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Zweirichtungs-Drehschaltmechanismus Die Erfindung betrifft einen
Zweirichtungs-Drehschaltmechanismus, insbesondere für ein addierendes und subtrahierendes
Zählwerk, mit einem Schaltrad und zwei wechselweise betätigbaren Schaltklinken zum
schrittweisen Drehen des Schaltrades in die eine oder andere Drehrichtung.
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Bei einem bekannten Schaltmechanismus dieser Art (DT-OS 2 249 807)
ist neben den beiden Schaltklinken, die bei Herausbewegung aus ihrer Ruhelage in
die Wirklage das Schaltrad in einer entsprechenden Drehrichtung um einen Teil eines
Schaltschrittes drehen, ein weiteres Glied vorgesehen, das, wenn eine der Schaltklinken
sich aus der Ruhelage in die Wirklage bewegt, entgegen Federkraft verschoben wird
und bei Zurückbewegung der Schaltklinke in die Ruhelage zurückfällt und dabei das
Schaltrad derart erfaßt, daß dessen Schaltschritt vollendet wird.
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Ein solcher Schaltmechanismus ist nicht nur infolge einer Vielzahl
beweglicher Teile kompliziert und montageunfreundlich und damit für eine rationelle
Fertigung ungeeignet, sondern ist vor allem auch recht voluminös und daher nicht
für den Einbau in solche Zählwerke brauchbar, die wegen ihrer speziellen Anwendung
einen äußerst kompakten Aufbau besitzen müssen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zweirichtungs-Drehschaltmechanismus
der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher sich durch einfachen und raumsparenden
Aufbau auszeichnet und damit die Voraussetzung für eine kostengünstige Fertigung
schafft.
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Diese Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst,
daß jede Schaltklinke um eine Achse schwenkbar gelagert ist und zwei sich am Schaltrad
in etwa diametral gegenüberliegende Schaltflächen aufweist, die derart ausgebildet
und angeordnet sind, daß beim Herausbewegen einer Schaltklinke aus ihrer Ruhelage
die erste Schaltfläche dieser Schaltklinke eine Drehung des Schaltrades in die entsprechende
Drehrichtung um einen Teil des Schaltschrittes bewirkt und beim Zurückfallen der
Schaltklinke in ihre Ruhelage die zweite Schaltfläche der anderen Schaltklinke das
Schaltrad um den verbleibenden Teil des Schaltschrittes dreht. Auf diese Weise sind
an der Fortschaltung des Schaltrades in einer Drehrichtung beide mchaltklinken mit
einem Teilhub beteiligt, so daß das bei dem bekannten Schaltmechanismus dieser Art
vorgesehene dritte schaltglied zum tibernehmen des zweiten Teilhubes innerhalb der
Fortschaltung des Schaltrades um einen Schaltschritt nicht mehr benötigt wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, daß in der Ruhelage der Schaltklinken die zweiten Schaltflächen der Schaltklinken
kraftschlüssig am Schaltrad anliegen und durch von der ersten Schaltfläche einer
Schaltklinke bewirktes Drehen des Schaltrades die andere Schaltklinke über ihre
zweite Schalt fläche in eine Stellung verschwenkbar ist, in welcher die zweite Schaltfläche
dieser Schaltklinke derart hinter einem Zahn des Schaltrades angedrückt ist, daß
nach Freigabe des Schaltrades eine gleichsinnige Drehung des Schaltrades hervorgerufen
wird. Dadurch wird in besonders einfacher Weise erreicht, daß durch Betätigung einer
der Schaltklinken die andere Schaltklinke in die Lage versetzt wird, nach Beendigung
der Fortschaltung des Schaltrades um einen Teilschritt durch die eine Klinke ihrerseits
die zur Vollendung eines Schaltschrittes verbleibende Drehbewegung des Schaltrades
durchzuführen In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
beim Zurückfallen einer Schaltklinke in ihre Ruhelage die zweite Schaltfläche dieser
Schaltklinke die durch die zweite Schaltfläche der anderen Schaltklinke hervorgerufene
Drehbewegung des Schaltrades unterstützt.
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Nach einer Verbesserung der Erfindung ist in Ruhelage der t Schaltklinken
das Schaltrad von je einer zweiten Schaltfläche einer Schaltklinke in je einer entgegengesetzten
Drehrichtung blockiert und bei Herausbewegen einer Schaltklinke aus ihrer Ruhelage
die zweite Schaltfläche dieser Schaltklinke von dem Schaltrad abgehoben. Diese Maßnahme
ermöglicht ein sicheres Festsetzen des Schaltrades in seine Ruhelage, so daß eine
Bewegung des Schaltrades nur durch Betätigen einer der Schaltklinken hervorgerufen
wird und das Schaltrad
nicht durch andere Einflüsse, wie Erschütterungen
etcO, gedreht werden kanne Bei einem Schaltmechanismus mit einem als Sternrad ausgebildeten
Schaltrad weisen nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die zweiten
Schaltflächen einen bogenförmigen Teil und einen sich daran anschließenden gradlinigen
Teil auf, wobei in Ruhelage der Schaltklinken der bogenförmige Teil auf einem Sternzahn
aufliegt und der gradlinige Teil an der in von der jeweiligen Schaltklinke bewirkten
Drehrichtung des Schaltrades weisenden Zahnflanke des in Drehrichtung des Schaltrades
nachfolgenden Zahnes anliegt, Dabei liegen nach einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung die zweiten Schaltflächen in Ruhelage der Schaltklinken unter Federkraft
an dem Schaltrad an und die Verschwenkung der Schaltklinken erfolgt entgegen dieser
Federkraft0 Einen besonders einfachen Aufbau, der eine preisgünstige Fertigung des
Drehschaltmechanismus zuläßt, wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
dadurch erreicht, daß die Schaltklinken identisch ausgebildet und spiegelsymmetrisch
auf einer gemeinsamen Achse nebeneinander angeordnet sind0 Die Betätigung der Schaltklinken
erfolgt von je einem Elektromagneten aus über ein Getriebe, das die Hubbewegung
des Ankers des Elektromagneten in eine Schwenkbewegung der Schaltklinke umsetzt,
Dieses Getriebe läßt sich in besonders einfacher Weise durch eine senkrecht von
der Schaltklinke abstehende Gabel realisieren, zwischen deren Zinken das freie Ende
des Magnetankers eingreift.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt0
Es zeigen: Fig. 1 den erfindungsgemäßen Schaltmechanismus in Verbindung mit den
von ihm angetriebenen Ziffernrollen eines Impulszählwerkes in Seitenansicht, wobei
die Schaltklinken sich in Ruhestellung befinden, Fig. 2 eine Draufsicht auf die
Anordnung nach Fig. 1 und Figo 3 eine Seitenansicht des Schaltmechanismus nach Fig.
1, wobei eine Schaltklinke sich in einer Stellung befindet, in welcher sie das Schaltrad
um einen Teil des Schaltschrittes gedreht hat.
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In den Figuren ist mit 1 und 2 je eine Schaltklinke bezeichnet, die
identisch ausgebildet und spiegelsymmetrisch auf einer gemeinsamen Schwenkachse
3 nebeneinander angeordnet sind.
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Jede Schaltklinke weist eine erste Schaltfläche la bzw0 2a und eine
zweite Schaltfläche 1b bzw. 2b auf, die sich an einem als Sternrad ausgebildeten
Schaltrad 4 in etwa diametral gegenüberliegen. In der in Fig. 1 gezeigten Ruhestellung
der Schaltklinken 1 u. 2 liegen diese zweiten Schaltflächen 1b und 2b kraftschlüssig
an dem Schaltrad 4 an, während die ersten Schaltflächen la und 2a von dem Schaltrad
abgehoben sind0
Die zweiten Schaltflächen 1b und 2b weisen einen
bogenförmigen Teil 1b' bzw. 2b' und einen sich daran anschließenden gradlinigen
Teil 1b" bzw. 2b" auf. In Ruhelage der Schaltklinken 1 und 2 liegt der bogenförmige
Teil 1b' bzw. 2b' auf je einem der Sternzähne des Schaltrades 4 auf,und der gradlinige
Teil 1b" bzw. 2b" liegt an der in von der jeweiligen Schaltklinke bewirkten Drehrichtung
des Schaltrades weisenden Zahnflanke des in Drehrichtung des Schaltrades 4 nachfolgenden
Zahnes an. Damit ist durch den gradlinigen Teil 1b" bzw. 2b der Schaltflächen 1b
bzw. 2b das Schaltrad in beiden Richtungen blockiert,und erst bei Herausschwenken
einer Schaltklinke aus ihrer Ruhelage wird durch Abheben der zweiten Schaltfläche
die Blockierung in einer Drehrichtung aufgehoben0 Der bogenförmige Teil Ib' bzw.
2b' der Schaltflächen 1b bzw. 2b ermöglicht, daß das Schaltrad sich unter dieser
Schaltfläche hinweg zu drehen vermag, wobei dieser bogenförmige Teil 1b' bzw. 2b1
derart ausgebildet ist, daß die jeweilige Schaltklinke durch Drehen des Schaltrades
4 so verschwenkt wird, daß der gradlinige Teil 1b" bzw. 2b" der zweiten Schaltfläche
1b bzw. 2b derart hinter einem Zahn des Schaltrades angedrückt ist, daß nach Freigabe
des Schaltrades das Schaltrad durch diesen gradlinigen Teil der Schaltfläche in
gleicher Richtung weitergedreht werden kann, Die kraftflüssige Anlage der zweiten
Schaltflächen 1b bzw.2b der Schaltklinken 1 bzw. 2 an dem Schaltrad 4 in Ruhelage
der Schaltklinken wird durch Federn 5 und 6 bewirkt, die an den Schaltklinken angreifen
und die Schaltklinken an das Schaltrad 4 ziehen. Die Verschwenkung der Schaltklinken
erfolgt entgegen der Kraft dieser Federn,
Die Schaltklinken 1 und
2 weisen zwei nahezu senkrecht von den Schaltklinken abstehende kabeln 7 und 8 auf,
die mit den Dchaltklinken starr verbunden sind und in der Nähe der Schwenkachse
7 der Schaltklinken angeordnet sind. Zwischen die Zinken dieser Gabeln 7 und 8 greifen
je ein Anker 9 und 10 eines Elektromagneten 11 und 12 ein. Bei Erregung eines der
Elektromagneten wird der entsprechende Anker angezogen und die Hubbewegung des Ankers
wird über die Gabeln 7 oder 8 in eine Schwenkbewegung der Schaltklinke 1 oder 2
umgesetzt.
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Das Schaltrad 4 ist in einem Impulszählwerk mit einer die Einerdekade
anzeigenden Ziffernrolle 13 fest verbunden. Bei einem mehrstelligen Impulszählwerk
sind weitere, jeweils die Dekade nächsthöherer Ordnung anzeigende Ziffernrollen
14 und 15 mit der Ziffernrolle 13 auf einer Achse 16 gemeinsam angeordnet, und Übertragungsritzel
17 und 18 verbinden die einzelnen Ziffernrollen in bekannter Weise derart miteinander,
daß jeweils mit der Fortschaltung einer Ziffernrolle um den zehnten Schaltschritt
die Ziffernrolle der nächsthöheren Dekade um einen Schaltschritt verdreht wird0
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Zweirichtungs-Drehschaltmechanismus ist
wie folgt: Wird beispielsweise der Magnet 11 erregt, so wird dessen Anker 9 angezogen,und
die Schaltklinke 1 wird entgegen Uhrzeigersinn unter Spannen der Feder 5 verschwenkt.
Die zweite Schaltfläche 1b hebt von dem Schaltrad 4 ab und die erste Schaltfläche
ffa trifft auf der Flanke des Sternzahnes 4a des Schaltrades auf. Dadurch wird das
Schaltrad entgegen Uhrzeigersinn soweit gedreht, bis die Schaltklinke die in
Fig.
3 gezeigte Stellung eingenommen hat, Mit Drehung des Schaltrades 4 dreht sich der
Sternzahn 4b unter dem bogenförmigen Teil 2b' der zweiten Schaltfläche 2b der Schaltklinke
2 hinweg, wobei die Schaltklinke 2 unter Spannung ihrer Feder 6 in Uhrzeigerrichtung
verschwenkt wird, bis der Sternzahn 4b den bogenförmigen Teil 2b' der Schaltfläche
2b verläßt und auf den gradlinigen Teil 2b" übergleitet. Diese Stellung ist in Fig.
3 gezeigt. In dieser Stellung ist das Schaltrad durch die Schaltfläche 1a der Schaltklinke
1 an einer weiteren Drehung entgegen Uhrzeigersinn gehindert.
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Sobald der r-iagnet 11 entregt ist, fällt der Anker 9 ab, und die
Schaltklinke 1 kehrt unter Wirkung der Weder 5 in ihre Ruhelage zurück. Dabei gibt
die Schaltfläche 1a nach einer geringen Schwenkbewegung der Schaltklinke 1 das Schaltrad
4 frei,und unter Wirkung des gradlinigen Teils 2b" der Schaltfläche 2b der Schaltklinke
2 auf den Zahn 4b des Schaltrades wird das Schaltrad um den verbleibenden Teil des
Schaltschrittes entgegen Uhrzeigersinn verdreht. Im letzten Drittel dieser zweiten
Teilverdrehung des Schaltrades 4 fällt der bogenförmige Teil 1b' der Schaltfläche
1b der Schaltklinke 1 auf die von der Drehrichtung des Schaltrades wegweisende Zahnflanke
des Zahnes 4c des Schaltrades 4 auf und unterstützt die durch die Schaltfläche 2b
hervorgerufene Drehung des Schaltrades 4 entgegen Uhrzeigersinn. Die Schaltklinken
1 und 2 nehmen nunmehr ihre in Fig. 1 gezeigte Stellung wieder ein, wobei das Schaltrad
4 um einen Schaltschritt, der einer Zahnteilung entspricht, gedreht worden ist.Diese
Drehung des Schaltrades bewirkt eine entsprechende Verdrehung der Ziffernrolle 13,
so daß diese um eine Ziffernteilung
weitergeschaltet ist. In der
Ziffernfolge erscheint die nächsthöhere Zahl, und der Impuls ist der vorhergehenden
Impuls zahl hinzuaddiert worden, Wird hingegen der Magnet 12 durch einen Impuls
erregt, so wird die Schaltklinke 2 im Uhrzeigersinn verschwenkt, und es wiederholen
sich die vorher beschriebenen Vorgänge im entgegengesetzten Drehsinn, so daß das
Schaltrad insgesamt um eine Zahnteilung in Uhrzeigerrichtung verdreht wird. Dadurch
wird die Ziffernrolle 13 im Uhrzeigersinn um eine Ziffernteilung verdreht, und es
erscheint die nächstniedrigere Ziffer. Von der vorher angezeigten Impulszahl ist
somit ein Impuls subtrahiert worden.
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