DE1774299A1 - Voreinstellbarer Zaehler - Google Patents

Description

PATENTANWXLTE DR. E.WIEGAND DIPL-ING. W. NIEAAANN 1774299 DR. M KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON: 395314 2000 HAMBU RG 50, V7i 5» 8S

TELEGRAMMEi KARPATENT KONIOSTRASSE 28

W 23 224/68 12/Sch

A.O. Smith Corporation
Milwaukee, Wisconsin (V.St.A·).

Voreinstelibarer Zähler.

Die Erfindung ist auf einen voreinstellbaren Zähler gerichtet, der eine Mehrzahl von Zahlenanzeigeradern aufweist. Ein Ringnocken oder Zylindernocken ist an der Seitenfläche wenigstens eines der Räder befestigt und v/eist eine Betätigungsnut in seiner Umfangsfläche auf. Die aneinander anliegenden Flächen des Nockens und des Rades umfassen kämmende Zähne, die eine Verriegelungskante und eine Nockenkante haben, und der Nocken ist durch allgemein U-förmige Federklemmen gegen das Rad gehalten, von denen ein Arm über der äußeren Fläche des Nockens liegt und der andere über

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einen Teil des Rades hakt. Die Federklemmen halten den , Nocken an dem Rad, wenn das Rad in einer Richtung angetrieben wird, ermöglichen Jedoch entgegengesetzte Drehung des Nockens, wenn das Rad festgehalten ist, um die Winkelstellung der Nockennut relativ zu den Zahlen an dem Rad einzustellen.

Voreingestellte Zähler werden oftmals zum Steuern und Beendigen von Arbeitsvorgängen oder !Funktionen verwendet. ' Beispielsweise werden Voreinstellzähler in großem Umfang beim Bemessen vorbestimmter Mengen von flüssigen Erdölprodukten verwendet. Der voreingestellte Zähler weist eine Mehrzahl von Anzeigerädern auf, die von der Nullbezugsstellung eingestellt werden können. Der Zähler ist mit einem Meßgerät in der Durchflußleitung gekoppelt. Im Betrieb wird der Zähler auf die gewünschte abzugebende Menge eingestellt. Während des Fließens wird der Zähler subtrahierend in Richtung gegen die Nullstellung angetrieben· An der Nullstellung betätigt er einen Schalter oder eine mechanische Verriegelungseinrichtung, um das Ventil automatisch zu schließen und den Fluß zu beenden.

Die Erfindung kann an einem voreingestellten Zähler verwendet werden, der einen Steuerring aufweist, der in der offenen Stellung des Ventils mechanisch verriegelt ist, und zwar durch einen Verriegelungshebel bei Ansprechen auf öffnen des Ventils. Ein Auslösemechanismus ist mit dem Einerrad derart verbunden, daß, wenn der Zähler Null erreicht, der Steuerring freigegeben wird und das Ventil sich

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schließt. Der Auslösemechanismus ist mit dem Einerrad verbunden und eingestellt,'um den Verriegelungshebel auszulösen, wenn die genaue Nullstellung erreicht ist. Obwohl der Zähler im Herstellungsbetrieb eingestellt werden kann, ist geringfügige Einstellung oftmals beim Einbau erforderlich, um die Darstellungen an den Anzeigerädern beim Abschalten oder Ausschalten richtig auszurichten.

Die Erfindung ist insbesondere auf das Anzeigerad gerichtet, welches eine Auslöseeinrichtung steuert. Weiterhin kann das Anzeigerad mit Bezug auf einen Steuerteil bequem eingestellt werden, während eine zwangsläufige und zuverlässige Antriebsverbindung zwischen dem Anzeigerad und dem Steuerteil geschaffen ist, wodurch genaue Einstellung der Nullauslöseeinstellung für verschiedene Anlagen ermöglicht ist.

Gemäß der Erfindung ist ein Anzeigerad eines voreingestellten Zählers an der Welle drehbar angeordnet, die von dem Durchflußmeßgerät angetrieben werden soll. Ein Steuerteil ist mit der einen Seite des Anzeigerades durch eine federbelastete Überlauf-Einwegkupplung bzw. einem solchen Antriebsmechanismus verbunden. Der Steuerteil dreht sich mit dem Rad während des gesamten normalen Arbeitens, kann Jedoch als Ergebnis des Antriebsmechanismus bequem in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden. Der Steuerteil ist ein Steuerring, der an einer Seite des Anzeigerades konzentrisch festgeklemmt ist. Eine Federeinrichtung drückt den Ring gegen die Fläche des Rades und die aneinander anliegenden Flächen sind mit sich ergänzenden und zusammenpassenden Klinkenzähnen versehen, die eine Verriegelungskante und

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eine gegenüberliegende schräge Nockenkante aufweisen· Die Klinkenzähne an dem Rad und dem Steuerring arbeiten über die Verriegelungskanten miteinander zusammen, um den Steuerring gleichzeitig mit der Drehung des Rades bei "Voreinstelldrehung und subtrahierender Drehung des Rades zu drehen. Jedoch kann der Steuerring in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden, während das Rad zwangsläufig gehalten wird, und zwar als Ergebnis der Steigung u bzw. der Schräge der zusammenpassenden Klinkenzähne· Bei anfänglichem Einbau der Anlage kann dadurch der Nullauslösepunkt des Steuerringes bequem und leicht mit Bezug auf das Anzeigerad eingestellt werden, und der Steuerteil und die Auslöseeinrichtung können auf irgendeine gewünschte Weise gekoppelt werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Zählers,

wobei die allgemeine Anordnung des voreinstellbaren Zählers in einer Durchflußanlage wiedergegeben ist.

Fig. 2 ist eine Teildraufsicht, in welcher dj,e innere Ausführung des Anzeigerades gemäß der Erfindung wiedergegeben ist.
Fig. 3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene

Draufsicht lediglich des Anzeigerades, wobei Teile weggebrochen sind. Fig. 4- ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene

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Teilansicht des Anzeigerades und des Steuerringes gemäß den Fig. 1 und 2, wobei die betreffenden Teile im Schnitt dargestellt sind, um die Klinkenzahnausführung klarer darzustellen.
Fig. 5 ist eine seitliche Axialansicht des Nockens und des Rades,

In Fig. 1 ist die Erfindung schematisch bei Anwendung an einer Steueranlage dargestellt, die einen voreinsteil- * baren Stopzähler 1 aufweist, der von einem Meßgerät 2 angetrieben wird. Das Meßgerät 2 kann das übliche volumetrische Durchflußaufzeichnungsgerät sein, das in eine Durchflußleitung oder Strömungsleitung eingeschaltet ist, und der Zähler 1 ist angeschlossen, um ein Durchflußsteuerventil 3 zu steuern. Der Zähler 1 weist eine Mehrzahl von Eingangswellen oder Eingangsstangen 4 auf, die von der Vorderseite des Zählers 1 nach vorn vorragen und deren jede mit einem einer Mehrzahl von eine sichtbare Darstellung gebenden Rädern 5 ausgerichtet ist, welche die Zahlen 0 bis 9 auf ihrem Umfang in gleichen Abständen tragen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist angenommen, daß die Anzeigeräder 5 auf eine volle Einheit anzeigen, so daß mit den dargestellten fünf Anzeigerädern 5 eine Ablesung bis zu 99 999 ermöglicht ist.

Die Voreinstellstangen 4 sind hin- und herbewegbar angeordnet und so angeschlossen, daß die einzelnen zugeordneten Anzeigeräder 5 auf irgendeine gewünschte Zahl eingestellt werden können, 30 daß der Zähler 1 auf irgendeine

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gewünschte Litermenge voreingestellt werden kann. Eine Notstopstange 6 ist vorgesehen, um im Notfall oder Gefahrenfall das Ventil 3 unmittelbar schließen zu können.

Der Zähler 1 weist einen Betätigungsring bzw· einen federbelasteten Steuerring 7 auf, der im Grundteil des Zählers 1 drehbar angeordnet und über ein Verbindungsglied 8 mit dem Ventil 3 verbunden ist, welches von Hand geöffnet wird. Durch öffnen des Ventils 3 wird das Verbindungsglied 8 einwärts bewegt und dreht den Steuerring 7«

Der Steuerring 7 ist in der Offenstellung des Ventils 3 durch einen L-förmigen Verriegelungearm oder Verriegelungshebel 9 in dem Zähler 1 verriegelt, der mit einer ersten Nut 10 entsprechend vollem Durchfluß auf dem Umfang des Ringes 7 zusammenpaßt. Gemäß der Darstellung ist an dem Ring 7 unmittelbar benachbart eine Nut 11 entsprechend Teilfluß oder Teilströmung vorgesehen.

Im Betrieb wird, wenn der Zähler 1 in Richtung gegen Null zählt, der Verriegelungshebel 9 freigegeben, bevor die Nullstellung erreicht ist, und er gibt den Ring 7 frei, der sich dreht, bis der Hebel 9 mit der zweiten Nut 11 in Eingriff tritt. In dieser Stellung wird das Ventil 3 in einer Stellung entsprechend Teilfluß gehalten, bis die Nullstellung erreicht ist, zu welchem Zeitpunkt der Verriegelungshebel 9 wiederum freigegeben wird, den Ring 7 dreht und das Ventil 3 schließt. Durch diese j'olge von Arbeitsvorgängen werden die Stoßbelastungskräfte auf die Ausführung oder in der Durch-

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flußanlage in Übereinstimmung mit dem üblichen Gestaltungsverfahren minimal gehalten«

Allgemein sind der Antrieb für die Anzeigeräder 5 und die Auslöseeinrichtung für den L-förmigen Verriegelungshebel 9 ähnlich denjenigen, die in der schwebenden Patentanmeldung (entsprechend US-Patentanmeldung Serial Nr. 640 956 vom 24.5.1967) beschrieben sind, und sie werden hier nur kurz beschrieben. Die Antriebseinrichtung zum Koppeln der Räder 5 mit dem Meßgerät 2 weist eine Getriebekupplung 12 von einer Meßgerätwelle 13 zu einer Antriebswelle 14- auf, die durch zweckentsprechende Getriebezüge 15 mit einem Eingangszahnrad 16 verbunden ist, das an einer Radtragwelle 17 drehbar angeordnet ist. Das Einerrad 5 ist an der Welle 17 drehbar angeordnet und mit dem Eingangszahnrad 16 durch eine Überlaufkupplung verbunden, die gemäß der Darstellung ein Ringklinkenrad 18, das an dem Anzeigerad 5 befestigt ist, und zwei federbelastete Klinken 19 auf v/eist, die an dem Zahnrad 16 befestigt sind. Die Kupplung ist derart ausgeführt, daß das Anzeigerad 5 subtrahierend angetrieben wird, um den volumetrischen Fluß in Übereinstimmung mit dem üblichen Antrieb eines voreingestellten Zählers anzuzeigen. Das Einerrad 5 ist angeschlossen, um das nächste Rad 5 anzutreiben, welches die Zehneranzeige schafft, und zwar über eine nockengetriebene Gesperreeinrichtung oder irgendeine andere zweckentsprechende Zehnervorschubeinrichtung. Die nachfolgenden Räder 5

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sind in ähnlicher Weise mit dem vorhergehenden Rad 5 verbunden, um die erforderliche aufeinanderfolgende Betätigung jedes Rades höherer Ordnung zu schaffen, um eine Ziffer für jeden Zehnervorschub des unmittelbar vorhergehenden Rades 5 vorzubewegen. Das Einerrad 5 ist weiterhin angeschlossen, um die Auslöseeinrichtung für den Verriegelungshebel 9 zu betätigen. Die Auslöseeinrichtung weist eine Kurbel 20 auf, die an der Welle 14 schwenkbar angeordnet ist. Das untere Ende der Kurbel 20 ist freigebbar angeschlossen, um mit einem federbelasteten Abzug 21 in Eingriff zu treten. Der Abzug 21 ist mit einer Nut 22 versehen, in welcher eine Lippe 25 an einem Ende des L-förmigen Verriegelungshebels 9 angeordnet ist. Das gegenüberliegende Ende des Verriegelungshebelß 25 ist so angeordnet, daß es auf dem Umfang*des Ringes 7 läuft und mit den Nuten 10 und 11 zusammenarbeitet, um die Bewegung des Ringes 7 und daher die Stellung des Ventils 3 zu steuern.

Ein Auslösefinger 24 ist an dem oberen Ende der Kurbel 20 schwenkbar befestigt und erstreckt sich vorwärts, wobei eine nach unten stehende Lippe 25 mit einem Nockensteuerring oder Nockensteuerzylinder 26 ausgerichtet ist, der mit dem Zahlenrad angetrieben ist. Der Steuerzylinder 26 ist mit einer rechtwinkligen Nut 27 im Außenumfang versehen, welche den Auslösefinger 24 vorwärts gemäß Flg. 5 nach links immer dann zieht, wenn die Lippe 25 in die Nut 27 fällt.

Der Auslöeefinger 24 ist mit Bezug auf den Zylinder 26 \ durch eine Kammeinrichtung 28 in gehobener Stellung gehalten« \

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die mit den anderen Anzeigerädern 5 höherer Ordnung verbunden ist und erfordert, daß sich alle diese Räder 5 in der Nullstellung befinden, bevor der Auslösefinger 24 freigegeben wird.

Wenn der Auslösefinger 24 mit der Nut 27 zusammenpaßt, werden durch Vorwärtsbewegung des Fingers 24 die Kurbel 20 und der Abzug 21 verschwenkt, um den Verriegelungshebel 9 freizugeben. Hierdurch ist eine Bewegung des Steuerringes 7 ermöglicht. Der Steuerring 7 dreht sich, bis der Hebel 9

in die zweite Nut 11 fallt, um den Ring 7 wiederum zu verriegeln, wobei das Ventil 3 teilweise geschlossen ist. Diese zweite Verriegelungsstellung tritt auf, wenn der Finger 24 aus der Nut 27 ausläuft, wenn das Einerrad 5 seine letzte Umdrehung macht und bevor der Ring 7 die Nut 11 an dem Hebel 9 vorbeibewegt. Wenn die Nut 27 in dem Zylinder 26 wiederum mit dem Auslösefinger 24 ausgerichtet ist, wird der Verriegelungshebel 9 wiederum ausgelöst, um den Steuerring 7 freizugeben, der sich dann in die der geschlossenen Stellung des Ventils 3 entsprechende Stellung bewegt.

Allgemein ist es wichtig, daß die Stellung der Zylindernut 27 relativ zu der Ziffer 0 dee Einerrades 5 genau angeordnet ist, um eine Nullablesung bei Schließen des Ventils 3 und eine Beendigung des Flusses hervorzurufen.

Die Erfindung ist insbesondere auf eine neuartige Kupplung zwischen dem Steuerzylinder 26 und dem Einerrad 5 gerichtet.

V/ie am besten in den Fig. 3 und 4 dargestellt, ist das Rad 5 ein Gußteil, an welchem die Kupplung zu dem Zahnrad 16

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an einer Seite, und der Steuerzylinder 26 an der gegenüberliegenden Seite befestigt sind. Der Zylinder 26 ist ein massiver Ring mit einem Außendurchmesser, der etwas kleiner als das Rad 5 ist, und mit einem Innendurchmesser, der etwas einwärts des Grundes der Wut 27 liegt. Die aneinander liegenden Flächen des Zylinders 26 und des Einerrades 5 sind mit ergänzenden Klinkenzähnen 29 und 30 versehen. Die Zähne 29 und JO sind in ähnlicher Weise mit einer allgemein verriegelnden Kante 31 * die von der Klemmfläche einwärts vorragt, und mit einer schrägen Nockenkante oder Fläche 32 versehen, die sich davon erstreckt und an dem Grund der Verriegelungskante des benachbarten Zahnes endigt. Der Steuerzylinder 26 ist an dem Rad 5 anliegend festgeklemmt, wobei die Zähne 29 und 30 sich mittels zweier kanalförmiger Blattfedern 33 und 34- in Kämmeingriff miteinander befinden, die an dem Rad 5 befestigt sind und über der äußeren Kante des Zylinders 26 liegen. Jede Feder 33 und weist einen flachen Schenkel, der über eine Innenwand des Rades 5 hakt, und einen äußeren längeren Schenkel auf, der über der äußeren Fläche des Zylinders 26 liegt.

Jede der Federn 33 und 34· ist genügend stark, um den Steuerzylinder 26 fest an dem Einerrad 5 zu verriegeln, wenn das Rad sich in der subtrahierenden Richtung dreht, d.h., wenn die Verriegelungskante 31 die Vorderkante ist. Wenn jedoch das Anzeigerad 5 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, während der Zylinder 26 festgehalten wird, ermöglichen die Nockenkanten 32 relative Bewegung. Der

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Steuerzylinder 26 biegt die Federn 33 und 34- genügend ab, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, um eine Bewegung der Zähne übereinander zu ermöglichen. Während des normalen Arbeitens des Zählers 1 stellen das Anzeigerad 5*und der Zählersteuerzylinder 26 im wesentlichen das Äquivalent einer einheitlichen Verbindung dar.

Wenn die Anlage anfänglich eingebaut wird, oder auch danach, wird eine Einstellung des Auslösepunktes relativ zu den Ziffern auf dem Einerrad 5 bequem erhalten. Das -

Zählergehäuse wird entfernt, um das Einerrad 5 und den Steuerzylinder 26 freizulegen. Der Zylinder 26 wird feststehend gehalten, wobei jedoch seine axiale Bewegung zugelassen ist derart, daß die Klinkenzähne sich übereinander bewegen, und zwar auf irgendeine zweckentsprechende Weise, und das Rad 5 wird zwangsläufig gedreht, um die Steuernut mit Bezug auf die Anzeigeziffern neu einzustellen. Im Gegensatz hierzu könnte das Rad 5 gegen Drehung gehalten werden und der Zylinder 26 könnte gedreht werden.

Alle anderen Anzeigeräder 5 können in ähnlicher Weise mit einem Nockenzylinder vereehen sein, der für Einstellen der Kammeinrichtung 28 an einer Fläche befestigt ist.

Es ist gefunden worden, daß die federbelastete Kupplung und insbesondere die Klinkenzahnkupplung eine sehr einfache, zuverlässige und billige Einrichtung für Einstellung des Nullauslösepunktes voreingestellter Zähler und dergleichen schafft·

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   1J Voreinstellbarer Zähler mit einer Mehrzahl von Anzeigerädern, die ein angetriebenes Anzeigerad mit einer Eingangsverbindungseinrichtung aufweisen, einem Steuerteil, der von der üingangsverbindungseinrichtung getrennt ist und eine vorbestimmte feste Stellung mit Bezug auf das angetriebene Anzeigerad einnehmen kann, und mit einer mit dem Steuerteil gekoppelten Einrichtung für wahlweises Einstellen des Steuerteiles mit Bezug auf die Stellung des angetriebenen Anzeigerades, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Steuerteil (26) und dem angetriebenen Rad (5) freigebbar in Eingriff tretende Teile (29, 30), die an dem Steuerteil bzw. dem angetriebenen Anzeigerad (5) befestigt sind und eine Mehrzahl von im Abstand voneinander liegende zusammenarbeitende Eingriffsverriegelungsflächen aufweisen, welche die genannten Teile miteinander verriegeln, wenn das Rad in' einer Richtung angetrieben wird, Nockenflächen, welche die verriegelnden Flächen miteinander verbinden und welche relative Bewegung in einer Richtung zu der Vorwärtsrichtung entgegengesetzt zulassen, und ein federndes Element (33» 3*0 aufweist, welches mit dem Steuerteil und dem Rad verbunden ist und die genannten Teile zusammenspannt·
2. 2. Zähler nach Anspruch,1, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Anzeigerad (5) mit einer Einweg-Gesperre-

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   antriebseinrichtung verbunden ist und die zusammenarbeitenden Eingriffsverriegelungsflächen und Nockenflächen zusammenpassende Klinkenzähne (29» 30) bestimmen,
3. 3. Zähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil ein Zylinder (26) ist, der eine Mehrzahl von Klinkenzähnen (29) an dem an dem Rad (5) anliegenden Ende aufweist, und das Rad eine ähnliche Mehrzahl von Klinkenzähnen (30) aufweist, die mit denen des Zylinders kämmen, und das federnde Element eine Mehrzahl

   I von Federn (33» 34) aufweist, die mit dem Zylinder und dem Rad verbunden sind und den Zylinder und das Rad in axial entgegengesetzten Richtungen drücken.

   4·, Zähler nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element zwei allgemein U-förmige Federn (33» 34·) aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten des Zylinders (26) angeordnet sind und deren jede einen ersten Arm, der über die Außenfläche des Zylinders gehakt ist, und einen anderen Arm aufweist, der über einen inneren Teil des Rades gehakt ist.

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