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Mengenmeßeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Mengenmeßeinrichtung
zur Messung des Gesamtverbrauchs der zu messenden Menge. Die Erfindung hat die Aufgabe,
eine Gesamtverbrauchsmessung auch in den Fällen zu ermöglichen, in denen die momentanen
Meßgrößen so gering sind, daß eine unmittelbare elektrische, elektromagnetische
oder mechanische Steuerung von Zählwerken nicht möglich ist. Die Erfindung verwendet
daher den ;usschlag eines hlornentanwertanzeigers,wclcher die augenblickliche Verbrauchsmessung
zur Anzeige bringt, zur Steuerung eines Zählwerkes. Gemäß der Erfindung wird der
Ausschlagwinkel eines Momentanwertanzeigers durch eine mit gleichbleibender Geschwindigkeit
umlaufende Vorrichtung periodisch abgetastet, und es werden die für die Abtastung
der jeweiligell Ausschlagwinkel benötigten Zeitspannen aufsummiert.
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Die Summen dieser Zeitwerte stellen ein Maß fiir die Gesamtmenge dar.
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Gemäß einem l)esonderen Merkmal der E rfinduiig wird die zur Abtastung
des jeweiligen Ausschlagwinkels erforderliche Zeitspanne in Form von elektrischen
Stromstößen dadurch übertragen, daß die Abtastvorrichtung eine dem jeweiligen Ausschlajgwinkel
entsprechende Anzahl Stromstöße sendet.
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Durch diese Stromstöße kann unmittelbar ein übliches elektromagnetisches
Zählwerk beeinflußt werden wodurch die Summierung der einzelnen Zeitwerte in einfachster
Form möglich wird.
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Bei der Mengenmeßeinrichtung nach der Erfindung treten durch die
Abtastung des Ausschlagwinkels des Momentanwertanzeigers und durch die Übertragung
einer dem Ausschlagwinkel entsprechenden Anzähl
Stromstöße eine
Reihe von Aufgaben auf, die ebenfalls gemäß der Erfindung gelöst werden. Um eine
sichere Abtastung des Ausschlagwinkels zu ermöglichen, sieht die Erfindung Mittel
zur mechanischen Verriegelung des Zeigers während der Abtastung vor, welche von
der Abtastvorrichtung betätigt werden. Diese Mittel bestehen vorzugsweise aus einem
Ring aus elastischem Material, der von einer mit der Abtastvorrichtung umlaufenden
Rolle gegen den Zeiger gedrückt wird und diesen hierdurch mechanisch verriegelt.
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Um eine sichere Aussendung der dem jeweiligen Ausschlagwinkel entsprechenden
Anzahl Stromstöße zu ermöglichen, sieht die Erfindung eine Nockenscheibe vor, welche
mit der Abtastvorrichtung synchron umläuft und einen Stromstoßsendekontakt betätigt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird in einer vorbestimmten Ausgangslage
von dieser Sendenockenscheibe ein Schaltmittel betätigt, das den Sendestromkreis
schließt. Die Abtastvorrichtung besitzt einen Tasthebel, welcher beim Überstreichen
des Zeigers des Momentanwertanzeigers einen weiteren Kontakt betätigt, der die Unterbrechung
des Sendestromkreises veranlaßt. Hierdurch werden stets nur so lange Stromstöße
ausgesandt, bis die Abtastvorrichtung von einer vorbestimmten Ausgangslage aus die
jeweilige Stellung des Zeigers des Anzeigeinstrumentes erreicht. Die Verwendung
einer mit der Abtastvorrichtung synchron umlaufenden Sendenockenscheibe ermöglicht
die Aussendung einer dem jeweiligen Anzeigewert entsprechenden Anzahl Stromstöße
auch in den Fällen, in denen der Momentanwertanzeiger nicht linear geeicht ist.
In diesem Falle muß die Teilung der Sendenocken proportional der Teilung der Anzeigeskala
ausgebildet werden. Die Zahl der Stromstöße ist dann nicht genau der zur Abtastung
der Ausschlagwinkel benötigten Zeitspannen proportional, sondern entspricht dem
durch den Ausschlagwinkel angezeigten Momentanwert.
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Um eine einwandfreie Kontaktbetätigung seitens der Abtastvorrichtung
ohne Verwendung von umlaufenden Kontakten, welche besondere Stromzuführungen erfordern,
zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung der Tasthebel der Abtastvorrichtung axial
verschiebbar angeordnet, so daß durch die beim Überfahren des Zeigers des Momentanwertanzeigers
hervorgerufene axiale Verschiebung ein in der Verlängerung der umlaufenden Achse
ortsfest angeordneter Kontakt betätigt werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. I die grundsätzliche Anordnung der Erfindung, Fig. 2 eine weitere
Ausführungsform für die Verriegelung des Momentanwertanzeigers.
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Ein Momentanwertanzeiger II besitzt einen Zeiger I2, welcher je nach
dem verwendeten Meßprinzip elektrisch, magnetisch oder mechanisch entsprechend dem
anzuzeigenden Momentanwert um seine Achse I3 gedreht wird. Vor dem freien Ende des
Zeigers I2 ist ein Ring 14 aus elastischem Material an der äußeren Wandung des Anzeigergehäuses
angebracht.
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In der Verlängerung der Zeigerachse 13 des Momentanwertanzeigers
12 ist der Trieb 15 der Antriebsvorrichtung gelagert. Dieser Trieb 15 wird mittels
Zahnrad I6 von einem Antriebsmotor I7 in Umlauf gesetzt. Der Antriebsmotor I7 kann
beliebig ausgebildet sein. Er muß mit gleichbleibender Geschwindigkeit umlaufen.
Es kann sich also um einen geregelten Elektromotor oder um ein Uhrwerk od. dgl.
handeln Der Trieb 15 sitzt auf einer Hohlachse I8, welche an ihrem dem Zeiger 12
zugewendeten Ende einen Arm 19 trägt. An vorspringenden Lappen 20 und 2I des Armes
19 ist eine Rolle 22 drehbar gelagert. Die Rolle 22 liegt auf dem elastischen Ring
14 des Anzeigergehäuses auf und biegt diesen an der Auflagestelle in die Bewegungsebene
des Zeigers 12 aus. Gelangt bei dem Umlauf des Armes 19 die Andrückrolle 22 vor
den Zeiger I2, dann wird der Zeiger 12 durch den ausgebogenen elastische Ring 14
gegen die Vorderwand 23 des Anzeigergehäuses gedrückt, welche in bekannter u eise
eine Ableseskala tragen kann. Hierdurch wird der Zeiger I2 kurzzeitig mechanisch
verriegelt.
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In der Hohlachse I8 ist ein Tasthebel 24 axial verschiebbar gelagert.
Dieser Tasthebel 19 ist als \N inkelhebel ausgebildet und trägt an seinem abgewinkelten
Ende eine Tastrolle 25, welche in die Bewegungsebene des Zeigers 12 hineinragt.
I)as freie abgewinkelte Ende des Winkelhebels 24 stützt sich an dem Lappen 21 des
Armes 19 ab und ist in einer Rille dieses Lappens geführt. Sobald bei dem Umlauf
des Armes 19 und des Tasthebels 24 die Rolle 25 auf den in diesem Augenblick mechanisch
verriegelten Zeiger 12 trifft, wird der Tasthebel 24 axial nach rechts verschoben.
Nuf das freie rechte Ende des Tasthebels 24 wirkt die Feder 26 eines Kontaktes 27.
Bei der axialen Verschiebung des Tasthebels 24, die entgegen der Kraft der Feder
26 erfolgt, wird der Kontakt 27 geöffnet. Sobald die Rolle 25 den Zeiger I2 wieder
verläßt, verschiebt die Feder 26 den Tasthebel 24 erneut in die dargestellte Ausgangslage
nach links.
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Von dem Antriebsmotor I7 wird mit gleicher Geschwindigkeit wie der
Trieb 15 auch die Nockenscheibe 28 eines Impulsgebers in Umlauf gehalten. Die Nockenscheibe
28 besitzt an ihrem Umfang Nocken 29, welche über eine Feder 30 einen Kontakt 3I
betätigen. Mit der Nockenscheibe 28 ist eine weitere Nockenscheibe 32 verbunden,
auf deren Umfang eine Feder 33 schleift, die einen Kontakt 34 betätigt. Dieser Kontakt
34 wird für gewöhnlich offen gehalten. Die Nockenscheibe 32 besitzt einen Einschnitt
35. Sobald die Feder 33 in diesen Einschnitt 35 einfällt, wird der Kontakt 34 geschlossen.
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Der Kontakt 34 liegt in dem Stromkreis eines Relais R, welcher wie
folgt verläuft: Batterie B, Kontakt 27, Relais R, Kontakt 34, Batterie B.
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Sobald der Kontakt 33 in einer vorbestimmten Lage der Nockenscheiben
des Impulsgebers geschlossen wird, kommt ein Stromfluß für das Relais R zustande,
welches anspricht und die Kontakte rl und r2 betätigt.
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Kontakt rl schließt einen Haltestromkreis für das Relais R, der unabhängig
von dem Kontakt 34 verläuft, so daß Relais R weiterhin erregt bleibt, auch wenn
bei der weiteren Drehung der Nockenscheiben der Kontakt 34 wieder geöffnet wird.
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Der Kontakt r2 schließt einen Stromkreis für ein elektromagnetisches
Zählwerk Z: Batterie B, Zählwerk Z, Kontakt 3I, Kontakt r2, Batterie B.
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In diesem Stromkreis liegt der von den Nocken 29 der Nockenscheibe
28 betätigte Kontakt 3I, so daß das elektromagnetische Zählwerk Z ebensooft erregt
wird und die von ihm nicht dargestellten Zahlenrollen fortschaltet, als Nocken 29
unter der Feder 30 des Kontaktes 3I vorbeistreichen. Dieser Vorgang erfolgt so lange,
bis der Tasthebel 24 auf den Zeiger 12 aufläuft und durch seine axiale Verschiebung
den Kontakt 27 öffnet. Bei der Öffnung des Kontaktes 27 wird Relais K stromlos und
öffnet seine Kontakte r' und r2.
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I)er Kontakt r2 unterbricht den Stromkreis des elektromagnetischen
Zählwerkes Z, so daß dieses nicht weiter fortgeschaltet wird. Der Übertragungsstromkreis
für das iZi lwerk Z wird erst wieder geschlossen, wenn in der v«rbestimmten Ausgangslage
der Nockenscheiben 28 und 32 der Kontakt 34 durch Einfallen der Feder 33 in den
Einschnitt 35 wieder geschlossen und Relais R erregt wird.
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I)er Al)tastvorgang wiederllolt sich periodisch. Stets wird eine
dem jeweiligen Ausschlagwinkel des Zeigers entsprech ende Anzahl Stromstöße auf
das Zählwerk übertragen. Bei raschen Änderungen der Momentanwertanzeige ist eine
möglichst rasche Abtastfolge erforderlich, um möglichst alle Schwankungen der Anzeige
für die Gesamtmessung zu erfassen. Ist der Momentallwertanzeiger nicht linear geeicht,
d. h. sind die Ausschlagwinkel des Zeigers nicht unmittelbar proportional I dem
Anzeigewert, dann muß auch die Nockenschei,e 28 des Impulsgebers entsprechend nicht
linear geteilt werden. Da die Nockenscheibe 28 und der Tasthebel 24 synchron umlaufen,
entspricht jeder Abschnitt der Nockenscheibe einem Abschnitt des Anzeigebereiches
des Momentanwertanzeigers.
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Durch die Anordnung einer größeren Anzahl von Nocken auf einzelnen
Winkelabschnitten kann erreicht werden, daß die bei dem entsprechenden Zeigerausschlag
vermittelte, entsprechend größere Momentanwertanzeige auch eine entsprechend größere
Anzahl von Stromstößen zur Fortschaltung des Zählwerkes hervorruft.
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Eine weitere Ausführungsform für die Verriegelung des Zeigers zeigt
Fig. 2. Hierbei liegt in der Bewegungsebene des Zeigers.12 ein Ring 44 aus Wulstgummi.
Die auf diesem Ring 4 44 aufliegende Andrückrolle 22 bewirkt an der Andrückstelle
eine Deformation des Ringes in Richtung auf die Achse 13 des Zeigers, so daß der
Zeiger 12 an seiner Spitze gegen die Achse gestaucht wird. Hierdurch wird ebenfalls
eine Verriegelung des Zeigers bewirkt, ohne daß der Zeiger gegen die Stirnwand des
Anzeigergehäuses verbogen wird.
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PATENTANSPROCHE: I. Mengenmeßeinricht1lng, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausschlagwinkel eines Momentanwertanzeigers durch eine mit gleichbleibender
Geschwindigkeit umlaufende Vorrichtung periodisch abgetastet wird und die für die
Abtastung der jeweiligen Ausschlagwinkel benötigten Zeitspannen aufsummiert werden.