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Kupplung für Mehrfachtarifzählwerke, insbesondere bei Elektrizitätszählern
Die Erfindung betrifft Kupplungen für Mehrfachtarifzählwerke, insbesondere bei Elektrizitätszählern, die aus einem auf einer Achse lose gelagerten Kupplungsrad sowie einem auf der gleichen Achse sitzen- den, axial verschiebbaren Kupplungsschlitten bestehen.
Unter Mehrfachtarifzählwerken für Messgeräte sind insbesondere Doppeltarifzählwerke bekannt, bei denen wahlweise das eine oder andere Tarifzählwerk an eine, von einem Messsystem aus angetriebene
Welle gekuppelt und das nicht angekuppelte Tarifzählwerk gegen Weiterzählung gesperrt ist. Die Umschaltung wird vorzugsweise durch einen Elektromagnet - einen sogenannten Tarifumschaltmagneten gesteuert, dessen Anker im allgemeinen auf einen schwenkbaren Hebel wirkt, welcher die für beide Tarifzählwerke gemeinsame Antriebswelle derart ausschwenkt, dass ein auf der Welle angeordnetes Zahnrad mit der anzutreibenden Zahlenrolle des einen oder des andern Zählwerkes kämmt.
Bei andern Doppelta - rifzählwerken erfolgt die wahlweise Ankupplung beider Zählwerke auf eine gemeinsame Antriebswelle mittels eines Differentialgetriebes, wobei der Steg des Planetenrades auf der Antriebswelle angeordnet ist und beide Sonnenräder beide Zählwerke abwechselnd antreiben können-das Sonnenrad des nicht angetriebenen Zählwerkes ist dann durch eine durch den Tarifumschaltmagneten gesteuerte Klinke gesperrt.
Weiters wurden auch Mehrfachtarifzählwerke vorgeschlagen, bei denen zur baulichen Vereinfachung gegenüber dem bisher verwendeten Umschaltmechanismus mit Differentialgetriebe zum Antrieb jedes Tarifzählwerkes eine durch einen Tarifumschaltmagneten gesteuerte Reibungskupplung vorgesehen ist, die jeweils in ihrer Ruhelage mit einem der beiden Tarifzählwerke gekuppelt ist-bei Umschaltung wird von einer elektromagnetischen Steuerung mittels eines Hebels die eine Kupplung von ihrem Zählwerk gelöst und gleichzeitig eine andere an das andere Tarifzählwerk angekuppelt. Bei allen hiebei verwendeten Kupplungen soll vor allem einerseits während des Kupplungsvorganges der Schlupf zwischen treibendem und angetriebenem Teil so klein als möglich gehalten und anderseits eine stets einwandfreie Mitnahme des angetriebenen Teiles gewährleistet werden.
Dazu sind bei Reibungskupplungen, bei denen das Drehmoment nur durch Reibung übertragen wird, insbesondere ein genügend grosser Pressdruck zwischen beiden Kupplungsscheiben sowie ein bestimmter mittlerer Reibungskreisdurchmesser massgebend.
Um feinmechanische Einrichtungen-wie Messinstrumente, Zählwerke, Kupplungsmagnete usw. - in sehr kleinen Dimensionen herstellen zu können, ist es erforderlich, alle Einzelteile so klein als möglich zu halten. Dies ist bei statischen Bauelementen zwar meist ohne weiteres durchführbar, bei mechanisch bewegten Teilen aber häufig mit Schwierigkeiten verbunden, wenn trotz der Verkleinerung die präzise Arbeitsweise erhalten werden soll. So können insbesondere bei Reibungskupplungen, deren einwandfreie Funktion unter anderem vom Pressdruck beider Kupplungsteile abhängt, der durch eine entsprechend vorgespannte Druckfeder erzeugt wird, insbesondere bei den Kupplungsmagneten bestimmte Mindestmasse nicht mehr unterschritten werden.
Nach der Erfindung werden nun Kupplungen der eingangs beschriebenen Art für Mehrfachtarifzählwerke, insbesondere bei Elektrizitätszählern, derart ausgebildet, dass an der Stirnfläche des Kupplungsrades ein abstehender Sperrzahn befestigt und die dem Kupplungsrad zugekehrte Stirnfläche des Kupplungsschlittens mit einer feinen Riffelung versehen ist, deren eine Flankenschar angenähert normal auf diese Fläche steht.
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Diese erfindungsgemäss aufgebauten Kupplungen weisen gegenüber allen bekannten feinmechanischen Reibungskupplungen den wesentlichen Vorteil auf, dass sie auch bei kleinsten Abmessungen ihrer Bauteile ein völlig einwandfreies Arbeiten gewährleisten, ohne dass beide Kupplungsteile mit einem grösseren Druck aneinandergepresst werden müssen. Überraschenderweise kann also auch. bei extrem geringem Kraftaufwand nahezu schlupflos gekuppelt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kupplung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 die Kupplung im Mittelschnitt, u. zw. im Eingriff ; Fig. 2 ein Kupplungsrad von schräg oben ge-. sehen ; Fig. 3 einen Ausschnitt der eigentlichen Kupplungsteile vergrössert und schliesslich Fig. 4 zwei in ein Doppeltarifzählwerk eingebaute Kupplungen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Kupplung ist ein Kupplungsrad 1 mit einem Kupplungsschlitten 2 in Eingriff, die auf einer gemeinsamen Achse 3 lose gelagert sind. wobei der Kupplungsschlitten 2 überdies noch axial verschiebbar ist. Das dem Kupplungsrad 1 zugekehrte Ende des Kupplungsschlittens 2 ist an seiner Stirnfläche mit einer feinen Riffelung 4 versehen. mit der bei Aneinanderliegen beider Kupplungsteile ein vom Kupplungsrad 1 abstehender Sperrzahn 5 im Eingriff steht. Auf dem dem Kupplungsrad 1 abgekehrten Ende des Kupplungsschlittens 2 ist ein abgewinkelter Blechstreifen 6 od. dgl. angebracht, dessen freies Ende durch einen Schlitz 7 eines Fortsatzes 8, der an einem Zehnerschaltrad 9 befestigt ist, hindurchragt, so dass dadurch der Kupplungsschlitten 2 mit dem Zehnerschaltrad 9 beweglich in Verbindung steht.
Das Zehnerschaltrad 9 ist mit der Kupplungswelle 3 fest verbunden. Zur axialen Verschiebung des Kupplungsschlittens 2 in Richtung B dient eine Feder 10 und zu seiner Verschiebung in Richtung C ein Hebel 11. Ein mit einem weiter nicht dargestellten Antrieb, beispielsweise die Systemscheibe eines Elektrizitätszählers, über Zahnräder 12, 13 und 14 in Wirkverbindung stehendes Antriebsrad 15 kämmt mit dem Kupplungsrad 1.
In Fig. 2 ist eine beispielsweise konstruktive Ausführung des länglichen Sperrzahnes 5. sowie seine Befestigung auf dem Kupplungsrad 1 gezeigt. Der Sperrzahn5 ist aus einer dünnen, auf dem Kupplungsrad 1 befestigten Blechscheibe 17 derart herausgebogen, dass seine obere Längskante vorzugsweise radial auf der Stirnfläche des Kupplungsrades 1 ausgerichtet ist. Es ist auch möglich, den Sperrzahn 5 aus dem Material des Kupplungsrades 1 selbst herauszuarbeiten, oder unmittelbar auf dessen Stirnfläche einen Sperrzahn entsprechender Form und Lage zu befestigen. Der Sperrzahn 5 ist dabei so angeordnet, dass er beim Aneinanderliegen des Kupplungsrades 1 und des Kupplungsschlittens 2 stets in die Riffelung 4 des letzteren eingreift.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Kupplung ist die folgende : Im ausgekuppelten Zustande wird der Kupplungsschlitten 2 vom Hebel 11 in Richtung C festgehalten. Die einander zugekehrten Stirnflächen des Kupplungsrades 1 und des Kupplungsschlittens 2 stehen dadurch mit Abstand einander gegenüber und der Sperrzahn 5 greift nicht in die Riffelung 4 ein. Die Feder 10, die ihre Widerlage am Zehner- schaltrad 9 hat, ist zusammengedrückt und das freie, durch den Schlitz 7 hindurchragende Ende des Blechstreifens 6 ist ebenfalls in Richtung C hin verschoben, wobei das Zehnerschaltrad 9 und der Kupp lungsschlitten 2 jedoch miteinander verbunden bleiben. Eine Drehung des Kupplungsrades 1 ist in dieser Stellung der Kupplung für die Zählung bedeutungslos, da, wie erwähnt, das Kupplungsrad 1 lose drehbar auf der Achse 3 aufsitzt.
Nach Rückkehr des Hebels 11 in die in der Fig. 1 dargestellte Lage bewegt die Feder 10 den Kupplungsschlitten 2 axial in Richtung B. Die Feder 10 ist in bezug auf ihre Federspannung derart dimensioniert, dass ihre Druckkraft nach dem Aufliegen des Kupplungsschlittens 2 auf dem Kupplungsrad 1 nur noch sehr gering ist. In der neuen Lage greift der Sperrzahn 5 in die Riffelung 4 ein und nimmt dadurch den Kupplungsschlitten 2 mit. Es ist vorteilhaft, wie in Fig. 3 veranschaulicht, den Sperrzahn 5 in Drehrichtung D des Kupplungsrades 1 geneigt, auszubilden und die Flanke der Riffelung, an der der Sperrzahn 5 kuppelnd angreift, senkrecht zur Stirnfläche, auf der die Riffelung 4 vorgesehen ist, anzuordnen.
Um die Trennung der beiden Kupplungsteile zu erleichtern, d. h. um für die Entkupplung eine noch geringere Kraft aufzuwenden, ist es zweckmässig, auch die Flanke der Riffelung 4 nicht genau senkrecht, sondern etwas geneigt anzuordnen.
Fig. 4, in der für die bereits beschriebenen Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet worden sind, zeigt ein praktisches Anwendungsbeispiel der Kupplung bei einem teilweise in Ansicht dargestellten Doppeltarifzählwerk. Der vom Zählersystem ausgehende Antrieb erfolgt über Zahnräder 12-14, und An-
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Achse 3 eine Zahlenrolle 18 und das Zehnerschaltrad 9 fest verbunden. Nach einer ganzen Umdrehung der Achse 3 wird über das Zehnerschaltrad 9 und ein Übersetzungsrad 16, ein Zahnrad 19 für den Antrieb einer weiteren Zahlenrolle 20 um einen Zehntel seiner vollen Umdrehung weitergedreht. Weitere, nicht
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dargestellte Zahlenrollen werden in gleicher Weise fortgeschaltet. Das Tarifzählwerk II ist gleich wie das Tarifzählwerk I ausgebildet.
Die Steuerung der Kupplung geschieht mit einer axial verschiebbaren Stange 21, die durch einen Anker 22, welcher unter dem Einfluss eines Elektromagneten 23 und einer Druckfeder 24 steht, betätigt wird. An der Stange 21 sind zur Ein- und Auskupplung der beiden Kupplungen zwei Hebel 11 und 111 angeordnet. In der gezeichneten Stellung ist der Elektromagnet 23 entregt und das Tarifzählwerk I ist ausgekuppelt und blockiert, während das Tarifzählwerk II eingekuppelt ist. Wird der Elektromagnet 23 zur Tarifumschaltung erregt, so wird die Stange 21 in Richtung E bewegt und der Hebel 11 kuppelt den Kupplungsschlitten 2 ein und der Hebel 111 den Kupplungsschlitten 111 aus.
Der besondere Vorteil der beschriebenen Kupplung liegt darin, dass in der eingekuppelten Lage die beiden Kupplungsteile nur mit einem sehr geringen Druck aneinandergepresst werden müssen, so dass zur Betätigung der Kupplung ein verhältnismässig klein dimensionierter Kupplungsmagnet genügt. Sie ist demnach im Gegensatz zu ähnlich arbeitenden Reibungskupplungen, völlig unabhängig vom Reibungskoeffizienten. Dadurch wird nunmehr erst ermöglicht, Kupplungen und Kupplungsmagnete mit ausserordentlich kleinen Abmessungen herzustellen, die verlässlich und schlupflos arbeiten, ohne dass sich bewegende bzw. drehende Teile zu rasch verschleissen.