-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Rollenzählwerk mit einem ersten
und einem zweiten Satz von Übertragungszahnrädern, deren jedes einer Zahlenrolle
zugeordnet ist und die miteinander derart im Eingriff stehen, daß n Umdrehungen
eines Zahnrades in einem Satz eine Umdrehung des darauffolgenden, von diesem angetriebenen
Zahnrades bewirkt, .wobei eine Antriebsvorrichtung die ersten Zahnräder antreibt
und eine Kupplungsvorrichtung zwischen den Zahnradsätzen vorgesehen ist.
-
Es ist bereits ein Maximum-Zählwerk bekannt, bei welchem zwei Sätze
von mit Zahlenrollen verbundenen übertragungszahnrädem vorgesehen sind, wobei eine
Kupplung wahlweise den Antrieb vom einen zum anderen Satz bewirkt und eine Rückstellvorrichtung
zur Rückstellung der Zahlenrollen auf Null dient. Bei diesem bekannten Maximum-Zählwerk
wird die Maximum-Zahlenrolle nur dann von einem Zwischenrad über ein weiteres Zahnrad
betätigt, wenn der gemessene Wert jeweils größer ist als der in der vorangegangenen
Meßperiode festgestellte Wert. Wenn die Anzeige der Zahlenrolle des laufenden Verbrauchs
niedriger ist als die Anzeige des Maximum-Zählwerks, so wird die Antriebsquelle
(Meßscheibe) nur durch die Reibung zwischen einem Arm und einer Scheibe belastet;
wenn jedoch das Maximum-Zählwerk angetrieben wird, so tritt eine beträchtliche zusätzliche
Belastung durch eine Rutschkupplung auf, was eine Verminderung der Anzeigegenauigkeit
zur Folge hat. Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, daß bei diesem Zählwerk keine
Kumulativ-Anzeigerollen vorgesehen sind.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zählwerk mit Maximumanzeige
mit einer Kumulativ-Anzeigevorrichtung auszustatten und dabei reibungsarm auszubilden,
wobei die Nachteile bekannter Zählwerke vermieden werden.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
eine erste Kupplung zwischen den ersten Zahlenrollen und ihren zugehörigen übertragungszahnrädem
und eine zweite Kupplung zwischen der Eingangsrolle der ersten Zahlenrollen und
dem zweiten Zahnradsatz zur Übertragung des Antriebes über die erste Zahlenrolle
auf den letztgenannten Zahnradsatz liegt, wobei ferner ein erster Anschlag an jeder
zweiten Zahlenrolle vorgesehen ist, welcher mit einem am entsprechenden Übertragungszahnrad
befindlichen zweiten Anschlag zusammenarbeitet, derart, daß eine Rückstellvorrichtung
mit ersten Einrichtungen zur Nullstellung der ersten Zahlenrollen die während des
Zählvorganges mit ihren Übertragungszahnrädern außer Eingriff stehenden zweiten
Zahlenrollen veranlaßt, bis zur Arretierung durch die beiden Anschläge den jeweiligen
Zählstand der ersten Zahlenrollen additiv zu übernehmen, wobei gleichzeitig der
Antrieb von der ersten und zweiten Kupplung gelöst ist, wodurch die Übertragungszahnräder
der zweiten Zahlenrollen arretiert sind, und daß ferner die Rückstellvorrichtung
mit zweiten Einrichtungen zur Rückstellung des ersten Zahnradsatzes bei ausgerückter
erster Kupplung versehen ist, deren Eingriff erst dann wieder erfolgt, wenn der
erste Zahnradsatz wiederum die von den ersten Zahlenrollen angenommene Stellung
einnimmt.
-
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprachen.
-
Der erste Satz von Übertragungszahnrädern ist von den ersten Zahlenrollen
periodisch abkuppelbar und auf eine bestimmte Stellung zurückstellbar, wobei die
Übertragungszahnräder von den Zahlenrollen so lange abgekuppelt bleiben, bis sie
wieder um einen solchen Betrag gedreht worden sind, der gleich der entsprechenden
winkligen Verlagerung der Zahlenrollen aus der erwähnten bestimmten Stellung ist.
In diesem Falle geben die ersten Zahlenrollen nur den Maximalbetrag an, um welchen
der erste Satz von Übertragungszahnrädern während eines Zeitintervalls zwischen
dem periodischen Abkuppeln dieser Zahnräder von den Zahlenrollen gedreht worden
ist.
-
Es ist ferner bei dem erfindungsgemäßen Zählwerk möglich, einen zusätzlichen
dritten Satz von Zahlenrollen mit den ersten Übertragungszahnrädern unmittelbar
zu kuppeln, um die Strommenge anzuzeigen, durch welche diese Zahnräder während eines
solchen Zeitintervalls gedreht worden sind; die Zahlenrollen zeigen in der erwähnten
bestimmten Stellung Null und bewirken, daß die ersten Zahlenrollen von ihren übertragungszahnrädem
unter den vorstehend angegebenen Bedingungen abgekuppelt bleiben.
-
Das erfindungsgemäße Zählwerk ist insbesondere zur Verwendung in Elektrizitätszählern
bestimmt. Die Antriebsvorrichtung bewirkt daher eine schrittweise Drehung abhängig
von der Zahl der verbrauchten Elektrizitätseinheiten.
-
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der
Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung zeigt F i g.1 eine Ansicht teilweise im
Schnitt und teilweise in Seitenansicht eines erfindungsgemäßen in einen Elektrizitätszähler
eingebauten Zählwerks, F i g. 2 eine Endansicht eines Teils des Zählwerks, gesehen
in der Richtung des Pfeils A in F i g.1, und F i g. 3 eine Ansicht, teilweise im
Schnitt, nach der Linie X-X in F i g. 1.
-
Wie F i g. 1 zeigt, besitzt das Zählwerk drei Wellen 2A, 2B
und 2C, auf denen sich ein Satz von Laufendverbrauch-Zahlenrollen 3 A, 3 B und 3
C zur Anzeige der während einer bestimmten Periode laufend verbrauchten Elektrizitätseinheiten
dreht, ferner ein Satz von Höchstverbrauch-Zahlenrollen 4A, 4B
und 4 C zur
Anzeige der Höchstzahl von Einheiten, die während einer der vorerwähnten bestimmten
Perioden verbraucht wurden, welche innerhalb einer Zähl- oder Gebührenperiode fallen,
sowie ein Satz von Kumulativ-Zahlenro11en5A, 5B und 5C zur Anzeige der Gesamtsumme
der Höchstzahl von Einheiten, welche in vorausgehenden Zähl- oder Gebührenperioden
verbraucht wurden, wobei sich die Rolle 5 B auf einer gesonderten Welle dreht.
-
Mit den Rollen 3A, 3 B und 3 C sind Übertragungszahnräder
6A, 6B und 6C verbunden. Das Übertragungszahnrad 6A weist nur einen ersten Teil
auf, der mit der Rolle 3 A in fester Verbindung steht, während die Übertragungszahnräder
6B und 6C erste und zweite Teile aufweisen, von denen die ersten Teile an den ihnen
zugeordneten Rollen 3 B und 3 C befestigt sind, jedoch die zweiten Teile mit diesen
Rollen durch Kupplungen 7 verbunden sind. Jede dieser Kupplungen weist einen Satz
von Klauenzähnen 9 auf, welche mit Klauenzähnen 10 am zweiten Teil des zugeordneten
Übertragungszahnrades im Eingriff stehen, und einen mit einem Keilzahn versehenen
Teil 11, welcher in eine Keilnut 12 in der zugeordneten Zahlenrolle eingreift.
-
Die Oberseiten der Zahlenrollen 3A, 3 B und 3 C tragen herzförmige
Kurvenelemente 13 A, 13 B und
13C, und von jeder dieser
Flächen steht ein Stift 14 für den Eingriff mit einer Öffnung in einer entsprechenden
der Scheiben 15 zwischen den Zahlenrollen 3 A bis 3 C und 4 A bis 4 C ab. Jede dieser
Scheiben ist durch eine Feder 16 gegen einen Bund 17 belastet, der an der zugeordneten
Welle 2 A bis 2 C befestigt ist und einen verzahnten Ansatz 18 aufweist, der sich
mit einem ähnlich verzahnten, auf der Welle befestigten Bund 19 in Ausfluchtung
befindet. Außerdem erstreckt sich von der Scheibe ein Stift 21 nach oben, der in
einen Schlitz 22 eingreift, welcher an der Innenfläche jeder der entsprechenden
Zahlenrollen 4A bis 4 C ausgebildet ist.
-
Ähnlich wie die Zahlenrollen 3 A bis 3 C tragen die Oberseiten der
Zahlenrollen 4A bis 4C herzförmige Kurvenelemente 23 A, 23 B, 23 C. Von dem Kurvenelement
23 A steht ein Stift 24 nach oben für den Eingriff mit einer Verzahnung an einer
Hülse 26 ab, welche eine Kupplung zwischen diesen Rollen und den Übertragungszahnrädern
28 A, 28 B, 28 C bildet, die den Rollen 5A, 5B, 5C zugeordnet sind. Die erwähnte
Hülse ist durch eine Feder 29 in einer Stellung belastet, in welcher sich die Kupplung
normalerweise im Eingriff befindet (wie gezeigt), jedoch während eines Rückstellvorgangs
durch einen Arm 30 ausgerückt wird, der angehoben wird und mit zackenförmigen Zähnen
31 an der Hülse in Eingriff kommt, welche Hülse mittels einer Keilnutenführung 32
axial beweglich ist.
-
Die Übertragungszahnräder 28A bis 28C sind in ähnlicher Weise
wie die Zahnräder 6A bis 6C mit der Ausnahme ausgebildet, daß die beiden Teile der
Zahnräder 28B und 28C miteinander aus einem Stück bestehen bzw. miteinander fest
verbunden sind und keines dieser Zahnräder mit den Zahlenrollen verbunden ist. Ferner
ist an der Oberseite jedes Zahnrades eine eingängige Wendelfläche 35 ausgebildet.
-
Unterhalb der und zwischen den benachbarten Zahlenrollen
5 A, 5 B und 5 B, 5 C sind zwei Platten 36 angeordnet, welche durch
ein Gestänge 37 mit einem in seiner Mitte gelagerten Hebel 38 verbunden sind, welch
letzterer ferner mit dem Arm 30 verbunden ist, so daß durch eine Gegenuhrzeigersinndrehung
dieses Hebels die Kupplung zwischen der Zahlenrolle 4A und den Übertragungszahnrädern
28 A gelöst wird, während die Zahlenrollen 5 A bis 5C auf ihre Übertragungszahnräder
abgesenkt werden.
-
Die Zahlenrollen selbst tragen je einen nach unten gerichteten Stift
39, der mit der Wendelfläche 35 auf dem zugeordneten Übertragungszahnrad während
eines Rückstellvorgangs zusammenwirkt, und diese Zahlenrollen haben je einen ringförmigen
Hohlraum, welcher an der Oberseite zur Aufnahme einer zweischenkeligen Feder 40
offen ist, deren beide Schenkel so angeordnet sind, daß sie in gegenüberliegenden
von zehn V-förmigen Nuten 41 liegen, welche in den oberen Wänden dieser Zahlenrollen
ausgebildet sind, um sie normalerweise gegen Drehung zu halten.
-
Die drei Federn 40 sind an 1:1-Zahnrädern 42, 43, 44 befestigt,
welche ihrerseits an den Wellen befestigt sind, um welche sich die Übertragungszahnräder
und Zahlenrollen drehen.
-
An der Welle 2C ist eine Kurvenscheibe 45 befestigt, die auf einen
Rückstellmechanismus für die Höchstverbrauch-Zahlenrollen 4A bis 4C am Ende einer
Zählperiode wirksam wird, wobei ein gesonderter Rückstellmechanismus für die Laufendbedarf-Zahlenrollen
3A bis 3 C vorgesehen ist. Im besonderen besitzt der Rückstellmechanismus für die
Zahlenrollen 4 A bis 4 C einen Arm 46, der einen Stift
47
benachbart der Kurvenscheibe 45 trägt und drei nach unten gerichtete Lippen
48 für den Eingriff mit den herzförmigen Kurvenelementen 23A bis 23C
aufweist.
Eine Schraubenfeder 49 belastet den Arm 46 normalerweise in einer Ruhestellung.
Der Rückstellmechanismus für die Zahlenrollen 3A bis 3C besitzt in ähnlicher Weise
einen Arm 51 mit drei seitlich abstehenden Nasen 52 für den Eingriff mit den herzförmigen
Kurvenelementen 13 A bis 13 C. Eine Bewegung wird dem Arm durch nicht gezeigte Mittel
mitgeteilt, die auf eine Welle 53 eines Winkelhebels 54 entgegen der Rückstellwirkung
einer Feder 55 wirken.
-
Um eine Bewegung für den Antrieb des Zählwerks mitzuteilen, werden
die den Laufendverbrauch-Zahlenrollen 3A bis 3C zugeordneten Übertragungszahnräder
durch eine Welle 56 angetrieben, die ein Zahnrad 57 trägt, welches mit einem Zahnrad
59 im Eingriff steht, das von dem Übertragungszahnrad 6A nach unten absteht. Im
besonderen ist diese Welle 56 so gelagert, daß sie sich seitlich bewegen kann, wodurch
das Zahnrad 59 bei der Durchführung eines Rückstellvorgangs außer Eingriff geb-racht
wird, wie nachfolgend näher beschrieben wird.
-
Die Welle 56 ist mit der Zählerscheibe durch einen Mechanismus gekuppelt,
welcher dieser Welle und den Übertragungszahnrädern eine schrittweise Bewegung mitteilt,
und dieser Mechanismus kann selbst wieder zweckmäßig von einer Antriebsanordnung
angetrieben werden. Die Übertragungszahnräder, die in einer nachstehend in Verbindung
mit F i g. 3 beschriebenen besonderen Weise ausgebildet sind, stehen so miteinander
im Eingriff, daß die Übertragungszahnräder 6B eine Umdrehung für je zehn Umdrehungen
ihrer Antriebszahnräder 6A ausführen, während die Übertragungszahnräder 6 C eine
Umdrehung für je zehn Umdrehungen ihrer Antriebszahnräder 6B ausführen.
-
Im Betrieb werden die Übertragungszahnräder 6A bis 6C von der Welle
56 aus zur Drehung angetrieben und die Laufendverbrauch-Zahlenrollen 3A bis 3 C
drehen sich mit den Übertragungszahnrädern 6A bis 6C. Wie erwähnt, geben
diese Laufendverbrauch-Zahlenrollen eine numerische Anzeige, die der Zahl der Umdrehungen
der Welle 56 während laufender Perioden entspricht, während die Höchstverbrauch-Zahlenrollen
eine numerische Anzeige geben, die der Höchstzahl von Umdrehungen während einer
dieser laufenden Perioden entspricht, die aufeinanderfolgend während einer Zähl-
oder Gebührenperiode stattfinden. Normalerweise sind die den kumulativen Zahlenrollen
5A bis 5C zugeordneten Übertragungszahnräder mit den Höchstverbrauch-Zahlenrollen
gekuppelt, jedoch drehen sich die kumulativen Zahlenrollen nicht mit ihren Übertragungszahnrädern,
selbst wenn diese angetrieben werden, da sie durch die beiden Platten 36 abgehoben
worden sind. Dementsprechend ist jede Drehung dieser Übertragungszahnräder derart,
daß die Winkel, um welche sie sich drehen, der Drehung der Zahlenrollen 4A bis 4C
seit dem Beginn der Stromzähl- oder Gebührenperiode entsprechen.
-
In regelmäßigen Intervallen während dieser Zählperiode werden die
Laufendverbrauch-Zahlenrollen
auf Null zurückgestellt, was zweckmäßig
selbsttätig geschieht, z. B. mittels eines Synchronmotors und eines geeigneten Getriebes.
-
Zur Beschreibung eines solchen Rückstellvorgangs wird -auf
F i g. 2 Bezug genommen, die eine Endansicht der den übertragungszahnrädern 6 C
zugeordneten ZahIenrollen zeigt sowie einen Mechanismus zum Abkuppeln der Laufendverbrauch-
und Höchstverbrauch-Zahlenrollen, nämlich eine Platte 60 mit zwei abstehenden Armen
61 zur Beibehaltung der relativen Stellungen des ersten und des zweiten Teils des
Übertragungszahnrades 6C und eine federbelastete Platte 62 mit zwei abstehenden
Armen 63, welche sich durch eine Öffnung 64 in der Platte 60 erstrecken. Die Platte
62 trägt ferner ein Kurvenfolgeorgan 65, welches an einem Kurvenelement 66 anliegt,
das von der Welle 53 angetrieben wird.
-
Die Platten 60 und 62 erstrecken sich in der Längsrichtung des Zählwerkes,
so daß die Arme 61. auf alle Ziffernreihen wirken und die Arme 63 auf die Hunderter-
und Zehnerziffernreihen.
-
Bei der Durchführung des Rückstellvorgangs wird die Platte 62 zuerst
unter der Wirkung des Kurvenelements und des Kurvenfolgeorgans, die von der Welle
53 angetrieben. werden, nach unten bewegt, wodurch die Klauenzähne 9 an den Kupplungen
7 von den entsprechenden Klauenzähnen 10 an den zugeordneten übertragungszahnrädem
gelöst werden, während der Keilzahn 11 im Eingriff mit der Keilnut 12 gehalten wird.
Durch eine weitere Bewegung der Platte 62 wird durch den unteren Arm 63 die Platte
60 nach unten bewegt, so daß die Laufendverbrauch-Zahlenrollen 3A bis 3C durch die
Arme 61 nach unten bewegt und die Stifte 14 von den Scheiben 15 gelöst werden, die
den Höchstverbrauch-Zahlenrollen 4A bis 4C zugeordnet sind. Eine weitere Bewegung
der Welle 53 hat zur Folge, daß der Arm 51 die Laufendverbrauch-Zahlenrollen durch
die in die Kurvenelemente 13 A bis 13 C eingreifenden Nasen 52 auf Null zurückgestellt
werden.
-
Nach diesem Rückstellvorgang werden die Platten 60, 62 in ihre Ausgangsstellungen
zurückgeführt und kommen die Stifte 14, welche nun mit Bezug auf die Öffnungen in.
den entsprechenden Scheiben 15 winkelig verlagert sind, gegen die Unterseite dieser
Scheiben zur Anlage. Hierdurch werden die Federn 16 zusammengedrückt und kommen
die Verzahnungen an den Teilen 18, 19 in Eingriff miteinander. Die Laufendverbrauch-Zahlenrollen
drehen sich weiter, jedoch können sie nun die Höchstverbrauch-Zahlenrollen während
der folgenden Periode nicht antreiben, bis die durch diese beiden Sätze von Zahlenrollen
angezeigten Zahlenwerte die gleichen sind. Im besonderen hat die weitere Drehung
der Zahlenrollen 3A bis 3 C zur Folge, daß die Stifte 14 an der Unterseite der Scheiben
15 gleiten, bis der der Hunderter-Ziffernreihe zugeordnete Stift sich mit der Öffnung
in der entsprechenden Scheibe in Ausfluchtung befindet, so daß sich die letztere
nach unten bewegt und ihr Ansatz 18 außer Eingriff mit dem verzahnten Bund
19 kommt, wodurch die Zahlenrolle 3 C zur Drehung freigegeben wird. Nachfolgend
werden die »Zehner«-Rollen und dann schließlich die »Einer«-Rolle freigegeben, vorausgesetzt,
daß die Anzeige auf den Laufendverbrauch-Zahlenrollen diejenige auf den Höchstverbrauch-Zahlenrollen
während der Strommeßperiode erreicht. Der Antrieb von der Laufendverbrauch- zur
Höchstverbrauch-Zahlenrolle wird erst aufgenommen, nachdem die Einer-Rolle der letzteren
freigegeben worden ist.
-
Am Ende der Zähl- oder Gebührenperiode werden sowohl die Laufendverbrauch-
als auch die Höchstverbrauch-Zahlenrolle auf Null zurückgestellt und wird die Gesamtzahl
von Spitzen-(Höchstverbrauch) Einheiten, während welchen dieser Periode und irgendwelchen
früheren Perioden verbraucht wurden, auf den kumulativen Zahlenrollen
SA bis 5C angezeigt. Zur Durchführung dieses Vorgangs wird ein nicht gezeigter
Handrückstellknopf gedrückt, um die Laufendverbrauch-Zahlenrollen in der vorangehend
beschriebenen Weise auf Null zurückzustellen. Außerdem wird der Hebel
38 verschwenkt, wodurch die Kupplung zwischen den Zahlenrollen 4A bis 4C
und den Übertragungszahnrädern 28A bis 28C gelöst wird und die kumulativen Zahlenrollen
5A bis 5C
abgesenkt werden, so daß sie sich auf ihre übertragungszahnräder
aufsetzen. Der Welle 2 C wird nun eine einzige Umdrehung mitgeteilt, was zur Folge
hat, daß die Kurvenscheibe 45 am Stift 47 angreift und der Arm 46 so seitlich getrieben
wird, daß die Höchstverbrauch-Zahlenrollen auf Null zurückgestellt werden.
-
Gleichzeitig wird durch eine Drehung der Welle 2C jede der kumulativen
Zahlenrollen 5A, 5B und 5 C über das ihr zugeordnete Zahnrad 42, 43 bzw.
44 und ihre Feder 40 angetrieben, bis die Stifte 39 am Ende -ihrer Wendelflächen
35 zur Anlage kommen, worauf jede weitere Drehung der Welle zur Vervollständigung
ihrer Umdrehung zur Folge hat, daß die Federn 40 um die V-förmigen Nuten 41 herum
weitergeschaltet werden. Daher entspricht der Betrag, um welchen jede der kumulativen
Zahlenrollen gedreht wird, der Verdrehung, welche durch die HÖChstbedarf-ZahlenIOllen4A
bis 4C während der Zählperiode ausgeführt wird, so daß die kumulative Zahlenrolle
diese Beträge in aufeinanderfolgenden Zählperioden summiert.
-
Wie erwähnt, sind die Übertragungszahnräder in besonderer Weise ausgebildet
und so beschaffen, daß jede Nebenbewegung verhindert wird. Im besonderen kann eine
Bewegung eines getriebenen übertragungsrades nur stattfinden, wenn es mit seinem
Antriebszahnrad im Eingriff steht, wie sich aus dem nachfolgenden ergibt.
-
Das in F i g. 1 und 3 dargestellte übertragungszahnrad 28A ist als
Stufenscheibe mit einem kreisförmigen Teil 68, in dessen Umfang eine zahnradzahnförmige
Ausnehmung 69 eingeschnitten ist, und mit einem weiteren kreisförmigen Teil
70 (vom kleineren Durchmesser) ausgebildet, der zwei Zähne 72 aufweist, welche
von seinem Umfang abstehen und durch die Ausnehmung 69 voneinander getrennt sind.
Das für den Eingriff bestimmte Übertragungszahnrad 28B ist ähnlich wie ein herkömmliches
Zahnrad ausgebildet, jedoch ist nur jeder zweite Zahn 73 voll geformt, während die
zwischenliegenden Zähne 74 über etwa die Hälfte ihrer Tiefe weggeschnitten sind,
der Dicke des Teils 70 des Zahnrades 28 A entsprechend. Das Zahnrad 28B wird daher
nur angetrieben, wenn die Ausnehmung 69 einen voll geformten Zahn 73 umgreift, während
die benachbarten Zähne 74 über den »Absatz« zwischen den beiden Teilen 68 und
70 des Zahnrades 28A während dieser Antriebsphase gleiten, bis die Zähne
72 den Kontakt brechen und der kreisförmige Umfang des Teils 68 dieses Zahnrades
zwischen die beiden benachbarten voll
ausgeformten Zähne 73 eintritt.
Jede weitere Bewegung des Übertragungszahnrades 28B während der übrigen Drehung
des Zahnrades 28A wird dann verhindert, da die Zähne 73 am Umfang des Teils 68 anliegen.