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Schwenkeinrichtung für zwischen den Ziffernrollen eines Impulszählers
angeordnete Übertragungsritzel Die Erfindung betrifft eine Schwenkeinrichtung für
zwischen den Ziffernrollen von Impulszählern angeordnete Übertragungsritzel mit
einer nach Einleitung des Rückführens der Ziffernrollen in ihre Ausgangslagen derart
durch eine Reibungskupplung zwischen einem Betätigungsglied oder einem Rückstellhebel
oder eines anderen mit dem Betätigungsglied 'fest gekuppelten Gliedes schwenkbaren
Ritzelbrücke, daß die Zähne der übertragungsritzel außer Eingriff mit den mit den
Ziffernrollen fest verbundenen Eingriffsgliedern, wie Triebstiften od. dgl., kommen.
Einrichtungen dieser Art sind zur Nullstellung von mit herzförmigen Kurvenscheiben
versehenen Ziffernrollen bekannt.
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Sollen die Ziffernrollen nach Beendigung eines Zählvorganges in ihre
Ausgangslagen zurückgeführt werden, um den Impulszähler für eine neue Zählung bereit
zu machen, ist es im allgemeinen erforderlich, die für die Weiterschaltung von Ziffernrollen
aufsteigender Größenordnung erforderlichen Übertragungsritzel außer Eingriff mit
den Ziffernrollen zu bringen, weil sie in der Eingriffsstellung die Rückstellung
der Ziffernrollen unmöglich machen würden. Andererseits müssen diese übertragungsritzel,
um zu verhindern, daß die Ziffernrollen die eingestellte Ausgangsstellung zwischenzeitlich
wieder verlassen, bereits wieder in Eingriff mit den Ziffernrollen stehen, bevor
das Rückstellglied die Arretierung der Ziffernrollen in deren Ausgangslage aufhebt.
Um das zu erreichen, darf die die Ritzel tragende Ritzelbrücke nicht während des
ganzen Rückstellvorganges mit den übrigen Rückstellgliedern mitbewegt werden. Sie
ist deshalb mit den übrigen Rückstellgliedern durch eine Reibungskupplung verbunden,
welche bei Einleitung eines Rückstellvorganges vor der eigentlichen Rückführung
der Ziffernrollen die Ritzel sofort außer Eingriff mit den Ziffernrollen bringt,
sie dann aber an einen Anschlag legt, welcher die weitere Bewegung der Ritzelbrücke
und damit auch der Ritzel begrenzt. Die übrigen Rückstellglieder können sich nun,
bei gleitender Bewegung der Teile der Reibungskupplung gegeneinander, noch beliebig
weiter bewegen, ohne daß die Ritzelbrücke und damit die Ritzel diese Bewegung mitmachen.
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Die Reibungskupplung verursacht nach vollzogener Rückstellung der
Ziffernrollen in. deren Ausgangslager bei Gegenbewegung des Rückstellhebels auch
noch ein sofortiges Mitgehen der Ritzelbrücke. Die Ziffernrollen werden jetzt durch
die Rückstellglieder so lange in ihrer Ausgangslage fixiert, bis die übertragungsritzel
wieder mit ihnen im Eingriff stehen und ihrerseits die Ziffernrollen in ihrer Lage
festhalten. Solche bekannten Anordnungen weisen nun den Nachteil auf, daß sich die
zwischen den beiden Teilen der Reibungskupplung wirkende Reibungskraft durch den
während der Betriebszeit eines solchen Zählers unvermeidlich auftretenden Abrieb
vermehrt. Dadurch kann es vorkommen, wie die Praxis zeigt, daß nach erfolgter Rückstellung
der Ziffernrollen in die Ausgangslage und Gegenbewegung der Rückstellglieder die
wieder eingreifenden Ritzel eine weitere Bewegung der übrigen Rückstellglieder bis
in deren Ausgangslage verhindern, weil die Reibungskraft in der Reibungskupplung
so groß geworden ist, daß die für die Rückführung der Glieder vorgesehenen Kräfte,
meist durch Federn hervorgerufen, nicht ausreichen, die noch weiter erforderliche
Bewegung zu vollziehen. Dann können entweder von dem Zähler weitere Zählungen nicht
vorgenommen werden, oder es ist die nächste Rückführung der Zahlenrollen in die
Ausgangslage blockiert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.
Man könnte daran. denken, die für die Gegenbewegung der Rückstellglieder wirksam
werdenden Kräfte zu erhöhen. Dem steht entgegen, daß dann. für das Vorwärtsbewegen
der Rückstellglieder zur Ausführung des Rückführvorganges. die zum Spannen der entsprechenden
Federn aufzuwendenden Kräfte mit aufgebracht werden müssen. Dann wäre zum Bewegen
des Rückstellhebels eine Kraft aufzubringen, die besonders dann, wenn das Rückführen
nicht durch Handbetätigung, sondern durch Elektromagnete vorgenommen werden soll,
was oft der Fall ist, nicht tragbar ist. Um die Bauteile möglichst klein zu halten,
ist man im Gegenteil
an einer besonders kleinen Kraft für die Rückführung
der Ziffernrollen interessiert.
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Eine solche möglichst kleine Kraft zur Einleitung der Rückstellung
der Ziffernrollen könnte man dann erhalten, wenn man bei neuen Zählern die Reibungskupplung
so klein halten würde, daß sie auch nach längerer Betätigungszeit des Zählers, wenn
der erhöhte Abrieb sie vergrößerte, nicht über einen zulässigen Wert ansteigt, der
noch eine einwandfreie Funktion des Rückstellmechanismus gewährleistet. Dem steht
jedoch die Tatsache entgegen, daß auch an den Zahnflanken der übertragungsritzel
und den zugehörigen Eingriffsgliedern an der Ziffernrolle nach längerer Betätigungszeit
ein unvermeidlicher Abrieb auftritt, der die Reibung zwischen den Ritzelzähnen und
den zugehörigen Eingriffsteilen an den Ziffernrollen vergrößert. Sollen auch dann
noch über die Reibungskupplung die Ritzet einwandfrei ausgehoben werden, so darf
ein bestimmter Wert der in der Reibungskupplung auftretenden Reibungskraft nicht
unterschritten werden. Dieser Reibungswert weist auch bei neuen Zählern einen bestimmten
Betrag auf, der auch bei diesen den in. der Reibungskupplung auftretenden Wert der
Reibungskraft für einwandfreie Funktion nach unten begrenzt.
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Es bestehen also bei solchen Anordnungen die Schwierigkeiten, daß
man die Rückstellbewegung an sich mit einer möglichst kleinen Kraft vollziehen müßte,
um die entsprechenden Antriebselemente baulich klein halten zu können, einen bestimmten
Anfangswert aber nicht unterschreiten darf, wenn auch bei neuen Zählern eine einwandfreie
Funktion der Rückstellung gewährleistet werden soll.
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Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß durch ein zusätzliches
Glied vermieden, das bei Einleiten des Rückstellvorganges auf die Ritzelbrücke derart
einwirkt, daß diese unabhängig von, gleichsinnig jedoch mit der durch die Reibungskupplung
auf sie ausgeübten Kraft so weit bewegbar ist, daß ihre Ritzet gerade noch mit den
Eingriffsgliedern der Ziffernrollen kämmen und erst von da ab von dem Nullstellglied
allein ausgehoben werden. Zweckmäßig ist es, dafür zu sorgen, daß der Bewegungsbereich
dieses Gliedes durch seine Gestaltung und/oder Anschläge mindestens in einer seiner
Bewegungsrichtungen begrenzt ist.
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Diese Anweisung erlaubt es, die in der Reibungskupplung erforderlichen
Kräfte so klein zu halten, daß auch bei Gegenbewegung der Rückstellglieder kein.
Festklemmen erfolgt und trotzdem ein einwandfreies Ausrücken der Ritzet erzielt
wird.. Hierbei wird von der Überlegung ausgegangen, daß die für die Bewegung der
Ritzelbrücke aufzuwendenden Kräfte sofort kleiner werden, wenn der Eingriff der
Ritzet in die zugehörigen Eingriffsglieder an den Ziffernrollen gelockert wurde.
Dann reicht für die weitere Bewegung der Ritzelbrücke eine verhältnismäßig kleine
Kraft aus. Diese zusätzliche Kraft, die nur auf einem verhältnismäßig kleinen Weg
wirksam ist, unterstützt das Ausheben der Ritzet aus dem Eingriff mit den Ziffernrollen.
Dann kann die entsprechende, in der Reibungskupplung wirksam werdende Kraft herabgesetzt
werden.
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Eine solche Anordnung hat zumindest zwei wesentliche Vorteile. Einmal
wird durch die verminderte Reibungskraft der Reibungskupplung ein Festklemmen der
Rückstellglieder, wie es vorher beschrieben wurde, auch nach längerer Betriebszeit
des Zählers verhindert, obgleich ein einwandfreier Rückstellvorgang gewährleistet
ist, zum anderen aber wird durch die verminderte Reibung in der Reibungskupplung
der in ihr auftretende unvermeidliche Abrieb vermindert und die Standzeit der Kupplung
entsprechend erhöht.
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Die Praxis zeigte, daß an einem Zähler bestimmten Typs, der besonders
ungünstig lag, mit den beschriebenen bekannten Ausführungen lediglich eine Standzeit
von etwa 20 000 Rückstellungen zu erzielen war. Nach Umbau dieses Zählers gemäß
der Erfindung war nach 250 000 Rückstellungen noch ein einwandfreies Zählen und
Rückstellen möglich, wobei gleichzeitig die Antriebskraft für den Rückstellmechanismus
herabgesetzt werden konnte. Nach der angegebenen Zahl von Rückstellungen wurden
die Untersuchungen abgebrochen, da die erzielte Standzeit für diesen schwierigen
Fall ausreichend war.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgedankes darstellen, schematisch erläutert.
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Die Fig.1, 2 und 3 gehören zusammen. Fig.1 gibt, unter Fortlassung
unwesentlicher bekannter Teile, die den Erfindungsgedanken nicht berühren, eine
Darstellung der Gesamtanordnung, während die Fig.2 und 3 Ansichten der Ritzelbrücke
zeigen, die in Richtung des Pfeiles 17 der Fig. 1 gesehen sind. Fig. 2 zeigt hierbei
die Ausgangslage der Ritzelbrücke, bei der die Ritzet voll in Eingriff mit den an
der Ziffernrolle fest angebrachten Eingriffsgliedern liegen, während die Abb.3 die
Ritzelbrücke in ausgehobenem Zustand zeigt. In Fig.1 sind die Teile in der Stellung
gezeichnet, die sich ergibt, wenn die Ritzet gerade in die an den Ziffernrollen
fest angebrachten Eingriffsglieder einfühlen oder wiedereinfühlen.
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Ein Betätigungsglied 1 für das Rückstellen der Ziffernrollen in die
Ausgangslage wird durch eine gehäusefest gelagerte Feder 2, deren Schenkel 2' auf
einem Zapfen 1' des Hebels 1 anliegt, in, seiner Ruhelage gehalten. Durch
Drücken des Betätigungsgliedes 1 in Richtung des Pfeiles 18, also
entgegen der Kraft der Feder 2, wird das Rückstellen eingeleitet. Mit jeder
der Ziffernrollen 4 ist je eine Herzkurve 3 fest verbunden. Sie dienen dem Rückführen
der Ziffernrollen 4 in ihre Ausgangslagen. Dieses Rückführen geschieht mit Hilfe
eines Rückstellhebels 5, der, wenn die Ausgangslage der entsprechenden Ziffernrolle
erreicht ist, in eine Vertiefung 6 der zugeordneten Herzkurven 6 eingreift und hier
in bekannter Weise bei Fixierung der Ausgangslage der Ziffernrollen 4 noch einen
freien Weg in Betätigungsrichtung zur Verfügung hat. Mit jeder Ziffernrolle 4 fest
verbunden sind Triebstifte 7, in die die Zähne je eines übertragungsritzels 8 eingreifen.
An der Stelle 9 ist in bekannter Weise zwischen dem Rückstellhebe15 und der Ritzelbrücke
10 eine Reibungskupplung 16 eingeschaltet, deren aufeinanderreibende Teile durch
eine Schraubenfeder 14 zusammengedrückt werden. Ein am Betätigungshebel 1 angebrachter
Stift 11 drückt in der Ruhelage des Betätigungshebels 1 die Ritzelbrücke unter Einwirkung
der Feder 2 gegen einen Anschlag 12, so daß die Ritzet 8 in erforderlicher Weise
mit den Triebstiften 7 der Ziffernrollen 4 im Eingriff stehen. Ein zweiter Anschlag
13 begrenzt den Bewegungsbereich der Ritzelbrücke nach der anderen Seite.
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Die vorher erwähnte Kraft, die nach der vorliegenden Erfindung das
Ausheben der Ritzet 8 über
einen begrenzten Weg erleichtert, wird
durch eine Blattfeder 15 hervorgerufen.
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Wird nach Fig. 1 zur Einleitung der Rückführung der Ziffernrollen
4 in ihre Ausgangslagen das Betätigungsglied 1 in Richtung des Pfeiles 18 niedergedrückt,
sei es von Hand, durch einen Elektromagneten oder irgendeine andere geeignete Vorrichtung,
so bewegt es sich entgegen der von der Feder 2 auf es ausgeübten Kraft. Die unter
der Wirkung der Blattfeder 15 stehende Ritzelbrücke 10, die in der Ruhelage vom
Stift 11 des Betätigungsgliedes 1 an den Anschlag 12 gedrückt wird und dadurch die
Ritzet 8 im Eingriff mit den Triebstiften 7 hält, wird bei Bewegung des Betätigungsgliedes
1 in Richtung des Pfeiles 18 über die an der Stelle 9 liegende Reibungskupplung
16 in der gleichen Richtung mitbewegt, so daß die Ritzel 8 außer Eingriff mit den
Triebstiften 7 kommen. Dieses Ausrücken wird zunächst von der Blattfeder 15 unterstützt,
bis diese eine Lage einnimmt, die in Fig. 3 gezeichnet ist. Der Stift 11 hat sich
inzwischen von der Ritzelbrücke 10 gelöst, so daß sich diese frei bewegen kann.
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Weil ihre Bewegung zunächst von der Blattfeder 15 mit eingeleitet
wird, können die durch die Reibungskupplung 16 übertragenen Kräfte wesentlich kleiner
gehalten werden, als dieses der Fall sein müßte, wenn die Blattfeder 15 nicht vorhanden
wäre. Hört in der in der Fig.3 gezeichneten Stellung die Mitwirkung der Blattfeder
15 auf, so kann die Ritzelbrücke 10 mit verhältnismäßig kleinen Kräften weiterbewegt
werden. Diese Weiterbewegung erfolgt-so lange, bis sich die Ritzelbrücke gegen den
Anschlag 13 legt. Inzwischen haben auch die sich mitbewegenden Rückstellhebel 15
die Herzkurven 6 erreicht und veranlassen nun die Rückführung der Ziffernrollen
4 in ihre Ausgangsstellungen in bekannter Weise, die nicht näher erläutert zu werden
braucht. In der Endlage, nach Beendigung des eigentlichen Rückstellvorganges, liegen
die Nasen der Rückstellhebel dann tief in den Einschnitten 6 der Herzkurven 5 und
fixieren hierdurch die Ziffernrollen. Die Ritzelbrücke liegt weiterhin am Anschlag
13.
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Nun setzt die Gegenbewegung des Betätigungsgliedes 1, d. h. entgegen
der Richtung des Pfeiles 18, ein. Schon in der ersten Bewegungsphase wird die Ritzelbrücke
10 mitgenommen, vom Anschlag 13 gelöst und in Richtung auf die Ziffernrollen
4 geschwenkt. Dieser Vorgang, während dem die Nasen der Rückstellhebel 5 in den
Vertiefungen 6 gleiten und die Ziffernrollen 4 weiterhin in ihrer Lage festhalten,
dauert so lange, bis die Ritzelbrücke die in Fig. 1 gezeichnete Lage erreicht hat.
In dieser Lage legt sie sich an die Blattfeder 15 an, die zunächst eine Weiterbewegung
der Ritzelbrücke verhindert. Die Zähne der Ritzel 8 greifen schon leicht zwischen
die Triebstifte 7, wodurch ein unbeabsichtigtes Verstellen der Ziffernrollen verhindert
wird. Der Rückstellhebel s löst sich von. der Herzkurve, und die Reibungskupplung
beginnt wieder zu gleiten. Bei weiterer Rückwärtsbewegung des Betätigunggjiedes
1 legt sich schließlich der Stift 11 an die Ritzelbrücke 10 an und bewegt sie, unter
überwindung der Kraft der Blattfeder 15, bis zum Anschlag 12. Damit ist der gesamte
Rückstellvorgang beendet. Selbstverständlich erfolgt die gesamte Bewegung des Betätigungsgliedes
in Gegenrichtung des Pfeiles 18 unter Wirkung der Feder 2, die also so bemessen
sein muß, daß sie sowohl die Reibungskräfte als auch die zeitweise auftretende Gegenkraft
der Blattfeder 15 überwinden kann. Da die Feder 2 bei Einleitung des Rückstellvorganges
mit gespannt werden muß, legt man Wert darauf, daß die von ihr ausgeübte Kraft möglichst
gering ist. Dieser Wunsch läßt sich erfüllen, ohne daß die Rückstellung darunter
leidet.
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Besonders deutlich wird der durch die erfindungsgemäße Anweisung erzielte
Fortschritt, wenn Wert darauf gelegt wird, daß das Rückstellen sehr schnell vor
sich gehen soll, wenn etwa das Rückstellen durch einen sehr schnell wirkenden Mechanismus,
wie einen entsprechend ausgelegten Elektromagneten, vorgenommen werden soll. In
diesem Fall müssen nicht nur die vorher erwähnten Reibungskräfte zwischen den Ritzelzähnen
und den Triebstiften 7 überwunden werden, sondern auch die mechanische Trägheit
der Ritzelbrücke mit Zubehör. Dann ist die durch die Blattfeder 15 im vorliegenden
Fall, durch andere Mittel in anderen Fällen, gegebene Anfangsbeschleunigung, die
nicht über die Reibungskupplung übertragen werden muß, besonders vorteilhaft. Da
die Gegenbewegung der Rückstellhebel immer unter der Wirkung der Feder 2 vor sich
geht, ist sie vom Antriebsorgan unabhängig. Man kann mit Hilfe der gegebenen Anweisung
eine schnelle Rückführung erreichen, ohne die Reibungskupplung entsprechend auslegen
zu müssen, was die mehrfach erwähnten nachteiligen Folgen haben würde. Auch die
Feder 2 kann schwach bemessen werden, wodurch die erforderliche Baugröße des Antriebsorgans
für den Rückstellvorgang klein gehalten werden kann.
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Die gleichen Vorzüge weisen die nunmehr beschriebenen weiteren Ausführungsbeispiele
auf, die sämtlich das gemeinsame Kennzeichen haben, daß auf die Ritzelbrücke auf
einem beschränkten Weg eine zusätzliche Ausrückkraft wirkt, die entweder dazu dient,
eine vorhandene Anfangsreibung zu überwinden oder zusätzlich noch die Trägheitskräfte
der Ritzelbrücke zu überwinden und die Reibungskupplung nicht mit entsprechenden
zusätzlichen Kräften zu belasten.
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Zunächst zeigt Fig.4 eine Ausführung des Erfindungsgedankens, nach
der die Blattfeder 15 durch eine andersgestaltete Feder 19 ersetzt wurde, die dem
gleichen Zweck wie die Blattfeder 15 dient. In der in Fig.4 gezeichneten Ausgangslage
der Ritzelbrücke 10 wirkt die Kraft dieser Feder über den Schenkel 20 auf die Ritzelbrücke
10 in. Ausrückrichtung hin. Diese Einwirkung findet so lange statt, bis der Schenkel
20 bei einer Ausrückbewegung der Ritzelbrücke 10 gegen einen Anschlag 21 trifft.
Von dieser Stellung an hört bei weiterer Bewegung der Ritzelbrücke 10 in gleicher
Richtung die Wirkung der Feder 19 auf sie auf.
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Das gilt ebenso für die weiteren Figuren, die weitere Ausführungsbeispiele
zeigen. So kann an dem Betätigungsglied 1 eine Feder 22 befestigt sein, die sich
bei Einleiten der Rückstellbewegung an die Ritzelbrücke 10 legt (Fig. 5). Hiernach
erfüllt sie die gleiche Funktion wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
die Feder 15 bzw. 19. Wenn die Ritzelbrücke einen Weg zurückgelegt hat, der dem
an Hand der Fig. 1, 2 und 3 erläuterten Weg entspricht, also dem Weg, nach dessen
Zurücklegung die Zähne der Ritzel 8 noch gerade in die Triebstifte 7 eingreifen,
legt sich die Feder an den Anschlag 23 und wird damit für die weitere Bewegung der
Ritzelbrücke 10 in gleicher Richtung unwirksam.
Nach Fig. 6 sind
die entsprechenden Federn durch einen an dem Betätigungshebel 1 aasgelenkten Hebel
24 ersetzt, der durch eine Feder 25, die um den Lagerzapfen 26 dieses Hebels gelegt
ist, an die Ritzelbrücke 10 angepreßt wird. Der Anschlag 23' hat in diesem Fall
die gleiche Funktion wie der Anschlag23 (Fig. 5), nur daß er hier den Hebel 24 trifft
und ihn von der Ritzelbrücke abhebt und nach oben ablenkt.
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Aus obigem ergibt sich, nachdem das Prinzip veranschaulicht wurde,
daß weitere andersgestaltete Ausführungsbeispiele möglich sind, ohne daß es eines
erfinderischen Aufwandes bedarf.