DE1931714U - Zaehler. - Google Patents

Description

8.10.1965

Patentanwälte
DR. M. SCHNEIDER

DR. A. EITEL

E. CZOWALLA

85 NürBbei'g, Königstr, 1

MANUFACTURE DE MONTRES NATIONAL S.A. und Andre KRASSOIEVITCH

La Chaux-de-Fonds Zähler . (Schweiz)

Es bestehen verschiedene Typen von Zähler, jedoch sind diese den gewünschten Anwendimgszwecken nicht immer angepasst. In der Tat, wenn es erforderlich ist eine sichtbare Ganganzeige und einen geräuschlosen Gang zu haben, weisen die bestehenden Zähler Ubermässige Ausmasse auf. Diese Zähler können

zur Kontrolle der Laufzeit einer Maschine oder eines Apparates, zur Bestimmung der ftlr die Durchführung eines gegebenen Arbeitsvorganges erforderlichen Zeit sowie auch zur Kontrolle der von einem Benutzer zur Durchführung einer gewissen Arbeit aufgewendeten Zeit verwendet werden.

Zweck vorliegender Erfindung ist eine Zähluhr von kleinem Ausmass zu verwirklichen, welche geräuschlos läuft und dennoch eine sichtbare Ganganzeige aufweist.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist also ein -Zähler, welcher einen Synchronmotor umfasst, der über ein Untersetzungsgetriebe Zahlenräder antreibt und welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass der Motor durch einen synchronen Mikromotor gebildet ist, dessen Antriebswelle durch Vermittlung einer Trägheitskupplung mit progressivem Antrieb"mit dem Untersetzungsgetriebe verbunden ist, dadurch, dass das Untersetzungsgetriebe eine Uebertragung du:rxiiSchnecken- und Tangentialrad umfasst und dadurch, dass sie ein Zahlenrad aufweist, welches in weniger als einem Sechstel einer Stunde eine volle Umdrehung durchfuhrt.

Beiliegende Zeichnung zeigt schematisch und beispielsweise in grossem Masstabe eine AusfUhrungsform der erfindungsgemässen Zähler, sowie einige Abänderungen desselben,

Fig. 1 ist eine Sicht, welche die kinematische Verbindung des Zählers zeigt* ■ ■ " ■

Fig. 2 zeigt eine AusfUhrungsform einer Trägheitskupp- ^; ί lung mit progressivem Antrieb in grbsserem Masstabe und im Ein-■ [

ζ einen. ".'".-. ,

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Die Figuren 3 bis 11 zeigen Abänderungen der Ausfüh- ' .<

rung der Kupplung. " . ;

Fig. 12 zeigt die Montage der Zahlenräder im Einzelnen. _;V· Der in Fig. 1 gezeigte Zähler umfasst einen zur Be- "."■' ■-■".: festigung zum Beispiel auf einer Maschine bestimmten Aufbau 1, ; der alle Organe des. Zählers trägt. Dieser Zähler umfasst einen . ]'-', synchronen Mikromotor 2, dessen Speisung mit elektrischem Strom : zum Beispiel in Serie mit dem Ingangschalter der Maschine geschaltet ist, welche durch den Zähler kontrolliert werden soll".

Der Zähler könnte immerhin einen eigenen ^Schalter umfassen, welcher das Ein- und Ausschalten desselben gestattet. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Zähler zur Kontrolle der Dauer eines von einem Benutzer durchgeführten Arbeitsvorganges benützt wird. ' \ --'-

Der Mikromotor ist auf dem Aufbau 1 starr befestigt, : und umfasst eine Antriebswelle 2; die mit Hilfe einer Trägheits- kupplung 5 mit progressivem Antrieb mit einem Untersetzungsgetriebe 4 verbunden ist.

Diese in Fig. 2 im Einzelnen gezeigte Trägheitskupplung 5 mit progressivem Antrieb umfasst eine auf dem Ende 7 einer; auf der Antriebswelle 3 gelagerte Hülse 8 starr befestigte Trag- ;'. heitsmasse 6. Das andere Ende dieser Hülse 8, das gegen den Motor 2 gelegen ist, ist auf seiner äusseren Oberfläche mit einer

Verzahnung ausgestattet und bildet somit einen Antriebsritzel.9.

Die äussere Stirnseite dieser Trägheitsmasse 6 ist mit-." einer Aushöhlung 10 versehen, in deren Innerem eine Spiralfeder 11 unterbracht ist. Das eine Ende-dieser Spiralfeder 11 ist,auf ί einer starr auf-dem Ende der Antriebswelle 2 befestigten Nabel2,. -|^: festgemacht, während das andere Ende dieser Spiralfeder 11 auf '---""J

·-". " '...:'.-■ :'.'^:ider Trägheitsmasse 6' befestigt ist.

Der Ritzel 9 steht im Eingriff mit dem ersten Rad 1J> des Untersetzungsgetriebes 4.

Diese Kupplung 5 unterdrückt dank dem durch die Schwungwirkung der Trägheitsmasse 6 hervorgerufenen Trägheitsmoment alle Erschütterungen sowie sehr störenden Geräusche der bestehenden Vorrichtungen, welche hauptsächlich von den Schwankungen der Speisespannung und der Art dea .gebrauchten synchronen Mikromotors herrtlhren. Ausserdem, infolge des progressiven Antriebes, gewährleistet diese Kupplung 5 das Anlaufen des Mikromotors nur in einem einzigen Drehsinn. In der Tat können diese synchronen Mikromotoren - wenn ihr Anlaufmoment nicht zu hoch ist - nur in einem einzigen Drehsinn anlaufen. Beim Anlaufen ist das zu überwindende Drehmoment gering, praktisch gleich Null, .und ist nur durch das Aufwinden der Feder 11 hervorgerufen dann, wenn der Mikromotor eine gewisse Geschwindigkeit erreicht hat, ist er fähig, durch Vermittlung der Feder 11 die Trägheitsmasse 6 und mithin das Untersetzungsgetriebe allmählich anzutreiben. Dieses geringe

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beim Anlaufen zu Überwindende Drehmoment gewährleistet, eine gute Arbeitsweise des Motors und sein Anlaufen nur. in einem ' Dtehsinn, während die grosse Trägheit der Kupplung das geräuschlose und stossfreie Arbeiten des Zählers sicherstellt. V^

Das nur in einer Richtung erfolgende Anlaufen des Mikromotors ist in der Tat eine Voraussetzung für die Arbeitsweise eines Zählers. Es ist nämlich erforderlich, dass sich die gemes-. senen Zeitspannen immer addieren und nicht subtrahieren.

Bei den bestehenden Gangzählern, bei denen man ein;.: Schwungrad zur Unterdrückung des Lärms und der Schwingungen benutzte, wurde man dazu geführt, Motoren von gr'dsseren Ausmassen, von höherer Leistung, von spezieller Bauart und von komplizierter Konstruktion zju verwenden, um ihr Anlauf en immer im gleichen Drehsinn sicherzustellen. Dies. fUhrte zu umfangreichen und kostspieligen Gangzählern.

Die Verwendung einer Kupplung mit Trägheitsmoment und allmählichem Antrieb, wie oben beschrieben, gestattet somit '; gleichzeitig, das Vibrieren und den Lärm zu unterdrücken, dank der Trägheit der Kupplung und weiter ein nur in einer Drehrichtung erfolgendes Anlaufen des Mikromo.tors sicherzustellen dank der -Wirkung des allmählich oder progressiv ansteigenden Antriebes der Kupplung und mithin einen Gangzähler von geringen Ausmassen v, zu verwirklichen.

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Das Untersetzungsgetriebe 4 umfasst mehrere auf den \ Aufbau 1 gelagerte Räder, deren erstes 13 mit dem Ritzel 9 der ξ

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Kupplung 5 im Eingriff steht. Diese Räder treiben ein.gleichfalls '['■ auf den Aufbau 1 gelagertes und mit einem tangentialen Rad 15 im ' Eingriff stehendes Schneckenrad 14 an, wobei dies tangentiale "^; ' Rad auf eine auf dem Aufbau 1 festsitzende Achse l6 gelagert ist.V

Zahlenräder oder -trommeln 17 sind auf der Achse l6 _; "lose" gelagert und weisen auf der einen ihrer Stirnflächen eine !' Verzahnung 18 auf und auf der andern Stirnfläche einen Ueber- i... tragungsfinger 19 der Zehnern. Zehner-Uebertragungsritzel 20 , sind auf einer auf dem Aufbau -1, parallel zur Achse l6 festge- . :. machten Welle 21 "lose" gelagert und stehen im Eingriff mit den ^; Verzahnungen l8 der Stirnflächen der Zahlentrommeln 17. Diese ^: Ritzel werden bei jedem Durchgang des entsprechenden Uebertragungsfingers 19 um eine Teilung angetrieben, was somit für jede vollständige Umdrehung einer Zahlentrommel 17 das Vorrücken um. eine Teilung, das ist um eine Zahl der nächstfolgenden Trommel, .'. " das heisst entsprechend einer höheren Dekade bewirkt.

Das tangentiale Rad 15 ist mit dem ersten Zahlenrad 17, das heisst mit demjenigen, welches der,ersten Dekade oder den .Lo: kleineren Einheiten entspricht, kraftschltlssig verbunden'. In dem ^: gezeigten Beispiel umfasst der Zähler sieben Zahlenräder 17, von denen das erste die Tausendstel einer Stunde und das letzte die'. : Tausende von Stunden zählt. Das zwischen dem Motor und dem ersten

Zahlenrad eingeschaltete Uebertragungsverhältnis wird durch die Organe des Untersetzungsgetriebes4 derart gewählt, dass das erste Zahlenrad 17 genügend rasch dreht um eine sichtbare Ganganzeige zu bilden, die aber'augenblicklich abgelesen werden kann. Dalin der Tat dieses erste Zahlenrad 17 rasch dreht, kann ein Beobachter augenblicklich feststellen, ob dieser Zähler im Gang ist oder still steht.

Bei den bekannten Zähler zeigt das erste Zahlenrad, -welches der geringsten Dekade entspricht, im allgemeinen die Sechstel oder die Zehntel einer Stunde an. Dies ist darauf· zurückzuführen, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit dieser Zahlenräder aus konstruktiven Gründen beschränkt ist. Es war also bei diesen bekannten- Zähluhren notwendig, durch Zahnrädübersetzun- '. gen einen zusätzlichen Teilapparat durch hundert vorzusehen, der den Zähler umfangreich machten.

Demgegenüber zeigt bei den gezeigten Zähler das erste Zahlenrad die Tausendstel einer Stunde unter Bildung einer sichtbaren Ganganzeige an, was bei den bekannten Zählern nicht zu verwirklichen war. Da die beiden ersten Zahlenräder überdies die Tausendstel und Hundertstel einer Stunde anzeigen, das heisst^ in einem Hundertstel beziehungsweise einem Zehntel einer Stunde eine vollständige Umdrehung durchführen, verwirklichen sie eine Teilung durch Hundert in einem geringeren Raum, als wenn j

diese Teilung mit Hilfe von ZahnradUbertragungen erreicht werden müsste.

Immerhin um diese ersten Zahlenräder so rasch drehen zu lassen, muss-die Entfernung zwischen den Zahlenrädern entweder durch Einschalten von Rundscheiben zwischen diese Zahlenräder oder durch Erweitern ihrer Naben erhöht werden.

Die Fig. 12 zeigt im Einzelnen die besondere Montage, welche gestattet die Zahlenräder 17 mit bisher noch nie erreichten Winkelgeschwindigkeiten· drehen zu lassen.

In dieser Fig. 12 umfassen die Zahlenräder 17 eine Felge und eine Nabe, welche durch einen Flansch verbunden sind. Diese Felge und diese Nabe sind' von gleicher Breite. Die Felge trägt die Verzahnung 18 und den Zehner-Uebertragungsfinger 19. Eine dünne Zwischenscheibe 27 ist zwischen die Zahlenräder geschaltet. Diese Zwischenscheiben 27 sind aus Bronze zur Herstellung von Federn und· gestatten' eine gute Arbeitsweise der Zahlenräder trotz ihrer raschen Umdrehung. Das tangentiale Rad 15 weist eine HUlse 28 auf·, die die Welle l6 umgibt und durch Vermittlung einer Rundscheibe 29 aus Teflon.sich auf den Aufbau 1 abstutzt. Das letzte Zahnrad 17 ist einer elastischen Wirkung unterstellt, die durch eine gewölbte Federscheibe 30 aus Bronze zur Herstellung von Federn ausgeübt wird, wobei diese Federscheibe 30 sich einerseits auf den Aufbau 1 und andererseits auf die Nabe dieses letzten Zahnrades 17 abstützt. Diese Federscheibe 30 gestattet, das Längsspi'el des gesamten Stapels der Zahlenräder., aufzuheben. Die Rundscheibe aus Teflon 29 nimmt den einer-

seits von der Federscheibe j50 und andererseits den von dem tangen- ; tialen Rad 15 ausgeübten axialen Druck auf und verringert das Wi- ■ derstandsraoment dank seines geringen Reibungskoeffizienten. Ausserdem unterdrückt diese Rundscheibe aus Teflon die Abnutzungserscheinungen, welche Metallstaub hervorrufen, der die gute Arbeitsweise der mit grosser Geschwindigkeit drehenden Zahlenräder behindert.

Die erfindungsgemässe Zähluhr weist die folgenden wesen- · tlichen Vorteile auf:

a) Geringe Raumbeanspruchung der Zähluhr. Dies wird.dank folgender Tatsachen erreicht:

- Anwendung eines Mikromotors von geringen Ausmassen und .; sehr einfacher Konstruktion, was durch die*Verwendung einer Trägheitskupplung" mit allmählich ansteigendem Antrieb möglich gemacht wurde. ;

- geringes Volumen des Untersetzungsgetriebes trotz seinem ; grossen Unter set zungs verhältnis, was durch die Anwendjung eines Schneckenrades und eines tangentialen Rades, sowie durch Zahlenräder möglich gemacht wurde, die eine vollständige Umdrehung in einem Zehntel beziehungsweise einem Hundertstel einer Stunde ausfuhren.

b) Sichtbare Ganganzeige, da das erste Zahlenrad rasch dreht, zum Beispiel eine Umdrehung in einem Hundertstel einer Stunde; . . · ■ ■

c) Ausschliessen von Lärm und Erschütterungen dank der . i

Trägheit, der Kupplung« . v.iC-C

d) , Erreichen eines einwandfreien Anlaufens des Mikromotors" ·

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in .nur einer Drehrichtung trotz der Trägheit der kine- : ί

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matischen Uebertragung der Zählühr, insbesondere des . Cj Schwungkranzes. Dies wird dank dem durch die Kupplung C verwirklichten allmählich ansteigenden Antrieb erlaubt» C C

e) Eine sehr einfache Ausführung, welche eine wenig kost- ' ·;; spielige Verwirklichung gestattet. .^;

f) Die genaue Angabe der Laufzeit'öder der Dauer der kon- ^:

■ ■ ' C-!^; trollierten Arbeit. In dem gezeigten Beispiel wird die C j

Anzeige des Tausendstels einer Stunde gegeben„ ■"* !

Es ist klar, dass zahlreiche Abänderungen vorgesehen werden'. , können, ohne aus dem Rahmen der.vorliegenden Erfindung herauszu- ; treten. Insbesondere könnte die Trägheitskupplung für den allmählich ansteigenden Antrieb verschieden sein, wenn nur seine zwei wesentlichen Eigenschaften beibehalten werden ι eine nennens- C werte Trägheit aufzuweisen, welche gestattet, die Lärmerscheinun- . _; gen und das Vibrieren zu unterdrücken und einen geringen zu überwindenden AnlaufWiderstandsmoment um ein Anlaufen des Mikromotors· . in nur einer Drehrichtung sicherzustellen»

In einer Abänderung könnte der Zähler einen Satz von neun oder_>mehr Zahlenräder aufweisen. Gleichfalls könnten die zwei oder drei ersten Zahl enrSder, _;fUrv;Tausendstel, 'Hundertstel und Zehntel ]

11·:; : ■} einer Stunde nicht sichtbar sein und lediglich als Untersetzungs- r

.getriebe dienen. .

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In dem Vorstehenden wurde vorausgesetzt, dass die Zähluhr eine Ί - Anzeige in Zehntel der Zeit liefern soll. Es ist nicht ausgeschlos- f sen, dass eine solche Zähluhr die sechzigstel Teile der Stunde und !

nicht zehntel Teile anzeigt. Dies hängt in der Tat einzig von dem j.; zwischen dem Motor 2 und dem tangentialen Rad 15 gewählten Ueber- j ··

tragungsverhältnis, sowie von den zwischen den Zahlenrädern bestehenden Uebersetzungsverhältnissen ab. ;.··.-

Die Figuren 3* 5> 6, 7 und 8 zeigen Abänderungen der Trägheits-'. kupplung für ein . allmähliches Ansteigen des Antriebs, bei welchen |. die Verbindung zwischen der Antriebswelle J und der. Trägheitsmasse .· 6 durch eine oder mehrere Biafctf-ede^rn·-■ '22 von verschiedenen Formen ; ' verwirklicht ist. ■ :

Die Fig. 4 zeigt eine Abänderung der Trägheitskupplung für ein allmähliches Ansteigen des Antriebs, bei welcher die Trägheitsmasse 6 durch Schraubenfedern 23* 2.4 mit der Antriebswelle 3 verbunden ist. -. : j*

Die Fig. 9 zeigt eine Abänderung, bei welcher die Verbindung . . ]. zwischen der Antriebswelle 3 und der Trägheitsmasse 6 der Trägheits-,; kupplung mit allmählichem Ansteigen des Antriebs durch eine Flüssig-' ■ keit 25 verwirklicht ist. ' :

Die Fig. 10 und 11 zeigen Abänderungen, bei welchen die Ver- ; ; bindung. . zwischen der Antriebswelle 3 und der Trägheitsmasse 6 der ! .· Trägheitskupplung mit allmählichem Ansteigen.des Antriebs mit Hilfe Ϊ; eines Werkstückes aus einem elastischen Material 26 zum Beispiel i /; aus natürlichem oder !künstlichem Kautschuk verwirklicht ist.

Claims (1)

1. S C H U T Z A I S P S Ü O H B · .. ' >

   1. Zähler, welcher einen Synchronmotor umfasst, der durch Vermitt- I

   lung eines Untersetzungsgetriebes Zahlenräder antreibt, dadurch ; gekennzeichnet, dass der Motor (2) durch einen synchronen Mikromotor gebildet ist, dessen Antriebswelle O) durch Vermittlung : einer Trägheitskupplung (5) mit progressivem Ansteigen des Antriebs mit dem Untersetzungsgetriebe (4) verbunden ist, dadurch, dass j· das Untersetzungsgetriebe (4) eine Uebertragung durch Schnecken- ;. rad (l4) und tangentiales Rad (15) umfasst und dadurch, dass sie' ; ein Zahlenrad (17) aufweist, welches in weniger als einem^Sechstel., einer Stunde eine vollständige Umdrehung durchführt. '

   2. Zähler gemäss Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (5) eine Trägheitsmasse (6) umfasst, welche durch ein schmiegsames und elastisches Organ (ll) mit der Antriebswelle O)

   des Mikromotors verbunden ist. ;

   j5. Zähler gemäss den Patentansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, ^; dass das schmiegsame und elastische Organ, welches die Trägheits- ^: masse (6) mit der Antriebswelle O) verbindet aus einer. Spiralfeder (11) gebildet ist, welche durch ihr eines Ende auf der Trägheitsmasse (6) und durch ihr anderes Ende auf der Antriebswelle befestigt ist. ' ·

   4. Zähler gemäss den Patentansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass das schmiegsame und elastische Organ durch ein oder mehrere , Schraubenfedern (2j5, 24) gebildet ist.

   5. Zähler gemäss den Patentansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass das schmiegsame und elastische Organ durch ein oder mehrere Blattfedern (22) gebildet ist, '

   6. Zähler gemäss den Patentansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeich- Ir net, dass das schmiegsame und elastische Organ durch ein oder ^: mehrere Werkstücke aus einem schmiegsamen und elastischen Material (26) gebildet ist. ' ί ·

   7. Zähler gemäss Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die ; Kupplung (5) eine Trägheitsmasse (6) umfasst, welche durch eine

   •Flüssigkeit (25) mit der Antriebswelle . (3) des Mikromotors (2) Γ verbunden ist. . · " * !·

   8. Zähler gemäss Patentanspruch ..1 dadurch gekennzeichnet, dass die Zahlenräder (17) Seite an Seite angeordnet sind und dass sie auf einer ihrer Stirnflächen eine Verzahnung (l8) umfassen, welche mit einem Uebertragungsritzel (20) im Eingriff steht, wobei dieser Uebertragungsritzel für jede Umdrehung des anstossenden Zah- ,· lenrades (17) mit Hilfe eines von der Stirnfläche desselben die ; keine Verzahnung besitzt getragenen Uebertragungsfinger (19) um eine Teilung angetrieben wird« , -

   9. Zähler gemäss den Patentansprüchen 1 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass er ein erstes Zahlenrad (I3) umfasst, welches in weniger eines Sechzigstels einer Stunde eine vollkommene Umdrehung vollführt. . ■

   10. Zähler gemäss den Patentansprüchen 1 und 9 dadurch gekennzeichnet,-■ dass er mindestens sieben Zahlenräder (17) umfasst.

   .14.

   11. Zähler gemäss den Patentansprüchen 1 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Zahlenräder (17) in Abstand von einander gehalten werden und dass eine zwischen den Aufbau (l) und eines' der äusseren Enden des Zahlenräderstapels eingeschobene elastische Federscheibe (3Q) das zwischen zwei angrenzenden Zahlenräder (17) bestehende Spiel unterdrückt.

   12. Zähler gemäss den Patentansprüchen 1 und 11 dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen dem Aufbau (l) und dem das andere Ende des Zahlenräderstapels antreibenden tangential en Rad (1.5) untergebrachte Rundscheibe aus Teflon (29) den durch das tangentiale Rad (I5)verursachten achsialen Druck aufnimmt und das Widerstandsdrehmoment des Zählers vermindert.