DE838922C

DE838922C - Maximum consumption counter for sudden loads

Info

Publication number: DE838922C
Application number: DEL508A
Authority: DE
Inventors: Paul Fehr
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1947-08-05
Filing date: 1949-11-30
Publication date: 1952-05-15

Description

Höchstverbrauchszähler für stoßartige Belastungen Die Ermittlung des Leistungsmittelwertes bei Anlagen, iii denen periodisch sich wiederholende stoßartige Belastungen auftreten, wie dies z. B. bei Lichtbogenschweißaggregaten, Punktschweißmaschinen usw der Fall ist stößt bei Verwendung von Höchstverbrauchsmeßeinrichtungen üblicher Ausführungsart auf Schwierigkeiten. Die Leistungsaufiiahme derartiger Aggregate und Maschinen kann nämlich in sehr kurzen Zeitabständen von einem Höchstwert auf Null absinken, so daß bei Verwendung eines Höchstverbrauchszählers üblicher und bekannter Bauart ein Leistungsmittelwert angezeigt wird, der im Verhältnis zur Höchstlast zu tief liegt. Dies ist leicht einzusehen, wenn man bedenkt, daß zur Bildung des Leistungsmittelwertes einer einen bestimmten Zeitabschnitt nicht nur die Zeiten, während denen ein Belastungsstoß auftritt, berücksichtigt werden, sondern auch die zwischen den Belastungsstößen auftretenden Pausenzeiten.Maximum consumption meter for sudden loads The determination of the Average power value for systems, iii which are periodically repetitive Loads occur such as B. with arc welding units, spot welding machines etc. is more common when using high consumption meters Execution type on difficulties. The power consumption of such units and machines can namely increase from a maximum value in very short time intervals Go down to zero, so that when using a maximum consumption meter it is more common and known design, an average power value is displayed in relation to the maximum load too deep. This is easy to see when one considers that the formation of the Average power value of a certain period of time not only the times during which a load surge occurs, but also those breaks occurring between the load surges.

Die Erfindung umgeht diesen Nachteil dadurch, daß ein Höchstverbrauchszähler üblicher Bauart durdh einen Kontaktgeber gesteuert wird, welcher jeweils dann einen Kontakt gibt, wenn die Summe der Belastungszeiten den Wert einer Registrierperiode erreicht hat. The invention circumvents this disadvantage in that a maximum consumption meter The usual design is controlled by a contactor, each of which then has one Contact gives when the sum of the load times is the value of a registration period has reached.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt Fig. I und 2 Belastungsdiagramme und Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung. The drawing shows an example embodiment of the subject matter of the invention shown. FIGS. 1 and 2 show load diagrams and FIG. 3 shows an exemplary embodiment according to the invention.

In der Fig. 1 ist ein Belastungsdiagramm für stoßartige elastung dargestellt. Legt man als Registrierperiode, das ist die Zeitspanne, in welcher der Leistungsmittelwert ermittelt werden soll, den Zeitabschnitt T1 zugrunde, so erhält man für die Arbeit 4 des Stromes: Die Registrierperiode setzt sich aus den folgenden Zeitabschnitten zusammen: wo tn die Zeiten, während denen ein Belastungsstoß stattfindet, und tn1 die Pausenzeiten bedeuten.In Fig. 1, a load diagram for shock loads is shown. If the time period T1 is used as the basis for the registration period, that is the time span in which the average power value is to be determined, then one obtains for the work 4 of the current: The registration period consists of the following periods: where tn denotes the times during which a load surge occurs and tn1 denotes the pause times.

Als mittlere Höchstlast während der Registrierperiode T1 erhält man somit Daraus ist ersichtlich, daß der Leistungsmittelwert tatsächlich von den zwischen den einzelnen i3elastungsstößen auftretenden Pausenzeiten t,t1 abhängig ist, und zwar wird v1 um so kleiner, je größer die Summe der Pausenzeiten während der in Betracht kommenden Registrierperiode ausfällt.The mean maximum load during the registration period T1 is thus obtained It can be seen from this that the average power value actually depends on the pause times t, t1 occurring between the individual load surges, and v1 becomes smaller the greater the sum of the pause times during the registration period in question.

Belastungsstöße hoher Leistungswerte können somit auftreten, ohne daß diese den Leistungsmittelwert merklich beeinflussen, wenn zugleich die pausen zwischen den Belastungsstößen entsprechend groß werden. Für das energieliefernde Werk sind aber diese Belastungsstöße unerwünscht, insbesondere dann, wenn sie intermittierend und mit stark schwankenden Leistungswerten auftreten. Die Erfiassung des Leistungsmittelwertes auf eine Weise, die für den Stromlieferanten und den Verbraucher eine gerechte Verrechnungsgrundlage bilelet, ist deshalb angezeigt.Load surges with high performance values can thus occur without that these influence the mean power value noticeably when the pauses at the same time become correspondingly large between the load surges. For the energy supplying But these load surges are undesirable, especially if they are intermittent and occur with strongly fluctuating performance values. The recording of the mean power value in a way that provides a fair basis for billing for the electricity supplier and the consumer bilelet, is therefore indicated.

In der Fig. 2 ist ein Belastungsdiagramm für stoßartige Belastung dargestellt, wie es der erfindungsgemäßen Einrichtung zugrunde liegt. Die Registrierperiode T setzt sich hier zusammen aus den einzelnen Zeiten tun während denen ein Belastungsstoß stattfindet Es fallen somit die Pausenzeiten t,'1 außer Betracht. Die Registrierperiode T kann auch hier wieder einen beliebigen, im voraus einstellbaren Wert aufweisen von z. B. In Fig. 2 is a load diagram for shock load shown how it is based on the device according to the invention. The registration period T is made up of the individual times during which a load surge occurs takes place The pause times t, '1 are therefore disregarded. The registration period Here, too, T can again have any value that can be set in advance from Z. B.

5, Io, 15 Minuten usw. Ihr Ende wird jeweils dann erreicht, wenn die Summe der Belastungszeiten tn gleifh dem eingestellten Periodenwert geworden ist. Für die Arbeit A des Stromes erhält man hier Die Registrierperidoe setzt scih, wie erwähnt, nur aus den Belastungsstoßzeiten tn zusammen, also Als mittlere Höchstlast während der RegistrierperiodeT erhält man somit: Aus den beiden Formeln für die Höchstlast ist leicht ersichtlich, daß N> N1 wird, und zwar nähert sich der Leistungsmittelwert N, der von den Pausenzeiten zwischen zwei Belastungsstößen ganz unabhängig ist, dem oberen Grenzwert der Belastung, je kleiner die Registrierperiode T gewählt wird.5, Io, 15 minutes etc. Their end is reached when the sum of the load times tn has become the same as the set period value. For the work A of the current, one obtains here As mentioned, the registration period is composed only of the load burst times tn, that is to say The mean maximum load during the registration period T is thus obtained: From the two formulas for the maximum load it is easy to see that N> N1, namely that the average power value N, which is completely independent of the pause times between two load surges, approaches the upper limit value of the load the smaller the registration period T is selected.

In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Darin bedeutet A einen Höchstverbrauchszähler üblicher Bauart, zusammengesetzt aus einer Systemscheibe I, einer Schnecke 2, einem Schneekenrad 3, einem Aersetzungsgetriebe 4 fur den Antrib eines Zahlwrkes 5 und einem Übersetzungsgetriebe 6 für den Antrieb eines Kupplungszahnrades 7. Letzteres wird durch einen unter der Wirkung einer Feder 8 stehenden Kupplungswinkelhebel 9 mit einem auf einer Zeigerachse 10 angeordneten Zahnrad 11 in Eingriff gehalten. Der Kupplungswinkelhebel 9 kann durch ein sog. Maximumrelais 12 verschwenkt werden, derart, daß die Zahnräder 7 und 11 außer Eingriff komen. Eine Spiralfeder 13 verdereht dann die Zeigerachse 10 im Gegenuhrzeigersinn bis zu einer Ausgangslage. Am rechten Ende der Zeigerwelle sit ein sog. Maximumzieger 14 angeordnet, der auf der Zeigerachse Io festsitzt, während ein Schleppzeiger 15 auf der Zeigerachse nur lose angeordnet ist und durc'h den Maximumzeiger I4 durch Druck auf einen Fortsatz I6 in eine neue Lage verdreht werden kann, in welcher er infolge Reibung an nicht dargestellten Gehäuseteilen liegenbleibt, wenn der Maximumzeiger 14 auf Null zuruckkehrt. Die beiden Zeiger 14 und 15 bewegen sich vor einer Skala 17. Die Systemscheibe 1 sird durch ein an das Netz R, S angeschlossenes Antriebssystem bekannter Art mit einer Spannungsspule I8 und einer Stromspule 19 proportional der Belastung des Netzes R, S in Drehung versetzt. In Fig. 3, an embodiment according to the invention is shown. Here, A means a maximum consumption meter of the usual type, made up of a system disk I, a worm 2, a snow gear 3, a reduction gear 4 for the drive of a counter 5 and a transmission gear 6 for the drive a clutch gear 7. The latter is operated by a spring under the action of a spring 8 standing coupling angle lever 9 with one arranged on a pointer axis 10 Gear 11 held in engagement. The coupling angle lever 9 can by a so-called. Maximum relay 12 are pivoted in such a way that the gears 7 and 11 are disengaged come. A spiral spring 13 then rotates the pointer axis 10 in a counterclockwise direction up to a starting point. At the right end of the pointer shaft there is a so-called maximum goat 14 arranged, which is stuck on the pointer axis Io, while a drag pointer 15 is only loosely arranged on the pointer axis and through the maximum pointer I4 Pressure on an extension I6 can be rotated into a new position in which it remains due to friction on housing parts not shown when the maximum pointer 14 returns to zero. The two pointers 14 and 15 move in front of a scale 17. The system disk 1 is driven by a drive system connected to the network R, S known type with a voltage coil I8 and a current coil 19 proportional to the Load on the network R, S rotated.

Als Einrichtung, welche die stoßartige Belastung verursacht, ist in der Fig. 3 eine elektrische Schwißeinricfhtung 20 angedeutet worden.As the device causing the shock load, in 3, an electrical welding device 20 has been indicated.

Eine mit B bezeichnete Einrichtung stellt nun ein Ausführungsbeispiel des Kontaktgebers des erfindungsgemäßen Zählers dar, mit welchem ein HöchstverbrauchszählerZ4 bekannter Art gesteuert wird. Dieser Kontaktgeber weist ein Differentialgetriebe auf, dessen eines Sonnenrad 2I über ein Übersetzungsgetriebe 22 durch einen Synchronmotor 23 ständig angetrieben wird. Das andere Sonnenrad 24 ist mit einer Nockenscheibe 25 und einem Bremsrad 26 verbunden. Auf der mit dem Planetenrad 27 verbundenen Differentialachse 28 ist ein weiteres Bremsrad 29 vorgesehen. Die beiden Bremsräder 26 und 29 wirken mit einem Bremshebel 30 zusammen, welcher um eine Achse 3I drehbar gelagert ist und abwechselnd eines der leiden Bremsräder durch Eingreifen in dessen Zahnung arretieren kann. In der Ruhestellung wird der Bremshebel 30 durch eine Rückstellfeder 32 nach hinten verschwenkt und bremst, wie in der Figur dargestellt, das Bremsrad 26. In diesem Fall stehen auch die mit dem Bremstad 26 fest verbundene Nockenscheibe 25 und das Sonnenrad 24 still. Wird das Sotinenrad 2 t durch den Synchronmotor 23 beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn angetrieben, so drehen sich auch das Planetenrad 27 untl das Bremsrad 29 im gleichen Sinn. Im Stromkreis der mit stoßartigen Belastungen arbeitenden Anlage liegt nun ein J'lektromagnet 33, welcher gegenübe dem Bremshebel 30 im Kontaktgeber B so angeordnet ist, daß er bei Erregung den Bremshebel 30, entgegen der Wirkung der Feder 32, im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken vermag. Dies hat zur Folge, daß das Bremsrad 26 freigegeben und das Bremsrad 29 arretiert wird. Das Planetenrad 27 dreht jetzt nur noch an Ort und Stelle und treibt demzufolge das Sonnenrad 24 und damit auch die Nockenscheibe 25 im Chrzeigersinn an. Die Verdrehung der Nockenscheibe 25 dauert jeweils nur so lange all, wie der Elektromagnet 33 erregt bleinbt. d. h. jeweils nur für die Dauer tn eines Belastungsstoßes. l)ie Nockenscheibe verdreht sich dal>ei jeweils um einen kleinen Winkel. n. Die Verhältnisse können nun so gewählt werden, daß die für die Zurücklegung der der Registrierperiode T entsprechenden Summe aller Zeitabschnitte tn benötigte Winkelsumme gerade I800 beträgt, also tn = an = 180° = T. In diesem Fall ist die Nockenscheibe 25 mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Ansätzen versehen, mit denen ein Kontakt 24, der im Stromkreis des Maximumrelais 12 liegt. kurzzeitig geschlossen werden kann. A device labeled B now represents an exemplary embodiment of the contactor of the meter according to the invention, with which a maximum consumption meter Z4 known type is controlled. This contactor has a differential gear on, one of which is a sun gear 2I via a transmission gear 22 by a synchronous motor 23 is constantly driven. The other sun gear 24 is with a cam plate 25 and a brake wheel 26 connected. On the differential axis connected to the planetary gear 27 28 another brake wheel 29 is provided. The two brake wheels 26 and 29 act together with a brake lever 30 which is rotatably mounted about an axis 3I and alternately lock one of the suffering brake wheels by engaging in its teeth can. In the rest position, the brake lever 30 is adjusted by a return spring 32 pivoted at the rear and brakes, as shown in the figure, the brake wheel 26. In In this case, the cam disk 25 firmly connected to the Bremstad 26 are also available and the sun gear 24 quiet. The sotine wheel is 2 t by the synchronous motor 23, for example, driven in the counterclockwise direction, the planet gear will also rotate 27 and the brake wheel 29 in the same sense. In the circuit of those with sudden loads working system is now a J'lektromagnet 33, which opposite the brake lever 30 is arranged in the contactor B so that when energized, the brake lever 30, against the action of the spring 32 is able to pivot in the counterclockwise direction. this has with the result that the brake wheel 26 is released and the brake wheel 29 is locked. That Planet gear 27 now only rotates in place and therefore drives that Sun gear 24 and thus also the cam disk 25 clockwise. The twist the cam disk 25 only lasts as long as the electromagnet 33 is energized stays. d. H. in each case only for the duration tn of a load impulse. l) the cam disc then rotates through a small angle. n. The circumstances can can now be chosen so that the for covering the registration period T corresponding sum of all time segments tn required angle sum is just I800, so tn = an = 180 ° = T. In this case, the cam disk 25 is two with one another provided diametrically opposite approaches with which a contact 24, which is in Circuit of the maximum relay 12 is. can be closed briefly.

Synchronmotor 23 und Nfaximumrelais 12 liegen an einem Wechseltrommetz a, b, welches mit dem Netz R, S identisch sein kann. Synchronous motor 23 and Nfaximumrelais 12 are connected to an alternating current network a, b, which can be identical to the network R, S.

Aus den Untersuchungen über den Induktionszähler ist bekannt, daß derselbe auch dann richtig integriert, wenn die Belastung aus kurzzeitigen Stößen besteht. Mit der beschriebenen Einrichtung wird somit die gelieferte Energie richtig gemessen. From the studies on the induction counter it is known that the same correctly integrated even when the load from brief impacts consists. With the device described, the energy supplied is correct measured.

Die Wirkungsweise der bescheriebenen Anordnung ist null die folgende: Bei jedem Belastungsstoß wird die Systemscheibe 1 in Umdrehung versetzt und einerseits das Zählwerk 5 um den entsprechenden Energieteilbetrag fortgeschaltet und anderseits der maximumzeiger 14 um einen entsprechenden Winkel im Uhrzeigersinn verdreht. The mode of operation of the described arrangement is as follows: With each load shock, the system disk 1 is set in rotation and on the one hand the counter 5 is advanced by the corresponding partial amount of energy and on the other hand the maximum pointer 14 rotated clockwise by a corresponding angle.

Gleichzeitig wird auch die Nockenscheibe 25 des Kontaktgebers B um einen dem Zeitabschnitt tn proportionalen Winkel verdreht. Diese Vorgänge wiederholen sich nun bei jedem Belastungsstoß so lange, bis an der Nockenscheibe 25 die Summe der aurückgelegten Winkel beispielsweise gleich 180° wird, d. h. bis zur Zurückegung einer vollen Registrieerperiode T. Ist dies der Fall, so wird der Kontakt 34 kurzzeitig geschlossen und das blaximumrelais 12 im Höchstverbrauchsmesser t erregt.At the same time, the cam 25 of the contactor B is also around rotated an angle proportional to the time segment tn. Repeat these operations now with each load shock until the sum on the cam disk 25 the angle covered becomes, for example, 180 °, d. H. until retirement a full registration period T. If this is the case, the contact 34 is briefly closed and the blaximum relay 12 energized in the maximum consumption meter t.

Dies hat die Entkupplung der beiden Zahnräder 7 und 11 zur Folge und emzufolge auch die Rückführung des Maximumzeiges 14 in die Nullage unter der Wirkung der Spiralfeder 13. Der Schleppzeiger 15 I>leil>t dabei in der durch den NTaximumzeiger 14 erreichten höchsten Lage zurück. Dieses Spiel wiederholt sich foltwährend. am Ende einer beispielsweise 1 Monat dauernden Ableseperiode zeigt der Schleppzeiger 16 somit den während dieser Zeit im Verlauf einer beliebigen Registrierperiode erreichten Höchstwert des Leistungsmittelwertes an.This results in the decoupling of the two gears 7 and 11 and consequently also the return of the maximum pointer 14 to the zero position under the effect the spiral spring 13. The drag pointer 15 I> leil> t in the through the N maximum pointer 14 reached the highest position. This game repeats itself throughout the torture. at the The drag pointer shows the end of a reading period lasting, for example, 1 month 16 thus the reached during this time in the course of any registration period Maximum value of the mean power value.

An Stelle des beschriebenen Kontaktgebers könnte der Antrieb des Differentialgetriebes durch den Synchronmotor auch über das Planetenrad erfolgen und je ein Sonnenrad bzw. ein damit verbundenes Bremsrad abwechselnd über eine Bremsstange arretiert werden. Instead of the contactor described, the drive of the Differential gear made by the synchronous motor via the planetary gear and a sun gear or a brake wheel connected to it alternately via a brake rod be locked.

Der Kontaktgeber B kann aber selbstverständlich auch ohne Verwendung eines Differentialgetriebes ausgeführt sein. Beispielsweise könnte die Nockenscheibe 25 durch den Synchronmotor direkt angetrieben werden. Letzterer würde dann ständig unter Spannung liegen, jedoch durch den Elektromagneten 33. nur während der Belastungszeiten freigegeben werden. Anderseits könnte die Nockenscheilbe 25 ach durch ein Schrittschaltwerk angetrieben werden, welches eine bestimmte Fortschaltfrequenz aufweist und durch den Elektromagneten 33 jeweils während der Belastungsstöße eingeschaltet wird. Wesentlich an der neuen Einrichtung ist nur die Summierung der einzelnen stoßweise erfolgenden Belastungszeiten tn zum Wert der gewählten Registrierperiode T, worauf das Maximumrelais im Höchstverhrauchszähler jeweils kurzzeitig erregt wird. The contactor B can of course also be used without it a differential gear. For example, the cam could 25 are driven directly by the synchronous motor. The latter would then constantly are under tension, but by the electromagnet 33. only during the loading times be released. On the other hand, the cam disk 25 could also be achieved by a step-by-step mechanism are driven, which has a certain incremental frequency and through the electromagnet 33 is switched on during the load surges. Essential at the new facility is only the summation of the individual intermittent ones Load times tn to the value of the selected registration period T, whereupon the maximum relay is briefly excited in each case in the maximum incense meter.

Claims

PATENT CLAIMS I. Maximum consumption meter for shock loads, characterized in that a maximum consumption meter of the usual type by a Contactor is controlled, which then gives a contact when the sum the load times has reached the value of a registration period.

2. Maximum consumption meter according to claim I, characterized in that that the contact of the contactor is the maximum relay of the maximum consumption meter energized at the end of each registration period and the maximum pointer reset to zero will.

3. Maximum consumption meter according to claim I, characterized in that that the contactor has a differential gear, one of which is a sun gear a synchronous motor is constantly driven, while the other sun wheel with a cam and a brake wheel is connected and also the planetary gear drives an axle, which also has a brake wheel.

4. Maximum consumption meter according to claims I and 3, characterized in that that the suffering brake wheels are placed on the same side of the differential gear are and cooperate with a brake lever, which in the rest position by a Spring is pivoted against the brake rim connected to the sun gear and this brakes.

5. Maximum consumption meter according to claims I, 3 and 4, thereby characterized in that the brake lever is equipped with an electric magnets, whose winding is in the main circuit of the high consumption meter the action of the return spring is pivoted, the wheel with the planet connected brake wheel braked and released the brake wheel connected to the sun gear will.

6. Maximum consumption meter according to claim 1, characterized in that that the contactor has a differential gear, the planetary gear through a synchronous motor is constantly driven, while two brake wheels, each with connected to a sun gear by an electromagnetically operated brake rod are alternately braked.

7. Maximum consumption meter according to claims I, 3 to 5, characterized in that that the cleat disc has one or more lugs and actuates a contact, which controls the clutch magnet for the maximum pointer in the maximum consumption meter.