DE2226898B2 - Mechanisches Zahlwerk mit Stoßsicherung - Google Patents

Description

ίο Die Erfindung bezieht sich auf ein mechanisches Zählwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannte Zählwerke können durch Schläge oder Stöße ungewollt weitergeschaltet werden. Dieser Nachteil ist z. B. dann besonders schwerwiegend, wenn

■5 das Zählwerk in Spiel- oder Verkaufsautomaten (zwei der Hauptanwendungsgebiete von Zählwerken der vorliegenden Art) verwendet wird, weil sie häufig Stößen oder Schlagen von Personen ausgeätzt sind, die sich unbefugter Weise der Automaten zu bedienen versuchen.

Bei einem bekannter. Zählwerk der vorliegenden Art (DE-OS 20 23 211) ist das Trägheitselement als zweiarmiger, schwenkbar gelagerter Hebel ausgebildet, der mit seinem einen Arm in das ebenfalls schwenkbare Antriebselement eingreift und am Ende seines zweiten Armes ein Gegengewicht trägt. Bei einem das Antriebselement in die Vorwärtsrichtung belastenden Stoß wirkt das Trägheitselernent dieser Bewegung entgegen. Tritt jedoch die Stoßbelastung in umgekehr ter Richtung auf, also in Richtung der Ruhestellung, so kann es durch die entsprechende Bewegung des Antriebselements zu einem unbeabsichtigten Schaltschritt kommen. Bei dem bekannten Zählwerk treten außerdem Probleme hinsichtlich der der Bewegung des Trägheitselements entgegenwirkenden Feder auf, die sehr genau abgestimmt sein muß. Wenn die Feder nämlich die Schwenkbewegung des Trägheitselements zu sehr hemmt, kann dieses das Antriebselement nicht blockieren, während andererseits eine zu schwache Feder u. U. ihre andere Funktion, nach einer Stoßbelastung das Trägheitselement in die Ausgangslage zurückzuführen und einen normalen Betrieb des Gerätes zu ermöglichen, nicht erfüllt. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß das Trägheitselement bei Stoßbelastung erst dann im Sinne einer Verhinderung des Falschbetriebes des Gcli:s wirksam wird, wenn es sich in eine entsprechende Lage bewegt hat. Während der dadurch notwendigen Verzögerung ist bereits eine ungewollte Bewegung des Antriebsele ments möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zählwerk anzugeben, bei dem eine Stoßsicherung unter allen Umständen und insbesondere unabhängig von der Stoßrichtung gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I gelöst.

Das hier beschriebene Zählwerk kann zum Zählen von elektrischen Impulsen eingesetzt werden; in diesem Fall kann das Antriebselement durch den Anker einer die Impulse empfangenden Magnetspule angetrieben sein. Das Zählwerk ist jedoch ohne weiteres zum Zählen von mechanischen Größen wie Wellenumdrehungen anwendbar.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung werden im

folgenden Zählwerke zum Zählen von elektrischen Impulsen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Seitenschnittdarstellung eines Zählwerks gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.2 eine stirnseitige Schnittdarstellung des Zählwerks nach F i g. 1;

F i g. 3 eine Seitenschnittdarstellung eines Zählwerks gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig.4 eine stirnseitige Schnittdarstellung des Zählwerks nach F i g. 3.

In den Zeichnungen sind solche Geräteteile, die für die Erfindung unwesentlich sind, um der besseren Übersichtlichkeit willen weggelassen.

Das in F i g. 1 und 2 gezeigte Zählwerk hat einen U-förmigen Geräterahmen 10, zwischen dessen Schenkeln zwei Wellen oder Stäbe 12, 14 im parallelen Abstand voneinander angeordnet sind. Auf der Welle 12 sitzen drehbar sieben Zählwerkräder Ji-/7 zum Zählen von Einem, Zehnern, Hunderten, Tausendern usw. Diese Zählwerkräder /1 bis /7 sind durch bekannte Schrittschalteinrichtungen 11 so untereinander verbunden, daß pro Umdrehung des Zählwerkrades Ji das Zählwerkrad J 2 um einen Schritt, pro Umdrehung des Zählwerkrades J 2 das Zählwerkrad /3 um einen Schritt und so fort bis zum Erziehen eines maximalen Zählwertes von 9 999 999 geschaltet werden. Das Zählwerkrad /1 wird mit Hilfe eines Schrittschaltantriebs durch einer elektrischen Spule 16 zugeleitete elektrische Eingangsimpulse angetrieben.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 besteht der Schrittschaltantrieb aus einem hin- und herbeweglichen Antriebselement A, einem entgegenwirkenden Trägheitselement B, das mittels Stift-Schlitzverbindungen 17, 19 an Nasen 13, 15 des Antriebselementes A relativ zu diesem begrenzt beweglich angeordnet ist, einem schwenkbar auf der Welle 14 gelagerten zweiarmigen Hebel C, einer zwischen dem Antriebselement A und dem Geräterahmen 10 angreifenden Druckfeder E und einer zwischen dem Gewicht B und dem Geräterahmen 10 angreifenden Zugfeder F

Am Einer-Rad /1 des Zählwerks ist ein Sperrkranz oder eine Sperrzahnscheibe G angeformt, wie in F i g. 1 gezeigt, u:.d daß Antriebselement A hat gegeneinander gewandte Klinkenelemente 18, 20, die in den Sperrkranz C einrasten, wenn das Antriebselement A im Betrieb hin- und herbewegt wird, um das Zählwerkrad J 1 zu schalten.

Der Mechanismus ist in Fig. 1 in einer Ruhelage gezeigt, wo das Klinkenelemem 18 des Antriebselements A durch die Feder E im Eingriff mit dem Sperrkranz G gehalten wird. Das Trägheitselement wird durch die Feder Fgegen den einen Arm des Hebels Cgezogen, dessen anderer Arm gegen das Antriebselement A drückt. Für den normalen Zählvorgang treibt bei Erregung der Spule 16 der Anker H das Antriebselement A nach vorwärts an (Pfeil X in Fig. 2), so daß das Klinkenelement 20 in Eingriff mit dem Sperrkranz Gkommt und dadurch das Einer-Rad/1 um einen Schritt geschaltet wird. Das Antriebselement A hat einen Schlitz 21, damit es sich relativ zu der diesen Schlitz 21 durchsetzenden Welle 14 nach vorwärts und rückwärts bewegen kann. Während der Vorwärtsbewegung des Antriebselements A wird das Trägheitseiement D durch Verschwenken des Hebels C in der entgegengesetzten Richtung angetrieben. Bei Entregung bewegt sich das Antriebselement A nach rückwärts in seine Ruhelage, in der das Klinkenelement 18 unter der Krpft der Feder £ wieder in den Sperrkranz G einrastet und damit im vorliegenden Fall die Schaltdrehung des Eir ir-Rades um 36° beendet und der Zählwert des Gerätes um 1 erhöht ist. Das Trägheitselement B wird durch den Zug der Feder F in seine Ruhelage zurückgeführt. Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich für jeden empfangenen Zählimpuls.

Wenn dagegen der Mechanismus einer Stoßbelastung beispielsweise in der Rückwärtsrichtung (Pfeil Z in Fig.2) ausgesetzt wird, sind sowohl das Antriebselement A als auch das Trägheitselement B bestrebt, ortsfest zu bleiben oder effektiv sich in der Vorwärtsrichtung (Pfeil X) relativ zum Rahmen 10 zu bewegen.

ίο Jedoch hat das Trägheitselement B eine größere Masse als das Antriebselement A, und das Gewicht B und das ' Antriebselement A erfassen die Hebelarme des Hebels C in gleichen Momentabständen vom Hebelschwenkpunkt auf der Welle 14, so daß die am Hebel Caufgrund

is der Masse des Trägheitselement B angreifende Trägheitskraft größer ist als die vom Antriebselement A ausgeübte Kraft. Dies hat zur Feige, daß der Hebel C seine in F i g. 1 gezeigte Lage beibehält, so daß verhindert wird, daß der Sperr- oder Schaltkranz G fälschlich betätigt wird. Bei e'-ier abgewandelten Ausführun^tTsform knnn özs TrH^ccifselfiment B eine kleinere Masse haben als das Antriebselement A, wenn das Gewicht B am Hebel C in einem größeren Momentabstand als das Antriebselement A angreift so daß das aufgrund der Masse von B auf den Hebel ausgeübte Trägheitsmoment größer ist als das durch das Antriebselement A sich ergebende Trägheitsmoment.

Erfährt der Mechanismus eine Stoßbelastung in Richtung des. Pfeils »X«, so sind wiederum das Antriebselement A und das Trägheitselement B bestrebt, ortsfest zu bleiben oder effektiv sich in der Rückwärtsrichtung relativ zum Rahmen 10 zu bewegen. Das Antriebselement A befindet sich jedoch in seiner Ruhelage, wo das Klinkenelement 18 in den Sperrkranz G eingerastet ist, so daß sich das Antriebselement nicht relativ zum Rahmen 10 bewegen kann. Das Trägheitselement B kann sich frei in der dem Pfeil »X« entgegengesetzten Richtung relativ zum Rahmen 10 bewegen; jedoch hat diese Relativbewegung keinen störenden Einfluß auf das Antriebselement A, und der P^bel C schwenkt einfach frei im Uhrzeigersinn (in Fig. 1) um einen von der Relativbewegung des Trägheitselement B abhängenden Betras. Bei Beendigung der Wirkung der Stoßbelastung kehren das Trägheitselement B und der Hebel C in die in F i g. 1 gezeigte Ruhelage zurück.

Das in F i g. 3 und 4 gezeigte Zählwerk entspricht mit Ausnahme von einigen Abwandlungen in seinem Grundprinzip der Geräteausführung nach Fig. 1 und 2.

Die beiden Ausführungsformen gemeinsamen Teile des Zählwerks nach Fig. 3 und 4 sind daher mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in F ι g. 1 und 2 und hier nicht im einzelnen beschrieben.

Das Zählwerk nach F i g. 3 und 4 weicht von dem nach F i g. 1 und 2 insofern ab, als das Trägheittelemeiit B mit einem querstehenden Stützfuß B 1 versehen ist und die Federn £und Fder Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 durch eine einzige, zwischen dem Fuß B 1 und dem Antriebselemen. A angreifende Druckfeder K ersetzt ist.

Die Wirkungsweise des Zählwerks nach F i g. 3 und 4 ist im Prinzip die gleiche wie bei der Geräteausführung nach Fig. 1 und 2. Beim normalen Zählen bewirkt ein der Spule 16 zugeleiteter elektrischer Eingangsimpuls eine Abwärtsbewegung des Ankers H und des Antriebselements A, so daß der Sperrkranz G vorgeschaltet wird. Die Abwärtsbewegung des Antriebselements A bewirkt ein Schwenken des Hebels C

und damit eine Aufwärtsbewegung des Trägheitselements B. Das Antriebselement A und das Trägheitselement B bewegen sich gegensinnig, so daß die Feder K zusammengedrückt wird. Bei Aufhören des elektrischen Eingangssignals wird der Anker H freigegeben, und unter der Wirkung der Feder K bewegen sich das Antriebselement A und das Trägheitselement B gegensinnig in die in F i g. 4 gezeigte Ausgangsruhelage zurück.

Bei Stoßbelastung des Gerätes in der Vorwärtsrichtung (Pfeil X) kann sich wiederum das Antriebselement A nicht relativ zum Sperrkranz C bewegen, da das Klinkenelement 18 fest in den Sperrkranz eingerastet ist, obwohl das Trägheitselement ßsich nach rückwärts (Pfeil Z) relativ zum Rahmen IO bewegen kann, so daß die Feder K zusammengedrückt und der Hebel Cohne nachteilige Wirkung verschwenkt wird. Bei Beendigung der Stoßbelastung kehren das Trägheitselement B und der Hebe! Cin ihre Ruhelage zurück.

Bei Stoßbelastung in der Rückwärtsrichtung (Pfeil sind das Trägheitselement Sund das Antriebselement bestrebt, sich nach vorwärts (Pfeil X) relativ zun Rahmen 10 zu bewegen; jedoch hat das Trägheitsele ment Z?aufgrund seiner Masse eine größere Trägheit a das Antriebselement A, so daß es eine größer Trägheitskraft auf den Hebel C ausübt als da Antriebselement A und folglich der Hebel C in de gezeigten Lage gehalten wird, wodurch verhindert wir

ίο daß das Antriebselement A sich relativ zum Sperrkran Cbewegt, was eine Falschbetätigung des Zählwerks zu Folge haben könnte.

Die vorstehend beschriebenen Konstruktionen sin< einfach und sorgen dennoch in wirksamer Weise fü eine Stoßsicherheit des Mechanismus, was bei Zählwer ken der hier in Betracht kommenden Art außerorden lieh wünschenswert ist; weiter ist bei diesen Mechanis men vorteilhaft, daß sie bei Auftreten einer Stoßbela

Siting SöiOfi w'iTK5rtiTi WcmjCm. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Zählwerk mit einer Zähleinrichtung, beispielsweise einer Ziffernrolle, die durch ein Zahngesperre fortgeschaltet oder vorgerückt wird, mit einem Antriebselement, das in eine Ruhelage federverspannt ist, die es zwischen Betriebszyklen einnimmt, in deren jedem es sich zur Betätigung des Zahngesperres erst nach vorwärts und dann rückwärts wieder in die Ruhelage bewegt, und mit einem beweglichen Trägheitselement, das über eine Kupplungseinrichtung mit dem Antriebselement dessen geringerer Trägheitskraft entgegen wirkend verbunden ist und letzteres an der Durchführung eines Betriebszyklus hindert, wenn das Zählwerk eine Stoßeinwirkung erfährt, die am Antriebselement eine nach vorwärts gerichtete Trägheitskraft erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriet>.«element (A) und das Trägheitselement (B) linear und parallel zueinander bewegbar sind und daß die Kupplungseinrichtung (C) nur in einer Bewegungsrichtung wirksam ist, derart, daß sie keine Trägheitskräfte des Trägheitselementes aut das Antriebselement überträgt, wenn das Zählwerk eine das Antriebselement nach rückwärts belastende Stoßeinwirkung erfährt

2. Zählwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Trägheitselements (B) größer als die des Antriebselements (A) ist.

3. Zähi'verk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung (C) ein zweiarmiger Schwenkheoel ist, an dessen einem Arm das Trägheitselernent (ti) und an dessen anderem Arm das Antriebselement (A) angreift, wobei die beiden Angriffspunkte sich im gleichen Abstand von der Schwenkachse (14) des Schwenkhebels ((^befinden.

4. Zählwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine das Trägheitselement (B)'m der Vorwärtsrichtung drückende Feder (F; K).

5. Zählwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (F) eine zwischen dem Trägheitselement (B) und einem feststehenden Teil (10) des Zählwerks angreifende Zugfeder ist.

6. Zählwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Antriebselement (A) in die Ruhelage drückende Feder eine zwischen dem Antriebselement (A) und einem feststehenden Teil (10) des Gerätes angreifende Druckfeder (E) ist.

7. Zählwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige, zwischen dem Antriebselement (A) und dem Trägheitselement (B) angreifende Druckfeder (K)aas Antriebselement (A)\n die Ruhelage und das Trägheitsclement (B) in der Vorwärtsrichtung drückt.

8. Zählwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Zählorgan ein Zählwerkrad ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahngesperre einen am Zählwerkrad (Ji) befestigten Sperrkranz (G) und zwei am Antriebselement (A) vorgesehene Klinkenelemente (18, 20) aufweist, die beiderseits des Sperrkranzes (G) angeordnet sind, derart, daß sie bei der Rückwärts- und der Vorwärtsbewegung des Antriebselemen.s (A) \m Zuge eines Betriebszyklus nacheinander in den Sperrkranz einrasten und dadurch der Sperrkranz und das Zählwerkrad (Ji) um einen, einer Erhöhung des Zählwertes um 1 entsprechenden Schritt vorgeschaltet wird.

9. Zählwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ruhelage des Antriebselements (A) eines der Klinkenelemente (18) in den Sperrkranz (G) einrastet