-
Zählwerk mit Ziffernausrichtung Die Erfindung betrifft ein Zählwerk
mit auf einer gemeinsamen Achse drehbar gelagerten, Triebverzahnungen aufweisenden
Ziffernrollen und mit ebenfalls auf einer gemeinsamen Achse drehbar gelagerten Ubertragungsritzeln,
die in die Driebverzahnungen der Ziffernrollen eingreifen und jeweils die Ziffernrolle
der nächsthöheren Dekade um eine Teilung weit erschalten, wenn die vorausgehende
Ziffernrolle mit einem Verzahnungselement (Zehnerfortschaltungsfalle) in Eingriff
mit dem zwischen diesen Ziffernrollen angeordneten tfbertragungsritzel kommt. Das
Zählwerk kann dabei mechanisch, beispielsweise über eine drehbare-Welle, oder auch
durch elektrische Impulse, durch die über einen Elektromagneten ein Magnetanker
betätigt wird, angetrieben werden.
-
Die bekannten Zählwerke dieser Art sind insofern nachteilig, als bei
ihnen infolge unvermeidlicher Fertigungstoleranzen der durch die Ziffernrollen gegebene
Ziffernstand nicht immer gleichmäßig beispielsweise in einem Ablesefenster erscheint.
-
Dies beruht darauf, daß die einzelnen Ziffernrollen nach erfolgter
Zahlung nicht immer exakt die erforderliche Winkelstellung einnehmen. Besonders
störend ist diese Erscheinung bei vielstelligen Zählern, da sich hier die nicht
exakten Winkelstellungen der einzelnen Ziffernrollen aufaddieren können, so daß
die einzelnen Ziffern nicht in einer Geraden sondern schraubenlinienförmig versetzt
im Ablesefenster erscheinen, Dies führt zu äußerst unangenehmen Störungen bei der
automatischen Ablesung solcher Zähler beispielsweise durch fotografische Meßverfahren,
da sich hierbei äußerst leicht dann Fehlablesungen ergeben, Das nicht exakte Ziffernbild
resultiert im einzelnen aus folgenden Tatsachen. Die Ziffernrollen weisen ggfQ bis
auf die Einerrolle, die ein Schaltrad für den Eingriff von Schaltklinken aufweisen
kann, seitlich auf der zur Einerrolle hingerichteten Seite eine Triebverzahnung
beispielsweise in Porm von kurzen Triebstöcken auf, während sie auf der anderen
Seite jeweils nur ein einziges Verzahnungselement, nämlich die Zehnerfortschaltungsfalle
besitzen, die aus zwei kurzen Triebstöcken und einer dazwischenliegenden, einen
Teil des Außenumfangs der Ziffernrollen umfassenden Ausnehmung besteht. Demgegenüber
besitzen die Ubertragungsritzel jeweils abwechselnd breitere und schmalere Zähne,
wobei die breiteren und schmaleren Zähne so ausgerichtet sind, daß sämtliche Zähne
in die Triebstockverzahnung der jeweils höherwertigen Ziffernrolle eingreifen, die
breiteren Zähne jedoch am Außenumfang der niederwertigeren Ziffernrollen anliegen,
so daß die Ubertragungsritzel nur gedreht werden können, wenn ein breiteres
Ritzel
in eine Zehnerfortschaltungsfalle einer Ziffernrolle einfällt, Durch die Abstützung
der breiteren Zähne der Ubertragungsritzel auf den jeweils niederwertigeren Ziffernrollen
werden dabei - wie gesagt - die Übertragungsritzel bis auf den Zeitpunkt einer Dekadenfortschaltung
in einer festen winkelmäßigen Ausrichtung gehalten, so daß durch den Ejngriff in
die Triebstockverzahnung der Ziffernrolle der jeweils nächsthöheren Ordnung auch
diese Ziffernrollen der nächsthöheren Ordnung in einer festen Winkelstellung gehalten
werden. Aufgrund des immer vorhandenen Zahnflankenspiels zwischen den Zähnen der
Ubertragungsritzel und den Triebstockverzahnungen der Ziffernrollen der höheren
Ordnungen ergibt sich dabei naturgemäß immer ein kleines Spiel hinsichtlich der
winkelmäßigen Ausrichtung der Ziffernrollen. Dies allein führt jedoch nur zu einem
relativ kleinen Ziffernversatz der einzelnen Rollen. Ein wesentlich größerer Fehler
tritt dadurch auf, daß die Durchmesser der Ziffernrollen und auch der Übertragungsritzel
sowie auch der Abstand der Ziffernrollenachse und der tbertragungsritzelachse mit
Toleranzen versehen sind0 Aufgrund dieser Durchmesser- und Achsabstandstoleranzen
liegen die breiteren Zähne der Ubertragungsritzel nicht immer exakt am Außenumfang
der Ziffernrollen an, was auch leicht zu zu großen Reibungen führen könnte. Da diese
Zähne nicht exakt anliegen, haben somit die einzelnen tbertragungsritzel je nach
den vorhandenen Toleranzen ein gewisses Winkelspiel, was sich wiederum auf die winkelmäßige
Ausrichtung der Ziffernrolle der nächsthöheren Ordnung auswirkt, Diese Winkelspiele
können sich leicht addieren, so daß der erwähnte schraubenlinienförmige Versatz
im Ziffernbild auftreten kann0 Dieser ist naturgemäß besonders groß beim dekadenmäßigen
Weiterschalten beispielsweise von einer Ziffernstellung 99999 auf 00000. Bei diesem
dekadenmäßigen Fort schalten ist nämlich die winkelmäßige Verdrehung der tibertragungsritzel
besonders groß, da sie hier von der Zehnerfortschaltungsfalle
mit
einem Drehmoment beaufschlagt werden0 Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Zählwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der beschriebene Ziffernversatz
zumindest nach dem Zählende, nachdem die Ablesung erfolgt, nicht vorhanden bzw0
extrem stark reduziert ist0 Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß
der Abstand zwischen der Ziffernrollenachse und der Übertragungsritzelachse variabel
gehalten und durch Einwirken von Kräften zumindest nach Zählende auf ein Minimum
bringbar ist. Dadurch, daß aufgrund der einwirkenden Kräfte die Zifernrollenachse
und die Übertragungsritzelachse gegeneinader gedrückt werden, wird erreicht, daß
die breiteren Zähne der Ubertragungsritzel am Außenumfang der Ziffernrollen zur
Anlage kommen, so daß ein winkelmäßiges Spiel der Übertragungsritzel und somit der
jeweils nächstfolgenden Ziffernrollen nicht mehr möglich ist0 Die Kräfte können
dabei aus dem Eigengewicht der Ziffernrolle mit ihrer Achse oder auch aus dem Eigengewicht
der Übertragungsritzel mit ihrer Achse bestehen, es können aber auch hierfür mechanisch
beispielsweise durch Handdruck aufgebrachte Kräfte oder mechanisch durch den Abfall
eines Magnetankers oder durch Federn erzeugte Kräfte verwendet werden. In jedem
Fall wird dabei durch einfache, äußerst billige Maßnahmen eine exakte Zifernausrichtung
entlang einer Geraden erreicht.
-
Eine zweckmäßige, kostensparende Ausbildung sieht dabei vor, daß eine
der Achsen - entweder die Ziffernrollenachse oder die llbertragungsritzelachse -
in Langlöchern geführt ist.
-
Dies ermöglicht eine einfache Variation des Achsenabstandes.
-
Wenn diese Achsen durch Schwerkraft in Richtung aufeinandergedrückt
werden sollen, besteht eine zweckmäßige Lösung darin, daß die Langlöcher dergestalt
gegenüber der Horizontalen geneigt
verlaufen, daß die bewegliche
Achse sich durch Eigengewicht der anderen Achse nähert. In diesem Fall ist zur Erzielung
des erfindungsgemäßen Erfolges lediglich notwendig, daß eine der Achsen statt wie
bisher in kreisförmigen Bohrungen in entsprechend ausgebildeten Langlöchern geführt
wird0 Weitere Maßnahmen sind dann nicht erforderlich0 Falls das Eigengewicht der
beweglichen Achse mit den darauf befindlichen Teilen nicht ausreichen sollte, können
jedoch an der beweglichen Achse noch Zusatzgewichte angebracht sein.
-
Insbesondere in dem Fall, wo man größere Kräfte als durch das Eigengewicht
erzielbare aufbringen will und in dem Fall, in dem die Lage des Zählwerkes im eingebauten
Zustand nicht sicher ist, sieht eine weitere vorteilhafte Ausbildung vor, daß auf
die bewegliche Achse eine oder mehrere Federn einwirken, die die bewegliche Achse
in Richtung auf die andere Achse drücken. Dabei kann in zweckmäßiger Weiterbildung
vorgesehen sein, daß die Feder oder Federn dergestalt an einem Magnetanker zum Antrieb
der Ziffernrollen angebracht sind, daß sie zumindest beim Ankerabfall auf die bewegliche
Achse einwirken0 Hierdurch wird nämlich erreicht, daß trotz der Möglichkeit der
Aufbringung relativ hoher Kräfte diese Kräfte nicht fortlaufend die Übertragungsritzel
und die Ziffernrollen belasten, sondern nur dann, wenn sie zur Ausrichtung bei der
Ablesung erforderlich sind. Im Balle der Verwendung von Zugklinken zur Weiterschaltung
der Einerrolle wären dann beispielsweise die Ziffernrollen und Ubertragungsritzel
von der oder den Federn entlastet, wenn die Ziffernrollen weitergeschaltet werden,
so daß keine zusätzliche Reibung auftritt, Statt der Anbringung von Federn an dem
Magnetanker kann der Magnetanker zum Antrieb der Ziffernrollen aber auch direkt
oder mit einem Fortsatz in seinem abgefallenen Zustand die
bewegliche
Achse in Richtung auf die andere Achse drücken.
-
Wenn die bewegliche Achse beliebig in Richtung auf die andere Achse
verschiebbar ist, kann in dem Augenblick, wo die Zehnerfortschaltungsfallen aller
Ziffernrollen einem Zahn der aber tragungsritzel gegenüberstehen, eine wesentlich
größere Verschiebung der Achse eintreten, als zum Ausgleich der Achsabstands- bzw.
Durchmessertoleranzen erforderlich wäre, da nämlich nun die Zähne der Übertragungsritzel
bereits teilweise in die Fallen der Ziffernrollen hereingeschoben werden0 Dies spielt
praktisch keine Rolle und ist sogar vorteilhaft, wenn die Verzahnungen der Ziffernrollen
und Übertragungsritzel so gestaltet sind, daß beim Weiterdrehen einer oder mehrerer
Ziffernrollen die Ubertragungsritzel ohne Klemmwirkung aus den Zehnerfortschaltungsfallen
herausgeschoben werden können Da bei bekannten Zählwerken diese Verzahnungen jedoch
nicht immer so gestaltet sind, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß ein
Anschlag vorgesehen ist, durch den ein Mindestabstand der Achsen voneinander sichergestellt
wird, bei dem die Ubertragungsritzel auf jeden Fall noch am Außenumfang der Ziffernrollen
anliegen, der jedoch nicht durch das Eingreifen der Ubertragungsritzel in Zehnerfortschaltungsfalien
der Ziffernrollen unterschritten werden kann0 Hierdurch wird erreicht, daß die Zähne
der Ubertragungsritzel nicht zu weit in die Zehnerfortschaltungsfallen eintauchen
können und somit leicht wieder aus diesen entfernbar sind0 Der Anschlag kann dabei
so angeordnet bzw. der Mindestabstand so gewählt werden, daß das für den kleinstmöglichen
Ziffernrollen- und Übertragungsritzeldurchmesser erforderliche Achsabstandsmaß nicht
unterschritten werden kann.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen
näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Figo 1 eine Draufsicht
auf die wesentlichen Teile eines erfindungsgemäß ausgestalteten Impulszählwerkes,
Bigo 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig, 1, Fig. 3 einen Schnitt gemäß
der Linie III-III in Fig, 1, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Ziffernrolle gemäß Fig.
2 und Fig. 3, Bigo 5 eine Seitenansicht der wesentlichen Teile gemäß Fig. 1 und
Fig. 6 eine ähnliche Seitenansicht wie in Fig. 5 gemäß einer variierten Ausführungsform
der Erfindung.
-
Das in den Fig, 1 bis 5 dargestellte Zählwerk entspricht in seinem
Aufbau im wesentlichen einem bekannten Zählwerk, wie es beispielsweise als Gebührenzähler
zur Zählung der Gebührenimpulse-im Fernsprechwesen benutzt wird. Es umfaßt zwei
Seitenplatinen 1 u. 2, zwischen denen auf einer gemeinsamen Achse 3 Ziffernrollen
4, 5, 6, 7, 8 u. 9 drehbar gelagert sind. Ebenfalls auf einer gemeinsamen Achse
10 sind zwischen den Platinen 1 u0 2 die Ziffernrollen miteinander verbindende Ubertragungsritzel
ii drehbar gelagert.
-
Zum Antrieb des Zählwerkes ist ein Elektromagnet 12 vorgesehen, durch
dessen Magnetkern 13 bei Erregung ein verschwenkbarer Magnetanker 14 angezogen wird,
der bei seinem durch eine nicht dargestellte Feder bewirkten Abfall über eine Stoßklinke
15
auf ein Schaltrad 16 der Ziffernrolle 4, die die Einerrolle darstellt, einwirkt
und diese dabei weiterschaltext, Bei den Ziffernrollen bildet die Ziffernrolle 5
entsprechend die Zehnerdekade, die Ziffernrolle 6 die Hunderterdekade, die Ziffernrolle
7 die Tausenderdekade, die Ziffernrolle 8 die Zehntausender- und die Ziffernrolle
9 die Hundertausenderdekade. Auf der Seite der Ziffernrollen, die jeweils auf die
Dekade der niedrigeren Ordnung zuweist, ist eine Triebverzahnung vorgesehen, die
jeweils aus 20 kurzen Triebstöcken 17 besteht. Da diese Triebverzahnungen zum Eingriff
der Übertragungsritzel 11 dienen, ist an der Ziffernrolle 4 eine solche Triebverzahnung
nicht vorgesehen0 Auf den entgegengesetzten Seiten der Ziffernrollen 4 bis 8 befindet
sich eine Zhnerfortschaltungsfalle 18. Diese Zehnerfortschaltungsfalle 18 besteht
beispielsweise gemäß Fig. 3 aus zwei kurzen Triebstöcken 19 und 20 und einer am
Umfang der Ziffernrolle erscheinenden Aussparung 21 in einem an der Ziffernrolle
vorgesehenen Randstreifen 22o Diese so ausgebildeten Ziffernrollen 4 bis 9 sind
mit ihrer Achse 3 in kreisförmigen Bohrungen 23 der Seitenplatinen 1 und 2 in fester,
lediglich verdrehbarer Position gelagert0 Die bbertragungsritzel 11 besitzen jeweils
in abwechselnder Reihenfolge auf ihrem Umfang verteilte schmale Zähne 24 und breite
Zähne 25. Die schmalen Zähne sind dabei so angeordnet, daß sie jeweils zwischen
die Ziffernrollen 4 bis 9 greifen können0 Die breiten Zähne 25 sind jedoch so breit,
daß jeweils zwei dieser breiten Zähne 25 immer über den Außenumfang der in Richtung
auf die niederwertigeren Dekaden liegenden Ziffernrolle herAbergreifenO Diese beiden
Zähne l*egen im Normalfall die winkelmäßige Stellung des betreffenden Ubertragungsritzels
11 fest. Ist jedoch eine Ziffernrolle
so weit gedreht worden,
daß ihre Zehnerfortschaltungsfalle mit ihrem Triebstock 19 gegen einen zwischen
die Ziffernrollen greifenden schmalen Zahn 24 trifft, so wird das betreffende Ubertragungsritzel
weitergedreht0 Dies ist möglich, da dann der entsprechende breite Zahn 25 in die
entsprechende Aussparung 21 eingreifen kann, so daß das betreffende Ubertragungsritzel
11 drehbar ist. Dabei wird dann durch den Eingriff der Zähne 24 u0 25 in die Triebstöcke
17 die entsprechende Ziffernrolle der nächsthöheren Ordnung um einen Schritt weitergeschaltet.
-
Das bisher Beschriebene trifft auch auf die bekannten Zählwerke zu,
Da jedoch notgedrungenerweise - teils durch notwendige Fertigungstoleranzen, teils
durch unwillkürlich immer auftretende - nicht alle Ziffernrollen und alle Ubertragungsritzel
das gleiche Maß besitzen und auch die Achsen 3 u. 10 der Ziffernrollen und Übertragungsritzel
nicht immer hundertprozentig exakt in ihrem Abstand zueinander gelagert sind, ist
es bei den bisherigen Zählwerken möglich, daß die Ubertragungsritzel nicht immer
mit zwei breiten Zähnen 25 hinreichend genau am Außenumfang einer Ziffernrolle anliegen.
-
Dies bewirkt, daß sich das entsprechende Ubertragungsritzel mit einem
gewissen Spiel verdrehen kann, wodurch wiederum die Lage der Ziffernrolle der nächsthöheren
Ordnung in ihrer winkelmäßigen Ausrichtung verändert wird, so daß kein geradliniges
Ziffernbild entsteht, Bei dem beschriebenen möglichen Spiel der Ubertragungsritzel
undder Ziffernrollen können sich vielmehr die Einzelspiele addieren, so daß überhaupt
keine exakte Ablesung eines Ziffernbildes möglich ist0 Dies gilt umsomehr, wenn
jeweils die Ubertragungsritzel durch einen riebstock 19 einer Zehnerfortschaltungsfalle
18 mit einem Drehmoment beaufschlagt werden. In diesem Moment kann sich eine extreme
schraubenlinienförmige Verdrehung der zueinander
gehörigen Ziffern
ergeben Um diese beschriebenen Toleranzen auszugleichen und nicht exakte Ziffernausrichtungen
zu verhindern, ist wie in Fig. 1 und 5 dargestellt, die Ubertragungsritzelachse
10 nicht wie herkömmlich in kreisförmigen Bohrungen, sondern in Langlöchern 26 geführt0
Diese Langlöcher 26 verlaufen in Bezug auf die Achse 3 schräggeneigt nach unten,
so daß die Achse 10 aufgrund ihres Eigengewichtes und des Gewichtes der Ubertragungsritzel
11 in Rjchtung auf die Achse 3 der Ziffernrollen gedrückt wird. Hierdurch wird erreicht,
daß auch bei Toleranzen hinsichtlich der Ziffernrollen- und Ubertragungsritzeldurchmesser
immer zwei breite Zähne 25 jedes der Übertragungsritzel 11 zumindest stark angenähert
am Außenumfang der Ziffernrollen 4 bis 9 anliegen, so daß die flbertragungsritzel
11 kein wesentliches Drehspiel mehr besitzen können und entsprechend auch jeweils
die Ziffernrollen der nächsthöheren Ordnung in ihrer winkelmäßigen Ausrichtung festlegen
Dies alles bewirkt naturbedingt auch ein Ziffernbild, bei dem die aufgrund des Zählergebnisses
zueinandergehörenden Ziffern sehr exakt geradlinig zueinander ausgerichtet sind.
-
Statt der Annäherung der Achsen 3 und 10 gegeneinander und somit der
winkelmäßigen Festlegung der Ubertragungsritzel 11 und entsprechend auch der Ziffernrollen
kann statt des Eigengewichtes der Achse 10 und der Ubertragungsritzel 11 auch eine
andere Kraft dienen0 Beispielsweise ist gem. Fig. 6 vorgesehen, daß die Achse 10
in waagerechten Langlöchern27 geführt ist, wobei statt der Eigenkraft der Übertragungsritzel
und ihrer Achse die Achse 10 durch die Kraft einer Feder 28 oder mehrerer entsprechender
Federn in Richtung auf die Achse 3 gedrückt wird0 Im dargestellten Beispiel ist
die Feder 28 an dem Magnetanker 24 befestigt, so daß sie im abgefallenen Zustand
dieses Ankers 14 ihre größte Kraft auf die Achse 10 ausübt,
Hierdurch
werden die Ubertragungsritzel 11 auch zum Ende des Zählvorganges mit der größten
Kraft gegen die Ziffernrollen 4 bis 9 gedrückt. Dies stellt sicher, daß zum Ende
des Zählvorganges die Ausrichtung der zueinandergehörenden Ziffern äußerst exakt
ist. Außerdem wird hierbei noch erreicht, daß durch das Größerwerden der Reibung
zwischen Ubertragungsritzel 11 und Ziffernrollen 4 bis 9 aufgrund der ansteigenden
Kraft der Feder 28 ein Überschleudern der Ziffernrollen verhindert wird0 Es versteht
sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt
ist. So können beispielsweise auch die Feder 28 bzw0 die entsprechenden Federn anstatt
am Magnetanker an den Platinen 1 und 2 befestigt sein0 Ebenso ist es auch möglich,
daß trotz waagerechter Langlöcher 27 oder anderer entsprechender Lagerungen andere
Kräfte zum Gegeneinanderdrücken der Achsen 3 u. 10 verwendet werden. hierzu könnte
auch eine besondere Magnetkraft dienen, die kurz vor Ablesung sämtliche Ziffernrollen
ggfs. von mehreren Zählern exakt zueinander ausrichtet. Auch der minimale Abstand
der Achsen 3 u0 10 zueinander kann gemäß Beschreibungseinleitung durch Anschläge
begrenzt sein, die beispielsweise durch eine vorgesehene Länge der Langlöcher 26
bzw0 27 gebildet sein können0 Statt der Achse 10 kann aber auch mit dem gleichen
Erfolg die Achse 3 in Langlöchern oder ähnlichen Führungen gelagert sein.