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Höchstverbrauch-Meß einrichtung für Elektrizität Die bekannten Maximumzähler,
die zur Bestimmung des Höchstverbrauches elektrischer Anlagern Verwendung finden,
besitzen im wesentlichen einen vom Zählersystem angetriebenen Mitnehmer für einen
Schleppzeiger oder einen Schreiber, der in regelmäßigen Zeitabständen (Registrierperioden)
durch ein Laufwerk, z. B. alle 15 Minuten, für kurze Zeit vom Zähler entkuppelt
wird, um in seine Anfangslage zurückzukehren.
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Bei derartigen Zählern werden die Höchstbelastungen der Anlage nur
dann genau angegeben, wenn diese Belastung unverändert wenigstens einmal doppelt
so lange Zeit bestanden hat, als die Registrierperiode dauert.
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Für die Ermittlung des wahren Höchstverbrauchs ist es also wesentlich,
zu welchem Zeitpunkt der Belastungszeit die Registrierperiode beginnt. Im allgemeinen
fällt letztere nicht mit der gleichen Zeitperiode zusammen, während welcher die
Höchstbelastung bzw. der Höchstverbrauch stattfindet. Je nach der Lage der Registrierperiode
zur Belastungsperiode können Meßfehler bis zu 50°/O auftreten.
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Man könnte nun solchen Ungenauigkeiten durch eine Verkürzung der
Registrierperiode Rechnung tragen; die Dauer einer Registrierperiode kann jedoch
nicht beliebig verkürzt werden, weil sonst, abgesehen von der komplizierter werdenden
Bauart des Gerätes, der Sinn der mittleren Belastung, die mit Maximumzählern erfaßt
werden soll, illusorisch wird.
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Um die erwähnten Unzulänglichkeiten ohne Verkürzung der Registrierperiode
unter das praktisch bewährte Maß von mindestens I5 Minuten weitgehendst auszumerzen,
kann man mehrere Mitnehmer verwenden, welche mit gleichen Registrierperioden arbeiten,
wobei aber die Anfangs- bzw. Endzeiten der einzelnen Registrierperioden dieser Mitnehmer
im Verhältnis zueinander verschoben sind und jeder Mitnehmer nach Ablauf einer Registrierperiode
nadel
Maßgabe dieser Verschiebung in seine Anfangsstellung zurückkehrt.
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Wenn mit T die Dauer einer Registrierperiode und mit n die Zahl der
Mitnehmer bzw. die in gleichmäßigen Zeitabständen beginnenden oder endigenden Registrierperioden
bezeichnet werden, so gilt für das im ungünstigsten Falle registrierte mittlere
Maximum Pm die allgemeine Beziehung: 2n-1 Pm = #P 2n oder in % ausgedrückt Pm =
I00 (2n - I) 25t wobei P das wahre Maximum bedeutet.
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Je mehr Mitnehmer verwendet werden, d. h. je kürzer man die Zeitabstände
der einzelnen, sich folgenden Registrierperioden macht, um so näher rückt man der
Ermittlung des wahren Höchstverbrauchs, allerdings in asvmptotischer Form, indem
z. B. bei 5 Mitnehmern Pm=90°, bei Io Mitnehmern Pm = 95 0/, und bei 100 Mitnehmern
Pm = 99,5 % von P wird. Im allgemeinen wird eine den praktischen Erfordernissen
genügende Genauigkeit mit 5 Mitnehmern erreicht.
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Die Abstände zwischen den Anfangs- bzw, Endzeitpunkten der einzelnen
Mitnehmerregistrierperioden bemessen sich nach folgender Regel: Wird die Zeit von
dem Anfangs-bzw. Endzeitpunkt des ersten Mitnehmers an gerechnet, so liegen- der
Beginn bzw. das Ende der Registrierperioden für den I. Mitnehmer zu den Zeiten 0,
T, 2 T, 3T usw., für den 2. Mitnehmer zu den Zeiten Tin, T + T/n, 2 T + T/i. usw.,
für den 3. Mitnehmer zu den Zeiten 2T/n, T + 2 Tjn usw., für den n-ten Mitnehmer
zu den Zeiten (it-i) T/n, T + (n-i) T usw.
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Solche Masimumzähler mit mehreren auf einen gemeinsamen Maximumzeiger
einwirkenden Mitnehmern, die mit der gleichen Registrierperiode arbeiten, aber zu
verschiedenen Zeiten vom Zähleranker abgekuppelt werden, sind an sich bereits bekannt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein in Einrichtung und Wirkungsweise
besonders zweckmäßiges, nach der vorstehenden Methode mit mehreren Mitnehmern arbeitendes
Höchstverbrauch-Meßgerät, welches sich im wesentlichen dadurch auszeichnet, daß
die Mitnehmer einerseits je auf ein Übertragungsorgan einwirken, welche untereinander
und mit dem Schleppzeiger in Wirkungsverbindung stehen, während sie andererseits
mit Steuergliedern verbunden sind, an die ein von einem Laufwerk gesteuerter Rücksteller
herangeführt wird, welcher die Steuerglieder und die Mitnehmer unabhängig von den
Übertragungsorganen nacheinander in die Anfangsstellung zurückführt. Hierbei können
die Steuerglieder und die Mitnehmer auf gemeinsamen Achsen festsitzen, die mit auf
ihnen angeordneten Zahnrädern zwei nebeneinanderliegende Kränze von Rädern bilden,
die durch je ein Mittelrad miteinander gekuppelt sind und von denen die den Steuergliedern
zugeordneten Räder des einen Kranzes mit satter Reibung aufsitzen und vom Zähleranker
aus angetrieben werden, während die lose auf den Achsen auflagernden Räder des andern
Kranzes durch die Mitnehmer drehbar sind und als Organe zur Übertragung des vom
Zähleranker übermittelten Höchstwertes auf den mit einem der Räder unmittelbar oder
mittelbar verbundenen Schleppzeiger dienen.
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Die die Achsen mit den Mitnehmern über die Steuerglieder in die Anfangslage
zurückführende Vorrichtung hann hierbei zweckmäßigerweise aus einem von einer Steuerfläche
geführten Hebel o. dgl. bestehen, der einerseits auf einem Vorrichtungsteil gelagert
ist, welcher vom Zeitelement aus angetrieben, mit der Steuerfläche eine Umdrehung
je Registrierperiode ausführt und andererseits, sobald er in den Bereich eines Steuergliedes
gelangt, von der Steuerfläche eine das Steuerglied in die Nullage zurückführende
Bewegung erhält.
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Die Steuerfläche besteht vorzugsweise aus einem Exzenter, der unter
dem Einfluß eines vom Zeitelement gespeisten Kraftspeichers steht und bei Auslösung
dem Rücksteller über Zwischenglieder eine Schwingbewegung erteilt, durch die das
entsprechende Steuerglied bzw Achse in die Anfangslage und auch der Rücksteller
selbst in die für die nächste Rückstellung erforderliche Bereitschaftsstellung zurückgeführt
werden. Hierbei kann die den Rücksteller führende, je Registrierperiode eine Umdrehung
ausführende, von einer Feder als Kraftspeicher beeinflußte Steuerfläche mit einer
Sperre in Verbindung stehen, die entsprechend den Zeitabständen der einander folgenden
Registrierperioden die Steuerfläche freigibt. welche dadurch und unter dem Druck
der Feder eine rasche einmalige Umdrehung zur Steuerung des Rückstellers ausführt.
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Die Sperre kann vorteilhafterweise aus einem Schieber bestehen, der
einenends mit der Steuerfläche in Verbindung steht und anderends mit Anschlägen
an dem je Registrierperiode eine Umdrehung ausführenden Vorrichtungsteil zusammenarbeitet
derart, daß die Sperre nach jedem Zeitabstand von einem der Anschläge abfällt, wodurch
die Steuerfläche, dem Einfluß der Feder preisgegeben, eine Umdrehung macht, wonach
die Sperre an dem andern Anschlag sich fängt.
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Der für die Rückstellung der Steuerglieder
bzw. der
Achsen maßgebende Rücksteller, der ihn steuernde Exzenter und die Zwischenglieder
sowie der Schieber, die Anschläge und die Aufziehfeder können zweckmäßig an einem
Käfig angeordnet sein, der mit dem Steuerexzenter für den Rücksteller vom Zeitelement
um eine Umdrehung je Registrierperiode angetrieben wird, während die ihn durchsetzende
Achse mit dem Exzenter für die Steuerung des Schiebers und den Aufzug der Feder
eine Umdrehung je Zeitabstand zwischen zwei Registrierperioden ausführt.
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Um die Rückstellbewegung durch die Feder nicht schlagartig ablaufen
zu lassen, kann erfindungsgemäß der Steuerexzenter bei der Rückstellbewegung eine
Verzögerung erhalten.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden
Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung.
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Gegenüber der bekannten Ausbildung der nach der erwähnten Methode
mit mehreren Mitnehmern arbeitenden, Höchstverbrauch-Meßeinrichtung bestehen die
Vorteile des Erfindungsgegenstandes außer in einer besonders raumsparenden Ausbildung
und Anordnung der Teile im wesentlichen darin, daß die Mitnehmer bzw. die ihrer
Funktion entsprechenden Steuerglieder nicht von dem Zählersystem entkuppelt und
durch Federn in die Nullstellung zurückschnellen, sondern daß die Rückführung unter
dauernder Kupplung zwangsläufig, und zwar im Rhythmus des Laufwerkablaufes erfolgt.
Bei den heute gebräuchlichen Maximumzählern mit Schreibwerk kann die Einrichtung
gemäß der Erfindung zur angenäherten Bestimmung des wahren Maximums vorteilhaft
ohne Vergrößerung des zur Verfügung stehenden Raumes eingebaut werden, wozu hauptsächlich
die Anordnung der Mitnehmer bzw. Steuerglieder in einer gemeinsamen Ebene wesentlich
beiträgt.
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Die Zeichnung veranschaulicht rein beispielshalber eineAusführungsform
der Höchstverbrauch-Meßeinrichtung gemäß der Erfindung, und zwar zeigt Fig. I die
schaubildliche vereinfachte Ansicht der Einrichtung nach Fig. 2, welche die wesentlichen
Teile und ihre gegenseitige Anordnung eines Höchstverbrauchsmessers gemäß der Erfindung
veranschaulicht.
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DieSchnecke I des Zählerankers treibt über das Schneckenrad 2, Variable
3, 4 und den Trieb 5 das den Gesamtverbrauch anzeigende Zählwerk 6 sowie ein System
von fünf Achsen 7,8,9,10,11 an, auf welchen je zwei Räder 7a-11a, 7b-11b und je
zwei hebel 7c-11c, 7ff-IId sitzen, die durch zwei Räder 12a, 129 auf der Zentralachse
12 unter sich gekuppelt sind und zwei nebeneinander je in einer Ebene angeordnete
Kränze von Rädern bilden. Alle Räder 7b-I Ib des einen den Hebeln bzw.
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Steuergliedern 7d-IId zugehörigen Räderkranzes wirken über eine in
Fig. I nur am Rad 9b gezeigte Friktion I3 auf die Achsen 7-11 und drehen diese Achsen
um den gleichen Winkel vorwärts, während die den Hebeln bzw. Mitnehmern 7c-11c zugehörigen
Räder 7a-IIa lose auflagern. Die Hebel 7c-IIc, 7&I 1d sitzen fest auf den Achsen
7-11, wobei die Hebel 7¢-IIc auf je einen Mitnehmerstift 7e-11e an den Rädern 7a~I
Ia des einen Räderkranzes einwirken. Da die Räder 7b-11b durch das zentrale Rad
12b untereinander gekuppelt sind, werden alle Räder 7b-11b um den gleichen Winkel
vorwärts gedreht. Über eines der Mitnehmerräder, z. B. ga wirken die Räder 7a-IIa
gemeinsam durch ein Winkelgetriebe 14, I5 auf den Maximumzeiger 16, wodurch dieser
um denselben Winkel im Verhältnis zu der Übersetzung der Räder 14 und 15 vorwärts
gedreht wird.
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Gemäß vorliegendem Beispiel sei angenommen, daß die Registrierperiode
I5 Minuten beträgt; dann erfolgt die Rückstellung je eines der fünf vorgesehenen
Mitnehmer 7c-IIc bzw.
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Hebel 7d-IId in die Anfangslage periodisch alle 3 Minuten, und zwar
durch die Einwirkung auf die Hebel 7d-11d, wodurch die entsprechenden Achsen 7-II
und dadurch auch die Mitnehmer 7c-11c nacheinander auf Null zurückgestellt werden.
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Die Rückstellvorrichtung besteht im wesentlichen aus den nachfolgend
beschriebenen Teilen, die an einem Käfig 17 angeordnet sind, der aus einem Zahnrad
I8 und einer mit ihm durch einen oder mehrere Stege 17a verbundenen Platine 19 besteht.
Der Käfig wird über das Rad 18 von einem als Zeitelement dienenden Synchronmotor
20 über Vorgelege durch den Trieb 21 angetrieben und macht je Registrierperiode
eine Umdrehung. Im Käfig I7 sind zwei Achsen 22 und 23 gelagert, wobei die Achse
22 mit einem Trieb 24 und einem Hebel 25 fest verbunden ist, der als Rücksteller,
dient. Der Trieb 24 wird von einem Zahnsektor 26 angetrieben, welcher auf der Welle
23 sitzt und unter dem Druck einer Feder 27 mit einer Rolle 28 gegen einen Exzenter
29 anliegt, der auf der Achse 42 festsitzt und im Käfig 17 lose gelagert ist. Da
der Käfig je Registrierperiode, z. B. 15 Minuten, eine Umdrehung macht, gelangt
die Achse 22 des Käfigs der Reihe nach in gleichen Zeitabständen (3 Minuten) gegenüber
jeder der Achsen 7-11. Hierbei wird jeweils die entsprechende Achse 7-11 mit dem
Steuerglied7a IId bzw. Mitnehmer7C-IIc mittels des Hebels 25 auf Null zurückgedreht.
Dieser Vorgang wird, wie nachstehend beschrieben, durch eine besondere Einrichtung
bewirkt.
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Hierzu besitzt der Exzenter 29 einen Fortsatz
30,
über den er durch eine Feder 31 mit einem Exzenter 32 bzw. dessen Achse 38 gekuppelt
ist. Das andere Ende der Feder 3I ist an der Achse 38 befestigt. Die Achse 38 mit
dem Exzenter 32 lagert lose auf der Achse 42 auf, wird vom Laufwerk 20 aus iiber
das Rad 37 angetrieben und macht relativ zum Käfig eine Umdrehung je Verschiebungsdauer
zwischen zwei sich folgenden Registrierperioden, also je drei Minuten bei dem vorliegenden
Beispiel.
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Auf dem Exzenter 32 ist ein Schieber 33 gelagert, welcher an einem
Ende eine Gabel 34 trägt, durch die der mit der Feder 3I verbundene Fortsatz 30
des Exzenters 29 greift. Am andern Ende trägt der Schieber 33 eine Nase 35, welche
unter dem Zug der Feder 3I gegen einen Stift 36 in dem Rad I8 anliegt. Der Exzenter
29 ist also über den Schieber 33 und dessen Anschlag am Stift 36 einerseits mit
dem Käfig 17 gekuppelt und macht dessen Bewegung mit; andererseits ist der Exzenter
29 auch mit der Feder 31 gekuppelt.
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Beim Umlauf des Exzenters 32 macht der Schieber 33 mit der Nase 35
je Umdrehung eine geradlinge Hinundherbewegung, wobei der Schieber mit der Nase
35 vom Stift 36 abfallen und unter dem Einfluß der Feder eine rasche Umdrehung entgegengesetzt
zu seinem normalen Umlauf ausführen kann. Hierbei nimmt er den Exzenter 29 mit,
der nun iiber die Rolle 28, den Sektor 26 und den Trieb 24 den Rücksteller steuert.
Beim Umlauf des Exzenters 29 macht der Zalinsektor 26 eine hin und her gehende Schwenkbewegung
und dementsprechend auch die Achse 22 mit dem Trieb 24 und dem Rückstellhebel 25,
wobei der Hub des Exzenters 29 und das Ubersetzungsverhältnis des Sektors 26 zum
Trieb so so gewählt ist, daß der Drehwinkel des Hebels 25 der maximalen Vorwärtsdrehung
der Steuerglieder bzw. Hebel 7d-Ird entspricht. Nach der einmaligen Umdrehung wird
der Exzenter dadurch wieder stillgesetzt, daß der Schieber 33 sich an dem Stift
36a fängt. Wird während der Weiterdrehung des Exzenters 32 der Schieber 33 wieder
nach innen verschoben, so fällt er auf den Stift 36, wodurch er wieder in die Bereitschaftsstellung
für den nächsten Rückstellvorgang gelangt ist. Während der vorerwähnten UTmdrehung
des Exzenters 29 erfolgt also die Rückstellung eines der entsprechenden Steuerglieder
7d-11d bzw. Mitnehmerhebel 7c-11c, sowie die erneute Bereitschaftsstellung des Rückstellers
25 für den nächsten Vorgang, wobei aber die Räder7a-IIa mit ihren Mitnehmerstiften
7e-I Ie stehen bleiben. Dadurch, daß alle Räder7a-IIa miteinander gekuppelt sind,
nimmt der Maximumzeiger die Stellung entsprechend dem am weitesten vorgeschobenen
Stift 7¢-I Ie ein.
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Während sich der Käfig 17 bzw. dessen Rückstellerachse 22 von einer
Maximumachse zur andern, z. B. von der Achse II zur nächsten Achse 7 bewegt, wird
der Exzenter 32 über das Rad 37 einmal um sich selbst gedreht, wobei die Feder 3I
um einen Umgang aufgezogen und der Schieber 33; wie beschrieben, zwischen den Stiften
36 und 36a hindurdigeführt wird. Die Drehung des Käfigs I7 sowohl als auch des Rades
37 mit der Achse 38 und dem Exzenter 32 erfolgt über ein Vorgelege von dem Synchronmotor
20 her, der sowohl als Zeitelement für die Bestimmung der Registrierperiode dient,
als auch die Kraftquelle zum Aufzug der Feder 31 darstellt. Dieses Vorgelege enthält
ein Wechselräderpaar, durch dessen Übersetzung die Dauer der Registrierperiode bestimmt
wird. Der Motor 20 dreht über die Achse 42 ein auf dieser festsitzendes Klinkenrad
39, in dessen Zähne eine Klinke 40 greift, die am Rad 41 des Vorgeleges sitzt. Hierdurch
wird erreicht, daß der Exzenter 29 und damit der ganze Rückstellvorgang bei Auslösung
nicht beliebig rasch unter dem Einfluß der Feder 3I ablaufen kann, sondern mit der
bestimmten Geschwindigkeit des Rades 41, indem bei der Rückstellundrehung des Exzenter
29 die Klinke 40 in die Zähne des Rades 39 eingreift, während bei der normalen Umdrehung
des Exzenters 29 mit dem Käfig in der andern Richtung die Klinke 40 auf dem Rad
39 schleift. Beträgt also z. B. die Umlaufzeit des Exzenters 29 für den Steuervorgang
4 Sekunden, so entfallen auf die Hinundrückbewegung des Rückstellhebels 25 je 2
Sekunden; somit beträgt die Rückstellzeit der Maimumkachse 7-11 ebenfalls 2 Sekunden.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäß der Erfindung wird zusammenhängend
am besten an Hand der Fig. I dargelegt, wobei angenommen wird, daß die Registrierperiode
15 Nilinuten beträgt, so daß die Achsen 7-11 je alle 3 Minuten zurückgestellt werden.
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Die Rückstellvorrichtung befindet sich gemäß Fig. I kurz vor der
Auslösung bzw. der Rückstellung der Achse 7 in die Nullage. Der Synchronmotor 20
hat einerseits über sein Vorgelege durch das Rad 2I und den Käfig I7 die Achse 22
mit dem Trieb 24 und dem Rückstellhebel 25 von der Achse 8 vor die Achse 7 mit dem
Steuerglied 7d gebracht. Andererseits hat der Motor durch das Rad 37 und die Achse
38 den Exzenter 32 in der Zeit, während welcher die Achse 22 des Käfigs I7 den Weg
von der Achse 8 zur Achse 7 des Räderkranzes machte, um eine Umdrehung gedreht und
dabei die Feder 3I aufgezogen. Der Exzenter 32 hat den Schieber 33 so weit zwischen
den Stiften 36 und 36a nach außen verschoben, daß dieser nur noch auf einer kleinen
Fläche
gegen den Stift 36 anliegt (vgl. Fig. I).
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Dreht sich nun der Käfig im Sinne des Pfeiles P weiter, so gelangt
die Achse 22 mit dem Rücksteller 25 immer näher gegen die Achse 7. Sobald sich die
Achsen 22 und 7 auf gleicher Höhe befinden, hat sich durch die Weiterdrehung des
Exzenters 32 auch der Schieber 33 so weit nach außen bewegt, daß er unter dem Druck
der Feder 31 über den Stift 36 abfällt und mit dem Exzenter 29 entgegengesetzt zurPfeilrichtungP
in rascherBewegung eine Umdrehung macht, nach welcher der Schieber 33 gegen den
Stift 36a anschlägt und die Feder 31 entspannt ist. Bei dieser Umdrehung erteilt
der Exzenter 29 dem Sektor 26 eine einmalige Hinundherschwenkbewegung, die auf den
Rücksteller 25 übertragen wird, der nun gegen das Steuerglied 7d geführt wird und
dieses bzw. die Achse 7 mit dem Mitnehmer 7C in die Nullstellung zurückschwenkt.
Durch die Hinundherbewegung des Rückstellers ist dieser auch wieder in die Bereitschaftsstellung
zurückgegangen. Der Käfig I7 läuft hierbei weiter, bis die Achse 22 mit ihrem Trieb
24 und dem Rücksteller 25 vor die nächste Achse II gelangt. Am. Anfang des neuen
Zeitabstandes von 3 Minuten bewegt sich der Schieber 33 infolge der Drehung des
Exzenters 32 wieder zurück und fällt von dem Stift 36a auf den Stift 36 ab; er befindet
sich nun wieder in Bereitschaftsstellung zwischen den beiden StifterP36 und 36a
und wird durch den Exzenter 32 wieder nach außen geschoben.
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Gleichzeitig wird die Feder 31 wieder aufgezogen und das Spiel der
Auslösung bzw.
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Rückstellung der Achse 11 mit ihrem Steuerglied IId und dem Mitnehmer
IIc wiederholt sich.
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Dasjenige der Räder7a-IIa, welches während seiner Arbeitszeit sicht
entsprechend dem Höchstverbrauch am weitesten gedreht hat, hat diese Drehung auch
auf das Radga und damit auf den Maximumzeiger übertragen.
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Der Zeiger I6 hat also stets die Stellung, die dem am weitesten vorgeschobenen
Rad des Mitnehmerkranzes 7a-11a entspricht.