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Einrichtung zur Uberwachung von zeitlich in veränderlicher Stärke
geleisteter Arbeit Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung von zeitlich
in veränderlicher Stärke geleisteter Arbeit, gelieferter Energie oder verbrauchter
Menge, insbesondere an Elektrizität, Gas und Wasser, bei der die einer festgelegten
Atrbleitsmenge (Festmenge) entsprechende Zeit mittels eines durch ein Zeitwerk aus
einer Ausgangsstellung verstelibaren und spätestens nach Ablauf der dieser Arbeitseinheit
(Festmenge) zugeordneten Zeit -vorzugsweise unter Entkupplung vom Zeitwerk - -wieder
in die Ausgangs.stellun,g zurückgehenden Zeitgliedes größenmäßig geprüft wird und
die einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitenden und die diesen überschreiten
den arbeitseinheiten getrennt registriert werden.
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Es ist bereits eine Einrichtung dieser Art vorgeschlagen worden,
bei; der durch Feststellung @der Zeitdauer, in der der Stromverbrauch stattfand,
bewirkt wird, daß die Anzeige des Verbrauchs auf verschiedenen beis tungshöhen zugeordneten
Zählwerken erfolgen kann. Es handelt sich also um eine Einrichtung zuir Durchführung
des sogenannten Blocktarifes, blei dem festgestellt wird, ob der Verbauch unterhalb
einer bestimmten Leistung oder oberhalb dieser Leistung lag. Ist die Leistung unterschritten,
so wird der Verbrauch auf einem
Zählwerk zur Anzeige kommen, das
als -Unterlastzählwerk zu bezeichnen ilst, andererseits bei Überschreitung einer
bestimmten Grenzleistung wird der Verbrauch auf einem Überlastzählwerk angezeigt
werden.
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Zur elektrischen Umleitung des Festinengenimpulses von dem einen
auf das andere Zählwerk sind hierbei von einem Zeitwerk angetriebene Kontaktscheiben,
die nur auf einem Teil ihrer Fläche oder ihres Umfanges leitend sind, oder zur mechanischen
Betätigung des einen oder anderen Zählwerkes eine von dem Zeitwerk angetriebene
mechanische Schaltscheibe vorgesehen, die einen bestimmten Kippunkt hat und beim
Eintreffen des Festmengenimpulses vor Erreichen des Kippunktes in der einen Richtwng
durch eine Feder in die Ausgängslage zurückgeführt wird und dabei das Zählwerk für
Überverbrauch betätigt, während beim Eintreffen des Festmengenimpulses nadh Erreichen
des Kippunkte die Schaltscheibe in der anderen Richtung in die Ausgangslage gedreht
wird und dabei das Zählwerk für Unterverbrauch betätigt. Der von der als Zeitelement
dienenden Kolltakt- oder Schaltscheibe durch laufene Weg bis zum kritischen Punkt
(Beginn des leitenden Befrgs oder Kippunkt) ist hierbei unveränderbar. Wenn man
den Grenzwert für die Ablaufzeit der Arbeitseinheit und damit die Leistungsgrenze,
bei der die Umschaltung von dem einen auf das andere Zählwerk zu erfolgen hat, ändern
will, kann das nur durch Änderung der Geschwindigkeit, mit der das Zeitglied angetrieben
wird, geschehen, indem man die Übersetzung zwischen dem als Zeit werk dienenden
Synchronmotor und dem Zeitglied ändert.
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Die Erfindung bezweckt nun, in einfacher Weise bedarfsweise verschieden
große Grenzwerte für die Ablaufzeit für die Arbeitseinheit einstellen zu können.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Verstellbereich des zeitabhängig
verstellten Gliedes, beispielsweise eines von einem Zeitwerk (Synchronmotor) angetriebenen
Hebels, durch einen Anschlag entsprechend dem vorgegebenen Grenzzeitwert begrenzt
ist und daß der Verstellbereich zur bedarfsweisen Einstellung verschieden großer
Grenzzeitwerte von der Ausgangsstellung bis zum Anschlag entsprechend einstellhar
ist.
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Für den Fall, daß der von dem Zeitmesser augetriebene Hebel von seinem
Ausgangspunkt bis zu dem Endanschlag bewegt wird, ohne daß inzwischen ein Festmengenimpuls
eintrifft, liegt Unterverbrauch vor, d. h. die vereinbarte Leistungshöhe ist unterschritten;
im anderen Fall liegt Überverbauch vor. D.ie Umschaltung von dem einen Zählwerk
auf das andere erfolgt gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mittels eines
Umschalthebels, der, je nachdem ob der Festmengenimpuls vor oder nach Beendigung
der Ablaufzeit des Zeitelementes eintrifft, entweder von einem vom Festmengenimpuls
betätigten Relais in die eine Ends@@llung, in der ein Zählwerk für Überverbrauch
zur Weiterschaltung durch den Festmengenimpuls freigegeben wird, oder von dem Zeitglied
in die andere Endstellung umgelegt wird, in der ein Zählwerk für Unterverbrauch
zur Weiterschaltung durch den Festmengenimpuls freigegeben wird.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.
Die Erfindung ist an Hand oder Zeichnungen Fig. I und 2 an einem Ausführungsbeispiel
erläutert.
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In bekannter Weise wird von einem Zeitmesser, insbesondere einem
selbstanlaufenden Synchronkleinmotor, über ein Rad I eine Achse 2 angetrieben. Auf
dieser sitzt die Kreuzwelle des Planetenrades 3. Lose auf der Achse 2 sitzen die
Sonnenräder 4 und 6, die mit Sperrädern oder Scheiben 5 und 7 fest verbunden sind.
Mit dem Sperrad 7 steht ein Hebel 8 über eine in demselben bei 9 drehbar gelagerte
Klinke 10 im Eingriff. Im Regelfall ist mittels der federnden Klinke 12 das Sonnenrad
4 des Planetengetriebes 3, 4, 6 festgehalten, so daß bei Antrieb durch den Synchronmotor
das Planetenrad sich auf dem gesperrten Sonnenrad 4 unter Mitnahme des Sommenrades
6 und des Sperrades 7 abwälzt. Dabei wird der Hebel 8, ausgehend von einem festen
Anschlag N, in Richtung des in dem Sperrad 7 angegebenen Pfeiles angetrieben. Dabei
wird eine an ihm angreifende Feder, deren anderes Ende in einem festen Punkt, z.
B. in der Werkplatine gelagert ist, gespannt. Der von dem Hebel 8 zu durchmessende
Weg wird begrenzt durch einen von außen verstellbaren Anschlag I6, der in der Bahn
des Stiftes 15 des Hebels 8 liegt. Trifft der Hebel 8 mit seinem Stift 15 auf den
Anschlag 16 auf, so wird die bei g im Hebel 8 drehbare Klinke 10 aus der Verzahnung
des Sperrades 7 geschwenkt, und der Hebel 8 kann unter Entspannung der an ihn angreifenden
Feder in seine Ausgangsstellung bei nr zurückkehren. Dieser Fall liegt dann vor,
wenn innerhalb der Zeit, die der Hebel 8 benötigt, um von dem Ausgangspunkt N bis
zu dem Endpunkt bei t6 zu gelangen, eine bestimmte Verbrauchsmenge (Festmenge) noch
nicht abgelaufen ist. Das besagt mit anderen Worten, daß die mit dem Stromabnehmer
vereinbarte Leistungsgrenze noch nicht erreicht, d. h. unterschritten ist, so daß
also Unterverbrauch stattfindet, der mit den zu noch beschreibenden Mitteln als
solcher gesondert registriert werden soll. Die Registrierung selbst erfolgt auf
dem Zählwerk 28 beispielsweise für Unterlastverbrauch und auf dem Zählwerk 29 für
Überlastverbrauch. Die Antriebsräder dieser Zählwerke sind gekuppelt mit Zwischenrädern
27 bzw.
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26, die fest mit Sperrädern und mit den Sonnenrädern 24 bzw. 25 verbunden
sind. Die Sonnenräder 24 und 25 mit den von ihnen getragenen Sperrädern und Antrielisrädern
für die Zählwerke 28 und 29 sitzen lose auf der Achse 22, auf der die Kreuzwelle
des Planetenrades 23 fest gelagert ist. Auf der Achse 22 sitzt ferner ein Rodi mit
Sperrverzahnung Z. In die den Sonnenrädern 24 @zw. 25 zugeordneten Splerräder können
die Arme 31 bzw. 32 eines bei 30 drehbar gelagerten Schwenkhebels ei'ngreifen. Der
Schwenkhebel steht unter dem Zug einer an ihm angreifenden Feder, die bestrebt ist,
ihn mit dem dem Sonnenrad 24 zugieord-
neten Sperrad in Eingriff
zu bringen. Jeweils nach Verbrauch beispielsweise einer festen kWh-Menge gibt der
nicht dargestellte Zähler mittels eines Kontaktes einen Impuls an das Relais 17.
Dieses zieht seinen Anker 18 an, an dem zwei Flügel 19 und 20 befestigt sind. Die
Flügel 19 und 20 arbeiten mit dem Rad Z nach Art eines Ankerganges derart zusammen,
daß die unter der Einwirkung eines nicht dargestellten Kraftspeichers, z. B. eines
Federhauses, stehende Achse 22 schrittweise vorwärts gedreht wird. Gleichzeitig
wird durch den Anker 18 bei Ansprechen des Relais I7 der Sperrhebel I2, der mit
seinem Flügel I3 in das Sperrad 5 eingreift, aus der Verzahnung dieses Rades gehoben.
so daß auch in diesem Falle die Kupplung zwischen dem Synchronmotor und dem Hebel
8 aufgehoben wird und dieser in seine Ausgangslage zurückkehren kann. Durch das
Zusammenwirken des gegen seinen Ausgangspunkt N zurückkehrenden Hebels 8 und des
Flügels 19 hei dem Relaisanker I8 erfolgt eine Beeinflussung des Schwenkhebels 31,
32, 33 derart, daß je nach Vorliegen von Überlast- oder Cnterlast der von dem Zähler
freigegebene Antrieb der Welle 22 entweder auf das Zählwerk 28 oder auf das Zählwerk
29 einwirkt. Liegt nun Unterlastverbrauch vor, d. h. in einer bestimmten Zeitdauer
durchmißt der Hebel 8 den Weg vom Anschlag N bis zum Endanschlag 16, ohne daß bisher
vom Zähler ein Impuls auf das Relais 17 gegeben worden ist. so entkuppelt silch
der Hebel 8 iii der vorher beschriebenen Weise vom Sperrad 7 und kehrt in seine
Ausgangsstellung bei N zurück, wobei gleichzeitig mittels des an ihm sitzenden Stiftes
11. der auf dem Arm 14 des Sperrhebels 12 auftrifft, dieser Hebel um seinen Drehpunkt
geschwenkt wird und dabei den Arm 13 aus der Verzahnung des Sperrades 3 aushebt.
Der Synchronmotor läuft jetzt lkeer, da die Kupplung zwischen ihm und dem Hebel
8 vollkommen gelöst ist. Durch das Auftreffen des Stifftes 15 auf den Anschlag N
hat der Stift 15 gleichzeitig den Arm 33 des Schwenkhebels 31, 32 entgegen dem Zug
der an ihm angreifenden Feder umgelegt, so daß der Arm 31 mit der Verzahnung des
dem Sonnenrad 25 zugeordneten Sperrades im Eingriff steht. Wird jetzt durch den
Verbrauchszähler mittels Kontaktgabe der Ablauf einer Festmenge gemeldet, so zieht
das Relais I7 seinen Anker 18 an. Der Ansatz 19 gibt das Sperrad Z frei, welohes
um eine halbe Zahnteilung vorwärts schreiten kann. Gleichzeitig legt sich der Ansatz
19 unter die untere Kante des Armes 32 des Schwenkhebels 31, 32, hält diesen in
der ihm durch den Stift 15 bestimmten Lage fest, so daß die Umdrehung der Welle
22 über das Planetenrad 23 des jetzt freigegebenen Sonnenrades 24 auf das Unterlastfestmengen
registrierende Zählwerk 28 einwirkt. Die Arme 19 und 20 des Ankers I8 arheilten
mit dem Sperrad Z nach Art eines Ankerganges zusammen. Der Anker 18 legt dann mittels
eines an ihm sitzenden Armes den Sperrhebel 12 wieder in die Verzahnung des Sperrades
5 ein. so daß der Hebel 8 durch das Zeitwerk von neuem angetrieben wird.
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Für den Fall des Vorliegens von Überverbrauch erfolgt durch den Zähler
eine Kontaktgabe bereits, bevor der Hebel 8 bis zu dem Endanschlag I6 aufgelaufen
ist. Hierbei zieht das Relais I7 ebenfalls seinen Anker I8 an, und der Arm 19 legt
sich über die obere Kante des Armes 32 des Schwenkhebels und hält diesen in der
gezeichneten Stellung fest.
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Der durch das Anziehen des Ankers I8 vom Zeitwerk entkuppelte Hebel
8 fällt ebenso wie im vorstehend geschilderten Fall in seine Ausgangsstellung bei
N zurück, kann aber den Schwenkhebel 31, 32 nicht verstellen, sondern e's wird in
diesem Fall lediglich eine nicht dargestellte leichte Blattfeder zusammengedrückt.
Bei Unterlast tritt der weiter oben erwähnte Zustand ein. daß durch den in seine
Endstellung zurückkehrenden Hebel 8 der Arm 33 nach rechts geschwenkt wird, so daß
l>ei Ansprechen des Relais I7 der Arm 19 des Relaisankers sich durch den Arm
32 legen kann. Im Falle von Unterlast ist also das Sonnenrad 25 des Pla netengetriebes
gesperrt, und die Umdrehungen .3 r Achse 22 gehen auf das Zählwerk 28 ein.
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Damit z. B. während der Zeit niedriger Werkbelastung die Angaben
des Zählers nur auf dem Zählwerk 28 zur Anzeige kommen, ist, veranlaßt durch eine
Schaltuhr, der Schwenkarm 33 mittels des Relais 34 für dauernd so umlegbar, daß
unabhängig von der Wirkung des genannten Steu'erorganes stets das Sonnenrad 25 gesperrt
wird.
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Der das Rad I antreibende Synchronmotor kann gleichzeitig auch zur
Ladung des auf die Achse 22 einwirkenden Kraftspeichers und zur Steuerung des Schaltrelais
34 dienen.
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Eine Vereinfachung der notwendigen Steuermittel wird nach Abb. 2
dann erreicht, wenn nicht der Endanschlag für den vom Zeitwerk betätigten Hebel
8, sondern die Ausgangsstellung N dieses Hebels verstellbar gemacht wird. In diesem
Falle würde die Ausgangsstellung von außen entsprechend der Ausführung, wie sie
nach Abb. 1 für die Endstellung dargestellt ist, einstellbar sein. Der vom Synchronmotor
angetriebene Hehel 8 wird in ähnlicher Weise wie in Abl). 1 dargestellt, die Strecke
zwischeltl der durch den verstellbaren Anschlag N gegebenen Ausgangs stellung und
einer durch den festen Anschlag F gegebenen Endstellung durchmessen. Im Falle von
Unterlast findet eine Entkupplung des Hebels 8 vom Zeitwerk nicht statt, und der
Hebel 8 drückt bei Auftreffen auf den Arm 33 des Schwenkhebels diesen beiseite.
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Das bedeutet, daß das Sonnenrad 24 freigegeben, das Rad 25 gesperrt
u:nd die Umdrehungen der Welle 22 auf das Zählwerk 28 übertragen werden.
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In hnlicher Weise wie bei der Ausführung nach Abb. 1 läuft der synchronmotor
jetzt ohne weitere Einwirkung auf den Hebel 8 leer. Die gleiche Wirkung läßt sich
z. B. auch durch eine eingeschaltete Rutschkupplung erreichen.
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Im Überlastungsfalle hingegen wird der Hebel 8 durch die vom Zähler
veranlaßte Betätigung des Relais I7 vorzeitig von dem Synchronmotor 1 entkuppelt,
so daß er entgegen seiner ihm vorher aufgezwungenen Bewegung in Richtung des Pfeiles
R
gegen den verstellbaren und die Ausgangsstellung bestimmenden
Anschlag N zurückfällt; der Schwenkhebel 3I, 32, 33 bleibt in diesem Fall unbeeinflußt,
und die an ihm angreifende Feder bringt den Arm 32 in Eingriff mit dem Sperrad des
Sonnenrades 24, so daß nun die Umdrehungen der Achse 22 auf das Überlastfestmengen
anzeigende Zählwerk 29 übertragen werden.