehen
ist. Die Hilfsschieneu i i und 13 haben die Aufgabe, Fünkenbildung bei der
Herstellung und Unterbrechung der Stromkreise zu verhindern.
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Bei der Drehung der Trommel gelangt der Schleifkontakt 6 zunächst
an die Schienen i i Ulld 13, die bei der Ausführung den ihnen gegenüber isolierten
Schienen 12 und 14 wesentlich näher liegen, als in der Zeichnung angegeben ist.
Die Scbienenii und 13 sind unter Zwischensebaltung eines Widerstandes i,",
an den Scbleifrin-i5 angeschlossen. Im Stromkreise des Schleifkontaktes
6 liegt außer der Stromquelle 17 ein Elektromal-net ig, der einen federbelasteten
Stromunterbrecher 4o schließen kann. An diesen Schalter ist ein Widerstand angeschlossen,
der mit den Hauptstromkreisen derart in Verbindung steht, daß die beim Ein- und
Ausschalten der Hauptstronikreise an den Schienen 12* und 1.4 entstehenden Induktionsspannungen
abgeleitet werden, ohne Schaltfunken hervorzurufen. Der Widerstand 18 im Hilfsstromkreis
der Schienen 11, 13 kann so groß bemessen sein, daß er seinerseits Funkenbildung
beim Ein-und Ausschalten des Hilfsstrornkreises verhindert.
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Bei der Drehung der Trommel i gelangt der Schleifkontakt
6 zunächst an die Schiene i i. Durch den so geschlossenen Stromkreis geht
infolge des Widerstandes iS ein schwacher Strom, der den Elektromagneten ig err
eg t und den Schalter 4o schließt. Wenn der Schle;fizontalzt 6 die Schiene
i i verläßt, so wird zwar dieser Stromkreis, nicht aber der Stromkreis durch den
Schalter 4o unterbrochen. Der Kontakt6 gelangt nun an die Schiene 12. Da der Strom
an dieser Stelle geschlossen wird, bevor der Stromkreis von hohem Widerstand unterbrochen
ist, wird eine Funkenbildung vermieden. Durch den Kontakt 6 und die Schiene
12 wird ein Stromkreis geschlossen, in dem der Widerstand 18 nicht enthalten ist
und in dem ein verhältnismäßig starker Strom fließt. Da in diesem Stromkreise auch
der Elektromagnet ig liegt, bleibt der -Nebenschlußstromkreis geschlossen. Bevor
also der Schalter 4o geöffnet ist, ist der Elektromagnet ig wieder erregt, so daß
der Schalter 4o nicht geöffnet wird. Wenn der Kontakt 6 danach die Schiene
12 -verläßt, so wird zwar der die Elektromagnete 21 enthaltende Stromkreis sofort
unterbrochen, aber der Nebenschluß von hohem Widerstände, der durch den Schalter
4o gebildet wird, wird noch einen Augenblick geschlossen bleiben. Infolgedessen
wird Funkenbildung an der Schiene 12 vermieden.
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Die Schiene 13 verhindert in entsprechender Weise die Funkenbildung
an der Schiene 14. Der Hebel 3, der in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
entsprechend dem veränderlichen Gasdruck bewegt wird, kann beliebige andere Funktionen
einer veränderlichen Größe wiedergeben. So kann beispielsweise der Ab-
stand
der Schienen 12 und 14 die Quadratwurzel, oder eine andere Funktion des
Ab-
standes des Kontaktes von einem Nullpunkt
sein. Daher
kann die durch die Einrichtung integrierte Veränderliche eine beliebige Funktion
eines anderen Wertes sein, der gleichfalls eine Veränderliche ist.