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Mengenregistriergerät mit veränderlicher Vorschubgeschwindigkeit des
Registrierstreifens
In der Meßtechnik sind Registriergeräte für die durch eine oder
mehrere Meßstellen hindurchgelaufene Energie- oder Stoffmenge bekannt, bei denen
ein fortbewegter Registrierstreifen mit Markierungen, z. B. in Form gestanzter Löcher,
versehen wird deren gegenseitiger Abstand auf dem Registrierstreifen ein Maß für
den Zusammenhang zwischen der an der Meßstelle durchgelaufenen Menge und der hierfür
benötigten Zeit ist, so daß sich daraus der zeitliche Mittelwert der Leistung bzw.
der Intensität des Stoff-Flusses innerhalb des durch aufeinanderfolgende Markierungen
begrenzten Zeitabschnitts ermitteln läßt.
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Bei einem ersten dieser bekannten Registriergeräte, welches nach
dem Festmengen-Registrierverfahren arbeitet, wird der Registrierstreifen von einem
Laufwerk gleichförmig durch eine Stanzvorrichtung bewegt und werden die Impulse
zum Stanzen der Registriermarken immer dann von einer Integrationseinrichtung gegeben,
wenn diese eine Festmenge, d. h. ein bestimmtes Kontingent von Einheiten einer zählbaren
Größe, gemessen hat. Aus dem Abstand jeder Lochung von der vorgehenden ist zahlenmäßig
zu entnehmen, welche Zeit t für den Ablauf der gewählten Festmenge Qk gebraucht
wurde. Die mittlere Intensität JMJ die während der Zeit t die konstante Festmenge
Qk zustande gebracht hat, ist JM = Qlt, d. h., sie ist umgekehrt proportional der
Zeit. Im Registrierstreifen ist daher der Lochahstand zweier Lochungen ein Maß
für
den Mittelwert der vorzugsweise gesuchten Intensität. Werden veränderliche Intensitätswerte
in dieser Weise registriert, so sind für dieses Registrierverfahren charakteristisch:
a) Großen Intensitätswerten entsprechen kleine Lochmarkenabstände und umgekehrt.
b) Da die Registriergröße, welche die Lochmarkenstanzungen auslöst, eine konstante
Menge ist, die als Folge der wechselnden Intensitäten in veränderlichen Zeiten zustande
kommt, ist das Zeitintervall und damit der Zeitpunkt der Registrierung uhrzeitlich
ohne Regel. c) Wird das Ausmessen der Lochabstände mittels eines Maßstabes oder
durch Meßautomaten vorgenommen, so wird unter der Voraussetzung einer endlichen
Ausmeßgenauigkeit die Ausmeßgenauigkeit der kleinen Lochabstände und damit der vorzugsweise
gesuchten großen Intensitätswerte ungünstiger als bei den weniger interessanten
kleinen Intensitätswerten. d) Wegen der endlichen Größe der Lochmarken versagt dieses
Verfahren gegenüber sehr großen Intensitätswerten, wenn große Intensitätsschwankungen
vorliegen, weil die Lochmarken dann gegebenenfalls ineinanderfallen können, e) Dies
Registrierverfahren läßt ferner den Wert Null der Registriergröße nicht erkennen,
da die Zeitmarken hierzu unendlich weit auseinander liegen müßten.
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Bei einem zweiten bekannten Registriergerät wird der Registrierstreifen
nicht durch ein Laufwerk gleichförmig angetrieben, sondern mit einer den veränderlichen
Intensitätswerten der Registriergröße proportionalen Geschwindigkeit. Die Stanzung
der Lochmarken wird anderseits von einem Zeitwerk in konstanten Zeitabschnitten
tk vorgenommen. Bei diesem Registriergerät sind die Lochabstände proportional der
gemessenen Menge Q und, weil die Zeit tk zwischen zwei Lochungen konstant ist, auch
dem Mittelwert der Intensität JM, da JM- ' t= Q ist. Auch bei diesem Registrierverfahren
sind daher die vorzugsweise gesuchten Mittelwerte der veränderlichen Intensitäten
aus dem Abstand zweier Registriermarken zu ermitteln, wobei für dieses Registrierverfahren
charakteristisch sind: a) Großen Intensitätswerten entsprechen große Lochmarkenabstände
und umgekehrt. b) Die Lochungen können in einer festen Uhrzeitregel erfolgen. c)
Unter der Voraussetzung einer endlichen Ausmeßgenauigkeit werden die vorzugsweise
gesuchten hohen Intensitätswerte mit größerer Genauigkeit ausgemessen als die niedrigeren
Intensitätswerte. d) Wegen der endlichen Größe der Lochmarken versagt dieses Verfahren
bei kleinen Intensitätswerten und beim Intensitätswert Null, weil hierbei die Lochmarken
ineinander fallen. e) Durch die zusammenfallenden Lochmarken geht die Feststellung
der Uhrzeit aus der Registrierung eines Intensitätsverlaufes, bei dem auch kleine
Intensitätswerte und der Wert Null vorkommen, verloren.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Menge registriergerät, das für den
gleichen Zweck benutzt werden kann wie die erwähnten bekannten Registriergeräte,
das aber die geschilderten Mängel dieser Registriergeräte vermeidet, andererseits
jedoch ihre Vorzüge in sich vereinigt und durch einen weiteren Vorzug eine wesentliche
Erweiterung der Anwendbarkeit bietet.
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Das Registriergerät gemäß der Erfindung stimmt mit dem einen der
bekannten Registriergeräte insofern überein, als in ihm die Vorschubgeschwindigkeit
des Registrierstreifens nach Maßgabe der zeitlichen Änderung der zu registrierenden
Menge, d. h. also nach Maßgabe der Leistung bzw. der Intensität des Stoff-Flusses
veränderlich ist und der Registrierstreifen in gleichbleibenden Zeitintervallen
markiert wird.
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Gekennzeichnet ist das Meugenregistriergerät nach der Erfindung dadurch,
daß der Registrierstreifen zusätzlich mit einer konstanten Geschwindigkeit gefördert
wird.
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Bei einer Vorrichtung zum Fernuiessen von Drehgeschwindigkeiten umlaufender
Wellen, insbesondere von elektrischen Zählern, ist zwar die Verwendung eines Differentialgetriebes
in der Weise bekannt, daß das eine Sonnenrad mit konstanter, das andere Sonnenrad
mit variabler Geschwindigkeit angetrieben wird, so daß beide Geschwindigkeiten in
der Planetenradwelle summiert werden. Hier handelt es sich also nicht um den Antrieb
eines Registrierstreifens. Ferner ist es Gegenstand eines älteren Patents, bei einer
Einrichtung zur Registrierung des zeitlichen Anteils von Vorgängen oder Pausen bei
mit Pausen verlaufenden Vorgängen unter Verwendung eines durch ein Zeitwerk an einer
Markiervorrichtung vorbeibewegten Streifens, der durch das Zeitwerk nur während
der Vorgänge oder der Pausen angetrieben und an einer in festen Zeitabschnitten
betätigten Markiervorrichtung vorbeibewegt wird, außer dem Zeitwerksantrieb noch
einen weiteren Antrieb für den Registrierstreifen vorzusehen, der jeweils bei Betätigung
der Markiervorrichtung eine Vorschubbewegung des Registrierstreifens um einen festen
Betrag bewirkt. Hier handelt es sich also nicht um einen stetig wirkenden, aus der
Summe zweier Geschwindigkeiten zusammengesetzten Vorschub.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein Registriergerät in schematischer Darstellung
und die Fig. 2 und 3 je einen Ausschnitt eines Registrierstreifens.
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In der Fig. I bedeutet I einen Registrierstreifen, der von Stiften
2 einer Antriebstrommel 3, die in
im Registrierstreifen I in regelmäßigen
Abständen angeordnete Transportlöcher 4 eingreifen, forther wegt werden kann. Die
Antriebstrommel 3 sitzt auf einer hohlen Welle 5, welche an ihrem anderen Ende auf
einer von ihr senkrecht abstehenden Achse 6 das Planetenrad 7 eines Differentialgetriebes
8 trägt. Das linke Sonnenrad g dieses Differentialgetriebes ist auf der hohlen Welle
5 lose gelagert und wird über Zahnräder 10 von einem Uhrwerk II mit konstanter Geschwindigkeit
angetrieben. Das rechte Sonnenrad 12 ist auf einer in der hohlen Welle drehbaren
Welle 13 befestigt, die an ihrem linken Ende ein Klinkenrad 14 trägt. Letzteres
wird durch eine federnde Klinke I5, die am Anker I6 eines Impulsmagneten I7 befestigt
ist, fortgeschaltet. Wird der Impulsmagnet I7 erregt, so zieht er den Anker I6 entgegen
der Wirkung einer Feder Ig an, und die federnde Klinke 15 gleitet über einen Zahn
des Klinkenrades 14 und fällt anschließend in eine Zahnlücke. Nach Beendigung des
Impulses wird der Anker I6 durch die Feder Is nach oben gezogen, und die Klinke
I5 schaltet das Klinkenrad 14 um einen Zahn weiter.
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Die Erregung des Impulsmagneten I7 erfolgt über einen in einem die
Registriergröße überwachenden Integriergerät 19 untergebrachtell Impulskontakt 20.
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Unterhalb der Antriebstrommel 3 sind zwei elektromagnetisch betätigte
Lochstanzen 2I, 22 angeordnet, die von durch das Uhrwerk I I kontrollierten Kontakten
23, 24 gesteuert werden. Die Lochstanze 21 wird dabei in genau gleich großen Zeitintervallen
tk kontinuierlich betätigt. Diese Zeitintervalle sind in der Regel verhältnismäßig
kurz.
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Beispielsweise ist tk = 30 Minuten. Die Lochstanze 22 wird nicht immer
benötigt. Sic dient dazu, um zusätzliche Zeitmarken anbringen zu können, beispielsweise
zur EZennzeichnung der Tagesabgrenzungen. In diesem Fall wird der Kontakt 24 durch
einen vom Uhrwerk 1 1 angetriebenen Zeitschalter alle 24 Stunden kurzzeitig betätigt.
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In den Fig. 2 und 3 sind Ausschnitte von mit dem úeschriebenen Registriergerät
erhaltenen Registrierstreifen dargestellt. In Fig. 2 ist schematisch dargestellt,
daß der Lochabstandax zweier Lochmarken 25, 26 sich infolge des zusammengesetzten
Antriebes des Registerstreifens aus zwei Teilstrecken aO und al zusammensetzt, von
denen die Teilstrecke a-0 eine konstante Strecke darstellt, die nur vom Uhrwerk
II bestimmt und an diesem einstellbar ist und in der Folge als Nullantrieb bezeichnet
wird, während die Teilstrecke aJ der gemessenen Registriergröße Q proportional ist.
Da aber vereinbarungsgemäß die Zeit tk zwischen zwei Lochmarken konstant ist, ist
die Teilstrecke a, auch dem Mittelwert der Intensität JM proportional.
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Der Nullantrieb bzw. die Teilstrecke aO wird, wenn nur positive Werte
der Registriergröße erwartet werden, nur so groß bemessen, daß auch beim Wert Null
der Registriergröße die Lochmarken 25, 26 eindeutig voneinander getrennt gestanzt
werden. Sind hingegen auch negative Werte der Registriergröße Q zu erwarten und
sollen dieselben ebenfalls registriert werden, so wird der Nullantrieb aO um einen
sicheren Betrag größer gewählt, als einem dem größten negativen Registrierwert proportionalen
Rückschub entsprechen kann. Eine solche Registrierung ist in der Fig. 3 dargestellt.
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Man ersieht daraus, daß der Nullantrieb aO hier verhältnismäßig groß
bemessen ist. Weist die Registriergröße einen positiven Wert auf, so wird die Lochmarke
in 27 gestanzt, und der Abstand der Lochmarke 25, 27 beträgt a,, = ao t- a,. Weist
die Registriergröße hingegen einen negativen Wert auf, so wird die Lochinarke in
28 gestanzt, und der Abstand der Lochmarken 25, 28 beträgt ax2 = e0 - al.
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Bedingung für eine einwandfreie Registrierung ist, daß aO immer größer
als al ist. In den Fig. 2, 3 ist 29 nur eine gedachte Marke, von der auf die Teilstrecke
+al zu messen ist.
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Werden nun veränderliche Intensitätswerte 1M mit dem beschriebenen
Registriergerät auf einem Registrierstreifen aufgenommen, so sind für dieses die
folgenden Merkmale charakteristisch: a) Großen Intensitätswerten entsprechen große
Lodmarkenabstände und umgekehrt. b) Die Lochmarkenstanzungen können in einer festen
Uhrzeitregel erfolgen. c) Unter der Voraussetzung einer endlichen Ausmeßgenauigkeit
werden die vorzugsweise gesuchten hohen Intensitätswerte mit größerer Genauigkeit
ausgemessen als die niedrigeren Intensitätswerte. d) Es werden alle Werte zwischen
Null und dem Größtwert der Registriergröße eindeutig erfaßt. e) Da der Nullantrieb
alle Lochmarken schon von Null an aufwärts eindeutig trennt, ist jedem Intensitätswert
eindeutig die Uhrzeit zugeordnet. f) Registrierstreifen aus verschiedenen Meßstellen
lassen sich jetzt in Auswertautomaten zeitrichtig nacheinander summieren. g) Es
lassen sich auf einem Registrierstreifen durch den Abstand zweier Lochmarken außerdem
sowohl positive als auch negative Intensitäten (Leistungswerte) registrieren und
manuell oder automatisch vorzeichenrichtig summieren.
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Aus dem Vergleich zwischen diesen Merkmalen und denjenigen der beiden
bekannten Registriergeräte erkennt man leicht die dem erfindungsgemäßen Registriergerät
zugrunde liegenden Vorteile. Während die Merkmale a) bis c) mit denjenigen der zweiten
bekannten Ausführungsform übereinstimmen, unterscheiden sich die Merkmale d) und
e) grundsätzlich von denjenigen der bekannten Ausführungsformen, und die Merkmale
f) und g) sind neu. Dank den Merkmalen d) bis g) lassen sich mit dem beschriebenen
Registriergerät Aufgaben lösen, die durch die bekannten Registriergeräte nicht gelöst
werden können. Beispielsweise sei auf die Registrierung der bei Höchstverbrauchsmessern
während der einzelnen Re-
gistrierperioden anfallenden Werte und
die Summierung der entsprechenden Registrierperiodenwerte von mehreren Höchstverbrauchsmessern
in einem Auswertegerät hingewiesen. Die Registrierwerte werden in diesem Fall während
konstanter Registrierperioden ermittelt, und ihre Summierung kann nur für entsprechende
Registrierperioden erfolgen. Die Forderung nach eindeutiger Zuordnung der Uhrzeit
zu jedem Intensitätswert, also auch Null und dem Größtwert, muß hier unbedingt erfüllt
werden.
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Das erfindungsgemäße Registriergerät ist nicht an Registrierstreifen
mit Transportlöchern gebunden. Ferner brauchen die Registriermarken nicht ausgestanzt
zu werden, sondern können auch mittels kleiner Stempel angebracht werden. Desgleichen
kommen als Registrierstreifen auch ferromagnetische Bänder, solche mit wegschmelzender
Metallschicht usw. in Frage.