-
Elektrizitätsmesser zur Registrierung des Überverbrauchs beim Überschreiten
einer Durchschnittsbeiastung. Vielfach wird die Elektrizität an die Verbraucher
so abgegeben, daß eine einem bestimmten Höchstverbrauch angepaßte Summe pro Jahr
festgesetzt ist und die Menge der gelieferten Energie nach einem bestimmten Einheitspreis
berechnet wird, solange der Verbrauch das festgesetzte Maß nicht überschreitet.
Bei der Überschreitung desselben wird dann der Überschuß an gelieferter Energie
zu einem höheren Preis berechnet.
-
Die Erfindung betrifft einen Elektrizitätsmesser zur Registrierung
des Überverbrauchs bei der Überschreitung einer Durchschnittsbelastung, welcher
mit einem Paar von Hauptelementen und mit einer von diesen beeinflußten Vorrichtung
versehen ist, auf welche
von dem einen Element Bewegung in der einen
Richtung übertragen wird, während das andere Element die Rückführung der Vorrichtung
in ihre Anfangsstellung am Ende bestimmter Meßabschnitte bewirkt. An derartigen
Elektrizitätsmessern ist gemäß der Erfindung ein ruhender, auf das Grenzmaß eingestellter
Kontakt und ein von einem Hauptelement bewegter Kontakt vorgesehen, welcher mit
diesem bei überschreitung des Grenzmaßes in der Weise zusammenarbeitet, daB die
Umschaltung auf die Registriervorrichtung für die Werte über dem Grenzmaß erfolgt.
Zur Betätigung dieses Elektrizitätsmessers können die beweglichen Kontakte als geradlinig
verschiebbare oder auch als umlaufende Teile ausgebildet sein.
-
Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
in schematischer Darstellung.
-
Abb. r zeigt die Ausführung mit geradlinig bewegten Kontakten.
-
Abb. :2 zeigt die Einrichtung zur Registrierung von Komplexeinheiten.
-
Abb. 3 und 4 zeigt in Seitenansicht und in Vorderansicht bei teilweise
abgebrochener Vorderwand die Vorrichtung mit umlaufenden Kontakten.
-
Bei der Ausführung nach Abb. r besteht das eine Hauptelement aus einem
gewöhnlichen, nicht gezeichneten Elektrizitätsmesser, der seine Bewegung durch ein
Zahnrad a auf ein Zählwerk gewöhnlicher Art und durch ein Zahnrad b an eine verschiebbare
Zahnstange c überträgt. Der Kontaktarm d der Zahnstange bildet einen Teil eines
über einen Elektromagneten e gehenden Stromkreises. Dieser Elektromagnet
e steuert den Arm f, welcher das Zahnrad d aus dem Zahnrad g des einen
Zählers aushebt und mit einem Zahnrad h. des anderen Zählers in Eingriff bringt.
-
Das andere Hauptelement i, ein gleichförmig umlaufender Motor oder
eine Uhr, führt in regelmäßigen Zeitabständen den beweglichen Kontakt d zurück,
z. B. durch augenblickliches Schließen des Stromkreises eines Elektromagneten j
mittels einer Kontaktvorrichtung k. Der Magnet j zieht dabei den Arm
l an und bewirkt durch dessen Drehung das Ausheben des Zahnrades b aus der Zahnstange
c. Durch sein Eigengewicht und eine Feder am Arm L kann das Rad b sich wieder in
Eingriffsstellung zurückbewegen.
-
Ein zweiter Kontakt na ist gegen den Kontakt d durch ein an einer
Skala o gleitbares Anschlagstück n einstellbar. Der Kontakt in wird vom Anschlag
n durch den hochgehenden Kontaktarm a abgehoben und durch den zurückgehenden Arm
auf den Anschlag aufgedrückt.
-
Zuerst wird der Anschlag ra an der Skala o in einer Lage festgestellt,
die dem Höchstmaß an verbrauchter Energie entspricht, auf welches der Kontakt des
Verbrauchers lautet. Die Skala befindet sich an einer leicht sichtbaren Stelle im
Zählergehäuse. Beim Betrieb des Messers bewegt sich der Kontakt d gegen den Kontakt
m, hin, wobei die verbrauchten Einheiten am Zählwerk g registriert werden. Solange
der Höchstverbrauch nicht überschritten wird, erreicht der Kontakt d niemals den
Kontakt in während des Bewegungsspieles, das durch das andere Messerelement i bestimmt
wird. Bei übermäßigem Verbrauch stößt jedoch der Kontakt d vor Vollendung des Bewegungsspiels
an den Kontakten. und bleibt mit diesem Kontakt während des Restes des Bewegungsspiels
im Zusammenhang. Dabei wird der Verbrauch am zweiten Zählwerk h registriert Am Ende
des Bewegungsspiels kehrt der Kontakt d in seine ursprüngliche Lage zurück, bei
der der erste Zähler g wieder eingeschaltet ist. Alle verbrauchte Energie unter
dem Höchstverbrauch wird nur am Zählwerk g registriert, alle im Überschuß verbrauchte
Energie dagegen am Zählwerk h. Die Umstellung von einem Zählwerk auf das andere
kann auch mechanisch anstatt elektrisch bewirkt sein. Beispielsweise könnte der
Arm d auf den Hebel f durch eine mechanische Vorrichtung einwirken,
die dem Kontaktarm d gestattet, seine Bewegung fortzusetzen, während das Zahnrad
a mit dem Zählwerk h in Verbindung bleibt.
-
Mit den Kontakten d, na kann auch eine umlaufende Vorrichtung
zusammenwirken. Hierbei treibt das Zahnrad b ein drehbares Element mit dem einen
der Kontakte an, der andere Kontakt bewegt sich kreisförmig über einer geeigneten
Skala. Letztere Ausführungsform dürfte die zweckmäßigste sein und ist in Abb. 3
und 4 ,dargestellt.
-
Wenn die Vorrichtung für Tarife in Anwendung kommen soll, bei welchen
der Leistungsfaktor zur Grundlage des Kontraktes zwischen dem Verbraucher und der
Lieferungsgesellschaft ist, so können die beiden Messerelemente beispielsweise ein
geeigneter Energiezähler und ein wattloser Komponentenzähler, ein Amperemeter oder
ein anderes geeignetes Meßinstrument sein, die je ein Zählwerk aufweisen. Der Energiezähler
dient hierbei auch dazu, eine Vorrichtung zurückzuführen, die durch den wattlosen
Komponentenzähler in ähnlicher Weise, wie oben erwähnt, angetrieben wird.
-
Beispielsweise kann in Abb. t der Teil i ein gewöhnlicher Energiemesser
mit eigenem Zählwerkund angeschlossenerKontaktvorrichtungk sein. Dieser Kontakt
wird nach dem Durchgang einer bestimmten Energiemenge periodisch geschlossen. Die
Zahnräder a und b
können durch einen wattlosen Komponentenmesser
angetrieben werden, dessen Zählwerk mit la bezeichnet ist. In diesem Falle würde
der Zähler g nicht erforderlich sein, und das Zahnrad a würde sich für gewöhnlich
außer Eingriff mit dem Zähler h befinden. Solange der Leistungsfaktor nicht unter
den vorher bestimmten Wert herabsinkt, findet keine Registrierung an dem Zählwerk
statt, dessen Antrieb durch den wattlosen Komponentenzähler erfolgt. Infolge der
periodischen Rückführung :der Vorrichtung unter der Wirkung cles Energiemessers
kommen die beiden Kontakte d, in-, die durch den wattlosen Komponentenmesser
gesteuert werden, niemals zusammen. Wenn dagegen während des durch den Energiezähler
beeinflußten Bewegungsspiels der wattlose Komponentenmesser die leiden Kontakte
in Eingriff miteinander bringt, setzt der Elektromagnet e das Räderwerk des wattlosen
Komponentenmessers in Bewegung, welches alsdann die überschüssigen wattlosen Kilovolt-Amperestunden,
die bis zum Ende des Bewegungsspiels verbraucht werden, registriert.
-
In ähnlicher Weise könnte auch der Energieinesser mit zwei Zählwerken
ausgestattet sein, von denen das eine die Energie während des Zeitraumes registriert,
in welchem die Kontakte d, m voneinander getrennt sind, während das andere
Zählwerk die wattlosen Komponenten während der Zeit aufzeichnet, in welcher sich
die Kontakte in Berührung miteinander befinden. Die Einrichtung gleicht dann derjenigen
nach Abb. i, wobei das Zahnrad a von dem Energiemesser und das Zahnrad b durch den
wattlosen Komponentenmesser angetrieben wird.
-
Bei einigen Tarifen kann es erwünscht sein, den Verbraucher nach sogenannten
»Komplexeinheiten« zu belasten, d. h. nach Einheiten, welche aus veränderlichenVerhältnissen
zweier Mengen bestehen. So wird beispielsweise bei Tarifen, die auf den Leistungsfaktor
aufgebaut sind, die Belastung nach verbrauchten Kilowattstunden bestimmt, welche
um .die Kilovolt-Amperestunden der überschüssigen wattlosen Komponente vermehrt
sind. Mittels eines von beiden vorerwähnten Zählwerken angetriebenen Differentialgetriebes
kann ein drittes Zählwerk betrieben werden, welches die Summe beider Registrierungen
angibt, die die Komplexeinheiten darstellt.
-
Wenn die Energie und die wattlosen Kilovolt-Amperestunden mit verschiedenen
Preissätzen zu berechnen sind, so wird das dritte Zählwerk unter Zwischenschaltung
eines geeigneten Getriebes v eranlaßt, solche Verhältnisse jeder der Komponenten
zu registrieren, claß die sich ergebende Gesamtregistrierung nach einem feststehenden
Preissatz berechnet werden kann. Wenn beispielsweise die Energie mit io Pf. (Friedenswert)
pro Einheit zu berechnen ist und der Preis der überschüssigen wattlosen Komponente
pro Einheit etwa 3,3 Pf. beträgt, kann beim Antrieb eines Gliedes des Differentialgetriebes
mit derselben Geschwindigkeit wie das Energiezählwerk und beim Antriebe des anderen
Gliedes mit 1/3 Geschwindigkeit des wattlosen Komponentenzählwerkes die Gesamtregistrierung
in Komplexeinheiten mit dem Preissatz von io Pf. für die Komplexeinheit berechnet
werden.
-
Eine Ausführungsform der Vorrichtung für die Registrierung von Komplexeinheiten
ist in Abb. 2 dargestellt. Das Zählwerk p wird vom Energiemesser aus mittels der
Räder q, y und des Differentialgetriebes s angetrieben. Mit letzterem stehen
Räder t, u in Eingriff, die ihre Bewegung vorn wattlosen Komponenteninesser
erhalten. Solange der mittlere Leistungsfaktor nicht unter einen angenommenen Wert
herabsinkt, bleiben die Räder u voneinander getrennt. Wenn jedoch der mittlere Leistungsfaktor
sinkt, bringt der durch die Kontakte d, na (Abb. i) gesteuerte Elektromagnet
7x, die Räder miteinander in Eingriff, so daß das Differentialgetriebe in Bewegung
gesetzt wird und dieses die Summe der Bewegungen auf das Zählwerk überträgt. Durch
geeignete Vorrichtungen können die Räder t an der Rückwärtsdrehung gehindert werden,
wenn die Räder u außer Eingriff sind.
-
Bei der Ausführung der Vorrichtung nach Abb. 3 und .4 erfolgt der
Antrieb des Rades b durch denselben Messer, der bei der Ausführung nach Abb. i das
Zahnrad a antreibt. Vom Zahnrad b aus wird die Drehbewegung durch die Räder 2, 3,
4 auf ein Rad 5 an einer Spindel 6 übergeleitet. Eine Spiralfeder 7 ist
z -in der Nabe des Rades 5 und an einem festen Teil 8 des Gehäuses befestigt.
An der einen Seite des Rades 5 sitzt ein Stift 9 aus isolierendem Material.
-
Die Anfangslage des Rades 5 bestimmt sich durch Anlegen des Stiftes
9 an den festen Anschlag io. An der Spindel 6 sitzt lose eine Hülse, die von einem
Rohr i i aus isolierendem Material umschlossen und mit dem Rad 5 durch .eine Schraubenfeder
i2 verbunden ist. Auf der Hülse sitzen zwei isolierte Metallringe 13 mit radialen
Kontaktstiften, die durch biegsame Leitungsdrähte 15 aus Silber o. dgl. mit einer
Klemme im Stromkreis des Elektromagneten, ähnlich dem Magneten e nach Abb. i, verbunden
sind. Das eine Ende der Spindel 6 ist in einem mittels eines Griffes i9 drehbaren
Lagerstück 16 gelagert, welches an seiner Seheibe eine durch einen Isolierkörper
18 isolierte Stange 17 trägt. Am
Lager 16 sitzt ein über einer Skala
beweglicher Zeiger äo. Die Schraubenfeder 22 übt durch achsialen Druck einen Reibungswiderstand
aus, der den eingeschalteten Teil 16 festhält.
-
Das Zahnrad 4 sitzt an einer Spindel 23, deren eines Ende von einem
Hebel 24 getragen wird, welchen ein Elektromagnet j und eine Feder 25 steuert. Der
Hebel besitzt zwischen den Anschlägen 26 (Abb. 4) genügendes Spiel, so daß das Zahnrad
4 außer Eingriff mit dem Rad 5 gelangen kann, wenn der Magnet j erregt wind.
-
Wenn sich der Zeiger 2o in einer Lage befindet, die einem festgesetzten
Höchstverbrauch entspricht, setzt der Messer, welcher beispielsweise das Zahnrad
d der Anzeigevorrichtung g (Abb. i) antreibt, das Rad 5 in Bewegung, bei der durch
die Feder 12 die Kontaktstücke 14 gegen den Metallstift 17 gedreht werden. Wenn
der Höchstverbrauch nicht überschritten ist, wird der Magnet j erregt, bevor die
Teile 14 den Stift 17 erreichen. Das Zahnrad 4 gelangt alsdann außer Eingriff mit
dem Zahnrad 5, welches unter der Wirkung der Feder 7 in seine Anfangsstellung zurückkehrt.
Gleichzeitig bewegt hierbei die Stange 9 die Kontaktstifte 14 zurück. Wenn dagegen
der Maximalverbrauch während des Bewegungsspiels zwischen aufeinanderfolgenden Erregungen
der Wicklung j überschritten wird, erreichen die Kontaktstifte 14 den Stift 17 und
schließen den Stromkreis über den Magneten e (Abb. i), so daß das Zahnrad a in Eingriff
mit der Anzeigevorrichtung h gelangt. Solange Berührung zwischen den Teilen 14 und
17 vorhanden ist, kann das Rad 5 sich weiterdrehen. Die Feder 12 bleibt unterdes
gespannt.