DE7703216U1

DE7703216U1 - Zaehlwerk

Info

Publication number: DE7703216U1
Application number: DE7703216U
Authority: DE
Original assignee: HEUER HELLMUT 2000 WEDEL
Current assignee: HEUER HELLMUT 2000 WEDEL
Priority date: 1977-02-04
Filing date: 1977-02-04
Publication date: 1977-05-18
Also published as: US4199676A

Description

PATENTANWÄLTE DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN I₁ DR. M. KOHLER DIPL-ING. C GERNHARDT | MÖNCHEN OIPL.-ING. J. GLÄESER HAMBURG £}

2000 Hamburg so, 2. Febr. 1977

KON IGSTRASSE 28 TELEFON: 38)233 TELEGRAMME: KARPATENT TElEX: 212979 KARPD

W.271B4/77 20/ko j

Hellmut Heuer |*

Wedel . |

Zählwerk. §

Die Erfindung betrifft ein mechanische Zählwerk
mit mehreren untereinander antriebsmäßig verbundenen Wert-r
Verkörperungsträgern mit Zählschrittmarkierungen und die
Zählschrittmarkierungen an den Wertverkörperungsträgern abtastenden Fühleinrichtungen zur Erzeugung von der Stellung
der Wertverkorperungsträgern entsprechenden AusgangsSignalen.
Mehrstellige mechanische Zählwerke, deren Anzeige direkt ab·
gelesen werden kann und/oder für weiterverarbeitende Geräte
übernommen werden kann, weisen eine Eingangsw&lle auf,
die beispielsweise direkt mit einer Welle verbunden ist,
deren Drehstellung festgestellt oder überwacht werden
soll, oder über ein Getriebe mit einer entsprechenden Welle

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verbunden sind oder aber mit einem geeigneten Messwertumformer, in Verbindung sind, der die zu überwachende Größe in eine Drehgröße umformt. Die Ausgangsgröße eines derartigen Zählwerkes ist entweder eine sichtbar angezeigte Zahl und/oder ein in einem Code dargestelltes Signal, welches in dieser Form für die Steuerung oder Regelung direkt verwendet wird oder aber an datenverarbeitende Einrichtungen weitergegeben wird.

Derartige Zählwerke werden hauptsächlich zur Messung eines Drehwinkels, einer Winkelposition oder aber auch einer Linearverschiebung angewendet, beispielsweise wenn eine Zahnstange mit einem Ritzel in Eingriff angeordnet ist.

üblicherweise sind bei derartigen Zählwerken die einzelnen Wertverkörperungsträger so miteinander gekoppelt, beispielsweise über verstümmelte Zahnräder, daß nach jeder vollen Umdrehung des einen Wertverkörperungsträgers der nächsthöherwertige Wertverkörperungsträger jeweils um einen Schritt weitergedreht wird. Allein schon beim direkten Ablesen des Zählergebnisses, insbesondere aber wenn die Drehstellung der Wertverkörperungsträger durch Kontakte, durch fotoelektrische oder magnetische ι Mittel ausgelesen werden soll, um diese Daten in Form

elektrischer Signale an Datenverarbeitungsgeräte weiterzuleiten, ergeben sich dadurch Schwierigkeiten, daß während des Weiterschaltens bzw. Umschaltens von einer Stellung der Wertverkörperungsträger auf die nächste ein Undefinierter Zwischenzustand durchlaufen wird. Insbesondere bei mehrstelligen Zählwerken führt das unvermeidliche mechanische Spiel zwischen den einzelnen Wertverkörperungsträgern zu einem nicht gleichzeitigen umschalten bzw. Weiterbewegen der einzelnen Wertverkörperungsträger.

Bei einem dekadischen Zählwerk können z.B. während

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dd-s Überganges von 0999 auf 1000 auch die Zahlen 0990, 0900 und 0000 ausgelesen und in Form von elektrischen Signalen weitergeleitet werden. Beim direkten Ablesen von Zahlen kann dieser Fehler möglicherweise korrigiert werden, bei dem Ablesen über elektrische, optische oder magnetische Einrichtungen, werden jedoch Fehlinformationen an die Datenverarbeitungsgeräte weitergegeben. Man stelle sich z.B. vor, daß ein Werkzeug auf eine Stellung eingestellt werden soll, die der Zahl 1000 entspricht. Um hierbei Zeit zu sparen, soll beispielsweise das Werkzeug mit einer hohen Geschwindigkeit in die Stellung 0997 gebracht werden und die letzten drei Schritte sollen mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit durchgeführt werden. Nachdem nunmehr die Stellung 0997 erreicht worden ist, wird entsprechend auf eine niedrige Transprotgeschwindigkeit umgestellt, wird jedoch beim Umschalten von O999 auf die Zahl 1000 die Zwischenstellung 0990 durchlaufen, so könnte die Steuereinrichtung dies zum Anlaß nehmen** äas Werkzeug erneut zu beschleunigen, da vorangehend vorgeschrieben war, das Werkzeug mit hoher Geschwindigkeit zur Stellung 0997 zu bewegen. Es ist ersichtlich, daß ein bekanntes mechanisches Zählwerk zu einer einwandfreien Einstellung des betreffenden Werkzeugs nicht geeignet ist.

Durch die vorliegende Erfindung soll nun insbesondere dieser Nachteil beseitigt werden. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein mechanisches Zählwerk der eingang genannten Art so auszubilden, daß am umfang oder an der Radialfläche jedes Messwertverkörperungsträgersfn.m)Zählschrittmarkierungen angebracht sind und am Umfang bzw. an der Radialfläche der Wertverkörperungsträger nach jeweils η Zählschrittmarkierungen ein den Wertverkörperungsträger höheren Stellenwert um einen Zählschritt weiter bewegender Schaltteil angeordnet ist., wobei η die Zahl der Zählschritt-

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markierungen pro Stelle und m eine ganze gerade Zahl ist. Die Wertverkörperungsträger des mechanischen Zählwerks der Erfindung weisen vorzugsweise am Umfang 20 2ählschritte auf, wenn es sich um ein dekadisches Zählwerk handelt, d.h., η ist gleich 10 und m ist gleich 2. In entsprechender Weise können die Markierungen an der Radial*· fläche des Wertverkörperungsträgers angeordnet sein. Um die Markierungen der Drehstellung des Wertverkörperungsträgers entsprechend auszulesen, können an der Umfangsfläche oder an der Radialfläche Schleifkontakte vorgesehen sein, die entsprechend mit leitenden bzw, nicht leitenden Bereichen in Berührung sind. Es ist auch möglich, die Radialfläche des Wertverkörperungsträgers mit sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitzen zu versehen und zu

oder mehrere einer Seite des Wertverkörperungsträgers exne/Lichtquellen und an der anderen Seite des Wertverkörperungsträgers zu den einzelnen Schlitzen ausgerichtete Fotozellen angeordnet sind. Hat nun der eine Wertverkörperungsträger 10 Schritte durchlaufen, so sorgt der entsprechend angebrachte Schaltteil dafür, daß der Wertverkörperungsträger der nächstgrößeren Stelle um einen Schritt weitergeschaltet wird.

Entsprechend können die Wertverkörperungsträger mit 16 bzw. 32 Zählschritten ausgebildet sein, wenn sie für den Oktal- oder Hexadezimalcode verwendet werden sollen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform dss Zählwerke gemäß der Erfindung sind die einzelnen Wertverkörperungsträger gleichachsig gelagert und weisen Schaltzähne auf, die mit einem verstümmelten Zahnrad im Eingriff ang^urdnet sind, wobei weiterhin am Wertverkörperungsträger ein Zahnkranz angebracht ist, der seinerseits mit dem Zahnrad im Eingriff angeordnet ist. Hierdurch kann durch Drehung eines Wertverkörperungsträgers um η Schritteder Wertverkörperungsträger

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t der nächsthöheren Stelle um einen Schritt weitergeschal- |

tet werden. \

Nach einer bevorzugten Ausfünrungsform sind die f

Zählschrittinarkierungen aus mehreren in Spuren ne'oenein- {'

ander angeordneten Elementen zusammengesetzt, wobei die |

Elemente benachbarter Schritts eines Wertverkörperungs- ff

trägers jeweils bis auf eine Spur einander identisch aus- J₄

gebildet iifadt I

^ Durch die Ausbildung der WertverkörperUnfcStriger jf

ftidUU dir ferfihdUhg kifln »lh iogfthAilnt*r Ofäy-Cod·* ftt4- |

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ichrittige Codea. Werden iolche iinechrittifeen Code· «ie i

die vorgenannten innerhalb jeder keftitelle reflektierend f

äuageführt, ·ο «ird auch über aehfere Wertetellen hinweg |

tin einichriuiger Code erreicht. Aufgrund der Tat lache, |

daß sich beim Übergang von einem Schritt zum anderen Schritt j

lediglich ein Element dea Code· verändert, ist die Qefahr, |

daÄ Fehlinformationen für die daten«eiterverarbeitenden I

Einrichtungen erzeugt «erden* verhältnismäßig gering. | Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung |(

beispielsweise erläutert. |-

Fig. 1 zeigt eine schaubildliche Ansicht von |, ewei Wertverkörperungßträgern einest bekannten Zählwerks.

Fig. 2 zeigt eine schaubildliche Ansicht von Wertverkörperungsträgern eines Zählwerks gemäß der Erfindung.

In Fig. i sind zwei Wertverkörperungeträger 1 und 2 in Form von Trommeln dargestellt, welche auf einer ge-

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meinsamen Achse 3 nebeneinander angeordnet sind und über Schaltteile 4, ein verstümmeltes Ritzel 5 und einen Zahnkranz 8 antriebsmäßig verbunden sind. Der Wertverkörperungsträger 1 weist an seiner ümfangsfläehe eine Reihe von in Spuren angeordneten Codierungen auf. Weiterhin weist der Wertverkörperungsträger 1 einen nicht gezeigten Schaltteil auf, welcher jedoch entsprechend zu dem an dgsi Wert-Terkörperungsträger £ angebrachten Sehaltteil 4 ausgebildet iftt, ü** Schaltttil 4 befindet eich an der Stille* wo dir Wert Verkörperung· träger l den Wertverkörρerungiträger 2 mit Hilft des Ritzels 5 und des Zahnkranzes 8 um eine Stellung #eiterschaltet. Schematisch dargestellt sind Schleifkontakte 6, welche mit den Markierungen an den Wertvefkfcrpefuttgstfägern 1 und 2 zusammenarbeiten und die Dfeh-Stellungen der Wertverkürρerungsträger 1 und 2 in Form von Signalen in codierter Form an nicht gezeigte Datehverafbeitungseihfichtungen weiterleiten.

Wertverkörperungsträger 11 und 12 gemäß der Fig. 2 sind i£ «esentliehen den Wertverkörperungaträgern 1 und 2 entsprechend ausgebildet, sie weisfen jedoch im gezeigten Beispiel die doppelte Anzahl von Einzelschritten auf und außerdem sind um l80° zueinander versetzt jeweils zwei Schaltteile 4 an den Wertverkörperungsträgern 11 und 12 angeordnet. Die Wertverkörperungsträger 11 und 12 sind auf der gemeinsamen Achse 3 drehbar gelagert, wobei sie jedoch relativ zueinander bewegbar sind. An den Radialflächen der Wertverkörperungsträger 11 und 12 sind Markierungen 7 zu. erkennen. Es handelt sich hierbei um Schlitze, die durch die Radialflächen hindurchgehen und zwischen mindestens einer (nicht gezeigten) Lichtquelle und mindestens einer (nicht gezeigten) auf Lieht ansprechenden Einrichtung angeordnet sind. Die Markierungen 7 erfüllen die Bedingungen für einen

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Gray-Code, so daß beim schrittweisen übergang von einer Drehstellung auf die nächstfolgende Drehstellung lediglich eine der Markierungen sich ändert ₃ während die anderen drei Markierungen unverändert bleiben.

Der Wertverkörperungsträger 11 wird von einer nicht gezeigten Antriebsquelle, Beispielsweise von einer hinsichtli-ch ihrer Drehstellung zu steuernden Welle angetrieben . Gelangt hierbei der Schaltteil 4 in Eingriff mit dem vfcs-tttiiaaaelten Ritzel 5, so wird die Ritzelwelle gedreht * eo dä£ da« auf der gleichen welle sitzende Ritzel 17* das mit dem Zahnkranz 8 des zweiten wertverkörρerungsträgers £ Ua Eingriff ist, um eine Stellung weitergedreht wird» Bei

' diesem übergang werden entsprechend Signale erzeugt* ohne

daß dabei unerwünschte Zwischenstufen durchlaufen werden* wir äies bei bekannten Zählwerken der Fall ist»

Aa dei- Stirnseite des Wertverkörperungsträgers 12 ist zu erkenn/n, daß die Markierungen 7* die ftadialachlitze, su einer Verbindungslinie der Schaltteile H symmetrisch ausgebildet sind» Mit anderen Worten, der Wertvsrkörperungsträger 12 durchläuft bei einem Umlau-f beispielsweise bei einem dekadischen System zweimal die im reflektierten Code dargestellten Zahlen von O bis 9.

Beim höchstwertigen Wertverkörperungeträger kann jedoch ein einschrittiger, nicht reflektierter Code verwendet werden, weil sonst zur Unterscheidung des reflektierten Teils von dem nicht reflektierten Teil des Codes eine weitere Information erzeugt werden müßte. Bei den übrigen WertVerkörperungsträgern ist hingegen ein einschrittiger reflektierender Code erforderlich, um für den ganzen Zähler einen einschrittigen Code verwenden zu können. Die Unterscheidung von reflektiertem und nicht reflektiertem Teil des Codes kann hier z.B„ in Abhängigkeit davon erfolgen, ob die nächsthöhere Wertstelle einen geraden oder einen ungeraden ! Wert ausweist-

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Lediglich beispielsweise ist die Codierung auf den »

Radialflächen der Wertverkörperungsträger 11 und 12 ange- | bracht und in Form von üinfangsschlitzen ausgeführt worden. \ Selbstverständlich können - wie dies in Fig. 1 gezeigt ist - \ die Markierungen auch an den Ij mfangs flächen der Wertverkörperungsträger 11 und 12 gemäß der Erfindung angebracht werden. Eine Darstellung kann über galvanische Kontakte, durch fotoelektrische oder magnetische Mittel realisiert werden. Weiterhin können mehr als lediglich 4 spuren ve««endet «erden, bei Oktalzählrf würden tür Realisierung tine4 einichrittigen codea bereite drei spuren ausreichen.

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Claims

S * t -s- Sehutzansprüche

1. Mechanisches Zählwerk mit mehreren untereinander antriebsinäßig verbundenen Wertverkörperungsträgern mit Zählschrittmarkierungen und die Zählschrittmarkierungen an den Wertverkörperungsträgern abtastenden Fühleinrichtungen zur Erzeugung von der Stellung der WertverkörpArungβträgern entsprechenden Ausgangssignälen* dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang oder an der Radialfläche jedes Messwertverkörperungaträgers (11, 12) (η m) ZählächrittmÄrkierüngen (7) angebracht sind und am Utefähg bzw* an der Radialfläche der Wertverkörper iings träger (11* 12) nach jeweils η Zählschrittmarkierungen ein den Wertverkörper angeträger (12) höheren Stellenwerts um einen Zählschritt weiter bewegender Schaltteil (4) angeordnet ist, wobei η die Zahl der Zähluchrittmarkierungen pro Stelle (z.B»;10) und m eine ganze gerade Zahl (2, 4**♦) ist,

2. Zählwerk nach Anspruch l_t dadurch gekennzeichnet, daß die Wertverkörperungsträger (11, 12) gleichachsig gelagert sind.

3. Zählwerk nach einen der Ansprüche 1 oder 2_t dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltteil (²I) mit einem verstümmelten Zahnrad (5) im Eingriff angeordnet ist und am Wertverkörperungstriiger (11, 12) ein Zahnkranz (8) angebracht ist, der seinerseits mit dem Ritzel (17) im Eingriff angeordnet ist,

k. Zählwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Zählschrittmarkierungen am Umfang bzw. an der Ra4ialflache jedes Wertverkörperungsträgers (11, 12) aus mehreren in Spuren nebeneinander an-

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geordneten Elementen bestehen und daß die Elemente benach barter Schritte eines WertVerkörperungsträgers (11, 12) in dem Bereich, in dem sie die Zahlen 0 bis (n-1) darstel len, jeweils bis auf die Elemente einer einzigen Spur identisch ausgebildet sind und daß bei allen Wertstufen mit Ausnahme der höchstwertigen die Elemente zur Darstellung der Zahlen 0 und (n-1) in allen Spuren identisch aus gebildet sind.

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