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Registriervorrichtung für die am Ende der Meßabsdinitte bestehenden
Zählerstände von abschnittsweise arbeitenden Zählanlagen mit Relaisketten Bei einer
bekannten Registriervorrichtung für die am Ende der Meßabschnitte bestehenden Zählerstände
von abschnittsweise arbeitenden Zählanlagen wird durch einen ersten, beispielsweise
von einem Elektrizitätszähler gesteuerten Impulsgeber schrittweise ein Zeiger längs
einer Bahn fortgeschaltet, in die die Antriebsvorrichtungen einer Reihe von Zählwerken
ragen. Jedes Zählwerk ist dadurch einem bestimmten ZeigerausschlagswinkeI, also
einer bestimmten Registrierstufe zugeordnet. Ein zweiter Impulsgeber, der beispielsweise
von einem Uhrwerk gesteuert wird, bringt den Zeiger in die Nullage zurück, der hierbei
die im Rücklaufweg liegenden Zählwerke um je einen Schritt fortschaltet. Je größer
der Ausschlag des Zeigers vor der Rückkehr in die Nullage gewesen ist, um so mehr
Zählwerke werden fortgeschaltet. Da jeweils diejenigen Zählwerke betätigt werden,
deren Antriebsteile in dem vom Zeiger bestrichenen Weg liegen, registriert jedes
Zählwerk nur, wie oft der Zeiger an seinem Antriebsteil vorbeigewandert ist. Die
Angaben der einzelnen Zählwerke entsprechen also nicht den an den
Enden
der Meßabschnitte erreichten Registrierstufen.
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Die Erfindung hat u. a. die Aufgabe, die Registrierung in der Weise
vorzunehmen, daß die Zählwerl;e od. dgl. die an den Enden der Meßabschnitte erreichten
Registrierstufen wiedergeben. Besonders sollen aber bei einer solchen Vorrichtung
jegliche Zeiger oder ähnliche spezielle Getriebeteile, die von einem größeren Ausschlagweg
jeweils in die Nullage zurückkehren, vermieden werden. Auch soll die Einrichtung
für eine größere Zahl von Zählstufen oder für kürzere Meßabschnitte geeignet gemacht
werden, ohne dabei einen erhöhten Verschleiß in Kauf nehmen zu müssen. Dies geschieht
dadurch, daß die Einrichtung aus im wesentlichen ruhenden und auch bei größerer
Schalthäufigkeit bewährten Elementen aufgebaut wird, indem man in an sich bekannter
Weise von einer Relaiskette für die Impulszählung ausgeht.
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Erfindungsgemäß ist jedem Relais einer I(ette ein Registrierorgan,
z. B. ein Zählwerk, zugeordnet, dessen Schaltung beim Ansprechen des Relais lediglich
vorbereitet wird und bis zum Ansprechen des nächsten Relais der gleichen Kette vorbereitet
bleibt. Ferner sind zwei Impulsgeber vorgesehen, von denen der eine durch seine
Impulse die Kettenrelais schrittweise fortschaltet, der andere durch seine Impulse
die Meßabschnitte beendigt, die Schaltung der Registrierorgane vollzieht und die
Kette wieder auflöst. Der erste Impulsgeber kann von einem Zähler, der zweite von
einem Zeitwerk gesteuert werden. Eine Impulsgabe des ersten Impulsgebers während
der Auflösung der Relaiskette durch den zweiten Impulsgeber kann in bekannter Weise
gespeichert werden, damit sie für die Messung nicht verlorengeht.
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Die Erfindung soll an Hand der Fig. I bis 3 näher erläutert werden.
In diesen sind die Relaismagnete mit großen Buchstaben, z. B. R1, die zugehörigen
Schaltkontakte mit rll-4 gekennzeichnet, wobei der untere Index die Ordnungsnummer
des Relais und der obere Index die Ordnungsnummer des dem gleichen Relais zugeordneten
Kontaktes bezeichnet. Relais mit Abfallverzögerung G und F sind mit einer Umrahmung
versehen. Die eigentliche Relaiskette der Fig. I besteht aus den Relais R0, R1 usw.,
denen durch die Kontakte r03,r14 usw. die Zählwerke ZTFoJ ZT+'1 usw. zugeordnet
sind. Der vom ersten Impulsgeber, beispielsweise einem Zähler, betätigte Impulskontakt
i1 bewirkt über das Relais A die Fortschaltung der Relaiskette R0, R, usw. vermittels
des Zwischenrelaispaares B, C. Der von einem zweiten Impulsgeber, z.B. einem Zeitwerk,
betätigte Impulskontakt i2 bewirkt über die Relais D, E und F die Zählung der erreichten
Schaltstufe in einem entsprechenden Zählwerk und die Auflösung der Relaiskette.
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Im einzelnen ist die Schaltung und Wirkungsweise folgende: Nach Ablauf
einer vorhergehenden Registrierperiode und vor einer erneuten Betätigung des Kontaktes
i1 befinden sich die Schalter zunächst in der dargestellten Ruhelage. Dadurch ist
die Reihe der Ruhekontakte rll, r21 ... und f2 geschlossen und es wird das Relais
Ro zum Ansprechen gebracht.
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Ro bringt seine Kontakte rOl, rO2 und rO3 in die Arbeitslage. Arbeitskontakt
r01 bewirkt über die Reihe der Ruhekontakte r1, r2³ ... und a das Ansprechen des
Relais B, das sich über Ruhekontakt c2 und den Arbeitskontakt bl hält, auch wenn
al später dessen Einschaltstromkreis unterbricht. Gleichzeitig wird Ruhekontakt
b2 geöffnet, wodurch im späteren Arbeitsveriauf jeweils die Umschaltung von Relais
C auf B bewirkt wird. Ferner wird Arbeitskontakt b3 geschlossen. Es ist jetzt also
rO2 und b3 und damit der Einschaltstromkreis für das folgende Relais, bis zu dem
Arbeitskontakt a1 geschlossen, d. h. R1 ist nunmehr zum Ansprechen vorbereitet:
Solange in der neuen Registrierperiode kein Impuls seitens i1 eintrifft, bleibt
R0 erregt, und es ist das Zählwerk ZWO, das die Häufigkeit der Stufe Null zu zählen
hat, durch rO3 ebenfalls zum Ansprechen vorbereitet.
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Die Kontakte ülo3 und ü10 gewinnen erst bei der dekadischen Erweiterung
der Schaltung Bedeutung und sind bei der Betrachtung der einfachen Schaltung wegzudenken.
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Wird nun der Impulskontakt i1 geschlossen, so spricht Relais A über
die Ruhekontakte e3 und f3 an. Dadurch werden die Kontakte a und a2 in die Arbeitsstellung
gebracht. al bringt Relais R1 über den schon vorbereiteten Weg b3, rO2 zum Ansprechen.
R1 hält sich über Arbeitskontakt r11 und die folgende Reihe der Ruhekontakte r2l,
r31 ..., f und bereitet durch r12 das folgende Relais R2 für den nächsten Impuls
vor; dieses kann aber zur Zeit wegen des geöffneten c3 noch nicht ansprechen, obwohl
al noch in der Arbeitsstellung liegt. Andererseits ist C3 noch geöffnet, weil C
aus dem gleichen Grunde noch nicht ansprechen kann.
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Nach Beendigung des ersten, durch den Impulskontakt i1 gegebenen
Impulses wird Relais A stromlos und die Kontakte al und a2 fallen ab.
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Trotzdem bleibt Relais R1 durch den Kontakt r11 vorläufig unter Strom
und hält die Kontakte r12, r13 und r14 noch in der Arbeitsstellung.
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Durch das Zurückfallen des Kontaktes al spricht nunmehr das andere
Zwischenrelais C über Arbeitskontakt r13 und die Reihe der Ruhekontakte r23, r35
. . ., a' an und hält sich über cl, nachdem durch Öffnung des Ruhekontaktes c2 das
Relais B zum Abfallen gebracht worden ist.
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Beim Eintreffen eines von dem Impulskontakt i1 gegebenen zweiten
Impulses spricht
Relais A wiederum an und legt über die Arbeitskontakte
al, c3, r1 Relais R2 an Spannung.
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Dadurch wird r21 umgelegt und Relais R1 wieder spannungslos. r22 bereitet
R3 für den nächsten Impuls vor. r23 legt ebenfalls um und bewirkt, daß nach Beendigung
des zweiten Impulses beim Zurückfallen von a,l Relais B an Spannung gelegt wird,
das sich über bl hält und durch Öffnung des Ruhekontaktes b2 Relais C abschaltet.
Hierdurch wird auch b3 geschlossen und c3 geöffnet. Bei der dritten Impulsgabe durch
i1 wird der Kontakt a1 wiederum in die Arbeitsstellung gelegt und Relais R3 erhält
Strom über b3, r12. R3 hält sich übers31 und schaltet damit R2 ab. Die übrigen Kontakte
r32 bis r34 werden in der vorher beschriebenen Weise betätigt.
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Es sei angenommen, daß in diesem Augenblick der von dem zweiten Impulsgeber
gesteuerte Impulskontakt i2 geschlossen werde, durch den die betreffende Registrierperiode
beendet, die Zählung der erreichten Relaisstufe und alsdann die Auflösung der Relaiskette
bewirkt wird. i2 bringt Relais D über Ruhekontakt fl zum Ansprechen, das sich durch
d1 hält; damit wird auch d2 geschlossen. Relais E kann aber noch nicht ansprechen,
weil a2 noch geöffnet ist. Erst beim Stromloswerden des Relais A nach Aufhören der
Impulsgabe durch i1 fällt a2 zurück und bewirkt über d2 das Ansprechen von E. E
schließt numnehr die Kontakte e1, e2 und legt e3 um. el bringt das Relais F (mit
Abfallverzögerung) zum Ansprechen, das die Ruhekontakte fl und f2 öffnet, den Wechselkontakt
f3 umlegt und den Arbeitskontakt f4 schließt. e2 erhält den Haltestrom für das Relais
R3 noch aufrecht, auch nachdem F angesprochen hat und f geöffnet ist. Es ist also
r34 noch geschlossen, so daß f4 über diesen Kontakt das Zählwerk ZW3 der Stufe 3
zum Ansprechen bringen kann und so die gewünschte Zählung herbeiführt. Da F gleichzeitig
den Ruhekontakt fl geöffnet hat, wird Relais D enterregt und d2 zum Abfallen gebracht,
wodurch E ebenfalls enterregt wird und die Kontakte el, e2 öffnet. Infolge der Abfallverzögerung
des Relais F bleibt der e2 parallel geschaltete Ruhekontakt f2 noch kurze Zeit geöffnet
und unterbricht damit die Haltestromieitung für das Relais R3. Dieses und F fallen
also ab, und der ursprüngliche Schaltzustand der Relaiskette ist wiederhergestellt.
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Für den Fall, daß während dieser Operation der Impulskontakt i1 wiederum
geschlossen wird, ist das Speicherrelais G vorgesehen, welches alsdann über die
umgelegten Kontakte e3, f3 erregt wird und sich über dem Kontakt g hält. Nach Abfall
der Kontakte ei, F3, also nach Wiederherstellung des ursprünglichen Schaltzustandes
der Relaiskette, kann das Relais G, das ebenfalls eine Abfallverzögerung besitzt,
über den noch geschlossenen Kontakt g das Relais A zum Ansprechen bringen und dadurch
den gespeicherten Impuls als ersten Impuls des folgenden Meßabschnittes auf die
Relaiskette geben.
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Wie ersichtlich, wird in jedem Meßabschnift dasjenige Zählwerk um
einen Schritt weitergeschaltet, bis zu dem die Kontaktgabe durch die Relaiskette
R0, R1 usw. fortgeschritten ist.
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Eine Abwandlung der Schaltung in der Weise daß nicht nur das zuletzt
erreichte Zählwerk eines Meßabschnittes, wie eben beschrieben, geschaltet werden
soll, sondern auch alle vorhergehenden, läßt sich dadurch herbeiführen, daß der
Kontakt f4 dauernd geschlossen bleibt. In diesem Falle wären auch keine besonderen
Zählwerke erforderlich, sondern die Relais R,, R1 usw. könnten selbst als Zählwerke
ausgebildet sein. Die oben beschriebene Schaltung macht aber eine dann erforderliche
Differenzbildung der einzelnen Zählwerksangaben entbehrlich.
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Der Kontakt il kann statt von einem Zähler auch von einem Zeitwerk,
und der Kontakt i statt von einem Zeitwerk von einem Zähler betätigt werden. Auch
dann werden die einzelnen Arbeitsstufen entsprechend ihrer Häufigkeit von den ZählwerkenZWO,
ZW1 usw. registriert. Die einzelnen Zählwerksstufen entsprechen dann aber nicht
mehr einer arithmetischen, sondern einer hyperbolischen Reihe; eine arithmetische
Abstufung läßt sich jedoch auch hier erzielen, wenn die Zeitabstände der Impulse
von i1 eine in jedem Meßabschmft neu beginnende hyperbolische Funktion einhalten.
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Die Kontakte und i2 könnten auch durch andere Meß- oder Zähleinrichtungen
betätigt werden, wenn nur die Impulsgabe von i häufiger ist als die von i2. Statt
eines Impulsgebers i1 bzw. i0 können z. B. zwecks Summenmessung mehrere Impulsgeber
verwendet werden, für deren geordnete zeitliche Reihenfolge durch geeignete Mittel
gesorgt ist. Da mitunter die Häufigkeitsmessung nur für bestimmte Tageszeiten von
Interesse ist, oder für verschiedene Tageszeiten getrennt durchgeführt werden soll,
können die Zählwerke ZWO, ZW usw. periodisch durch eine Uhr abgeschaltet, oder als
Zwei- oder Mehrfachtarifzählwerke ausgeführt werden, die entsprechend den verschiedenen
Tageszeiten umgeschaltet werden.
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Die Zahl der ZählwerkeZW braucht nicht mit der Zahl der Relais R
übereinzustimmen; es können z. B. auch nur bestimmten Relais, etwa R3, R4 usw.,
Zählwerke zugeordnet sein.
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Interessieren nur die höheren Leistungs- oder Arbeitsstufen und ist
trotzdem eine feine Abstufung erforderlich, dann kann man den ersten Teil der Relaiskette
etwa auch durch ein Schrittschaltwerk ersetzen, das nur nach seiner vollständigen
Durchschaltung die Relaiskette
in Gang setzt. Statt der im Ausführungsbeispiel
dargestellten einfachen Relaiskettenschaltung können auch zusammengesetzte Schaltungen,
beispielsweise nach dem an sich bekannten Dual-, Trial-, Dezimalsystem od. dgl.,
verwendet werden. Man kommt dann bei einer gegebenen Zahl von Stufen mit einer geringeren
Anzahl von Relais aus.
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In Fig. 2 ist beispielsweise eine Schaltung für dekadischen Aufbau
dargestellt; sie ist als Ergänzung der Schaltung von Fig. I zu denken.
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Von der Relaisliette der Fig. I ist in Fig. 2 nur das letzte Relais
der ersten Dekade R, mit seinen zugehörigen Ansprech- und Haitekontakten eingezeichnet.
Die Relaiskette der Fig. I entspricht also den Einern des dekadischen Systems und
die Relaiskette der Fig. 2 den Zehnern.
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Der Übergang von der ersten Relaiskette auf die zweite Relaiskette
wird durch das Übertragungsrelais Ü1O vermittelt, das jeweils beim zehnten Impuls
der vorhergehenden Dekade anspricht und die Relaiskette der folgenden Dekade um
einen Schritt weiterschaltet. Der dem Relais R00 zugeordnete Kontakt t'100 i gehört
zu einem weiteren, am Ende der zweiten Relaiskette angeordneten, in der Figur nicht
gezeichneten Übertragungsrelais U1OO, das in der gleichen Weise wie Ü1O die Übertragung
von der zweiten auf eine etwa vorhandene dritte Dekade bewirkt. Die Relaisl;ette
für die zweite Dekade ROOV R10 usw. wird durch die Kontakte ü104, p³, q3 ebenso
fortgeschaltet wie die Relaiskette für die erste Dekade durch die Kontakte a¹, bi,
C3.
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Wir betrachten zunächst die beim Ansprechen des Relais Ü1O innerhalb
der Relaiskette für die erste Dekade sich abspielenden Vorgänge und gehen dabei
davon aus, daß ein neuer Impuls eintrifft, nachdem Relais R, eingeschaltet worden
war. R9 hält sich noch über Arbeitskontakt r9¹ und Ruhekontakt ül02 (Fig. 2). r92
hat Ü1O vorbereitet, und beim Eintreffen des zehnten Impulses wird U10 über al,
c3, r9² erregt und hält sich während der Impulsgabe durch al über dem Arbeitskontakt
ü101. Gleichzeitig öffnet Ruhekontalst ü1o2 und bringt R9 zum Abfallen. Ferner wird
Arbeitskontakt ii10³ (Fig. 1) geschlossen und das Relais R0 der ersten Dekade während
der Impulsgabe durch al über c3, ü10³ an Spannung gelegt, das sich auch nach Aufhören
der Impulsgabe über die Reihe der Ruhekontakte r1, r2¹ ..., f hält.
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Dadurch ist auch r01, ro° und r0³ wiederum geschlossen und die Umschaltung
von Relais C auf Relais B, die Einschaltung des Relais R1 der ersten Dekade bzw.
die Zählung für den nächsten Meßabschnitt vorbereitet.
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Innerhalb der Relaiskette für die zweite Dekade (Fig. 2) wird während
der Impulsgabe durch al der Kontakt it.1'-, in die Arbeitsstellung umgelegt und
die zweite Relaiskette in entsprechender Weise wie bei der ersten von dem Relais
Roo auf Rlo um geschaltet. Solange in einem Meßabschnitt weniger als zehn Impulse
eingetroffen sind, ist also das Relais R00 der zweiten Dekade und das betreffende
Relais, beispielsweise R>J der ersten Dekade erregt.
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Sind gerade zehn Impulse eingetroffen, so ist das Relais Rlo der zweiten
Dekade und das Relais R9 der ersten Dekade erregt; bei mehr als zehn Impulsen, beispielsweise
elf, liegen die Relais R10 und R1 an Spannung usw., durch die zweite Dekade hindurch,
bis bei Erreichung des hundertsten Impulses das Übertragungsrelais Ü1OO auf die
dritte Dekade überleitet.
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Die Lösung sämtlicher Relaisketten wird ebenfalls durch Öffnung des
Ruhekontaktes f2 bewirkt, der, wie in Fig. 2 dargestellt, die Haltestromleitung
sämtlicher Relaisketten gemeinsam unterbricht. Die in den einzelnen Haltestromleitungen
eingezeichneten Ruhekontakte vl, v2 und v, können etwa einer nicht gezeichneten
Abfallverzögerungsrelaiskette zugeordnet sein, die die Aufgabe hat, die einzelnen
Dekaden nacheinander zum Abfallen zu bringen, was für bestimmte Registriermethoden
von Vorteil ist, jedoch hier nicht näher betrachtet zu werden braucht.
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In Fig. 3 ist der dekadische Aufbau der von den beiden Relaisketten
nach Fig. I und Fig. 2 gesteuerten Zählwerke dargestellt. Jede Dekade enthält zehn
Zählwerke, die einerseits durch die Kontakte der ersten Relaiskette r0 bis r9, andererseits
durch die Vielfachkontakte r00 bis ein der gezeichneten Weise vorbereitet werden.
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Die Einschaltung eines bestimmten Zählwerks kommt erst dann zustande,
wenn der Kontakt f4 geschlossen wird. Bei gleichzeitiger Einschaltung von r10 und
r1 würde also das Zählwerk In um einen Schritt weitergeschaltet werden.
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Für den Fall, daß auf die stufenweise Unterteilung beispielsweise
der beiden ersten Dekaden verzichtet werden soll und die betreffenden Impulse jedoch
einem diesen beiden Dekaden gemeinsamen Zählwerk ZW I-II zugeleitet werden sollen,
um auch hierbei eine Kontrolle über die verarbeitete Gesamtimpulszahl zu gewinnen,
kann innerhalb der zweiten Relaiskette (Fig. 2) das Zählwerk ZW I-II an der gezeichneten
Stelle eingefügt werden. Dieses Zählwerk erhält seine Zählimpulse durch einen besonderen
Kontakt a3, und zwar so lange, bis das Relais R30 der folgenden Dekade angesprochen
hat. In diesem Falle würden die besonderen Zählwerke der beiden ersten Dekaden wegfallen.
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Es ist klar, daß ein derartiges Zählwerk an jeder beliebigen Stelle
der zweiten oder folgenden Dekade eingefügt werden kann. Bei gleichzeitiger Einfügung
mehrerer solcher Zählwerke lassen sich auch die Summen ganzer Dekaden
ermitteln,
wenn von dem Zählwerkstand der betreffenden Dekade derjenige der vorhergehenden
abgezogen wird.
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Für den Fall, daß nur die höheren Werte feinstufig unterteilt werden
sollen und man dabei entweder auf die Kontrolle der gesamten Impulszahl verzichtet
oder diese Kontrolle in der eben beschriebenen Weise herbeiführt, können auch mehrere
Stufen oder Dekaden in einem Zählwerk zusammengefaßt werden.
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PATENTANSPRS7CHE I. Registriervorrichtung für die am Ende der Meßabschnitte
bestehenden Zählerstände von abschnittsweise arbeitenden Zählanlagen mit Relaisketten,
dadurch gekennzeichnet, daß jedem Relais einer Kette ein Registrierorgan zugeordnet
ist, dessen Schaltung beim Ansprechen des Relais lediglich vorbereitet wird und
bis zum Ansprechen des nächsten Relais der gleichen Kette vorbereitet bleibt, und
daß zwei Impulsgeber vorgesehen sind, von denen der eine durch seine Impulse die
Kettenrelais schrittweise fortschaltet, der andere durch seine Impulse die Meßabschnitte
beendigt, die Schaltung der Registrierorgane vollzieht und die Kette wieder auflöst.