Subtraktionszähler. Es sind Subtraktionszähler bekannt. bei denen auf den Zälilerarnker, der gegen Rück lauf gesperrt ist, ausserdem vorwärtstreibenden, von der Belastung abhängigen Nutzdrehmo ment ein von der Belastung unabhängiges Rückdrehmoment ausgeübt wird, so dass die Grösse dieses Rückdrehmonmentes jene lieha- stung festlegt, hei der der Zählcranker vor wärts zu laugen und zu registrieren beginnen kann. Bei einer Gruppe solcher Zähller wird das Rückdrehmoment durch ein mechanisches Spannwerk eingeführt.
Der Anker kuppelt sich beim Anlaufen mit demn Spannwerk; er wird zunächst so lange festgehalten, bis bei steigender Belastung das Nutzdrehmoment das Rückdrehmoment des Spaunwerkes über schreitet, dann dreht er sich unter Ladung des Spannwerkes vorwärts, unm sich nach Zurücklegung eines bestimmten Weges von dem Spannwerk abzukuppeln, ran sich später wieder mit ihm zu kuppeln und das Spiel von vorne zu beginnen.
Zu diesen Zählern, bei denen also derAnker periodisch mit einem Spannwerk gekuppelt wird, gehört auch der Srubtralktionszähler, der den Gegenstand der Eriindung bildet. Er kenn zeichnet sich durch eine besondere Bauweise der Kupplung zwischen demn Anker und dem Spannwerk. Ihre Besonderheit bestellt in fol gendem: Der vom Mitnehmerarm des Zähler ankers altgegriffene Teil, der Griffarm des Spannwerkes, dreht sich um eine Achse, die nicht fmnit der Achse des Mitnehmerarmes zusammenfällt oder sie schneidet, sondern parallel zu ilhr angeordnet ist. Dabei ist der Mitnehmerarm, vermehrt um den Abstand dieser Achseln, grölsser, vermindert um den Ab stand dieser Achsen, kleiner, wie der Griffarm.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung soll an Hand der schematischen Fig. 1 der Zeich nung beispielsweise erläutert werden. A ist der Mitnehmerarm, der vormg Zähleranker im Uhrzeigersinn um die Achse x gedreht wird. Seine Spitze a beschreibt dabei den "Mit- nelinierkreis'\lia; der Halbmesser dieses Kreises ist die Länge des Mitneliinerarmes. B ist der Griffarm des Spannwerkes. Er dreht sich um die Achse y und strebt unter der Gewichts- oder Federbelastung des Spannwerkes eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn auszu führen.
Ein Anschlag C bestimmt seine Ruhe lage. Wird eir entgegen der Kraft des Spann werkes im Uhrzeigersinn gedreht, so beschreibt seine einwärtsgewendete Spitze b den "Griff kreis" hb. Der Halbmesser dieses Kreises ist die Länge des Griffarmes.
Der Mitnehmerarm A fasst den Griffarm B in der Stellung A' und lässt ihn in der Stel lung A" wieder los. Um dieses Erfassen und Loslassen zu ermöglichen, muss offenbar die oben angegebene Beziehung zwischen den Längen des Mitnehmerarmes und des Griff armes und dem Abstand der Achsen x und y erfiillt sein. Bei gleichen Armlängen und ver setzten Achsen ist die Bedingung immer er füllt.
Man kann zwei Mitnehmerarmne unter 180 Grad anordnen, oder auch einen Mitnehmer stern mit drei, vier oder mehr Armen. Der Anschlag C muss so liegen, dass der folgende Arm die Kupplungsstellung A' noch nicht er reicht hat, wenn der vorangehende die Ent- kupplungsstelle A" durchschreitet, damit der Grifarm in seine Ruhelage zurückkehren kann, ohne gegen den folgenden Mitnehmerarm zu schlagen. Die Anwendung eines Mitnehmer sternes bietet den Vorteil grösserer Gleich- m k Mgkeit des Rückdrehmomentes.
Eine praktische Ausführung der Erfindung wird durch die Fig. 2 veranschaulicht. 1 ist die Achse des Zählerankers, 2 die untere Lagerschraube. Der Anker treibt durch ein Trieb 3 ein Zahnrad 4. Dieses Zahnrad trägt beispielsweise zwei Mitnehmerarme A1, Az, die um 180 Grad gegeneinander versetzt sind. Seine Achse ist die Achse x. Das Spann werk besteht in der Hauptsache aus der Spiral feder 5; sie ist mit ihrem innern Ende an der Büchse 6i befestigt, die lose drehbar auf dem Dorn 7 sitzt und durch eine Gegen mutter 8 auf dem mit Gewinde versehenen äussern Teil des Dornes 7 festgestellt werden kann. Das äussere Ende der Feder 5 ist an dem Fortsatz 9 eines Hebels 10 befestigt, der als Griffarm des Spannwerkes dient und einen in den Bereich der Mitnehmerarme A1, A2, hineinragenden Fortsetzt B hat.
Der Hebel 10 sitzt auf der Achse y und ist durch ein Gegen gewicht 11 ausbalanciert. Die Achsen x und y haben ihre Lager in der Tragplatte 12 des Ankerlagers und in Brücken 13, 14, die an dieser Tragplatte befestigt sind. Der Dorn 7 ist an der Brücke 13 befestigt. Die Brücke trägt auch noch ein Skalenblatt 15, an dessen Skala die Einstellung der Büchse 6 mittelst eines von der Büchse getragenen Zeigers 16 überwacht werden kann. Ein Teil der Trag platte 12 bildet auch den festen Anschlag C für den Griffarm des Spannwerkes.
Zur Erzielung möglichst hoher Genauig keit kann das Gerät aber noch in der beson deren Weise ausgeführt werden, die im fol genden beschrieben ist.
Die Genauigkeit des Gerätes wird im all gemeinen dadurch beeinträchtigt, dass das Drehmoment der Feder nicht gleich bleibt. Es hat einen kleinsten Wert, wenn der Mit nehnierarm den Griffarm erfasst, und einen höchsten Wert, wenn der Griffarin vorn 1Iit- nehmerarm wieder losgelassen wird. Diese Veränderlichkeit des Federdrehmomentes be wirkt, dass das mittlere vom Anker zu über windende Drehmoment der Feder, das die Pauschalgrenze der Zählerbelastung'bestimmt, kleiner ist wie das Drehmoment, das die An laufbelastung bestimmt. Beide Drehmomente müssten aber bei einem vollkommenen Sub traktionszähler einander gleich sein.
Diese Veränderung des Federdrehmo mentes kann durch Veränderung eines der Hebelarme ausgeglichen werden, an denen die zwischen dem kIitnehmerarrn und dem Griff arm übertragenen Kräfte wirken, so dass der Zähleranker ein praktisch unveränderliches Drehmoment zur Lberwindung des Federdreh momentes auszuüben hat.
Wie dies erreicht werden kann, soll an den Ausfübrungsbeispielen, Fig. 3, 4, gezeigt werden.
In diesen Figuren kehren die Bezeich nungen von Fig. 1 für die gleichen Teile wieder. Die Glieder zur Kraftübertragung zwischen den beiden Armen sind ein den Armachsen paralleler dünner Stift p an den einen Arm, der als Widerlager für den andern Arm dient und eine wesentlich in der Arm richtung verlaufende Schiene q an dem andern Arm, die als Führer für jenes Widerlager dient.
In Fig. 3 sitzt die Schiene q am Mitnehmer arm, der Stitf pr am Griffarm. In Fig. 4 ist es umgekehrt. Das Ende a des Mitnehmer armes ist irr Fig. 3 die innere Kante der Schienre q, in Fig. 4 der Stift p. Das Ende b des Griffarmes ist in Fig. 3 der Stift p, in Fig. 4 das äussere Ende der Schiene q. Der Stift p ist dabei in beiden Fällen als ver schwindend dünn gegen die Armlängen an genommen.
Weiter bezeichnen: ra und r,, die Armlängen; R den Abstand des Stiftes p vom Drehpunkt des stiftlosen Armes; e den Ab stand der Armdrehpunkte; # den Drehwinkel des stifttragenden Armes gegen die Verbin dungsgerade der Armdrehpunkte x, y; #0 den Winkel der "Kupplungsstelle", wo der Mit nehmerarm den Griffarm erfasst; #' den Win kel der "Entkupplungsstelle", wo der Mit nehmerarm den Griffarm wieder loslässt. i#0 ist durch die Stellung des Anschlages C für den Griffarm, #' durch den Schnittpunkt des Mit nehmerkreises Ka und des Griffkreises Kb be stimmt.
Ist e klein gegen ra und rb, so ist in erster Annäherung R = rb + e cos # und R= ra - e cos #, wobei die erste Gleichung für Fig. 3, die zweite für Fig. 4 gilt. Ferner ist für beide Figuren
EMI0003.0008
In den Fig. 5 und 6 sind diese Ausdrücke für R zeichnerisch mit zehnmaliger Vergrö sserung dargestellt, unter den Annahmen e = 2 mm, ra = 13,8 mm, rb =- 15 mm; wor aus #' ¯ 135 Grad wird. Ferner ist #0 zu 45 Grad angenommen, so dass der Kupplungs bereich 90 Grad beträgt, entsprechend der Annahme eines Mitnehmersternes mit vier unter 90 Grad gegeneinander versetzten Armen.
Im ersten Falle (Fig. 3, 5), wo R prak tisch linear mit # abnimmt, ist R der Hebel arm der Ankerkraft Pa; die Federkraft Pb, die ihr an Grösse gleich, in der Richtung aber entgegengesetzt ist, wirkt an dem unveränder lichen Hebelarm r,, und sie nimmt deshalb (linear) mit # zu, da das Federdrehmoment mit # (linear) zunimmt. Der Zähleranker hat also eine mit d# linear zunehmende Kraft an einem mit #i praktisch linear abnehmenden Hebelarm zu überwinden. Dabei kann das Ankerdrehmoment von # unabhängig sein.
Im zweiten Falle e, wo R mit # praktisch linear zunimmt, ist R der Hebelarm der Feder kraft Pb, während der Hebelarm der Ankerkraft unveränderlich gleich ra ist. Das mit # linear wachsende Federdrehmoment wirkt also durch einen praktisch linear zunehmenden Hebelarm. Dabei kann die Federkraft Pb, praktisch un veränderlich sein, und ist dies der Fall, so ist auch das Ankerdrehmoment praktisch un veränderlich.
In beiden Fällen kommt es darauf an, die Federn so zu wählen und vorzuspannen, dass das Federdrehmoment sich bei Änderung von @c in den Bereich von (i, bis #g' prozen tual ebensoviel ändert wie R.
Für die richtige Wirkung der beschrie benen Einrichtungen ist offenbar wesentlich, dass die Länge des einen Armes sich mit<B>9</B> nicht ändert und ferner, dass im Kupplungsbereich das Ende a des Mitnehmerarmes sich nach aus wärts gegen das Ende b des Griffaunes ver schiebt. Dafür ist Bedindung, dar die Kupp lungsstelle und die Entkupplungsstelle auf der gleichen Seite der Verbindungsgeraden der Arrndrebpunkte liegen.
Statt des Stiftes irr, der als gerundete Schneide aufzufassen ist, könnte auch eine Schneide anderer Art, z. B. eine prismatische Schneide oder eine Spitze angewendet werden. Der Schiene q <B>kann zur</B> weiteren Verfeine rung der Wirkung eine besondere Krümmung gegeben werden. Statt der Schiene könnte, zur Reibungsminderung, die in Fig. 7 darge stellte Lenkvorrichtung benutzt werden, die als Ersatz für die Schiene in Fig. 3 gedacht ist. Hier ist an dem Mitnehmerarm rh ein Lenker q' mit ausgehöhltem Ende angebracht.
Er kann zwischen zwei Anschlägen s und t spielen und steht unter dem Einfluss einer Feder f, die ihr, im Ruhezustand gegen den Anschlag s drückt. Die Anschläge sind so gesetzt, dass der Lenker an der Kupplungs stelle den Stift p des Griffaunes erfasst. Der Stift p schwenkt dann bei Weiterdrehung der Arme den Lenker nach innen und lässt ihn schliesslich los, wenn er den Anschlag t er reicht hat.
Die gestrichelt gezeichnete Stel lung des Stiftes p im Augenblick des Los lassens ist zugleich das Ende a des DMitnehmer- armes. Bei dieser Art der Fübrung kann die gezeichnete Höhlung des Lenkers q' durch eine Spitze oder Schneide und der Stift p oder die an seiner Stelle vorhandene Schneide oder Spitze durch einen Sattel- oder hütchen- förmnigen Teil ersetzt werden.
Es soll noch der Vorteil hervorgehoben werden, der sich ergibt, wenn man die Ver hältnisse so wählt, dass die Kupplungsstelle und die Entkupplungsstelle symmetrisch zur Symmetrale S der Armdrehpunkte liegen, wie es für F ig. 5, 6i angenommen ist. Der Vorteil liegt darin, dass die Änderung von R bei verlhältnismässigsehrgrossemÄnderungsbereich des Winkels #, also bei wenigen Armen am DMitnehmerstern, sich einer linearen Änderung am besten anschmiegt und weil zudem die Abweichung vom linearen Verlauf zur Hälfte positiv, zur Hälfte negativ sind, so dass, von Fehlern niedriger Ordnung abgesehen, das durchschnittliche Ankerdrehmoment dem An laufmoment gleich wird.
Liegen Kupplungs stelle und Entkupplungsstelle unsymmetrisch zur Synmmetrale S, so wird die Erfindungs aufgabe zwar auch noch gelöst, aber nicht in gleich vollkommener Weise.