DE3729003C2

DE3729003C2 - Wasserzähler mit Anlaufstern

Info

Publication number: DE3729003C2
Application number: DE19873729003
Authority: DE
Inventors: Guenter Wawretschka
Original assignee: Bopp & Reuther Wasserzaehler G
Current assignee: BOPP & REUTHER WASSERZAEHLER GMBH, 6800 MANNHEIM,
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2007-09-01
Also published as: DE3729003A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserzähler mit einem vom Wasser angetriebenen Meßorgan, insbesondere einem in einem Meßbecher umlaufenden Flügelrad, mit einem Zählwerk mit Untersetzungsgetriebe und aufgesetztem Ziffernblatt zum Anzeigen der gemessenen Wassermenge sowie mit einem auf einer schnellaufenden Achse des Zählwerks sitzenden Anlaufstern zur lichtelektrischen Abtastung der Drehbewegung der Achse des Zählwerks von außen.

Der Anlaufstern von Wasserzählern dient hauptsächlich zur Justierung und Prüfung des Wasserzählers mit Hilfe einer au ßerhalb des Zählers vorgesehenen lichtelektrischen Abtast vorrichtung. Bei den bekannten Wasserzählern wird von der Ab tastvorrichtung aus ein Lichtstrahl auf reflektierende Um fangsmarkierungen des Anlaufsterns gerichtet. Da zwischen den reflektierenden Umfangsmarkierungen nichtreflektierende Ab schnitte auf dem Anlaufstern vorgesehen sind, wird bei je dem Vorbeibewegen einer reflektierenden Markierung durch das reflektierte Licht vom Lichtempfänger der Abtastvorrichtung ein elektrischer Impuls erzeugt. Die Zeitfolge der Impulse ist hierbei ein Maß für die durch den Zähler geflossene Wasser menge.

Aus der DE 36 08 191 C1 ist ein Wasserzähler mit Anlaufstern bekannt, bei dem der Anlaufstern als glatte Scheibe ausgebildet und mit kontrastreichen Flächenabschnitten bedruckt ist.

In der DE-AS 16 73 421 wird eine Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Winkelgeschwindigkeit einer umlaufenden Welle beschrieben. Hierbei ist ein Spiegel auf dem Wellenstumpf angeordnet. Zur Umlenkung der vom Sender ausgehenden Lichtstrahlen in Richtung auf den Spiegel der Wellenachse und zur weiteren Umlenkung der vom Spiegel reflektierten Lichtstrahlen, ist eine entsprechend mit Spiegeln versehene Scheibe ortsfest im Bereich von Sender und Empfänger angeordnet.

In der JP 57-86 056 A wird ein Drehgeschwindigkeitsdetektor erläutert, bei dem ein balkenartiges Umlenkelement an einer rotierenden Achse befestigt ist. Von einer axial vor dem Umlenkelement angeordneten Lampe ausgehende Lichtstrahlen werden innerhalb des Umlenkelementes so reflektiert, daß sie beidseitig achsparallel austreten. Ein lampenseitig angeordneter Empfänger ist mit einer Vielzahl in zwei konzentrischen Ringen, kammförmig angeordneter Elektroden versehen.

Da der Anlaufstern im Durchmesser relativ klein ist und die Umfangsmarkierungen deshalb sehr schmal sind, muß der Licht strahl bei den bekannten Wasserzählern mit Anlaufstern punkt genau auf eine der Umfangsmarkierungen gerichtet sein. Hier für ist eine ständige Überwachung und Neueinstellung der Brennweite erforderlich, wodurch die Abtastung der bekannten Anlaufsterne arbeitsintensiv ist. Außerdem geht bei der Licht reflektion ein wesentlicher Teil des Lichtes verloren, so daß sehr hohe Anforderungen an die Empfindlichkeit der bekannten Abtastgeräte gestellt werden, um auch geringere Lichtreflek tionen sicher als Impulse anzeigen zu können. Nachteilig bei diesen Anlaufsternen ist außerdem, daß die Empfindlichkeit auch bei der laufenden Serienprüfung von Wasserzählern häufiger am Abtastgerät korrigiert werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vom Anlaufstern an den Emp fänger der Abtastvorrichtung zurückgeführte Lichtmenge deut lich zu vergrößern und eine sichere Impulsabgabe zu gewähr leisten, ohne daß eine Nachjustierung des Brennpunktes oder eine Empfindlichkeitskorrektur an der Abtastvorrichtung er forderlich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in den Merkmalen des Patentan spruches 1 gesehen.

Dadurch, daß der Anlaufstern als transparenter Lichtleitkör per ausgebildet ist und der mittig auf den Anlaufstern auf treffende Sendelichtstrahl zunächst von den ersten mittigen Umlenkschrägflächen um 90° nach außen gelenkt und anschließend von den zweiten äußeren Umlenkschrägflächen weiter um 90° nach oben umgelenkt wird, trifft ein Großteil des Sendelichts über die äußeren Lichtaustrittsabschnitte des Anlaufsterns wieder auf den Lichtempfänger der Abtastvorrichtung, so daß sehr viel mehr Licht für die Impulserzeugung zur Verfügung steht als bisher. Die Lichtbrechung an den relativ großen Grenzflächen zwischen dem Anlaufstern und dem umgebenden Me dium ist hierbei so stark, daß der größte Teil des Sendelich tes an den Schrägflächen umgelenkt und wieder zurück in den Lichtempfänger geleitet wird. Da der Lichtstrahl axial auf den Anlaufstern auftrifft und durch die 180° Umlenkung wieder parallel hierzu austritt, genügt eine einmalige Brennpunkt einstellung am Lichtsender. Außerdem kann gegenüber den be kannten Abtastvorrichtungen infolge der mittigen Einstrahlung mit einem in der Querschnittsfläche wesentlich größeren Licht strahl gearbeitet werden, wodurch einerseits wegen der ver lustärmeren Umlenkung des Lichtstrahles gegenüber der bekann ten Reflektion und andererseits infolge des kräftigeren Sende lichtstrahls soviel Licht am Empfänger zur Verfügung steht, daß eine einmalige Einstellung der Empfindlichkeit an der Ab tastvorrichtung für die gleichen Zähler einer Serie vollstän dig ausreicht.

Da das umgelenkte Licht wegen der besseren Lichtausbeute gleichzeitig aus allen äußeren Lichtaustrittsabschnitten nach oben zum Lichtempfänger hin geleitet wird, würde beim Umlau fen des Anlaufsterns keine Lichtunterbrechung erfolgen. Da durch, daß oberhalb des Anlaufsterns eine feststehende Ab deckscheibe mit Lichtleitschlitzen und dazwischenliegenden Lichtabdeckzungen vorgesehen ist, entsteht bei der Rotation des Anlaufsterns ein ausgeprägter Hell-Dunkeleffekt, durch den die gewünschten kräftigen Impulse sicher erzeugt werden können.

Zweckmäßigerweise bilden entsprechend dem Merkmal des An spruchs 2 die ersten mittigen Umlenkschrägflächen und die zweiten äußeren Umlenkschrägflächen als Außenkonturen des An laufsterns Grenzflächen für eine verlustarme Umlenkung des Lichtstrahles zum Lichtaustritt hin.

Eine einfache Ausbildung der ersten mittigen Umlenkschräg flächen ergibt sich, wenn gemäß Anspruch 3 diese Schräg flächen durch eine mehrflächige Pyramide gebildet werden. Diese Pyramide hat eine den äußeren Lichtaustrittsab schnitten angepaßte Anzahl von Seitenflächen, über die der auf den Anlaufstern auftreffende Lichtstrahl jeweils direkt nach außen in Richtung auf die zugehörigen Lichtaustrittsab schnitte umgelenkt wird.

Da die Achsen des Zählwerks, auf die die Zeiger und der An laufstern aufgesteckt werden, im Durchmesser klein sind, während wegen der großen mittigen Umlenkschrägflächen eine große Innenpyramide erforderlich ist, wird entsprechend dem Merkmal des Anspruchs 4 vorgeschlagen, einen Verbindungsadap ter 26 zwischen der Zählwerksachse 2 und der Innenpyramide 25 einzu setzen. Durch diesen Adapter wird einerseits ein klemmschlüssiges Aufsetzen des Anlaufsterns auf eine normale Zählwerksachse ermöglicht und andererseits bildet dieser Adapter gleichzeitig die Abdeckung für die Seiten flächen der Pyramide.

Eine einfache Ausbildung der Abdeckscheibe ergibt sich nach dem Merkmal des Anspruchs 5 dadurch, daß diese Abdeckscheibe durch einen entsprechenden Abschnitt des Ziffernblattes selbst gebildet wird.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 das Zählwerk eines Wasserzählers mit Unterset zungsgetriebe, Ziffernblatt und Anlaufstern im Längsschnitt,

Fig. 2 den auf eine Zählwerksachse aufgesetzten Anlauf stern in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 schematisch die 2×90°-Umlenkung des von der Abtastvorrichtung kommenden Sendelichtstrahls im Anlaufstern und die Rückführung des nach oben austretenden Lichtes in den Lichtempfänger und

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Anlaufstern mit Abdeck scheibe.

Das in der Fig. 1 dargestellte geschlossene Zählwerk 1 wird auf einen nicht näher gezeigten Meßeinsatz eines Wasserzählers aufgesetzt und mit diesem verplombt. Die Drehbewegung des im Meßeinsatz umlaufenden Flügelrades wird über eine Magnetkupp lung berührungslos auf die am schnellsten laufende Achse 2 des Zählwerks 1 übertragen, auf die der Anlaufstern 3 aufge steckt ist. Die Laufräder 4 des Untersetzungsgetriebes 5 sind zwischen der unteren Zählwerksplatte 6 und der oberen Lager platte 7 drehbar gelagert. Auf das Untersetzungsgetriebe 5 ist das Ziffernblatt 8 aufgesetzt, das mit aufgeprägten Zeigerkreisen versehen ist, in deren Bereich die auf die übrigen Zählwerksachsen 9 aufgesteckten Zeiger 10 zum An zeigen der durchgeflossenen Wassermenge umlaufen. Das Unter setzungsgetriebe 5 mit dem Ziffernblatt 8 wird durch eine Klarsichthaube 11 nach außen abgeschlossen, deren unterer Rand 12 dichtend in die Zählwerksplatte 6 eingreift.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anlaufstern 3 ist als transparenter Lichtleitkörper ausgebildet und trägt auf seiner Oberseite einen mittigen Lichteintrittsabschnitt 13 und mehrere auf dem Umfang des Anlaufsterns 3 verteilte äußere Lichtaustrittsabschnitte 14. Auf der Unterseite des Anlauf sterns 3 sind erste mittige Umlenkschrägflächen 15 vorgesehen, die als Grenzflächen für die Lichtbrechung den bei 13 ein tretenden Lichtstrahl zunächst unterhalb der einzelnen Licht austrittsabschnitte 14 um 90° nach außen umlenken sollen. Eine weitere 90°-Lichtumlenkung erfolgt durch die zweiten äußeren Umlenkschrägflächen 16, die das jetzt um 180° umge lenkte Licht nach oben zu den Lichtaustrittsabschnitten 14 und von dort zum Empfänger der lichtelektrischen Abtastung leiten.

In der Fig. 3 ist diese Lichtführung vom Lichtsender der licht-elektrischen Abtastvorrichtung 17 zum Anlaufstern 3 und wieder zurück zum Lichtempfänger der Abtastvorrichtung 17 schematisch dargestellt. Diese Darstellung zeigt, wie der Eintrittslichtstrahl 18 auf den mittigen Lichteintrittsab schnitt 13 des Anlaufsterns 3 auftrifft, durch den transpa renten Lichtleitkörper bis nach unten auf die ersten mittigen Umlenkschrägflächen 15 geführt und dort als Umlenkteilstrahl bündel 19 nach außen auf die zweiten Umlenkschrägflächen 16 geleitet wird. An diesen Umlenkschrägflächen 16 erfolgt eine weitere 90°-Lichtumlenkung, so daß jetzt die Lichtaustritts strahlen 20 nach oben aus den Lichtaustrittsabschnitten 14 des Anlaufsterns 3 austreten und dem Lichtempfänger der Ab tasteinrichtung 17 zugeführt werden.

Wie aus den Fig. 1 und 4 zu ersehen ist, befindet sich oberhalb des transparenten Anlaufsterns 3 eine feststehende Abdeckscheibe 21. Diese Abdeckscheibe 21 wird durch einen entsprechenden Abschnitt des Ziffernblattes 8 gebildet, so daß ein besonderes Bauteil für die Abdeckscheibe nicht erfor derlich ist. Diese Abdeckscheibe 21 besitzt eine Mittelöff nung 22 für den Lichteintritt und auf dem Umfang verteilte, der Anzahl der Lichtaustrittsabschnitte 14 entsprechende Lichtleitschlitze 23 für den Lichtaustritt. Zwischen den Lichtleitschlitzen 23 sind Lichtabdeckzungen 24 an der Ab deckscheibe 21 vorgesehen, so daß durch die Abdeckscheibe 21 während der Rotation des Anlaufsterns 3 ein kräftiger Hell- Dunkeleffekt erzielt wird, der eine zuverlässige Impulsabgabe sicherstellt.

Die mittigen 45°-Umlenkschrägflächen 15 auf der Unterseite des Anlaufsterns 3 bilden eine mehrflächige Pyramide 25. Da der Fuß dieser Pyramide wesentlich größer als die Zählwerksachse 2 ist, ist zwischen der Zählwerksachse 2 und der Pyramide 25 ein Verbindungsadapter 26 eingesetzt.

Claims

1. Wasserzähler mit einem vom Wasser angetriebenen Meßorgan, insbesondere einem in einem Meßbecher umlaufenden Flügelrad, mit einem Zählwerk mit Untersetzungsgetriebe und aufgesetztem Ziffernblatt zum Anzeigen der gemessenen Wassermenge sowie mit einem auf einer schnellaufenden Achse des Zählwerks sitzenden Anlaufstern zur lichtelektrischen Abtastung der Drehbewegung der Achse des Zählwerks von außen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anlaufstern (3) als transparenter Lichtleitkör per ausgebildet ist, der auf seiner Oberseite einen mittigen Lichteintrittsabschnitt (13) für den Lichtstrahl von einem Sender und mehrere auf dem Umfang des Anlaufsterns (3) verteilte äußere Lichtaus trittsabschnitte (14) zu einem Empfänger der lichtelektrischen Abtastung (17) trägt,
daß eine 2×90°-Lichtumlenkung vom Lichteintrittsab schnitt (13) zu den Lichtaustrittsabschnitten (14) durch der Anzahl der Lichtaustrittsabschnitte (14) ensprechende, auf der Unterseite des Anlaufsterns (3) angeordnete und mit den Lichtaustrittsabschnitten (14) zusammenwirkende erste mittige Umlenkschrägflächen (15) und zweite, äußere Umlenkschräg flächen (16) erfolgt,
daß oberhalb des Anlaufsterns (3) eine feststehende Ab deckscheibe (21) vorgesehen ist, die eine Mittelöffnung (22) für den Lichteintritt und im Bereich der Lichtaustrittsab schnitte (14) mehrere entsprechende, auf dem Umfang verteil te Lichtleitschlitze (23) für den Lichtaustritt mit da zwischenliegenden Lichtabdeckzungen (24) aufweist.

2. Wasserzähler mit Anlaufstern nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die ersten mittigen Umlenkschrägflächen (15) und die zweiten, äußeren Um lenkschrägflächen (16) als Außenkonturen des Anlaufsterns (3) Grenzflächen für die Lichtumlenkung bilden.

3. Wasserzähler mit Anlaufstern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten mittigen Umlenkschrägflächen (15) eine mehrflächige Pyramide (25) bilden.

4. Wasserzähler mit Anlaufstern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der im Durchmesser kleinen Zählwerksachse (2) und der mehrflächigen Pyramide (25) ein Verbindungsadapter (26) eingesetzt ist.

5. Wasserzähler mit Anlaufstern nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe durch einen entsprechenden Abschnitt (21) des Ziffernblattes (8) gebildet ist.