DE1873666U - Von einem mengenzaehler gesteuerter schalter. - Google Patents

Description

PB 30955*18,3.63

Pall 1300 1 08 Patentanwalt

Dr. !ng. Alfred Schulze

Berlin-Wilmersdorf

Jenaer Straße 14 -■-- — -

LANDIS & G I R AG, ZUG (Schweiz)

Von einem Mengenzähler gesteuerter Schalter

Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, mit einem Mengenzähler, d.h. mit einem Zähler für Elektrizität_? Gas, Flüssigkeit oder ein sonstiges fliessfähiges Medium, einen Schalter, insbesondere einen Umschalter derart zu kuppeln, dass der Schalter jedesmal dann in eine andere Schaltstellung gebracht wird, wenn die Anzeige des Zählers um eine vorgegebene Verbrauchsmenge gestiegen ist. Solche Schalter können z.B, in Anlagen,, in denen die verbrauchte Menge nach Pestmengen verrechnet wird, dazu benutzt werden, um die Ausgabe oder Bereitstellung eines über die Pestmenge lautenden Rechnungsbeleges zu veranlassen.

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Der Schalter wird dabei von dem Mengenzähler selbst gesteuert, und ■ zwar mittels einer nockenwalze, die von dem Messwerk des Mengenzählers über ein entsprechendes Untersetzungsgetriebe angetrieben wird» Dabei ist nicht zu vermeiden, dass der Schalter über die Hockenwalze eine mechanische Belastung für das Messwerk des Mengenzählers darstellt. Da die in Betracht kommenden Mengenzähler aus messtechnischen Gründen meist sehr empfindlich sind, muss darauf geachtet werden, dass diese Belastung möglichst klein ist,.

Bs ist bekannt, den Schalter aus Kontaktfedern aufzubauen^ die im Schalt- bzw·, Umschaltaugenblick über eine Abfallkante der Nockenscheibe herabfallen«. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil,, dass das Drehmoment, welches durch die Federkraft des Schaltkontafctes auf die Nockenwelle ausgeübt wird.,, nicht konstant ist, sondern von der jeweiligen Stellung der Nockenwelle abhängt, Insbesondere' in der Umgebung des Schaltaugenblicks tritt bei solchen Schaltern eine starke Schwankung des Drehmomentes auf« Infolge seiner Inkonstanz lässt sich dieses Drehmoment in die Anzeige des Zählers nicht eineiehen* so dass die Zählerkonstante unzulässigen Schwankungen unterworfen bleibt, -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter, insbesondere einen Umschalter mit Steuerung durch eine von einem Mengenzähler angetriebene Nockenwalze zu schaffen, bei dem das Drehmoment, mit dem die Nockenwalze das Messwerk belastet, nicht nur sehr

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gering ist, sondern auch in den Zähler mit eingeeicht werden kann,
so dass dessen Messgenauigkeit dadurch nicht beeinträchtigt wird.«

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst_? dass der bewegliche Teil des Schalters als federgespanntes Kipphebelsystem ausgebildet ist und zwei je einem der beiden stabilen Stellungsbereichen des Kipphebelsystems zugeordnete !Pührungsbahnen der Nockenwalze, von denen jede eine unter der Wirkung der Kippfeder auf ihr aufliegende
Ease des Betätigungshebels des Kipphebelsystems bei Drehung der
Nockenwalze aus der ihr zugeordneten stabilen Endlage in die Kipplage führt, so geformt sind, dass über ihren wirksamen Bereich das von der Auflagekraft der Hase in Bezug auf die Drehachse der Nockenwalze ausgeübte Drehmoment konstant ist. Dabei wird das Kipphebelsystem zweckmässig so ausgestaltet., dass es einen verhältnismässig grossen Betätigungsweg besitzt, so dass die zu. seiner Betätigung erforderliche Kraft entsprechend klein ist,

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge·*-
umd zwar zeigen:

Pig. T das Kipphebelsystem und die zu seiner
Steuerung dienende Nockenwalze in perspektivischer Darstellung,

Fig, 2 eine schematische Seitenansicht des
Kipphebelsystems und

Pig, 3 in abgewickelter Darstellung die Formgebung
der Pührungsbahnen der Nockenwalze.

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In Pig, 1 ist mit 1 ein feststehender, isolierender Teil des Schalters? ζ.B, des Schaltergehäuses, bezeichnet. In diesem Teil 1 sind die drei Pole 2, 3 und 4 eines Umschalters befestigt. Der plattenförmige Metallteil 2 ist bei 5 mit Schneiden versehen, die eine Schneidenlagerung für den mit entsprechenden Einkerbungen versehenen Betätigungshebel 6 bilden. Der Betätigungshebel 6 besteht aus zwei durch eine U-förmige Brücke starr miteinander verbundenen Hebelarmen und bildet, als Ganzes gesehen, einen um die lagerstelle 5 schwenkbaren einarmigen Hebel»

An dem anderen, freien Ende des Betätigungshebels 6 ist, ebenfalls in einer Schneidenlagerung 7, der einarmige Schalthebel 8 schwenkbar gelagert, der an seinem freien Ende die beiden Kontaktstücke 9 trägt« Zwischen dem Schalthebel 8 und der festen Platte 2 ist eine als Kippfeder dienende Zugfeder 10 gespannt, in deren Bereich der Schalthebel 8 einen Ausschnitt 11 aufweist«

Der Betätigungshebel 6 und der Schalthebel 8 bilden zusammen mit der Schneidenlagerung 7 ein Kniehebelsystem, das dann, wenn die beiden Hebel 6 und 8 einen gestreckten Winkel bilden, seine labile Kipplage einnimmt, in welcher die Feder 10 am stärksten gespannt ist. Sobald dieses üaielaebelsystem von der einen oder der anderen Seite her auch nur im geringsten über die labile Stellung hinaus gebracht wird, kippt es in die andere stabile lage um., wobei die Kippbewegung dadurch begrenzt ist, dass die an dem freien Ende des Schalthebels 8 befestigten Kontakte 9 sich an den einen oder den anderen der beiden gleichzeitig als feste Kontakte dienenden Anschläge 12 bzw. 13 anlegen-, - ,

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Bei der Schwenkbewegung des Schalthebels 8 tritt gleichzeitig an dem Kontakt 12 bzw* 13, an dem er gerade anliegt, eine Verschiebungsbewegung in Längsrichtung des Hebelsystems 6, 8 auf,, die eine ·. Säuberung der Kontaktflächen bewirkt und ein Festschweissen der Kontakte aneinander verhindert» Dies ist besonders deutlich aus Fig. zu ersehen, in der das Kipphebelsystem in der einen stabilen Endlage und ausserdem durch strichpunktierte Linien das freie Ende des Schalthebels 8 in der labilen Stellung gezeichnet ist.

An dem freien Ende des Betätigungshebels 6 ist eine läse 14 angebracht, die mit einer Nockenwalze 15 zusammenarbeitet,. Die Nockenwalze 15 wird über ihre Welle 16 von dem Messwerk über ein entsprechendes Zahnrädergetriebe angetrieben und ist zweckmässig so gelagert, dass ihre axiale Stellung eingestellt werden kann. Die Nockenwalze 15 enthält an ihrem Umfang eine Aussparung, die in axialer Richtung beiderseits durch die beiden Führungsbahnen 17, begrenzt wird» Diese beiden Pührungsbahnen haben überall den gleichen radialen Abstand von der Achse 16 der Nockenwalze 15? land der Hub der Nase 14_? die in den stabilen Stellungsbereichen immer entweder an der unteren oder an der oberen Führungsbahn anliegt, wird lediglich durch den veränderlichen Abstand der Führungsbahn von der unteren oder der oberen Stirnfläche der Nockenwalze bedingt. Die beiden Führungsbahnen 17, 18 sind auf der Nockenwalze 15 so gegeneinander versetzt angeordnet, dass die ÜTase 14 während einer Halbumdrehung der Nockenwalze 15 an der unteren Führungsbahn 17 und während der übrigen halben Umdrehung an der oberen Führungsbahn 13,2,63/Dr.Schu/cw ,/.

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anliegt« Die Kippstellung des Kipphebelsystems wird dabei jedesmal schon in einem Punkt der zugehörigen Führungsbahn erreicht, bei dem die für die Hubbewegung der Nase 14 massgebende Ordinate der betreffenden Führungsbahn noch nicht ihren grössten Wert erreicht hat.

Wesentlich für die Erfindung ist nun die Formgebung der Führungsbahnen 17., 18, die in abgewickelter Darstellung in Fig. 3 naher dargestellt ist« Mit A ist der Punkt auf der unteren Führungsbahn 17 bezeichnet, in welchem die Nase 14_? nachdem sie von der oberen Führungsbahn 18 bis in die Kipplage gebracht wurde, auf die untere Führungsbahn 17 auf trifft..

B ist derjenige Punkt der unteren Führungsbahn 17/ bis zu dem die Nase 14 nunmehr auf dieser Führungsbahn gleitet.. Im Punkte B ist also abermals die labile Lage des Kipphebelsystems erreicht, und die Nase 14 springt nach oben und legt sich gegen die obere Führungsbahn 18.,

Für einen beliebig zwischen den Punkten A und B der unteren Führungsbahn 17 herausgegriffenen Punkt sind die auf die Führungsbahn von der dort aufliegend gedachten Nase 14 ausgeübten Kräfte dargestellt« Lässt man die verschwindend geringe Reibungskraft zwischen der Nase 14 und der Führungsbahn ausser acht, so übt die Nase 14 auf die Führungsbahn eine auf der letzteren senkrecht stehende Kraft P aus,. Diese Kraft P~ kann in zwei Komponenten zerlegt werden, nämlich er- ß st ens in die Komponente P. _ä, die in die Bewegungsrichtung der Nase. 1 /Γ fällt und auf diese von; der Zugfeder 10 ausgeübte Kraft im G-leichgewicht hält« Diese Kraft P. ist praktisch senkrecht, d,h» parallel

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zur Achse der nockenwalze 15 gerichtet, weil der Abstand der .Hase von der Schneidenlagerung 5, um die sie sich dreht, gegenüber dem Hub der Nase 14 verhaltnismässig gross ist·. Die zweite Komponente Pp der Kraft P- fällt in die Umfangsr'ichtung der Nockenwalze 1 5- und bildet, mit dem Radius der Führungsbahn multipliziert, das auf die Drehachse der Nockenwalze ausgeübte Drehmoment.

Die senkrechte Kraft P. ist im Punkte A₇ wo die Nase 14 ihre grösste Auslenkung von der Kippstellung aus besitzt, am grö'ssten und nimmt längs des Weges von A nach B stetig ab. Für das Verhältnis der in die Umfangsrichtung fallenden Kraft P_? zu der Kraft P, ist der Winkel α massgebend, der, wie ohne weiteres ersichtlich, den Anstieg der Führungsbahn darstellt, Damit die Kraft P„ konstant bleibt, muss also der Winkel α vom Punkte A bis zum Punkte B nach einer ganz bestimmten Gesetzmässigkeit ständig zunehmen. Bezeichnet man mit h den in axialer Richtung gemessenen Abstand der Führungsbahn 1? von ihrem tiefsten Punkt, so stellt h die variable Ordinate der Kurve der Führungsbahn dar, Bezeichnet man ferner mit h die entsprechende Ordinate im Punkte B, d.h. die Ordinate des Kippunktes, mit s die jeweilige Abszisse der Führungsbahn und mit s den halben Umfang der Nockenwalze, gemessen im Radius der Führungsbahn,-so ergibt sich das konstante Drehmoment,, wenn zwischen diesen Grossen der formelmässige Zusammenhang

^s = ^s \

besteht.

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Die obere Führungsbahn 18 ist genauso geformt wie die untere Führungsbahn 17f nur dass die Ordinaten von oben her zu messen sind, und dass über dem Punkte B der unteren Führungsbahn der Punkt A der oberen Führungsbahn liegt und umgekehrt*

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Claims (1)

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   S 0 H If T Z

   *& AISPRUBOHE

   1, Schalter, insbesondere Umschalter, mit Steuerung durch eine von einem Mengenzähler, z,B, einem Elektrizitätszähler ₉ angetriebene Nockenwalze, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil des Schalters als federgespanntes Kipphebelsystem (6^ 7, 8, 10) ausgebildet ist und zwei je einem der beiden stabilen Stellungsbereichen des Kipphebelsystems zugeordnete Führungsbahnen (17_? 18) der Hockenwalze (15)? von denen jede eine unter der Wirkung der Kippfeder (10) auf ihr aufliegende Hase (14) des Betätigungshebels (6) des Kipphebelsystems bei Drehung der Hockenwalze aus der ihr zugeordneten stabilen Endlage (Punkt A) in die Kipplage (Punkt B) führt, so geformt sind, dass über ihren wirksamen Bereich (A bis B) das von der Auflagekraft (P₁) der Hase (14) in Bezug auf die Drehachse (16) der Nockenwalze (15) ausgeübte Drehmoment konstant ist,

   2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahnen (17* 18) der Hockenwalze (15) mit gleichbleibendem

   radialen Abstand von der Drehachse (16) der Hockenwalze derart ver-13*2,63/Dr.Schu/cw . ./♦

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   laufen, dass ihr HuTd parallel zu der Drehachse (16) liegt.

   3. Schalter nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Führungsbahnen (17, 18) die beiden axialen Begrenzungen einer Aussparung am Umfang der Hockenwalze (15) bilden, in "welche eine Nase (14) des Betätigungshebels (6) derart eingreift,, dass sie je nach der Kipplage des Kipphebelsystems (6, 7j 8₇ 10) an der einen oder der anderen Führungsbahn anliegt,

   4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kipphebelsystem aus zwei mit je einem Ende gelenkig miteinander "verbundenen, einarmigen Hebeln besteht,- von denen der eine, der Betätigungshebel (6) mit seinem anderen Ende an einem festen Schalterteil (2) schwenkbar gelagert ist_f während die Bewegung des freien Indes des als Schalthebel dienenden anderen Hebels (8) in der Schwenkrichtung durch zwei feste Anschläge (12, 13) begrenzt ist, von denen mindestens einer als fester Schaltkontakt dient, wobei eine als Kippfeder dienende Zugfeder (10) zwischen dem Schalthebel (8) und dem festen Schalterteil (2) so gespannt ist,, dass sie beide Hebel (6, 8) gegeneinander und den Betätigungshebel (6) gegen den festen Schalter-· teil (2) drückt und bei einem bestimmten, annähernd gestreckten Winkel zwischen den beiden Hebeln (6, 8) ihre grösste Dehnung aufweist.

   5. Schalter nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die G-elenke, in denen die beiden Hebel (6, 8) aneinander und der , Betätigungshebel (6)an dem festen Schalterteil (2) gelagert sind, als Schneidenlagerungen (7 bzw», 5*) ausgebildet sind,

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   6_f Schalter nach Ansprüchen 1 Ms 4_? dadurch gekennzeichnet, dass die für den Hub der Rase (14) des Betätigungshebels (Θ) massgebende Ordinate h der Führungsbahn (17 bzw, 18) mit der Ordinate h. bei
   der das Kippen des Kipphebelsystems (6, 7, 8, 10) eintritt,mit der in Umfangsrichtung; der Nockenwalze (15) gemessenen Abszisse s und mit
   dem halben Umfang s der Nockenwalze nach der Formel

   zusammenhängt,

   7» Schalter nach Ansprüchen 1 bis 3_? dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwalze (15) in axialer Richtung einstellbar ist*

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