DE2707443C2 - Zählwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zählwerk, insbesondere einen Gebührenzähler zur Erfassung der Telefongebühren, mit einem durch einen Elektromagneten antreibbaren Klappanker, der sich bei Erregung des Elektromagneten über einen Trennstift gegen eine Polfläche legt und bei Abschaltung der Erregung durch Federwirkung abfällt, wobei über eine an dem Klappanker angelenkte Klinke eine Ziffernrolle weitergeschaltet wird.

Derartige Zählwerke sind seit Jahrzehnten als sogenannte Gebührenzähler zur Registrierung der Gebührenimpulse im Telefonwesen eingeführt. Dabei ist den einzelnen Telefonteilnehmern jeweils ein Gebührenzähler zugeordnet, dessen Ziffernstand in bestimmten Ableseperioden mittels einer fotografischen Einrichtung abgelesen wird.

Die Lebensdauer solcher Gebührenzähler ist !begrenzt. Dieses ist darauf zurückzuführen, daß insbesondere alle beweglichen Teile einem Verschleiß unterliegen. Wird dieser Verschleiß so groß, daß er das exakte Zusammenwirken der einzelnen beweglichen Teile miteinander beeinträchtigt, so kommt es zu Funktionsausfällen, d. h. zu Fehlzählungen oder zu einem völligen Stillstand des Gebührenzählers. Einem entsprechenden Verschleiß versucht man dabei in der Praxis durch die Verwendung von höherwertigem Material, insbesondere an den kritischen Stellen, entgegenzuwirken. Außerdem tritt bei den Gebührenzählern aber noch ein weiterer Nachteil auf, der auf Verschleißerscheini/ngen beruht und sich bereits unangenehm bemerkbar macht, bevor es zu Funktionsstörungen der Zählwerke kommt. Während der Arbeitsweise des Zählwerkes tritt nämlich an allen belasteten Teilen ein Abrieb auf, der sich als staub- oder schmierartige Ablagerung auf den Ziffernrollen festsetzt und so ein exaktes Ablesen des Ziffernstandes, beispielsweise mittels einer Fotografiei einrichtung beeinträchtigt Auch dieser Erscheinung hat man bisher abzuhelfen versucht, indem man sich um die

ίο Verwendung abriebfester Werkstoffe bemühte. Die Verwendung höherwertiger Werkstoffe zur Verlängerung der Lebensdauer und zur Verhinderung der Verschmutzung der Ziffernrollen ist jedoch naturgemäß aus Kostengründen begrenzt. Außerdem führen solche höherwertigen Werkstoffe auch nicht immer zu dem gewünschten Erfolg.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß man zur Behebung der genannten Schwierigkeiten auch noch einen anderen, weit vorteilhafteren Weg beschreiten kann. Es ist nämlich gefunden worden, daß der ganz wesentliche Faktor, der die Länge der Lebensdauer bestimmt und im wesentlichen für die Verschmutzung der Ziffernrollen durch abgeriebenen Werkstoff verantwortlich ist, im Gebiet der Lagerung der Ankerdrehachse zu suchen ist. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei den Gebührenzählern die exakte Ankerlagerung als erstes verlorengeht, d. h., daß die Ankerdrehachse bzw. deren Lager als erstes wesentlich ausschlägt und ungenau wird und daß dabei auch der wesentliche Anteil der Abriebprodukte entsteht, die sich auf den Ziffernrollen ablagern und deren Ablesbarkeit beeinträchtigen.

Ausgehend von dieser Erkenntnis, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Lage-

J5 rung des Klappankers unabhängig von dabei verwendeten Werkstoffen so zu verbessern, daß dort weniger Abrieb auftritt und somit weniger die Ziffernrollen verschmutzender Werkstoffstaub oder -schmier erzeugt wird und die Ankerlagerung länger exakt bleibt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Zählwerk der eingangs definierten Art dadurch gelöst, daß das Verhältnis der Summe aus dem um die Ankerdrehachse gemessenen Trägheitsmoment des Ankerteils, der außerhalb eines ersten gedachten geraden Kreiszylinders liegt, dessen Mittelachse, die Ankerdrehachse und dessen Radius gleich dem Abstand von Ankerdrehachse und Auftreffpunkt des Trennstiftes auf die Polfläche ist, und dem um die Ankerdrehachse gemessenen Trägheitsmoment des Ankerteils, der außerhalb eines zweiten gedachten geraden Kreiszylinders liegt, dessen Mittelachse parallel zur Ankerdrehachse durch den Auftreffpunkt des Trennstiftes verläuft und dessen Radius gleich dem Abstand von Ankerdrehachse und Auftreffpunkt des Trennstiftes ist. und dem Produkt aus der Masse der Klinke und dem Abstand des Klinkenanlenkpunktes von der Ankerdrehachse zu dem um die Ankerdrehachse gemessenen Trägheitsmoment des Ankerteils, der innerhalb sowohl der ersten als auch des zweiten gedachten Kreis/ylinders liegt, /wischen & und 1/6 liegt und vorzugsweise den Wert I hat.

Es hat sich herausgestellt, daß durch eine derartige Dimensionierung bereits bei dem angegebenen Verhältnis, wenn es zwischen 6 und 1/6 liegt, die Lebensdauer des Zählwerkes ganz erheblich erhöht und das

η? Auftreten von abgeriebenem Material im Bereich der Ankerlagerung ganz wesentlich herabgesetzt wird, so daß zumindest im Bereich der Ankerlagerung nicht mehr der Hauptverschleiß und der Hauptabrieb auftritt.

Theoretisch angestellte Überlegungen zeigen dabei, daß die günstigsten Bedingungen diesbezüglich erreicht werden, wenn das angegebene Verhältnis den Wert 1 hat.

Bei den bekannten Gebührenzählern und auch ähnlichen Zählwerken ist auf eine derartige Dimensionierung nicht geachtet worden. Bei ihnen beträgt nämlich das angegebene Verhältnis 12 und mehr. Dies führt dazu, daß beim Auftreffen des Trennstiftes auf die Polfläche von der genannten Summe des Verhältnisses ein Drehmoment um den Auftreffpunkt des Trennstiftes auf die Polfläche erzeugt wird, das ganz erheblich größer ist als das Drehmoment, das von dem bei dem Verhältnis letztgenannten Trägheitsmoment um den Auftreffpunkt des Trennstift°s auf die Polfläche erzeugt wird. Diese stark voneinander unterschiedlichen Drehmomente bewirken aber im Moment des Auftreffens des Trennstiftes und somit des Ankers auf die Polfläche, daß an der Drehachse des Ankers, d. h. an der Ankerlagerung, ganz erhebliche Kräfte auftreten, die zu einem schnellen Ausschlagen entsprechender Lager, also zu einem großen Verschleiß und zu großem Abrieb mit damit verbundener Verschmutzung der Ziff "rnrol len führen.

Wenn erfindungsgemäß im günstigsten Fafl das angegebene Verhältnis gleich 1 ist, so werden durch das Auftreffen des Ankers bzw. des Trennstiftes auf die Polfläche an der Ankerlagerung überhaupt keine Kräfte mehr erzeugt. Dabei ist eine solche Ausbildung oder auch die gemäß der Erfindung mögliche Ausbildung, bei der das Verhältnis einen Wert zwischen 6 und 1/6 hat, auf äußerst einfache Weise zu erreichen, ohne daß dabei die gesamte Konstruktion des Ankers oder des Zählwerkes geändert zu werden braucht. Um die bisher bekannten Gebührenzähler in der erfindungsgemäßen Weise zu verbessern, braucht nämlich lediglich der Trennstift ain Anker versetzt zu werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung in einem eine übliche Ausführung eines Gebührenzählers zeigenden Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt die Seitenansicht eines solchen Gebührenzählers, wobei der besseren Übersicht wegen die vordere Seitenplatine des Gebührenzählers weggelassen worden ist.

Der in der Zeichnung dargestellte Gebührenzähler umfaßt ein Gehäuse 1, innerhalb d ssen zwischen Seitenplatinen 2 von denen wie gesagt die vordere gemäß Zeichnung weggelassen worden ist. die beweglichen Teile des Zählwerkes angeordnet sind. Diese bestehen im wesentlichen a/s einem Klappanker 3, der um eine Ankerdrehachse 4 verschwenkbar ist und an seinem obere." Teil durch eine Zugfeder 5 belastet ist, einer ebenfalls am oberen Teil des Klappankers 3 angelenkten Klinke 6 und auf einer gemeinsamen Achse 7 gelagerten Ziffernrollen 8. Im hinleren Teil des Zählwerkes ist ein Elektromagnet 9 vorgesehen, der an Seinem dem Anker zugewandten Ende eine Polfläche 10 aufweist. Wird dieser Elektromagnet 9 erregt, so wird der Klappanker 3 in Richtung auf die Folfläche 10 bewegt, bis er sich mii einem Trennstift 11 gegen diese Polfläche legt Wird danach die Erregung des Elektromagneten abgeschaltet, so zieht die Zugfeder 5 den Anker wieder in die dargestellte Lage zurück, wobei die Klinke 6 in eine Verzahnung der ersten Ziffernrolle einfällt UrId diese weiterbewegt.

Da beim Nähern des Ankers an den Elektromagneten die Magnetkraft auf den A"j'<er ganz stark überdimen* sjonal ansteigt, trifft der Anker unter ziemlicher V/ucht mit seinem Trennstift 11 auf die Polfläche auf. Ist dabei der Trennstift 11 nicht in der richtigen Höhe des Ankers gelagert, so können dabei ganz erhebliche Drehmomente um den Auftreffpunkt des Trennstiftes auftreten, die sich naturgemäß auf die Ankerdrehachse 4 übertragen, dort zum Ausschlagen der Lager führen und einen erhöhten Abrieb erzeugen. Zur Erläuterung dessen, auf weiche Weise beim Auftreffen des Trennstiftes 11 auf die Polfläche 10 Drehmomente auftreten können, sind in der Zeichnung ein erster gedachter gerader Kreiszylinder 12 und ein zweiter gedachter gerader Kreiszylinder 13 mittels gestrichelter Kreise angedeutet. Die Achse des ersten gedachten Kreiszylinders 12 ist identisch mit der Ankerdrehachse 4, während die Mittelachse des zweiten gedachten Kreiszylinders 13 parallel zur Ankerdrehachse durch den Auftreffpunkt des Trennstiftes Il verläuft, mit dem dieser auf die Polfläche 10 auftritt. Die Radien bei der Zylinder sind gleich dem Abstand von Ankerdrehachse 4 und Auftreffpunkt des Trennstiftes 11. Es ist nun einsehbar, daß die Massen des Ankers, die ganz genau auf dem kifisumfang des Kreiszylinders 12 liegen, beim Auftreffen des Trennstiftes 11 auf die Polfläche kein Drehmoment um den Auftreffpunkt erzeugen, daß aber die außerhalb ies Kreiszylinders 12, also hier überhalb seines Umfanges liegende /inkermasse beim Auftreffen des Trennstiftes

11 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn erzeugt, dass die Ankerdrehachse belastet. Andererseits ist ersichtlich.

daß die Ankermasse, die sowohl von dem Kreiszylinder

12 als auch von dem Kreiszylinder 13 eingeschlossen wird, beim Auftreffen des Trennstiftes 11 ein entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtetes Drehmoment erzeugt, das die Ankerdrchachse somit auch im entgegengesetzten Sinn belastet. Demhingegen erzeugen alle Ankermassen außerhalb des Kreiszylinders 13 — und dabei auch die außerhalb des Kreiszylinders 13, aber innerhalb des Kreiszylinders 12 liegenden Ankermassen beim Auftreffen des Trennstiftes 11 wiederum ein Drehmoment im Uhrzeigersinn. Das gleiche trifft für die Masse der Klinke 6 zu. Bei richtiger Verteilung all dieser Ankermassen erreicht man jedoch, daß die von den unterschiedlichen Teilen des Ankers und von der Klinke erzeugten Drehmomente sich beim Auftreffen des Trennstiftes 11 auf die Polfläche 10 gegenseitig aufheben, so daß die Ankerdrehachse 4 überhaupt nicht mehr belastet wird.

Eine solche Konstruktion des Ankers ist gegeben, wenn das Verhältnis des Trägheitsmoments der einzelnen hier betrachteten Teile des Ankers und der Klinke in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, wobei diese Trägheitsmomente jeweils um die Ankerdrehachse zu messen sind. Dabei wird in zulässiger Näherung das Trägheitsmoment der Klinke so berechnet, als wäre die Klinkenmasse im Anlenkpunkl 14 der Klinke am Anker vereinigt, so defl sich dü^r. Trägheitsmoment aus dem Produkt aus der Klinken masse und dem Absland des Anlenkpunktes 14 von der Ankerdrehachse 4 ergibt.

W) Unter diesen Voraussetzungen ist vorgesehen, daß das Verhältnis der Summe des Trägheitsmomentes des außerhalb dos Kreiszylinders 12 liegenden Ankerleils und des Trägheitsmomentes des außerhalb des Kreiszylinders 13 liegenden Ankerteils und des Trägheitsmo-

fr'i mentes der Klinke zu dem Trägheitsmoment des Ankerteils, sowohl vor.i Kreissylinder 12 als auch vom Kreiszylirider 13 eingeschlossen ist, zwischen 6 und 1/6 liegt und Vorzugsweise den Wert 1 hat.

Wenn genau der Wert I erreicht wird, so entstehen beim Aüftreffen des Tfenhsliftes 11 auf die Polfläche 10 keine Drehmomente mehr, die die Ankerdrehachse 4 belasten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zählwerk, insbesondere Gebührenzähler zur Erfassung der TelefongebOhren, mit einem durch einen Elektromagneten antreibbaren Klappanker, der sich bei Erregung des Elektromagneten über einen Trennstift gegen eine Polfläche legt und bei Abschaltung der Erregung durch Federwirkung abfällt, wobei über eine an dem Klappanker angelenkte Klinke eine Ziffernrolle weitergeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Summe

   aus dem um die Ankerdrehachse (4) gemessenen Trägheitsmoment des Ankerteils, der außerhalb eines ersten gedachten geraden Kreiszylinders (12) liegt, dessen Mittelachse die Ankerdrehachse (4) und dessen Radius gleich dem Abstand von Ankerdrehachse (4) und Auftreffpunkt des Trennstiftes (11) auf die Polfläche (10) ist,

   und dem um die Ankerdrehachse (4) gemessenen Trägheitsmoment des Ankerteils, der außerhalb eines zweiten gedachten geraden Kreiszylinders (13) liegt, dessen Mittelachse parallel zur Ankerdrehachse (4) durch den Auftreffpunkt des Trennstiftes (11) verläuft und dessen Radius gleich dem Abstand von Ankerdrehachse (4) und Auftreffpunkt des Trennstiftes (11) ist, und dem Produkt aus der Masse der Klinke (6) und dem Abstand dts Klinkenanlenkpunktes (14) von der Ankerdrehachse (4)
   zu dem um die Ankerdrehachse (4) gemessenen Trägheitsmoment des Ankerteiles, der innerhalb sowohl des ersten (12) als auch des zweiten (13) gedachten Kreis/.ylinders liegt,
   zwischen 6 und 1/6 liegt ur d vorzugsweise den Wert lhaL