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Wärmemengenzähler Es sind Wärmemengenzähler bekannt, bei denen die
Temperaturdifferenz zwischen Vor-und Rücklauf mittels eines Anzeigegerätes gemessen
wird, dessen Ausschlag durch eine von einem Wassermesser intermittierend angetriebene
Vorrichtung auf ein Zählwerk übertragen wird. Die Einrichtung ist in der Weise ,getroffen,
daß bei der intermittierenden Einstellung des Zählwerkes der Zeiger des Temperaturdifferenzmessers
in die Ausgangsstellung zurückgenommen wird. Hierbei besteht einerseits der Nachteil,
daß kein hochempfindliches Meßgerät als Temperaturdifferenzmesser benutzt werden-
kann, weil ein solches die fortgesetzte Rückführung des Zeigers in die Nullstellung
,nicht aushalten würde, und daß andererseits, insbesondere bei großen Durchflußmengen,
der Zeiger des Temperaturdifferenzmessers noch nicht wieder ganz in seine Meßstellung
gelangt sein kann, wenn schon der Wassermesser einen neuen Impuls zur Rückstellung
des Zeigers gibt. Außerdem können auch durch das fortgesetzte- intermittierende
Ausschlagen und Zurückstellen des Zeigers des Meßgerätes Fendelun,gen auftreten.
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Es ist weiter bekannt, bei Wärmemengenzählern mechanische Anschläge
entsprechend der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf zu verstellen und
durch diese Anschläge den Hub zu begrenzen, um welchen das Zählwerk unter Mitwirkung
eines Wassermessers über eine besondere mechanische Kupplungseinrichtung verstellt
wird. Diese bekannte Einrichtung weist insbesondere für die Kupplungseinrichtung
eine ziemlich komplizierte Bauart auf.
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Außerdem ist auch ein Wärmemengenzähler bekannt, bei dem unter Anwendung
von ausschließlich rein mechanischen- Mitteln zur Ausführung der Meß- und Schaltvorgänge
das Zählwerk von einem Mengenmesser mit umlaufendem Meßorgan in der Weise intermittierend
durch ein mechanisches Glied fortgeschaltet wird, daß dieses Organ von dem Temperaturdifferenzmeßgerät
um eine der Temperaturdifferenz entsprechende Strecke in seinem Schaltschritt b-eeinflußt
wird. - Diese bekannte Einrichtung weist insbesondere die Nachteile auf, daß sie
für die häufig gewünschte Fernzählung von Wärmemengen nicht ohne weiteres verwendbar
ist und außerdem auch die Erreichung einer hohen Genauigkeit infolge der Benutzung
der mechanischen Thermometer zur Betätigung des Zählwerkes nur schwer erreichbar
ist.
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Weiter ist auch noch eine Einrichtung zur Integration einer Meßgröße
über die Zeit bekanntgeworden, bei welcher der Zeiger eines Meßgerätes über der
schrägen Kante einer Unterlage spielt und auf diese periodisch durch :einen Fallbügel
niedergedrückt wird.
Außer dem Fallbügel führt auch die schräge
Kante der Unterlage die in Abhängigkeit vom Zeigerausschlag veränderliche Hubbewegung
aus, und die mit der schrägen Kante versehene Unterlage stellt das Zählwerk entsprechend
ein.
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Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Einrichtungen
zu vermeiden und einen verhältnismäßig einfachen, aber durchaus betriebssicher arbeitenden
Wärmemengenzähler unter Verwendung elektrischer Thermometer und eines elektrischen
Temperaturdifferenzmeßgerätes zu schaffen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch
erreicht, daß die schräge Druckkante an dem das Zählwerk schaltenden Fallbügel selbst
vorgesehen ist. Gegenüber der zuletzt erwähnten bekannten Einrichtung liegt also
insbesondere insofern eine wesentliche Abänderung und Vereinfachung vor, als bei
dem neuen Wärmemengenzähler nicht wie bei der bekannten Einrichtung zwei verschiedene
Organe die Hubbewegung ausführen, sondern nur ein einziges, nämlich der Fallbügel,
' der zum weiteren Unterschied von der bekannten Einrichtung den Antrieb des Zählwerkes
unmittelbar bewirkt. Außerdem hat die neue Einrichtung den Vorteil, daß das empfindliche
Meßorgan für die Temperaturdifferenz bei jeder Stellung des Zeigers nur eine verhältnismäßig
sehr kleine Verbiegung zu erleiden hat, da die waagerechte Unterlage, auf die der
Zeiger gedrückt wird, in überall gleichem geringem Abstand längs des ganzen Ausschlagsb`äreiches
sich befindet, während bei der bekannten Einrichtung mit bewegter Unterlage und
bewegtem Fallbügel mit dem Zeigerausschlag zunehmende Durchbiegungen des Zeigers
in der Größe des gesamten Hubes unvermeidlich sind. Der Mengenmesser mit umlaufendem
Meßorgan kann insbesondere einen elektrischen Kontakt zeitweilig schließen, der
in dem Stromkreis eines den Fallbügel beeinflussenden Elektromagneten liegt. Es
empfiehlt sich, als Meßgerät für die Wärmemenge in bekannter Weise ein mechanisches
Zählwerk zu verwenden und dieses mit der Drehachse des Fallbügels mechanisch zu
verbinden. Die Einstellung dieses mechanischen, beispielsweise mit Zahlenrollen
ausgerüsteten Zählwerkes kann insbesondere dadurch erfolgen, daß eine Klinke bei
Bewegung des Fallbügels in ,einer Richtung proportional der Fallbügelbewegung ausgeschwungen
wird und bei Bewegung des Fallbügels in der anderen Richtung bis zu einem Anschlag
zurückgeführt wird und hierbei das Klinkenrad mitnimmt.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Abb. i ist ein Schaltbild, Abb.2 eine Vorderansicht der hauptsächlichsten Teile
der Meßeinrichtung und Abb. 3 eine Seitenansicht der Einrichtung nach Abb. 2. Nach
Abb. i wird die den Vorlauf i durchströmende Menge des Heizmediums mit Hilfe eines
umlaufenden Messers 2, z. B. eines Woltman-Messers, ständig überwacht. Außerdem
sind in den Vorlauf i und in den Rücklauf 3 temperatur-,empfindliche Widerstände
¢, 5 oder andere temperaturempfindliche Organe (Thermoelemente, Bimetallstreifen
usw.) eingebaut. Die mit den temperaturempfindlichen Elementen q. und 5 gemessene
Temperaturdifferenz wird z. B. mittels einer Brückenschaltung 6 durch ein elektrisches
M,eßgerät 7 angezeigt. Aus dieser Temperaturdifferenz und der mittels des Messers
2 bestimmten Durchflußmenge läßt sich dann die Wärmemenge messen.
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Einrichtungen mit den bisher beschriebenen Merkmalen sind an sich
bekannt. Um die Wärmemenge zu ermitteln, wird z. B. bei jedem Umlauf des Messers
2 ein Kontakt 8 geschlossen, der gemäß der Erfindung in dem Stromkreis des Elektromagnets
9 für den Fallbügel i o liegt. Dadurch ist die Häufigkeit der Fallbügelbewegung
von der Umlaufzahl des Messers 2 abhängig gemacht. Statt dessen könnte man auch
eine andere mechanische oder elektrische Einrichtung für diesen Zweck verwenden.
So könnte beispielsweise das umlaufende Organ des Messers 2 mit einer Nockenscheibe
versehen sein, welche bei jedem Umlauf über Hebel eine Bewegung des Fallbügels i
o hervorruft. Die Fallbügelbewegung wird außerdem von dem Ausschlag des Zeigers
i i des Meßgerätes 7 abhängig gemacht. Dies geschieht dadurch, daß die dem Zeiger
i i zugekehrte Kante 12 (Abb. 2) des Fallbügels io abgeschrägt ist, so daß der für
den Fallbügel io mögliche Weg von dem Zeigerausschlag abhängt. Bei der in Abb. 2
veranschaulichten Stellung des Zeigers i i kann der Fallbügel io nur eine sehr kurze
Strecke sich nach abwärts bewegen, weil. -er schon sehr bald auf den Zeiger i i
auftrifft, diesen gegen eine ortsfeste Unterlage 13 drückt und infolgedessen in
seiner Bewegung beschränkt ist. Gewünschtenfalls kann man den Zeiger i i über einer
nach Temperaturen .geteilten Skala 14 spielen lassen und kann die Temperaturdifferenz
durch den Zeiger auf einen von .einem Uhrwerk bewegten Papierstreifen aufzeichnen.
Die Durchfiußmenge läßt sich leicht dadurch feststellen, daß bei jeder Kontaktgabe
im Woltman-Messer 2, also bei jeder Fallbügelbewegung, ein Zählwerk um einen konstanten
Schritt fortgeschaltet wird. Die besondere Anzeige von Temperaturen und Wassermenge
ist bei Wärmezählern an sich bekannt.
Da, wie bereits erwähnt,
die Fallhöhe des Fallbügels io in der beschriebenen Weise von der Temperaturdifferenz
zwischen Vor- und Rücklauf abhängig gemacht ist und außerdem die Häufigkeit der
Fallbügelbewegung der Durchflußmeng-e des Heizmediums proportional ist, so bietet
die Sum.mierung der Hubhöhen des Fallbügels ein Maß für die dem Produkt beider Größen
proportionale Wärmemenge. Um diese in einfacher Weise zu bestimmen, ist auf der
Drehachse 15 (Abb. 3) des Fallbügels i o ein Zahnsegment 16 befestigt, das
über Übersetzungsräder 17 mit einem Schaltklinkenhebel2q. verbunden ist.
Die Schaltklinke 19 ist am Hebel 24 befestigt und nimmt das Zahnrad 18
mit, wenn der Fallbügel herabgeht, während sie bei entgegengesetzter Bewegung über
das Zahnrad hinweggleitet. Das Zahnrad 18 steht mit dem mechanischen Zählwerk 2o
in Verbindung. Wird also der Elektromagnet 9 infolge Kontaktschlusses bei 8 (Abb.
i) erregt, so zieht er seinen Anker 2 i (Abb. 2) an, der über Hebel22 mit dem Fallbügel
io gelenkig verbunden ist. Dadurch kommt eine Abwärtsbewegung des Fallbügels io
unter Drehung der Achse 15 zustande. Die Größe der Abwärtsbewegung des Fallbügels
i o wird durch die Stellung des Zeigers i i (Abb. 2) bestimmt. Die FaUbügelhubgröße
wird über die. mechanischen Glieder 16, 17, 2q., 19, 18
auf
das mechanische Zählwerk 2o übertragen, welches die Wärmemengen addiert. Wird der
Kontaktschluß bei 8 (Abb. i ) wieder unterbrochen, so wird der Anker 21 (Abb. 3)
durch die Wirkung der Feder 23 wieder in die gezeichnete Stellung zurückgeführt.
An dieser rückläufigen Bewegung nimmt der Antriebshebel 22, der Fallbügel io, das
Zahnsegment 16 sowie die übersetzungsräder 17 sowie der Hebel 24 mit der
Klinke 19 teil, während das Zahnrad 18
stehenbleibt, weil die Klinke
i9 in dieser Bewegungsrichtung keinen Eingriff hat.
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Es zeigt sich nun, daß eine solche Einrichtung dem Zahnrade 18
oft eine so große kinetische Energie bei der Bewegung erteilt, daß dieses Rad auch
nach Beendigung der Bewegung der Klinke ig noch weiterläuft, das Zählwerk also besonders
bei großen Hüben zu viel zählt. Man kann die deswegen notwendige Dämpfung der Zahnradbewegung
erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß die Klinke 19 das Zahnrad bei ihrem
Rückgang mitnimmt und für sie ein unabhängig von dem Fallbügel- und dem Zähhverkantrieb
angeordneter Anschlag 25 vorgesehen ist. Die Wirkung dieser Einrichtung ist wie
folgt: Bei aberregtem Elektromagneten 9 und freigegebenem Zeiger i i liegt die Klinke
19,
die dabei mit dem Zahnrad 18 in Eingriff steht, gegen den Anschlag 25.
Wird nun der Elektromagnet 9 erregt und zieht seinen Anker an, so wird dadurch einerseits
der Fallbügel i o abwärts bewegt und andererseits über die Zwischenglieder 16 und
17 die Klinke 19 allein um einen dem Fallbügelhub und damit auch dem Ausschlag
des Zeigers i i entsprechenden Winkel entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht,
wobei sie über das.Zahnrad . hinweggleitet. Bei der nachfolgenden Aufwärtsbewegung
des Fallbügels io, die bei Aberregung des Magnets g unter der Wirkung der Feder
23 vor sich geht, wird die Klinke i g und das von ihr mitgenommene Zahnrad 18
im Uhrzeigersinn verstellt, so lange, bis die Klinke i g gegen den Anschlag 25 stößt.
In diesem Augenblick wird infolge des Eingriffes der Klinke i g in das Zahnrad 18
zugleich auch dieses und die mit ihm verbundenen anderen Zahnräder des Zählwerkantriebes
stillgesetzt. Es wird also mit Sicherheit verhindert, daß das Zahnrad 18 und damit
das Zählwerk 2o auch bei großen Fallbügelhüben über die durch den Anschlag 25 gekennzeichnete
Stellung hinausgedreht werden kann. Dadurch wird, wie Versuche ergeben haben, eine
hohe Betriebssicherheit und Einstellgenauigkeit bei der neuen Einrichtung erreicht.
Man könnte für den gleichen Zweck auch irgendwelche andere bekannte Einrichtungen
verwenden, z. B. eine Rutschkupplung.
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Die neue Einrichtung ist nicht in der Anwendung für Wärmemesser von
Warmivasser-oder Dampfheizungen beschränkt. Sie kann beispielsweise auch zur Bestimmung
; der latenten Wärmemenge von Gasmengen benutzt werden. In diesem Falle würde man
statt des Woltman-Messers 2 (Abb. i) z. B. einen Trommelgasmesser verwenden und
das elektrische Meßgerät 7 als Anzeigegerät für ein Kalorimeter benutzen, welches
in diesem Falle eine dem spezifischen Heizwert des untersuchten Gases proportionale
Temperaturdifferenz in an sich bekannter Weise messen würde. Der sonstige Aufbau
der Einrichtung kann der gleiche bleiben.