DE735993C - Vorrichtung zur Ermittlung des Mittelwertes einer Messgroesse in einem bestimmten Zeitraum - Google Patents

Description

Vorrichtungen zur Ermittlung des mittleren Verbrauchs innerhalb eines bestimmten Zeitraumes sind bereits mehrfach bekanntgeworden. Eine solche Ermittlung ist beispielsweise erforderlich, wenn man fortlaufend den mittleren Verbrauch innerhalb eines bestimmten Zeitraumes durch besondere Schreibzeuge registrieren und daraus etwa das Maximum dieses Durchschnittsverbrauchs innerhalb

- eines bestimmten Verrechnungsabschnittes feststellen will, oder man kann irgendeine Signal- oder Anzeigevorrichtung betätigen, wenn der mittlere Verbrauch eine bestimmte Grenze überschreitet. Durch dieses Signal oder durch diese Anzeige kann der Verbraucher an eine Herabsetzung seines Verbrauchs gemahnt werden. Gegebenenfalls kann das den Durchschnittsverbrauch ermittelnde Gerät auch eine Reguliervorrichtung steuern,

ao die selbsttätig den Verbrauch auf einen bestimmten Durchschnittswert einregelt oder die Überschreitung einer bestimmten Verbrauchsgrenze selbsttätig verhütet. In derselben Weise wie der Durchschnittsverbrauch kann auch der Mittelwert einer anderen Meßgröße, ζ. B. der Spannung des Stromes einer elektrischen Anlage, festgestellt oder eingeregelt werden, wenn man an Stelle des den Verbrauch messenden Zählers, beispielsweise einen E²-, P- oder einen Amperestunclenzähler oder eine andere die Meßgröße integrierende Vorrichtung verwendet.

Die bekannten Geräte dieser Art leiden an verschiedenen Mängeln. Es muß ζ. Β. bei einem dieser Geräte jeweils nach Entnahme eines bestimmten Verbrauchsquantums der den Verbrauch messende Zähler das Einstanzen von Löchern in einem mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegten Streifen veranlassen, wobei gleichzeitig das erste Teil eines

Differentialgetriebes verstellt wird. Der Streifen wird dann von einer in der Transportrichtung gegen das Stanzwerkzeug \^rersetzten Vorrichtung abgetastet, die zur Verstellung des zweiten Teiles des Differentialgetriebes entgegen dem Sinne der Verstellung des ersten Teiles dient, so daß sich das dritte Teil des Differentialgetriebes auf den jeweiligen Mittelwert der Meßgröße einstellt. Hier ist der fortgesetzte Papierverbrauch lästig, auch besteht die Gefahr, daß die beim Stanzen abfallenden Teilchen im Laufe der Zeit die beweglichen Teile der Einrichtung hemmen. Bei einer anderen Vorrichtung sind in einem Rad '5 oder in einer Kette verschiebbar Stäbchen gelagert, von denen bei jedem Zählerimpuls das gerade vorbeiwandernde Stäbchen aus einer inaktiven in eine aktive Stellung verschoben wird. Die in dieser Stellung befindlichen Stäbchen betätigen dann ähnlich wie bei dem ersterwähnten Gerät die beiden in entsprechendem Abstand hintereinander angeordneten Differentialgetriebeteile. Es ist schwierig, ohne großen Material- und Platzaufwand ^a5 die Stäbchenzahl derart groß zu machen, daß das Gerät einerseits genügend ruhig und gleichmäßig arbeitet, andererseits den Mittelwert auch über größere Zeiträume von beispielsweise einer Stunde feststellen kann. Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich bei dem dritten bekannten Gerät. Hier läßt der Zähler jeweils nach Entnahme eines bestimmten Verbrauchsquantums eine Kugel in eine einem Becherwerk ähnliche Transportvorrichtung fallen, die nach einem bestimmten Transportweg wieder in einen Vorratsbehälter zurückfällt, aus dem derZähler die Kugeln entnimmt. Das Becherwerk benötigt viel Platz und Material, wenn das Meßgerät genügend ruhig und genau arbeiten soll.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät der letztgenannten Gattung, bei der ein die Meßgröße über die Zeit integrierendes Getriebe, sobald das Integral der Meßgröße ein ganzzahliges Vielfaches eines Grundwertes erreicht, einen Körper aus einem Vorratsbehälter freigibt, welcher Körper einer mit konstanter, dem gewünschten Zeitraum angepaßter Geschwindigkeit bewegten Transportvorrichtung zugeführt und nach Zurücklegung eines festen Weges wieder in den Vorratsbehälter zurückgebracht wird, wobei jeder Körper am Anfang und Ende dieses Weges den ersten und zweiten Teil eines Differentialgetriebes in entgegengesetztem Sinne ■fortschaltet, während der dritte Teil des Differentialgetriebes mit einer Registrier-, Signal-, Reguliervorriclitung o. dgl. verbunden ist.

Erfindungsgemäß wird der Platz- und Materialbedarf derartiger Geräte dadurch verringert, daß die Transportvorrichtung aus zwei in äquidistanten Flächen gegeneinander beweglichen, mit Nuten versehenen Gliedern besteht, die die Körper in einer Schrauben- oder Spirallinie fortbewegen. So kann z. B. das eine Glied der Transportvorrichtung aus einer um ihre Achse umlaufenden Trommel mit in deren Alantelfläche parallel zu der genannten Achse angeordneten Nuten zur Mitnahme der Körper in der Drehrichtung und das andere Glied der Transportvorrichtung aus einem die Trommel umgebenden Gehäuse mit Innengewinde zur Führung der Körper in der Achsrichtung bestehen.

Der Transport von Kugeln in derartigen Meßgeräten durch Schnecken ist bekannt, hier bewegen sich aber die Kugeln nur geradlinig fort. Die Fortbewegung der Kugeln in Schrauben- oder Spirallinien ergibt den \"orteil einer feiner gestuften Anzeige, da in den vielen Windungen dieser Linien eine weit größere Anzahl von Kugeln untergebracht werden kann als bei den bekannten Vorrichtungen.

Auch wurde bereits an einem Gerät von der Erfindung zugrunde liegenden Gattung vorgeschlagen, die Kugeln in Bohrungen auf dem L^Tmfang von Scheiben zu transportieren, die um eine vertikale Achse umlaufen. Die Aufgabe, eine Transportvorrichtung zur Aufnähme möglichst vieler Kugeln auf kleinstem Raum zu schaffen, wurde gemäß diesem Vorschlag in einer von der vorliegenden Erfindung abweichenden Art dadurch zu lösen versucht, daß mehrere Scheiben der genannten Art untereinander auf derselben Achse angeordnet wurden. Zwischen je zweien dieser Scheiben war eine derart geschlitzte Blendenscheibe vorgesehen, daß jede Kugel nachdem Durchlaufen des einer der gebohrten Schei- 1°° ben entsprechenden Transportweges durch den Schlitz einer Blendenscheibe fällt und sodann der nächsten gebohrten Scheibe zugeführt und von dieser weitertransponiert wird.

Zur Erhöhung der Sicherheit und insbe- . sondere um Klemmungen an der Einladestelle der Körper zu vermeiden, kann an dieser Stelle ein von den Xuten eines Gliedes der Transportvorrichtung gesteuertes Gesperre angebracht werden, das die Körper nur dann in den Bereich der Transportvorrichtung gelangen läßt, wenn gerade eine Nut der obengenannten Trommel der Einladestelle gegenübersteht. Für diese Maßnahme wird der Schutz nur im Rahmen des Hauptanspruchs begehrt.

Zwecks näherer Erläuterung der Erfindung wird auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Fig. 1 zeigt eine derartige Vorrichtung in der Vorderansicht teilweise im Schnitt, Fig. 2 die

gleiche Vorrichtung von oben gesehen ebenfalls teilweise im Schnitt.,

Durch Z ist schematisch ein Verbrauchszähler oder ein anderes die Meßgröße über die Zeit integrierendes Getriebe, durch U ein mit unveränderlicher Geschwindigkeit umlaufendes Antriebswerk angedeutet. Die Teile Z und U können selbstverständlich entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines

ίο sog. Kraftverstärkers mit Hilfsmotor die im folgenden beschriebenen Teile antreiben.

Mit dem Zähler Z ist über ein Vorgelege ι eine doppelte Blendenscheibe 2, 3 mit gegeneinander versetzten Ausschnitten 4, 5 und ein Rührflügel 6 verbunden. 7 ist ein Sammelbehälter für die Kugel 8, die der Rührflügel 6 stets in einer gewissen Bewegung hält, um Klemmungen an der Austrittsstelle 9 des Behälters zu verhüten. An die Austrittsstelle ist ein Führungsrohr 10 angeschlossen, das bei 11 und 12 zwecks Durchtritt der Blendenscheiben 2, 3 geschlitzt ist. Durch eine Öffnung 13 des Rohres 10 greift der Sperrteil 14. Er ist schwenkbar um die Achse 15 gelagert und über ein nachgiebiges Zwischenglied, z. B. eine Blattfeder 16, mit einer Rolle 17 verbunden. Eine Feder 18 sucht den Sperrteil 14 aus dem Rohr herauszuziehen und die Rolle 17 gegen den Umfang einer Transporttrommel 19 zu drängen. Die Rohrmündung 20 ist durch ein die Trommel 19 umgebendes Gehäuse 21, das mit Innengewinde 22 versehen ist, hindurchgeführt. Das Innengewinde 22 dient zur Führung der Kugeln 8 in der Achsrichtung der Trommel. Die Trommel ist parallel zu ihrer Achse mit Nuten 23 zur Mitnahme der Kugeln 8 in der durch Pfeil angedeuteten Drehrichtung versehen.

Unmittelbar hinter der die' Einladestelle der Kugeln bildenden Mündung 20 ist ein in den Weg der Kugel 8 ragendes Zackenrad 24 angebracht, das über die Zwischenräder 25 mit dem ersten Teil 26 eines Differentialgetriebes¹!) verbunden ist. Von der Ausladestelle 27 der Kugel führt ein Rohr 28 zum Sammelbehälter 7. Vor der Ausladestelle ragt ein weiteres Zackenrad 29 in den Weg der Kugel, das über die Zwischenräder 30 mit dem zweiten Teil 31 des Differentialgetriebes D verbunden ist. Abgefederte Rollen 32 drängen jedes der Räder 24, 29 stets in eine solche Stellung, daß einer ihrer Zacken in den durch die Transporteinrichtung vorgeschriebenen Weg der Kugeln ragt. Die in diesem Absatz beschriebenen Teile gehören nicht zum Gegenstand der Erfindung.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Sobald der Verbrauch bzw. das Integral der Meßgröße ein ganzzähliges Vielfaches eines festen Grundwertes erreicht, gelangt ein Ausschnitt 4 der Blendenscheibe 2 unter die Behälteröffnung 9 und läßt das Durchfallen einer Kugel 8 zu, die aber zunächst von dem Zacken der darunterliegenden Blendenscheibe 3 aufgehalten wird, 'bis beim Vorbeiwandern eines Ausschnitts 5 dieser Scheibe der Kugel der Weg durch das Rohr 10 freigegeben wird. Die Kugel wird im allgemeinen nochmals durch den Sperrteil 14 aufgehalten, bis die Feder 18 die Rolle 17 in eine Nut 23 der Trommel 19 zieht und dadurch den Sperrteil 14 aus dem Weg der Kugel entfernt. In dem gleichen Augenblick steht eine Nut der Trommel der Einladestelle 20 unmittelbar gegenüber. Die Kugel kann also, ohne Klemmungen zu verursachen, zwischen die Trommel 19 und das Gehäuse 21 gelangen. Ist dagegen beim Herabrollen der Kugel im Rohr 10 der Sperrteil 14 schon in der ausgerückten Stellung, dann gelangt die Kugel ohne weiteres zur Trommel. Die Nut der Trommel nimmt nun die Kugel mit, und die Trommel schaltet unter Vermittlung der Kugel das Rad 24 um einen Zahn weiter. Gleichzeitig wird der Differentialgetriebeteil 26 um einen Schritt weitergedreht. Dann wandert in Schraubenlinien die Kugel 8 durch die aus Trommel und Mantel bestehende Transportvorrichtung hindurch. Die Zeit des Durchwanderns möge beispielsweise Y₂ Stunde betragen. Am Ende der halben Stunde schaltet die Trommel mittels der Kugel das Rad 29 um einen Schritt weiter, kurz darauf gelangt die Kugel zur Ausladestelle 27 und rollt durch das Rohr 28 zum Sammelbehälter 7 zurück. Die Räder 26 und 31 des Differentialgetriebes werden demnach bei jedem Vorbeigäng einer Kugel an den Zackenrädern 24 und 29 um einen bestimmten Winkel in der Pfeilrichtung, also in einander entgegengesetzter 1°° Richtung verstellt. Der dritte Teil 33 des Differentialgetriebes zeigt daher jeweils die Anzahl der auf dem Weg zwischen den beiden Zackenrädern 24 und 29 innerhalb des Gehäuses 21 befindlichen Kugeln und damit jeweils den Verbrauch bzw. das Integralder Meßgröße über die vorangegangenen Zeitperioden an, deren Dauer gleich der Zeit des Transportes derselben Kugel von dem einen Zackenrad 24 bis zu dem zweiten, 29, ist. Da diese Transportzeit immer die gleiche ist, ist aber die Anzeige dem gesuchten Mittelwert proportional.

Da die Zackenräder 24 und 29 jeweils von einer Kugel um einen vollen Zahn verstellt werden und somit die Bewegung des Differentialgetriebeteiles 33 sprunghaft erfolgt, wird die Verstellung dieses Teiles um so gleichmäßiger, je feiner die Teilung der Trommel und je größer die Drehzahl der Trommel gegenüber der Zahl der pro Zeiteinheit durchgeschleusten Kugeln ist. Da-

durch, daß die Kugeln längs Schraubenlinien mit mehreren Windungen bewegt werden, ergibt sich bei kleinem Raumbedarf ein verhältnismäßig langer Transportweg bei verhältnismäßig feiner Trommelteilung. Die Zahl der maximal geförderten Kugeln kann deshalb ziemlich groß sein, und das Gerät wird au.s diesem Grund sehr genau und gleichmäßig arbeiten. Es ist beispielsweise möglich, daß

ίο gleichzeitig etwa 300 Kugeln in der Transportvorrichtung Aufnahme finden. Dadurch wird der mögliche Meßfehler auf weit unterhalb ι % des maximalen Meßwertes herabgedrückt.

Die Erfindung bietet u. a. folgende Vorteile: Das Meßgerät arbeitet bei kleinem Material- und Raumbedarf auch dann noch sicher und genau, wenn der Mittelwert für \-erhältnismäßig große Zeitabstände bestimmt werden soll. Es ist einfach und billig in der Ausführung und gestattet, die durchgeschleusten Körper verhältnismäßig klein, "mit etwa ι bis 3 mm Durchmesser, zu halten. Klemmungen oder sonstige Störungen sind ausge-· schlossen. Wegen des kleinen Platzbedarfes läßt sich die Vorrichtung an Stelle der üblichen Maximummehrfachtarif zähl werke o. dgl. in die Meßgeräte einbauen. Gegen Stöße und Schläge von außen ist das Gerät unempfindlich.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Ermittlung des Mittelwertes einer Meßgröße in einem bestimmten Zeitraum, bei der ein die Meßgröße über die Zeit integrierendes Getriebe, sobald das Integral der Meßgröße ein ganzahliges Vielfaches eines Grundwertes erreicht, einen Körper aus einem ■Vorratsbehälter freigibt, welcher Körper einer mit .konstanter, dem gewünschten Zeitraum angepaßter Geschwindigkeit bewegten Transportvorrichtung zugeführt und nach Zurücklegung eines festen Weges wieder in den Vorratsbehälter zurückgebracht wird, wobei jeder Körper am Anfang und Ende dieses Weges den ersten und zweiten Teil eines Differentialgetriebes in entgegengesetztem Sinne fortschaltet, während der dritte Teil des Differentialgetriebes mit einer Registrier-, Signal-, Reguliervorrichtung o. dgl. verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung aus zwei in äquidistanten Flächen gegeneinander beweglichen, mit Nuten versehenen Gliedern besteht, die die Körper in einer Schraubenoder Spirallinie fortbewegen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Glied der Transportvorrichtung aus einer um ihre Achse umlaufenden Trommel mit in deren Mantelfläche parallel zu der genannten Achse angeordneten Xuten zur Mitnahme der Körper in der Drehrichtung und das andere Glied aus einem die Trommel umgebenden Gehäuse mit Innengewinde zur Führung der Körper in Achsrichtung besteht.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein von den Nuten eines Gliedes der Transportvorrichtung gesteuertes Gesperre für die zugeführten Körper, die diese nur dann in den Bereich der Transportvorrichtung gelangen läßt, wenn eine Nut dieses Gliedes der Einladestelle für die Körper in die Transportvorrichtung gegenübersteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   BERLIN. GEDRUCKT IN DER