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Vierfachtarif-Zählwerksanordnung für Elektrizitätszähler Von den Elektrizitätsversorgungsunternehmen
werden für den Verbrauch elektrischer Energie zu verschiedenen Tageszeiten mitunter
verschiedene Tarife angeboten. Die für die verschiedenen Tarife verbrauchte elektrische
Energie muß entsprechend gemessen und angezeigt werden. Daher sind Elektrizitätszähler
bekanntgeworden, die verschiedene Zählwerke besitzen. Zu bestimmten Zeiten werden
die Elektrizitätszähler auf die Anzeige des einen oder anderen Tarifs umgeschaltet.
Bei der im folgenden beschriebenen Erfindung handelt es sich um eine Vierfachtarif-Zählwerksanordnung
für Elektrizitätszähler.
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Es ist bereits eine Reihe verschiedener Anordnungen bekanntgeworden,
die es ermöglicht, die Anzeige von Elektrizitätszählern während verschiedener Zeiten
oder bei Auftreten bestimmter Bedingungen auf unterschiedliche Zählwerke zu geben.
Dabei sind mitunter Differentialgetriebe oder Schwenkachsen vorgesehen, die den
Übergang von dem einen Zählwerk zu dem anderen ermöglichen. Die bekannten Anordnungen
dieser Art sind jedoch derart kompliziert aufgebaut, daß sie verhältnismäßig störanfällig
und in der Herstellung entsprechend teuer sind. Es ist weiterhin bereits eine Mehrfachtarif-Zählwerksanordnung
bekanntgeworden, bei der auf der Läuferwelle, entsprechend der Anzahl der Zählwerke,
Schnecken angeordnet sind, die mit einem Schneckenrad den Kraftschluß herstellen.
Dabei sind die Schneckenräder axial verschiebbar vorgesehen und werden durch Kurven
oder Nocken gesteuert. Bei einer derartigen Anordnung lassen sich zwar eine beliebig
große Anzahl von Zählwerken vorsehen, jedoch müssen die Zählwerke entweder über-
oder nebeneinander angeordnet sein, so daß die gesamte Anordnung entweder sehr hoch
oder sehr breit wird.
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Es ist weiterhin bereits bekannt, eine Vierfachtarif-Zählwerksanordnung
so auszubilden, daß dieSchnekkenräder von jeweils zwei nebeneinander angeordneten
Zählwerken mit einer Schnecke des Zählwerksantriebes in Eingriff gebracht werden
können. Dazu ist es erforderlich, daß dieAchsen mit den Schneckenrädern oder ein
Teil der gesamten Anordnung verschoben wird. Der Antrieb für diese Verschiebung
erfolgt durch Motore, und die verschiebbaren Teile müssen entsprechend geführt sein,
damit ein genaues Einkuppeln der Schneckenräder mit den Schnecken gewährleistet
ist. Weiterhin müssen Sperrvorrichtungen betätigt werden, damit jeweils nur das
Schneckenrad eines Zählwerkes mit einer Schnecke in Eingriff kommt. Die Verschiebbarkeit
einzelner Teile der Anordnung sowie die Betätigung von Sperrvorrichtungen bedingt
einen großen Fertigungsaufwand, so daß die gesamte Anordnung entsprechend teuer
wird. Schließlich hat es sich als ungünstig erwiesen, daß bei der Umschaltung auf
einen anderen Tarif jeweils Zahnräder eingekuppelt werden, wodurch entsprechend
der Stellung des Schneckenrades zur Schnecke Kuppelfehler auftreten können, die
die Meßgenauigkeit ungünstig beeinflussen.
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Es ist schließlich eine Mehrfachtarif-Zählwerksanordnung bekannt,
bei der jeweils für ein Zählwerk eine Rutschkupplung vorgesehen ist, über die das
Zählwerk mit dem Zählwerksantrieb in Verbindung gebracht werden kann. Bei Verwendung
von Rutschkupplungen muß man jedoch immer mit einem gewissen Schlupf rechnen, so
daß die Meßgenauigkeit nicht in der gewünschten Weise gewährleistet ist.
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Außerdem verursacht der Leerlauf der Rutschkupplungszahnräder eine
Reibung, die von dem Zählwerksantrieb überwunden werden muß. Das wirkt sich besonders
dann aus, wenn eine größere Anzahl von Zählwerken an einen Zählwerksantrieb anschließbar
sind.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Vierfachtarif-Zählwerksanordnung
für Elektrizi tätszähler zu schaffen, die einerseits nur einen geringen Einbauraum
benötigt und andererseits infolge ihres verhältnismäßig einfachen Aufbaues entsprechend
funktionssicher arbeitet sowie verhältnismäßig einfach in der Herstellung ist. Die
Erfindung geht von
einer Vierfachtarif-Zählwerksanordnung aus, bei
der je eines der Zählwerke mit dem Zählwerksantrieb durch Relaissteuerung kraftschlüssig
verbindbar ist und bei dem die Zählwerke jeweils zu zweit nebeneinander und übereinander
angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß werden die Nachteile bekannter Anordnungen dadurch
vermieden, daß der Zählwerksantrieb über ein Differentialgetriebe auf zwei weitere
Differentialgetriebe einwirkt, deren Abtriebe mit den Zählwerken in Verbindung stehen,
und daß die Abtriebe dieser Differentialgetriebe über von zwei Relais beeinflußte
Schwenkarme und Sperrklinken zeilen- und spaltenweise blockierbar sind. Zweckmäßigerweise
wirken die Abtriebe des von dem Zählwerks antrieb angetriebenen Differentialgetriebes
auf zwei Planetenräder tragende Zahnräder von zwei weiteren Differentialgetrieben
ein, deren Abtriebe direkt oder über Wellen mit den Zählwerken in Verbindung stehen.
Die von dem Relais beeinflußten Schwenkarme sind auf Wellen befestigt, die gleichzeitig
Sperrklinken tragen, welche in die Sperräder der Abtriebe der auf die Zählwerke
einwirkenden Differentiale eingreifen. Die durch das eine Relais betätigten Sperrklinken
blockieren zeilenweise die oberen und unteren Zählwerke und die Sperrklinken des
zweiten Relais spaltenweise die rechten oder linken Zählwerke. Nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung ist an den Wellen, die die Sperrklinken tragen, eine Anzeigevorrichtung
vorgesehen, durch die das eingeschaltete Zählwerk angezeigt wird. Die Anzeigevorrichtung
besteht aus einem Segment mit den Bezeichnungen für die einzelnen Zählwerke und
einer das Segment teilweise verdeckenden Schablone. Die Schablone besitzt Ausschnitte,
die jeweils nur eine Bezeichnung des Segmentes hinter einer Schauscheibe im Zählergehäuse
sichtbar werden lassen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung, auf die
im folgenden Bezug genommen wird, dargestellt. In der Zeichnung sind nur die für
die Funktion wesentlichen Teile der Zählwerksanordnung perspektivisch wiedergegeben.
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Mit 1, 2, 3 und 4 sind die Zählwerke bezeichnet, die den Verbrauch
der einzelnen Tarife anzeigen. Der Antrieb der gesamten Anordnung erfolgt über ein
Schneckenrad 5, das mit einer nicht dargestellten Schnecke eines Elektrizitätszählerläufers
in Eingriff steht. Das Schneckenrad 5 ist auf dem einen Ende der Welle 6 befestigt,
auf deren anderem Ende ein Differentialgetriebe angeordnet ist, das aus dem Planetenrad
7 und den Zahnrädern 8 und 9 besteht. Das Halteteil 10 für das Planetenrad 7 ist
mit der Welle 6 fest verbunden, während die Zahnräder 8 und 9 auf der Welle 6 drehbeweglich
gelagert sind. Das Zahnrad 8 kämmt mit einem Zahnrad 11 eines anderen Differentialgetriebes,
dessen Planetenrad 12 in einem Ausschnitt des Zahnrades 11 gelagert ist. Das Planetenrad
12 dieses Differentialgetriebes wirkt mit den Sperrädern 13 und 14 zusammen, von
denen das Sperrad 13 über den Zahnkranz 13 a mit dem Zählwerk 2 in Wirkverbindung
steht. Das Zahnrad 11 und das Sperrad 13 mit dem Zahnkranz 13 a sind auf der Welle
15 drehbeweglich gelagert, während das Sperrrad 14 mit der Welle 15 fest verbunden
ist und über ein Zahnrad 16 mit dem Zählwerk 1 zusammenwirkt.
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In gleicher Weise ist der Antrieb für die Zählwerke 3 und 4 ausgebildet.
Hier wirkt das Zahnrad 9 mit dem Zahnrad 17 zusammen, das das Planetenrad g8 trägt,
welches seinerseits mit den Sperrädern 19 und 20 zu-
sammenwirkt. Die Verbindung
mit dem Zählwerk 4 erfolgt über den Zahnkranz 20 a des Sperrades20, während das
Sperrad 19 über die Welle 22 und das Zahnrad 23 mit dem Zählwerk 3 in Verbindung
ist.
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Das Zahnrad 17 und das Sperrad 20 mit dem Zahnkranz 20a sind drehbeweglich
auf der Welle 22 gelagert, während das Sperrad 19 mit der Welle 22 fest verbunden
ist. Mit 24 und 25 sind zwei Relais bezeichnet, die eine Umschaltung auf das eine
oder andere Zählwerk bewirken. Die Relais 24 und 25 besitzen je einen mit dem Anker
verbundenen Stift 26 und 27, der auf den Schwenkarm 28 bzw. 29 einwirkt.
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Die Schwenkarme sind fest mit den Wellen 30 und 31 verbunden und stehen
unter Wirkung der Federn 32 bzw. 33. Auf der Welle 30 ist außerdem eine doppelt
ausgeführte Sperrklinke 34 angebracht, deren Enden 35 und 36 je nach der Stellung
des Relais die Sperrräder 13 und 14 oder 19 und 20 blockieren. Weiterhin ist auf
der Welle 30 ein Segment 37 angebracht, das entsprechend der Stellung des Relais,
die den Zählwerken entsprechenden Ziffern 1, 2 oder 3, 4 vor eine gestrichelt angedeutete
Schauscheibe 38 des Zählergehäuses bringt. Auf der Welle 31 sind außer dem Schwenkarm
29 die Sperrklinken 39, 40, 41 und 42 fest angebracht. Durch diese Sperrklinken
werden in der einen Stellung des Relais 25 durch die Sperrklinke 39 und 41 die Sperräder
13 und 20 und in der anderen Stellung durch die Sperrklinken 40 und 42 die Sperräder
14 und 19 blockiert. An der Welle 31 ist außerdem ein Hebe143 angebracht, der auf
die auf der Welle 30 beweglich gelagerte Schablone 44 einwirkt. Die etwa quadratisch
ausgebildete Schablone 44 besitzt zwei Durchbrüche 45 und 46, die diagonal gegenüber
angeordnet sind und hinter der Schauscheibe38 in dem Zählergehäuse jeweils nur eine
der Zählwerksbezeichnungen freigeben.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Zählwerksanordnung nach der
Erfindung wird im folgenden davon ausgegangen, daß die beiden Relais 24 und 25 stromlos
sind, d. h. ihre Anker sind abgefallen und die mit dem Anker verbundenen Stifte
26 und 27 befinden sich in der dargestellten Stellung. Durch die Ankergewichte der
Relais sind über die Schwenkarme 28 und 29 die Federn 32 und 33 gespannt. In dieser
Stellung ist die Sperrklinke 34 mit ihrem Ende 36 mit den Sperrädern 19 und 20 in
Eingriff und blockiert somit den Antrieb für die untere Zeile der Zählwerke, nämlich
die Zählwerke 3 und 4. Durch die Stellung des Relais 25 ist die Sperrklinke 39 mit
dem Sperrad 13 in Eingriff und die Sperrklinke 41 mit dem Sperrrad 20. Dadurch sind
die Zählwerke der rechten Spalte, also die Zählwerke 2 und 4 blockiert. Somit ist
nur der Antrieb für das Zählwerk 1 freigegeben.
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Durch die Blockierung der Sperräder 19 und 20 ist über das Zahnrad
17 auch das Zahnrad 9 blockiert, so daß die auf das Schneckenrad 5 vom Zähler gegebene
Drehbewegung von dem Planetenrad 7 auf das Zahnrad 8 und von dort auf das Zahnrad
11 übertragen wird. Da das Sperrad 13 blockiert ist, wird die Bewegung über das
Planetenrad 12 auf das Sperrrad 14 und von dort über die Welle 15 und das Zahnrad
16 auf das Zählwerk 1 übertragen. Der von einem Elektrizitätszähler gemessene Verbrauch
wird also bei dieser Stellung der Relais 24 und 25 auf dem Zählwerk 1 angezeigt.
Dies entspricht auch der Anzeigevorrichtung, bei der durch die Schauscheibe 38 und
den Durchbruch 45 in der Schablone 44 die Ziffer 1 auf dem Segment 37 sichtbar ist.
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Soll nun auf einen anderen Tarif, der mit dem Zählwerk 2 gemessen
werden soll, umgeschaltet werden, so wird das Relais 25 eingeschaltet. Dies kann
durch Impulsgabe mit Tonfrequenzrundsteuerung durchgeführt werden. Dabei wird der
Stift 27 durch die Bewegung des Ankers in Richtung des Pfeiles 47 bewegt und der
Schwenkarm 29 folgt unter der Wirkung der Feder 33. Dadurch dreht sich die Welle
31 und die Sperrklinken 39 und 41 geben die Sperräder 13 und 20 frei, während die
Sperrklinken 40 und 42 die Sperräder 14 und 19 blockieren. Da die Sperräder 20 und
19 ohnehin durch die Sperrklinke 34 blockiert sind, ergibt sich eine Umschaltung
der Zählwerke nur in der oberen Zeile. Die von dem Zähler auf die Zählwerksanordnung
gegebene Bewegung wird, da nunmehr das Sperrad 14 blockiert ist, und das Sperrad
13 freigegeben wurde, über den Zahnkranz 13 a auf das Zählwerk 2 übertragen. Da
mit dem Anziehen des Relais 25 und der damit verbundenen Drehung der Welle 31 auch
der Hebel 43 um einen bestimmten Winkel gedreht wurde, ist die Schablone 44 infolge
ihres Eigengewichtes soweit abgefallen, daß der Durchbruch 46 nunmehr die Ziffer
2 des Segmentes 37 hinter der Schauscheibe 38 freigibt. Der von dem Zähler gemessene
Verbrauch wird in dieser Stellung von dem Zählwerk 2 angezeigt.
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Für die Umschaltung auf einen anderen Tarif, der mit dem Zählwerk
3 angezeigt werden soll, wird statt des Relais 25 das Relais 24 eingeschaltet. Dabei
bewegt sich der Stift 26 in Richtung des Pfeiles 48 und der Schwenkarm 28 führt
unter dem Einfluß der Feder 32 eine Schwenkbewegung durch und dreht die Achse 30
um einen bestimmten Winkel. Damit schwenkt auch die Sperrklinke 34 und blockiert
mit ihrem Ende 35 die Sperräder 13 und 14, während die Sperräder 19 und 20 freigegeben
werden. Die Sperrklinken 39, 40, 41 und 42 bleiben in der dargestellten Stellung,
so daß das Sperrad 20 weiterhin blockiert ist und die auf das Zahnrad 17 gegebene
Drehbewegung über das Planetenrad 18 auf das Sperrad 19 und von dort über die Welle
22 und das Zahnrad 23 auf das Zählwerk 3 übertragen wird. Mit der Drehung der Welle
30 hat sich auch das Segment 37 verstellt, so daß nunmehr hinter der Schauscheibe
38 durch den Durchbruch 45 in der Schablone 44 die Ziffer 3 auf dem Segment 37 sichtbar
ist.
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Für den Fall, daß der Verbrauch für die Berechnung eines weiteren
Tarifs mit dem Zählwerk 4 gemessen werden soll, werden beide Relais eingeschaltet,
so daß durch die Sperrklinke 34 die obere Zeile der Zählwerke blockiert ist und
durch die Klinkenhebel 40 und 42 die linke Spalte, also die Zählwerke 1 und 3. In
diesem Fall werden sowohl das Segment 37 als auch die Schablone 44 verstellt, so
daß hinter der Schauscheibe 38 durch den Durchbruch 46 die Ziffer 4 sichtbar ist.
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Die beschriebene Zählwerksanordnung für einen Vierfachtarif hat den
Vorteil, daß die gesamte Anordnung auf einem verhältnismäßig kleinen Raum untergebracht
werden kann, so daß für die verwendeten Zähler nicht unverhältnismäßig große Gehäuse
erforderlich sind. Weiterhin kann durch die Anzeige des eingeschalteten Zählwerks
von dem Verbraucher jederzeit abgelesen werden, welcher Tarif zum jeweiligen Zeitpunkt
eingeschaltet ist. Außerdem sind in der gesamten Anordnung nur drei Wellen vorgesehen,
die im Gegensatz zu anderen bekannten Ausführungen so angeordnet sind, daß sie nicht
verschoben werden
müssen. Die gesamte Weitergabe der Bewegungen vom Zähler zum Zählwerk
erfolgt über Differentialgetriebe, die sich in ähnlichen Konstruktionen bewährt
haben. Die Blockierung der einzelnen Zahnräder wird durch Sperrklinken vorgenommen,
die in einfachster Form herstellbar sind.
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Die gesamte Konstruktion hat schließlich noch den Vorteil, daß durch
Weglassen einzelner Bausätze eine Dreifachtarif- oder Doppeltarif-Zählwerksanordnung
hergestellt werden kann. Der Aufbau in Form eines Baukastenprinzips ergibt weitere
Vorteile bei der Herstellung und Lagerhaltung der Einzelteile, da die Zahl der Einzelteile
weit geringer ist, als wenn für eine Dreifachtarif- und eine Doppeltarif-Zählwerksanordnung
besondere Konstruktionen vorhanden sind.