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Uberverbrauchszähler mit Signalkontakt Überverbrauchszähler dienen
dazu, die nach Überschreitung einer festgelegten Leistungsgrenze, Tarifgrenze genannt,
verbrauchte Energie vom Gesamtverbrauch getrennt zu zählen. Zu diesem Zweck sind
unter dem Namen »Spitzenzähler« Einrichtungen bekannt, bei welchen dem Ankerdrehmoment,
das der dem Netz entnommenen Leistung proportional ist, ein konstantes Drehmoment,
dessen Größe der Tarifgrenze entspricht, entgegenwirkt. Dieses Gegendrehmoment kann
magnetisch, elektrisch oder mechanisch erzeugt sein, und der Zähler läuft erst an,
wenn bei Energiebezug aus dem Netz die Tarifgrenze überschritten wird. Soll außer
dem Überverbrauch auch der Gesamtverbrauch gemessen werden, so sind hierfür Überverbrauchszähler
mit Subtraktionswerk bekannt, bei welchen von einer der Ankerdrehzahl proportionalen
Drehzahl mittels eines Differentialgetriebes eine konstante, der Tarifgrenze entsprechende
Drehzahl subtrahiert und die Differenzdrehzahl durch ein Zählwerk integriert wird,
welches den Überverbrauch anzeigt, während ein weiteres Zählwerk die Ankerdrehzahl
integriert und den Gesamtverbrauch anzeigt. Die erforderliche konstante Drehzahl
wird durch ein Zeitelement, beispielsweise einen Synchronmotor oder .ein Ankerhemmwerk,
erzeugt und über Zahnradübersetzungen auf das Differentialgetriebe gegeben. Durch
Änderung der
Übersetzung ist die Tarifgrenze auf einen gewünschten
Wert einstellbar. Bei der Verwendung derartiger Zähler besteht oft das Bedürfnis,
bei der Überschreitung der Tarifgrenze ein Signal zu erhalten, welches beispielsweise
einen Alarm auslöst oder automatisch eine teilweise Abschaltung der Belastung bewirkt.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Überverbrauchsz
ähler mit Subtraktionswerk, Zeitelement, Differentialgetriebe und Signalkontakt,
der unter dem Einfluß der Differentialachse steht, und ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraft für die Betätigung des Signalkontaktes dem Zeitelement entnommen ist
und diese Betätigung durch die Drehrichtungsänderung der Differentialachse ausgelöst
wird. Zweckmäßigerweise ist dabei eine schrittweise drehende, unter einem vom Zeitelement
hergeleiteten Drehmoment stehende Nockenscheibe angeordnet, deren Drehschritte durch
die Drehrichtungsänderung der Differentialachse ausgelöst werden. Zu dieser Drehschrittauslösung
ist zweckmäßigerweise ein Sperrgetriebe angeordnet, welches ein mit der Nockenscheibe
verbundenes Sperrorgan sperrt und bei Drehrichtungsänderung der Differentialachse
für eine Teilumdrehung freigibt, wobei das Sperrgetriebe vorteilhafterweise einen
Anker mit einem Tastorgan aufweist, welch letzteres die Differentialachse abtastet
und bei Anderung der Drehrichtung den Anker schwenkt. Insbesondere ist es vorteilhaft,
die Differentialachse durch das Sperrgetriebe möglichst wenig und kurzzeitig zu
belasten und zu diesem Zweck ein mit der Achse der Nockenscheibe zusammenwirkendes
Selbstsperrgetriebe anzuordnen, welches periodisch das Sperrorgan des Sperrgetriebes
zur Abtastung der Ankerstellung freigibt.
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Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand
der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. I eine schematische Darstellung
eines einfachen Ausführungsbeispieles, in Fig. 2 eine perspektivische Darstellung
eines vorteilhafteren Ausführungsbeispiels.
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Das Ausführungsbeispiel- gemäß Fig. 1 enthält folgende Teile: eine
Zählerachse mit Schnecke II, einen Synchronmotor 12, ein Differentialgetriebe, dessen
eines Sonnenrad 13 über Zahnräder I4, I5, I6, I7 von der Zählerachse II und dessen
anderes Sonnenrad I8 in gegenläufiger Richtung über Zahnräder 19, 20 vorm Synchronmotor
w2 angetrieben wird und dessen Planeten 21 über die Differentialachse 22 und die
Räder 23, 24 und ein Leerganggetriebe 25 ein den Überverbrauch anzeigendes Zählwerk
26 antreibt; ein Signalkontakt 27, eine Nockenscheibe 28, welche durch eine elastische
Gleitkupplung 29 mit der Achse des Synchronmotors 12 gekuppelt ist; ein umlaufender
Sperrnocken 30, welcher über Zahnräder 3I, 32, 33, 34 durch die Achse der Nockenscheibe
28 angetrieben wird; ein Hemmanker 35 mit zwei Fangflächen 36, 37, welcher um eine
Achse 38 schwenkbar ist; eine Steuergabel 39 mit zwei Stiften 40, 41 und einer Tastspitze42,
welche Steuergabel um eine Achse 43 schwenkbar ist und unter der Richtkraft einer
Zugfeder44 steht; ein gezahntes Leitrad45, welches mittels einer nicht gezeichneten
Zahnradübersetzung von der Differentialachse 22 angetrieben wird.
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Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Ist der Energieverbrauch -
unterhalb der Tarifgrenze, so dreht das Sonnenrad I3 langsamer als das Sonnenrad
I8, das Leerganggetriebe 25 läuft leer, und das Zählwerk 26 erhält keine Verstellung.
Der Signalkontakt 27 ist geöffnet, indem seine Rolle in einer Lücke der Nockenscheibe
28 ruht. Das Leitrad 45 dreht sich, angetrieben von der Differenfialachse 22, in
Pfeilrichtung. Die Steuergabel 39 ratscht mit ihrer Tastspitze 42 auf der Zahnung
des Leitrades 45 und wird dadurch ausgelenkt. Dabei drückt der Stift 40 auf den
Hemmanker35 und lenkt diesen derart aus, daß der Sperrnocken 30 auf der Fangfläche
36 liegt, wodurch die Nockenscheibe 28 in der gezeichneten Lage blockiert ist. Wird
der Energieverbrauch über die Tarifgrenze erhöht, so dreht das Sonnenrad 13 schneller
als das Sonnenrad I8, die Differentialachse hat ihre Drehrichtung geändert und treibt
nun über das Leerganggetriebe 25 das Zählwerk 26 an, welches den l Überverbrauch
zählt. Dabei dreht auch das Leitrad 45 in entgegengesetzter Richtung. Bei diesem
Drehrichtungswechsel wird die Steuergabel 39 in entgegengesetzter Richtung ausgelenkt
und drückt mit ihrem Stift 41 auf den Hemmanker, so daß auch dieser auf die andere
Seite schwenkt. Dadurch wird der Sperrzahn 30 freigegeben und dreht sich rasch unter
dem Drehmoment der elastischen Kupplung 29, bis er nach einer halben Umdrehung von
der Fangfläche 37 aufgefangen wird. Mit dieser Drehung hat sich auch die Nockenscheibe
gedreht, und die Rolle des Signalkontaktes ist auf den nächsten Nocken gelaufen,
wobei sich der Kontakt geschlossen hat. Da die Nockenscheibe 28 in zwölf Schritten
und der Sperrzahn 30 in zwei Schritten eine ganze Umdrehung ausführen, beträgt für
die Zahnräder 3I bis 34 das Übersetzungsverhältnis I: :6.
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In der Fig. 2, welche ein in der Wirkungsweise verfeinertes Ausführungsbeispiel
darstellt, weisen die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Teile gleiche
Bezugszeichen auf wie in Fig. I. Der Synchronmotor I2 treibt jedoch über Zahnräder
51, 52, 53, 54 eine Welle 55 an, welche über die Zahnräder I9, 20 das Sonnenrad
18 des Differentialgetriebes antreibt. Das andere Sonnenrad I3 wird, wie in Fig.
I gezeigt, von der Ankerachse des Zählers angetrieben und die Differentialachse
21 treibt auf das Überverbrauchszählwerk 26 über die Welle 22 und die Zahnräder
23 bis 25. Das Leitrad 45 sitzt direkt auf der Differentialachse 22. Auf der Welle
55 sitzt fest ein Auslösezylinder 56 und lose eine Hülse 57 mit einem Zahnrad 58
und der Nockenscheibe 28, welche den Signalkontakt 27 betätigt. Eine Schraùbenfeder
29, welche als elastische Reibungskupplung wirkt, ist zwischen den Zahnrädern 54
und 58 angeordnet. Parallel zur Welle 55 ist eine Welle 60 mit einem Flügel 61 mit
zwei Spitzen 62, 63 und mit zwei Sperrhebeln 64,
65 und eine Welle
66 mit einem Anker 67 mit zwei Fangflächen 68 und 69 und mit einer Tastfeder 70,
welche die Drehrichtung des Leitrades 45 abtastet.
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Die Welle 60 ist mittels Zahnrädern 73, 74, 58 mit der Nockenscheibe
28 gekuppelt, und es gilt die gleiche Bestimmung für die Übersetzung der Räder 3I
bis 34 wie im ersten Beispiel. Die Bewegung des Ankers 67 ist durch zwei Anschlagstifte
7I, 72 begrenzt.
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Diese Anordnung arbeitet wie folgt: Bei Unterverbrauch dreht das
Leitrad 45 in Pfeilrichtung, die Tastfeder 70 gleitet, etwas nach unten gebogen,
über die Zähne des Leitrades, der Anker 67 liegt am Stift 7I, die Fangfläche 68
ragt in die Bahn des Hebels 64. Der Synchronmotor 12 treibt dauernd den Auslösezylinder
56 in Pfeilrichtung an, während die Spitze 62 auf der Zylinderfläche gleitet und
über die Zahnräder 73, 74, 58 die unter Drehmoment stehende Nockenscheibe 28 am
Ablauf hindert. Die untere Kontaktfeder des Signalkontaktes 27 greift in eine Lücke
der Nockenscheibe, und der Kontakt ist geöffnet. Erreicht die Lücke des Auslösezylinders
56 die Spitze 62, so kann diese ein wenig in die Lücke schwenken, bis der Hebel
64 von der Fangfläche 68 aufgefangen wird.
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Der Auslösezylinder 56 dreht weiter und das Ende der Lücke hebt die
Spitze 62 wieder auf die Zylinderfläche. Diese Tastung erfolgt dauernd mit jedem
Umlauf des Auslösezylinders. Findet infolge einer Überschreitung ein Drehrichtungswechsel
des Leitrades 45 statt, so wird die Tastfeder 70, in die Zähnung des Leitrades 45
greifend, nach oben ausgelenkt, und der Anker 67 kommt an den Stift 72 zu liegen,
wobei die Fangfläche 68 die Bahn des Hebels 64 freigibt. Die Fangfläche 69 steht
in Bereitschaftsstellung für das Abfangen des Hebels 6. Bei der nächstfolgenden
Zylinderauslösung kann die Welle 60 eine halbe Umdrehung ausführen, wonach der Hebel
65 von der Fangfläche 69 aufgefangen wird. Diese Drehung erfolgt ruckweise unter
dem Drehmoment der elastischen Reibungskupplung 29, wobei der Signalkontakt 27 durch
die Nockenscheibe 28 geschlossen wird. Die Spitze 63 liegt jetzt auf dem Auslösezylinder,
und bei jeder folgenden Zylinderauslösung tastet der Hebel 65 die Fangfläche 69
ab, so lange, bis infolge einer Unterschreitung der Tarifgrenze der Anker 67 wieder
in die gezeichnete Lage kippt, worauf bei der nächsten Zylinderauslösung die Welle
wieder eine halbe Umdrehung macht und der Signalkontakt wieder öffnet. Dieses Ausführungsbeispiel
weist gegenüber dem erstgezeigten den Vorteil auf, daß der Sperranker außer der
kurzzeitigen Abtastung unbelastet ist und seine Schwenkung durch das Leitrad die
Differentialachse nicht belastet.