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Ausrichtvorrichtung für die Rollen von Zählwerken Die Erfindung bezieht
sich auf eine Ausrichtvorrichtung für die Rollen von Zählwerken der Tourenzähler
zum Verwenden bei schnell umlaufenden Wellen, wobei die Rollen mit kriechender Zehnerübertragung
mittels Sternräder und in diese eingreifender, elektromagnetisch bewegter Glieder
ausgerichtet werden.
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Es ist bekannt, die Rollen eines Zählwerkes mit kriechender Zehnerübertragung
mittels Sternräder und in diese eingreifender, elektromagnetisch bewegter Glieder
auszurichten. Zum Ausrichten eines Rades dient hierbei ein Elektromagnet, welcher
die Zähne des Rades treibt, um gegenüber seiner Ausrichtstange bzw. Klinke anzuhalten.
Bei dieser Bauart werden zwei Berichtigungsräder von derselben, d. h. gemeinsamen
Klinke gleichzeitig beeinflußt. Sofern eine elektromagnetische Betätigungsart der
Klinken verwendet wird, sind die jeder Klinke zugeordneten Elektromagnete so geschaltet,
daß der vorangehende Magnet den Stromkreis des nächsten schließt usw. Ein solches
elektromagnetisches Ausrichtsystem ist relativ aufwendig und von der einwandfreien
Arbeitsweise der elektrischen Steuerung abhängig.
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Außerdem ist es bekannt, zum Ausrichten des Zahnrades eine kleine
Rolle vorzusehen, die ihre labile Gleichgewichtslage an den Spitzen des Sternrades
verläßt und in einen der beiden Ausschnitte an jeder Seite der Spitze fällt.
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Es ist ferner an sich bekannt, zur Ausrichtung der Rollen Glieder
vorzusehen, deren Wirkung durch die Stellung der Rollen nächstniedrigeren Stellenwertes
bestimmt wird. Hierbei handelt es sich jedoch um eine relativ komplizierte und sperrige,
pockengesteuerte Ausrichtanordnung mit einem Zahnstangentrieb und Fühler, Hebeln
sowie mit gegeneinander wirkenden, mit der Zeit erlahmenden Federn.
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Der Grundgedanke, von dem die Erfindung ausgeht, ist in den Fig. 1
und 2 am Beispiel einer bekannten Bauart von Zählern, die zum Zählen der Umdrehungen
einer rotierenden Welle verwendet wird, schematisch veranschaulicht. Bei einem solchen
Zähler erfolgt bekanntlich der Antrieb der Einer-Rolle 1 kontinuierlich durch die
Welle 6 über ein Zahnradgetriebe 7, während die übrigen Rollen 2, 3, 4 und 5 durch
ein besonders gestaltetes, jeweils zwei benachbarte Rollen kuppelndes Getriebe 9
von der Rolle 1 aus intermittierend angetrieben werden. Infolge des kontinuierlichen
Antriebes der Rolle 1 kann es passieren, daß nach dem Stillsetzen der Welle 6 beim
Ablesen durch das Fenster 8 die Rolle 1 eine in Fig.1 gezeigte Stellung einnimmt,
bei der im Fenster 8 statt einer zentrierten Ziffer die obere bzw. untere Hälfte
zweier aufeinanderfolgender Ziffern erscheint; in diesem Falle ist eine exakte Einer-Ablesung
nicht möglich. Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann folgende an sich bekannte Anordnung
verwendet werden: An der letzten Rolle 1 wird ein aus zehn Zähnen bestehendes Rad
10 vorgesehen, zu welchem radial eine in einem Keil 12 endende Stange 11 angebracht
wird, welche die Ausrichtung herbeiführt. Der Stellungsberichtiger bzw. das Ausrichtglied
kann in zwei Stellungen axial verschoben werden: in einer dieser Stellungen ist
der Keil 12 außerhalb der Verzahnung des Rades 10, während er in der anderen, die
durch das Drücken einer Taste 13 und demzufolge durch das Erregen einer Spule 14
erreichbar ist, zwischen zwei Radzähne hineinragt. Wenn das Rad 10 in bezug auf
die Einer-Rolle 1 durch das Drücken der Taste 13 entsprechend orientiert ist, sind
sämtliche Ziffern des Zählers mit dem Fenster 8 genau ausgerichtet.. Es gibt indessen
eine instabile Stellung, wenn der Keil 10 genau der Spitze eines der Zähne des Rades
10 gegenübersteht. In diesem Falle gelangt der durch die Spule 14 verschobene Keil
12 schließlich auf eine der beiden Zahnflanken. Infolgedessen werden die Einerstellungen
der Wellenumdrehung stets durch die Wirkung des Stellenberichtigers 11 durch den
Zähler mit der Annäherung der jeweiligen
Einer bei allen mit dem
Fenster ausgerichteten Zahlen angezeigt, wobei der maximale Fehler ± 1/2 Umdrehung
beträgt.
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Die oben erläuterte Zählerbauart bedingt bei ihrer Wirkung intermittierende
Drehungen sowohl sämtlicher Räder 9 als auch aller Rollen mit Ausnahme der Rolle
1; solche intermittierenden Drehungen bilden einen schwachen Punkt des Systems,
weil die intermittierende Bewegung bei hoher Umdrehungszahl der Welle 6 pro Sekunde
mit einer solchen Häufigkeit stattfindet, daß die Welle beim Überschreiten bestimmter
Grenzen ihrer Winkelgeschwindigkeit entweder Funktionsstörungen oder ein Brechen
der aussetzenden Teile verursachen kann und sie plötzlich aus dem Ruhestand in eine
schnelle Bewegung (Räder und Rollen) versetzt. Beim Rotieren werden die Räder- und
Rollenverzahnungen plötzlichen Beanspruchungen (Spannungen) ausgesetzt, die bei
hoher Häufigkeit derselben zu Funktionsstörungen und Brucherscheinungen führen können.
Diese Schwierigkeit tritt bis zu einem wesentlichen Umfang nur im Hinblick auf das
zwischen der Einer-Rolle 1 und Zehner-Rolle 2 zwischengeschaltete Rad 9 und an diesen
beiden Rollen auf, weil die Häufigkeit der an den höherwertigen Rollen und Rädern
auftretenden Beanspruchungen zehn-, hundert- bzw. tausendmal geringer ist.
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Die den Gegenstand der Erfindung bildende Ausrichtvorrichtung ist
ersonnen, um die oben erläuterte Schwierigkeit zu beheben.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in bekannter Weise mit
dem Sternrad der niedrigsten Wertstelle ein elektromagnetisches Ausrichtglied zusammenwirkt,
das stangenförmig ausgebildet ist, und daß in allen weiteren Wertstellen zwei in
gleicher Weise ausgebildete elektromagnetische Ausrichtglieder derart vorgesehen
sind, daß das eine die größere oder kleinere Zahl in Abhängigkeit davon korrigiert,
ob die jeweils vorhandene, bereits berichtigte Zahl 0, 1, 2, 3, 4 oder 5, 6, 7,
8, 9 ist, deren Auswahl mittels eines halbkreisförmigen Nockens erfolgt, der koaxial
zu dem Sternrad angebracht ist, auf welches das Ausrichtglied der letzten Zahl einwirkt
oder die Ausrichtglieder der anderen vorangehenden Zahlen einwirken, wobei der Antrieb
zwischen jeder vorangehenden und der nächsten Rolle ein Winkelspiel zwischen 18
und 36° gestattet, indem zwischen einem Bestandteil des Antriebes und der Rollenwelle
ein federndes Kupplungsglied vorgesehen ist.
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In Fig. 3 bis 6 der- Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
schematisch wiedergegeben. Es sei zunächst vorausgesetzt, daß die Wellenumlaufgeschwindigkeit
nur im Hinblick auf die Häufigkeit der Stöße an dem ersten Rad 9 zwischen der Einer-Rolle
1 und Zehner-Rolle 2 gefährlich ist, während sie im Hinblick auf andere Räder vollkommen
tragbar ist.
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Die Anordnung bei der Vorrichtung ist wie folgt gewählt: An Stelle
des Rades 9 ist zwischen den Rollen 1 und 2 - wie aus. Fig. 3 ersichtlich
- ein Untersetzungsgetriebe 15 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:10 vorgesehen;
auf diese Weise ist die Rotation der Rolle 2 kontinuierlich und die obenerwähnte
Schwierigkeit behoben. Hierbei tritt jedoch folgende neue Schwierigkeit auf: Die
Zehner-Rolle 2 bewegt sich nicht um eine Zahl, wenn die Einer-Rolle 1 sich von Neun
auf Null bewegt. Dies bedeutet, daß die Zehner-Zahlen nicht mehr in der Mitte des
Fensters 8 sind, sondern in demselben in irgendeiner Stellung erscheinen können.
Es ist dann erforderlich, ein weiteres Ausrichtglied 16 einzufügen, das auf ein
Zehnzähne-Rad 17 einwirkt und ähnlich dem Stellungsberichtiger 11 ist, dem
das Rad 10 zugeordnet ist, welchem wiederum das Rad 17 entspricht. Das Ausrichtglied
16 wird durch die Betätigung der Taste 18 und die demzufolge herbeigeführte Erregung
der Spule 19 in die Stellung des Rades 17 bewegt, wodurch die jeweilige Zehner-Zahl
vor das Fenster 8 gelangt, nachdem der Stellungsberichtiger 11 das Rad 10 bereits
erreicht hat und demzufolge die Einer-Zahl an das Fenster 8 gelangt ist. Es ist
gleichwohl offensichtlich, daß der Keil des Stellungsberichtigers 16 nicht zwischen
zwei Zähnen des Rades 17 vollständig vor- (bzw. ein-)dringen kann, d. h. daß ein
solches. Rad einen Winkelweg zurücklegt, der kleiner oder höchstens gleich einem
Winkel von 18° ist, der für die Stellung der Zehner-Zahl ausreicht, es sei denn,
daß eines der Getrieberäder 15, das an seiner Welle nicht anhaften würde, statt
starr mittels einer aus Fig. 4 ersichtlichen Feder 20 nachgiebig angeordnet ist,
deren Enden an dem Rad und der Mittelpunkt an einer Verlängerung der das Getriebe
tragenden Welle befestigt ist. Die Feder 20 muß einem der Getrieberäder 15 gestatten,
seine Lage in bezug auf die Welle aus einer Gleichgewichtsstellung um einen Winkel
von mindestens 18° in jeder Drehrichtung zu verändern.
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Mittels der oben erläuterten Vorrichtung, bestehend aus dem zweiten
Stellungsberichtiger 16, dem Zehnzähne-Rad 17, der Taste 18, der Spule 19, dem Getriebe
15 und der Feder 20, wird die Schwierigkeit beseitigt, die durch die große Häufigkeit
von Stößen zwischen den Trommeln 1 und 2 und dem Rad 9 hineingebracht wurde, während
die Möglichkeit der Ablesung der Umdrehungszahl der mit sämtlichen zum Fenster 8
ausgerichteten Zahlen verbleibt, nachdem die Welle 6 abgestoppt ist und zuerst die
Taste 13 und dann die Taste 18 gedrückt sind.
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Dennoch birgt die oben erläuterte Vorrichtung eine Möglichkeit der
falschen Anzeige in sich. Es wäre zu berücksichtigen, daß der Stellenberichtigungskeil
16 sehr nahe am Ende der Verzahnung des Getriebes 17 für Einer-Ablesungen 9 und
0 ist, und daß die Entfernung von dort für die Ablesungen 8 und 1, 7 und 2, 6 und
3, 5 und 4 zunimmt. Bei den Ablesungen 9 und 0 und sogar 8 und 1 kann das in der
Vorrichtung 15 enthaltene Spiel möglicherweise den Stellenberichtigungskeil 16 veranlassen,
sieh bis an die falsche Seite des Radzahnes (bzw. der -verzahnung) zu bewegen, wodurch
ein Fehler in den Zehnern beim Ablesen der Zahl der Umdrehungen entsteht.
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Um diese letzte Schwierigkeit zu beheben, wird folgende Vorrichtung
verwendet, die am charakteristischsten für die vorliegende Erfindung ist. Das Rad
17 wird statt mit einem einzigen Stellungsberichtiger 16 mit zwei Stellungsberichtigern
21 und 22 ausgestattet, die unter einem durch die Stellung der Zahnspitze in der
unbestimmten Lage halbierten Winkel angebracht sind, so daß die Endstellung des
Keiles des einen Stellungsberichtigers bei erregter Spule 23 gleich der Stellung
des Keiles des anderen Stellungsberichtigers bei erregter Spule 24 ist, und beide
dem oben angegebenen Keil des Stellungsberichtigers 16 entsprechen. Durch die Taste
25 wird
je nach der Stellung des Umschalters 26 mit Blattumschaltkontakt
entweder die Spule 23 oder die Spule 24 erregt. Dieser gleichzeitig mit dem Stellungsberichtiger
11 betätigte Schalter schnappt bis auf eine bestimmte Höhe, in welcher das Kontaktblatt
27 des Schalters 26 niedergedrückt ist oder nicht. Diese Schnappwirkung erfolgt
in Abhängigkeit davon, ob der Schalter in seiner Endstellung durch einen halbkreisförmigen,
koaxial am Getrieberad 10 befestigten Nocken 28 betätigt wird oder nicht. Dieser
Nocken ist in bezug auf das Getrieberad 10 in einer solchen Weise winklig angeordnet,
daß er das Schaltblatt 27 von der eingenommenen Ziffer der Einer-Umdrehungen bei
Ziffer 5, 6, 7 oder 8 niederdrückt oder nicht niederdrückt, wenn die genannte Ziffer
0, 1, 2, 3 oder 4 ist. In dem wiedergegebenen Fall wird durch das Schaltblatt 26
beim Niederdrücken der Taste 25 die Spule 23 erregt, welche den Stellungsberichtiger
21 betätigt; im anderen Falle wird über die Taste die Spule 24 erregt, welche den
Stellungsberichtiger 23 betätigt.
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Lauten die Einer-Ziffern 0, 1, 2, 3 und 4, so wird durch die Wirkung
dieses Mechanismus der Stellungsberichtiger 22 betätigt, welcher sich in bezug auf
die Zahnspitze verschiebt, um an die Seite der zunehmenden Ziffern zu gelangen;
der Berichtiger kann dabei nur die Berichtigungsstellung einnehmen, ohne daß das
Spiel in der Vorrichtung 15, so groß wie es sein mag, Fehler hervorrufen kann.
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Lauten die 5, 6, 7, 8 und 9, so wird der Stellungsberichtiger 21 betätigt,
welcher, indem er zur Zahnspitze verschoben wird, um in die Stellung nach der Seite
der zunehmenden Ziffern zu gelangen, nur eine Korrektionsstellung herbeiführen kann.
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Bei einer solchen Vorrichtung ist das betätigte Ausrichtglied - unter
Beseitigung irgendeines Unsicherheitszustandes - stets eines, das zwischen zwei
Zähnen besser zentriert ist, mit welchen es in Eingriff kommt.
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Die Vorrichtung übt ihre Wirkung auch dann genau aus, wenn die beiden
Stellungsberichtiger nicht in den in Fig. 5 eingezeichneten Stellungen angebracht
sind; es können entweder jeder der beiden Berichtige; 21 oder 22 oder diese beiden
Berichtige; in Bezug auf den Mittelpunkt des Rades 17 aus der in Fig. 5 gezeigten
Stellung um einen ein Vielfaches von 36° betragenden Winkel versetzt werden. So
können die Stellungsberichtiger z. B. zwecks einer weiteren Bauartvereinfachung
in den mit strichpunktierten Linien angegebenen Lagen 29 und 30 angeordnet werden.
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Ist die Häufigkeit der Stöße so hoch, daß die Gefahr auch für die
Trommel 2 und 3 und für das zwischen denselben eingefügte Rad auftritt, kann zwischen
diesen Trommeln eine zweite Vorrichtung identisch zu der oben erläuterten und dargestellten
eingefügt werden; in diesem Falle würde ein Umschalter ähnlich dem Umschalter 26
durch einen halbkreisförmigen Nocken ähnlich dem Nocken 28, jedoch befestigt auf
dem Rad 17, betätigt werden. Die Vorrichtung kann gleichfalls zwischen den aufeinanderfolgenden
Trommelpaaren eingefügt werden.
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Wie oben erläutert, werden die Stellungsberichtiger 11, 21 und 22
durch Magnetspulen betätigt, deren Erregung durch Tasten vermittelt wird; es ist
klar, daß die Betätigung auch durch Hebel immer in passender Anordnung erfolgen
kann, die direkt durch die Tasten mechanisch betätigt werden, die der Wirkung des
halbkreisförmigen Nockens 28 unterworfen sind.
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Das oben erläuterte System kann nicht nur auf normale, direkt ablesbare
Tourenzähler, sondern auch auf Zähler angewandt werden, in denen an Stelle der in
einem Fenster erscheinenden Zahlen elektrische Kontakte vorgesehen sind, die zur
Fernübertragung der Ablesungen, beispielsweise zur Steuerung von Fernschreibern
oder Lampenfeldern, bestimmt sind. In einem solchen Falle weist jede Trommel (s.
Fig. 6) zehn Vorsprünge 31 auf, von denen jeder einen Winkel von 36° einschließt;
sie sind nebeneinander auf verschiedenen Segmenten angebracht und um je 36° gegeneinander
versetzt, so daß jeweils zwei Vorsprünge im allgemeinen keinen Teil der Mantellinie
gemeinsam haben. Hinter dem Stellungsberichtiger 34 ist eine Kontaktanordnung 32,
bestehend aus Schaltern 33 mit federnden Blattkontakten, vorgesehen, die an der
Trommel angeordnet sind und in eine Stellung tangential zur Trommel ansteigen. Infolge
dieser Bewegung wird durch einen der Trommelvorsprünge 31 nur einer der Schalter
33 betätigt. Einem solchen Schalter wird dann, wie in Fig. 6 gezeigt, Energie durch
eine Glühlampe zugeführt; statt dessen kann der Schalter irgendeinen anderen Vorgang
auslösen, der durch einen elektrischen Strom hervorgerufen sein kann. Zwischen den
Trommeln der hier erörterten oder jeder anderen Bauart zum übertragen einer Zahl
aus der Anzahl der Umdrehungen kann die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung
bildende Vorrichtung passend eingefügt werden.
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In der vorstehenden Beschreibung ist angenommen worden, daß die Umdrehungen
mittels Zehn-Zahl-Trommeln gezählt werden; es gibt aber keine wesentlichen Veränderungen,
wenn die Trommeln beispielsweise einhundert Ziffern tragen. Das Wesen der Erfindung
wird auch nicht verändert, wenn die Zahlen in irgendeinem anderen, z. B. aus zwei
Einheiten bestehenden System dargestellt werden; in dem zuletzt genannten Fall würde
jede Trommel nur zwei Zahlen, und zwar 0 und 1, aufweisen.