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Einstellbarer Zähler für Signalisierungs- und/oder
Steuerzwecke
Es sind einstellbare Zähler für Signalisierungs-und/oder Steuerzwecke mit einem mehrere Zählwellen aufweisenden Untersetzungsgetriebe und einer der letzten Zählwelle zugeordneten Schaltvorrichtung bekannt, wobei man'zur Einstellung des Zählers dessen Eingangswelle so oft drehen muss, wie es der Anzahl der zu zählenden Vorgänge oder einer dazu komplementären Anzahl entspricht. Es ist auch schon ein Zähler bekanntgeworden, der diesen Nachteil vermeidet, indem jeder Zählwelle eine Einstellvorrichtung und eine Schaltvorrichtung zugeordnet sind und die Einstellvorrichtung gestattet, einengewúnschten Drehwin-
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Dieser bekannte Zähler zählt elektrische Impulse und ist insbesondere dazu geeignet, an einer von einer zu überwachenden Arbeitsmaschine od. dgl. entfernten Stelle aufgestellt zu werden. An einem Maschinenteil, dessen Bewegungen zu zählen sind, muss man aber notwendigerweise noch einen elektrischen Impulsgeber anbringen, auch wenn gar keine Fernzählung beabsichtigt ist. Das Untersetzungsgetriebe dieses Zählers ist nicht ein gewöhnliches Zahnradgetriebe, sondern ein kompliziertes elektromechanisches Getriebe, in dem die Untersetzung auf elektrischem Wege dadurch zustande kommt, dass jeweils nach zehn elektrischen Eingangsimpulsen, die einer ersten Zählereinheit zugeführt werden, von dieser Einheit ein elektrischer Impuls einer zweiten Einheit zugeführt wird, die ihrerseits auf gleiche Weise eine dritte Einheit steuert usw.
Die jeder Zählwelle zugeordnete Schaltvorrichtung ist ebenfalls kompliziert und muss funktionsmässig teilweise zu dem elektromechanischen Untersetzungsgetriebe gerechnet werden. Der Zähler umfasst schon zum Zusammenschalten von nur zwei Zählereinheiten eine grosse Anzahl von Relais, wozu noch zwei weitere Relais für eine Nullstellungseinrichtung hinzukommen. Wenn die eingestellte Anzahl von elektrischen Impulsen gezählt worden ist, muss man von Hand die Nullstellungseinrichtung einschalten, während deren Tätigkeit - also bis zum Erreichen der Nullstellung des Zählers - die zu überwachende Arbeitsmaschine od. dgl. stillgesetzt werden muss, falls keine ungezählten Arbeitsvorgänge stattfinden dürfen.
Die Erfindung bezweckt, einen einfacheren Zähler zu schaffen und dadurch nicht nur eine Senkung der Anschaffungskosten, sondern auch eine Verminderung der Fehlerquellen bzw. eine Erhöhung derBe- triebssicherheit zu erzielen, so dass der Zähler auch von weniger spezialisiertem Personal benützt bzw. instandgehalten werden kann. Zugleich sollen die Notwendigkeit des Anbringens eines elektrischen Impulsgebers und die Wartezeiten bei der Nullstellung des Zählers vermieden werden.
Um diese Zwecke zu erreichen, zeichnet sich der Zähler nach der Erfindung dadurch aus, dass im Untersetzungsgetriebe jeder Zählwelle auch eine Kupplung zugeordnet ist, welche in der Kupplungslage die Zählwelle mit einem Teil der zugeordneten Schaltvorrichtung kuppelt, und dass die Schaltvorrichtungen und die Kupplungen so miteinander verbunden sind, dass nach Einschaltung des Zählers die Kupplungen einzeln und nacheinan- der in die Kupplungslage kommen und in derselben jeweils nur so lange bleiben, bis die betreffende Zählwelle sich um den eingestellten Drehwinkel gedreht und die ihr zugeordnete Schaltvorrichtung bei Erreichung dieses Drehwinkels einen Schaltvorgang bewirkt hat.
Der Aufwand für die den Zählwellen zugeordneten, vorzugsweise elektromagnetischen Kupplungen ist nur gering im Vergleich zu der Vereinfachung der Schaltvorrichtungen, der Einsparung an Relais usw. Ausserdem ist der Zähler mechanisch an irgend einen bewegten Maschinenteil anschliessbar und kann un-
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mittelbar nach einer durchgeführten Zählung mit einer neuen Zählung beginnen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es ist Fig. 1 eine
Ansicht eines einstellbaren Zählers ; Fig. 2 einSchnitt gemäss Linie 11-11 von Fig. 1 ; Fig. 3 einSchnitt ge- mäss Linie III-III von Fig. 1 ; Fig. 4 ein Schnitt gemäss Linie IV -IV von Fig. 1 ; Fig. 5 eine Vorderansicht eines federbeeinflussten mit einem Schalter zusammenarbeitenden Nockens ; Fig. 6 eine der Fig. 6 ent- sprechende Ansicht bei einer andern Lage des Nockens und Fig. 7 die elektrische Schaltung des Zählers nach Fig. 1 - 6.
Der dargestellte Zähler weist ein Gehäuse 1 auf, das mit einer abschraubbaren Rückwand 2 versehen ist und zwei zu derselben parallele Montageplatten 3 und 4 enthält. Die Montageplatten 3 und 4, die mittels Schrauben 5 und Distanzhülsen 6 (s. Fig. 3) am Gehäuse 1 befestigt sind, dienen zur Lagerung von sieben Wellen 7-13 (s. Fig. 2), die durch drei Sätze von Zahnrädern 14-17 derart miteinander ver- bunden sind, dass die Zählwelle 9 sich zehnmal langsamer dreht als die Eingangswelle 7, die Zählwelle
11 zehnmal langsamer als die Zählwelle 9 und die Zählwelle 13 zehnmal langsamer als die Welle 11.
Hiezu weisen z. B. die Zahnräder 14 zwanzig, die Zahnräder 16 zweiunddreissig und die Zahnräder 15 und 17 je achtzig Zähne auf. Auf dem zur Rückwand 2 nach aussen ragenden Ende der Eingangswelle 7 sitzt eine Riemenscheibe 18, die über einen nicht dargestellten endlosen Riemen mit irgend einem sich drehenden Teil einer Maschine, z. B. einer Verpackungsmaschine, gekuppelt werden kann. Wenn die
Eingangswelle 7 eine einstellbare Anzahl von Umdrehungen ausgeführt hat, bewirkt der Zähler ein opti- sches Signal, indem dann eine Lampe 19 aufleuchtet. Ausserdem kann der Zähler aber auch einen Steuer- impuls abgeben, z. B. um die Verpackungsmaschine abzustellen.
Auf den Zählwellen 9, 11 und 13 sitzen drei einander gleiche elektromagnetische Kupplungen 20,21 und 22. Jede dieser Kupplungen weist einen Halter 23 auf, der z. B. aus Aluminium besteht und der fest auf der betreffenden Welle, z. B. der Welle 9, sitzt und eine Erregerwicklung 24 hält. Im Kern sind zwei koaxiale Buchsen 25 und 27 vorgesehen, von denen die innere 25 fest auf der Welle 9 sitzt und aus nicht magnetischem Material, z. B. Messing, besteht. Die Buchse 27 ist aus Eisen und stellt einen Magnetkern der Wicklung 24 dar. Zwei entsprechende koaxiale Buchsen 28 und 30 sind aus Messing bzw. Eisen auch in einem als Nockenscheibe ausgebildeten Anker 31 vorgesehen, wobei aber die innere Buchse 28 lose auf der Welle 9 gelagert ist.
Eine Spiralfeder 32 (s. auch Fig. 5 und 6) greift mit ihrem inneren Ende an einer Nabe 33 der Nok- kenscheibe 31 an, während ihr äusseres Ende an einem am Halter 23 angebrachten Stift 34 befestigt ist.
Die Nockenscheibe 31 arbeitet mit einem Mikroschalter 35 zusammen, der durch Auflaufen seines Be- dienungsorganes 36 auf eine Nase 37 der Nockenscheibe 31 geschlossen wird. Der Mikroschalter 35 ist gemäss Fig. 4 mit zwei Schrauben 38 an der Montageplatte 4 befestigt.
An der Nockenscheibe 31 ist ein Anschlagstift 39 befestigt, der mit einem an einer Scheibe 40 vor- gesehenen Einstellanschlag 41 (s. Fig. 2) zusammenarbeitet. Die Scheibe 40 sitzt fest auf einem Zapfen
42, der in einer in die Vorderwand 43 des Gehäuses 1 eingelassenen Buchse 44 drehbar gelagert ist. Das vordere Ende des Zapfens 42 ist in einen Drehknopf 45 eingelassen, der mit einer Skala 46 versehen ist, die in äquidistanten Abständen auf einem Winkel von 3600 Teilstriche aufweist, die mit den Ziffern 0, l. 2, 3, 4, 5, 6, 7) 8. 9, beschriftet sind. Die Skala 46 arbeitet mit einer auf der Vorderwand 43 an- gebrachten Marke 46a zusammen.
In der mittels des Drehknopfes 45 drehbaren Scheibe 40 sind auf einem
Lochkreis zehn äquidistante Löcher 47 vorhanden, in denen zehn Kugeln 48 liegen, deren Durchmesser etwas grösser ist als die Dicke der Scheibe 40.
Die Scheibe 40 liegt auf einer Seite an einer auf der Rückseite der vorderen Gehäusewand 43 befestigten Scheibe 49, die auf einem Lochkreis von gleichem Durchmesser wie derjenige der Löcher 47 zehn äquidistante, als Rasten dienende Sacklöcher 50 aufweist, in welche die Kugeln 48 unter der Einwirkung einer scheibenförmigen Feder 51 einschnappen können. Die Scheibenfeder 51 ist zentral mittels einer Schraube 52 am Zapfen 42 befestigt.
Die Kupplung 20 arbeitet mit der Einstellvorrichtung 40-52 und dem Schalter 35 wie folgt zusammen : Wenn die Skala 46 des Drehknopfes 45 in bezug auf die Marke 46a auf"0"steht, befindet sich die
Nockenscheibe 31 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung, in der das Bedienungsorgan 36 des Schalters 35 auf der Nase 37 liegt und der Schalter 35 geschlossen ist. Stellt man den Drehknopf 45 durch Drehen im Gegenuhrzeigersinne von Fig. 1 und 5 z. B. auf"4", so bleibt die Scheibe 40 der Rastvorrichtung nach einem Drehwinkel von genau 4-mal 360 stehen und kommt der Anschlag 41 in die in Fig. 6 dargestellte Lage.
Die Nockenscheibe 31 dreht sich ebenfalls um genau 4-mal 36 , weil die Feder 32 bestrebt ist, dieselbe im Gegenuhrzeigersinne zu drehen und der Anschlagstift 39 infolgedessen mit dem bei der Einstellung auf" 4" vorauseilenden Einstellanschlag 41 in Berührung bleibt. Der Schalter 35 wird somit ge-
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öffnet.
Vorausgesetzt, dass die Wicklung 24, die bisher stillschweigend als stromlos angenommen worden war, erregt wird, zieht der Magnetkern 27 den durch die Nockenscheibe 31 gebildeten Anker an, so dass derselbe mit der Welle 9 gekuppelt wird. Falls die Eingangswelle 1 angetrieben wird, wird nun die Welle I 9 im Uhrzeigersinne von Fig. 6 gedreht und nimmt die Nockenscheibe 31 gegen die Kraft der Feder 32 mit, so dass sich der Anschlagstift 39 vom Einstellanschlag 41 entfernt. Nach vier Umdrehungen der Ein- gangswelle 7 ist dann die Nockenscheibe 31 in die Lage nach Fig. 5 zurückgekehrt, so dass die Nase 37 auf das Bedienungsorgan 36 drückt und dadurch den Schalter 35 schliesst.
Stellt man den der Welle 11 bzw. 13 zugeordneten Drehknopf 45 z. B. auf "7", und wird die elek- tromagnetische Kupplung 21 bzw. 22 erregt, so wird der zugeordnete Schalter 35 nach siebzig bzw. sie- benhundert Umdrehungen der Eingangswelle 7 wieder geschlossen.
Durch eine in Fig. 7 dargestellte Schaltung wird erreicht, dass der Zähler nach einer beliebigen, mit- tels der drei Drehknöpfe 45 einstellbaren, dreistelligen Zahl von Umdrehungen der Eingangswelle 7 ein
Signal und einen Steuerimpuls abgibt.
In Fig. 7 ist die Erregerwicklung 24, die der"Hunderter"-Welle 13 zugeordnet ist, mit Ml bezeich- net. Die Erregerwicklungen 24, die der"Zehner"-Welle 11 bzw. der"Einer"-Welle 9 zugeordnet sind, sind mit M2 und M3 bezeichnet. Die den Wellen 13, 11 und 9 zugeordneten Schalter 35 sind in Fig. 8 mit Sl bzw. S2 bzw. S3 bezeichnet. Ferner sind drei Relais Rl, R2 und R3 vorhanden, die je einen Ruhe-
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Ein zweipoliger Hauptschalter 53, dessen Bedienungsgriff in Fig. 1 mit 53a bezeichnet ist, gestattet, die Netzzuführungsleitungen 54 mit der Primärwicklung 55 eines Transformators 56 zu verbinden, der die Spannung z. B. von 220 V auf 24 V heruntertransformiert. An die Sekundärwicklung 57 des Transformators 56 ist ein Stromkreis angeschlossen, der in Reihe mit dem Arbeitskontakt r32 des Relais R3 die Signallampe 19 enthält, wobei zu letzterer noch ein Schaltschutz 58 parallelgeschaltet ist, dessen nicht ge- zeichnete Schaltkontakte in einem beliebigen Steuerstromkreis liegen können.
An die Sekundärwicklung 57 ist ferner ein Brückengleichrichter 59 angeschlossen, mit dessen Gleichstromausgang die Relais Rl-R3, die Erregerwicklungen Ml-M3 und die Schalter Sl-S3 auf die in der Zeichnung gezeigte Weise verbunden sind. Zum Relais R3 ist ein Kondensator 60 parallelgeschaltet. Die elektrischen Schaltungselemente 19, R1-R3, und 53, 56, 58-60 sind in einem auf dem Gehäuse 1 aufgebauten Schaltkasten 61 angeordnet.
Angenommen, dass der Zähler mittels der Drehknöpfe 45 auf die Zahl "476" eingestellt worden ist, so ergibt sich beim Einschalten des Hauptschalters 53 folgender Funktionsablauf :
Die Erregerwicklung Ml wird vom Brückengleichrichter 50 über den Kontakt ri. erregt, so dass die Kupplung 22 geschlossen, d. h. deren Nockenscheibe 31 mit der Welle 13 gekuppelt wird, und die Zählung beginnt. Selbstverständlich kann durch eine nicht dargestellte, mechanische oder elektrische Verbindung bewirkt werden, dass die die Eingangswelle 7 antreibende Verpackungsmaschine od. dgl. erst in dem Moment in Gang kommt, in dem der Hauptschalter 53 geschlossen wird.
Die Eingangswelle 7 und damit das ganze Untersetzungsgetriebe 7-17 kann sich aber beim Einschalten des Hauptschalters 53, d. h. bei Beginn der Zählung auch bereits drehen.
Die mit der Welle 13 gekuppelte Nockenscheibe 31 wird nun auf die an Hand der Fig. 5 und 6 beschriebene Weise so lange gedreht, bis die Nase 37 den betreffenden Schalter 35, also mit den Bezeichnungen von Fig. 7 den Schalter Sl schliesst ; dies ist nach vierhundert Umdrehungen der Eingangswelle 7
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regt. Die Kupplung 21 wird geschlossen und somit die"Zehner"-Welle 11 für den Zählvorgang wirksam.
Nach siebzig Umdrehungen der Eingangswelle 7 wird der Schalter S2 geschlossen und das Relais R2 im Stromkreis S2, rlz'r3l'59 erregt. Die Wicklung M2 wird stromlos, da r21 sich öffnet, und R2 bleibt Im Stromkreis r22, r3,. 59 erregt. Wegen der Rückkehr der betreffenden Nockenscheibe 31 in die der Einstellung "7" entsprechende Lage öffnet sich S2. Nun wird M3 im Stromkreis r2, r3 , 59 erregt und die "Ei- ner"-Welle 9 wird für den Zählvorgang Wirksam. bis nach sechs Umdrehungen der Eingangswelle 7 der
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aber nicht sofort wieder stromlos, sondern bleibt für eine kurze Zeit noch erregt, da sich der Kondensator 60 über R3 entlädt.
Durch den Kontakt ! : 3 , der während dieser kurzen Zeit geschlossen bleibt, erhal-
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ten die Lampe 19 und der Schaltschütz 58 Wechselstrom, so dass die Lampe 19 duroh ihr Aufleuchten an- zeigt, dass die Eingangswelle 7 die eingestellten 476 Umdrehungen ausgeführt hat, und der Schaltschütz
58 z. B. die Verpackungsmaschine od. dgl. abstellt.
Nach der Entladung des Kondensators 60 kehrt auch das Relais R3 in seine Ausgangslage zurück und sofern der Antrieb der Eingangswelle 7 und/oder der Hauptschalter 53 nicht durch den Schaltschütz 58 oder von Hand ausgeschaltet worden sind, beginnt eine neue Zählung bis zu der eingestellt gebliebenen Zahl 476.
Es ist klar, dass man das Getriebe und die Schaltung ohne weiteres auch für mehr als dreistellige Zahlen auslegen kann. Es wird jedoch hervorgehoben, dass die untersetzende Übertragung der Umdrehungen von der Eingangswelle 7 zu den unmittelbar nacheinander, einzeln zur Wirkung kommenden Zählwellen 9, 11, 13 usw. auch auf irgend eine andere Weise als durch Zahnräder der dargestellten Art erfolgen kann, z. B. durch Treibstockverzahnungen, Schrauben ohne Ende usw.
Obwohl das beschriebene dekadische Übertragungsverhältnis von einer Zählwelle zur nächsten im allgemeinen bevorzugt wird, kann es in Sonderfällen zweckmässig sein, andere Übertragungsverhältnisse anzuwenden, insbesondere, wenn eine Umdrehung der Eingangswelle 7 einer Längen-, Gewichts- oder Volumeneinheit in einem nicht dekadischen Mass-System entspricht. In diesem Falle kann man dann, z. B. an einem Drehknopf die Anzahl der gewünschten Yards, an dem nächsten die Anzahl der gewünschten Fuss und an dem nächsten die Anzahl der gewünschten Zoll einstellen.
Es sei noch bemerkt, dass man an Stelle von Nockenscheiben, die einen Schalter schliessen, auch unmittelbar mit Kontakten versehene Scheiben, Trommeln oder Arme verwenden kann. Die Schaltvorrich- tung, die im beschriebenen Beispiel vom Nocken 31 und dem Schalter 35 gebildet wird, könnte auch nach Erreichung des eingestellten Drehwinkels der betreffenden Zählwelle einen Kontakt öffnen, statt ihn zu schliessen. was bei entsprechender Änderung der Relaisschaltung die Erreichung des gleichen Resultates gestattet. Die Eingangswelle 7 kann auch über ein Schrittschaltwerk durch elektrische Impulse indure- hung versetzt werden, oder über ein Kurbelgetriebe durch einen hin und her bewegten Teil einer Maschine beliebiger Art.
Prinz ! piell wäre es ferner möglich, an Stelle der elektromagnetischen Kupplungen solche pneumatischer oder hydraulischer Art zu verwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einstellbarer Zähler für Signalisierungs- und/oder Steuerzwecke mit einem mehrere Zählwellen aufweisenden Untersetzungsgetriebe, in welchem Zähler und jeder Zählwelle eine Einstellvorrichtung und eine Schaltvorrichtung zugeordnet sind und die Einstellvorrichtung gestattet, einengewünschten Drehwinkel der Zählwelle einzustellen, wobei der von der der letzten Zählwelle zugeordneten Schaltvorrichtung bewirkte Schaltvorgang eine Signalisierungs-und/oder Steuervorrichtung wirksam macht, dadurch gekennzeichnet, dass im Untersetzungsgetriebe jeder Zählwelle (9, 11, 13) auch eine Kupplung (20 bzw. 21 bzw.
22) zugeordnet ist, welche in der Kupplungslage die Zählwelle mit einem Teil (31) der zugeordneten Schaltvorrichtung (31, 35) kuppelt, und dass die Schaltvorrichtungen (31,35) und die Kupplungen so miteinander verbunden sind, dass nach Einschaltung des Zählers die Kupplungen einzeln und nacheinander in die Kupplungslage kommen und in derselben jeweils nur so lange bleiben, bis die betreffende Zählwelle sich um den eingestellten Drehwinkel gedreht und die ihr zugeordnete Schaltvorrichtung bei Erreichung dieses Diehwinkels einen Schaltvorgang bewirkt hat.