DE2538029C3 - Zweirichtungs-Drehschaltmechanismus - Google Patents

Description

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, wobei jede Schaltklinke schwenkbar gelagert ist.

Zweirichtungs-Drehschaltmechanismen dieser Art sind bekannt. Bei einem solchen bekannten Schaltmechanismus (US-PS 36 26 452) ist ein als Sternrad ausgebildetes Schaltrad vorgesehen, an dessen gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Schaltklinke angeordnet ist, die in einer Führung verschieblich gelagert und durch eine Druckfeder in Richtung auf das Schaltrad verschwenkbar ist. Dabei wirkt auf jede dieser am nicht auf das Schaltrad einwirkenden Teil winklig ausgebildeten Schaltklinken ein Schieber ein, dessen Ende den verschieblichen Schwenkpunkt der Schaltklinke bildet Am Angriffsteil jeder Schaltklinke mit dem Schaltrad hat jede Schaltklinke eine hakenförmige Ausbildung, mittels derer sie bei ihrem Verschieben einen Zahn des Schaltrades erfassen kann. Außerdem weist jede Schaltklinke noch eine geradlinige Schaltfläche auf, die an der in die von der jeweiligen Schaltklinke bewirkten

ίο Drehrichtung des Schaltrades weisenden Zahnflanke des in Drehrichtung des Schaltrades nachfolgenden Zahnes anliegt, wenn diese Schaltklinke nicht betätigt wird. Somit wird beim Verschieben einer der Schaltklinken das Schaltrad in entsprechender Drehrichtung um einen Schaltschritt weitergeschaltet wobei die geradlinige Schaltfläche dieser Schaltklinke nach Durchführung dieses Schaltschrittes wieder in Richtung des Schaltrades gedrückt wird und sich so gegen eine entsprechende Zahnflanke legt daß ein weiteres Verdrehen des Schaltrades in der gleichen Richtung verhindert wird. Diese geradlinige Schaltfläche.jeder Klinke verhindert somit ein zu weites Drehen des durch die gleiche Klinke in Drehung versetzten Schaltrades.

Nachteilig bei diesem bekannten Schaltmechanismus ist, daß das Schaltrad durch Bewegung einer Klinke jeweils um einen vollen Schritt verdreht wird und die entsprechende Schaltklinke somit um einen relativ großen Hub bewegt werden muß, was bei Antrieb der Schaltklinken beispielsweise durch einen Magnetanker eine verhältnismäßig große Energiezufuhr zu dem entsprechenden Elektromagneten bedingen würde. Außerdem ist die Schaltbewegung im gewissen Rahmen unsicher, beispielsweise wenn die Schaltklinken stoßweise betätigt werden oder Erschütterungen ausgesetzt sind, da die Schaltklinken nicht um einen festen Drehpunkt verschwenkbar sind, sondern ihr winkliges Ende verschiebbar ist und sie dabei lediglich durch Federdruck um einen dazu noch ebenfalls beweglichen Schwenkpunkt in Richtung auf das Schaltrad verschwenkt werden.

Bei einem anderen bekannten Schaltmechanismus der eingangs genannten Art (DE-OS 22 49 807) sind die Schaltklinken zwar um jeweils ortsfeste Achsen verschwenkbar; 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, ist jedoch noch 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.

Hier ist zwar zum Bewegen der Schaltklinken beispielsweise nicht ein so großer Hub eines Magnetankers notwendig, ein solcher Mechanismus ist jedoch 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 haben müssen.

Außerdem ist noch ein anderer Zweirichtungs-Drehschaltmechanismus bekannt (DE-OS 19 48 115), der mit nur einer einzigen Antriebsklinke für die Drehung eines Schaltrades in zwei entgegengesetzte Richtungen auskommt. Hier muß für den Richtungswechsel jedoch

mittels eines Hebels das Schaltrad in axialer Richtung verschoben werden. Dieser Hebel muß also betätigt werden, um die Drehrichtung des Schaltrades umzukehren. Ein solcher Mechanismus ist insberondere für Zählwerke nicht geeignet, da dort das Schaltrad fest an einer Ziffernrolle angebracht ist und diese Ziffernrolle nicht axial verschoben werden darf. Außerdem ist auch dieser Mechanismus relativ kompliziert aufgebaut und benötigt eine Vielzahl komplizierter Einzelteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zweirichtungs-Drehschaltmechamsmus zu schaffen, der die aufgezählten Nachteile der bekannten Zweirichtungs-Drehschaltmechanismen vermeidet und sich durch einfachen und raumsparenden Aufbau und einen trotzdem nur geringen Hub zum Drehen des Schaltrades um einen vollen Schritt auszeichnet und der somit die Voraussetzung für eine kostengünstige Fertigung und einen wirtschaftlichen Betrieb schafft

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Zweirichtungs-Drehschaltmechanismus der eingangs genannten Art gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die auf ortsfesten Achsen gelagerten Schaltklinken jeweils zwei sich am Schaltrad in etwa diametral gegenüberliegenden Schaltflächen aufweisen, 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 Schaltklinken mit einem Teilhub beteiligt, so daß das bei dem einen Schaltmechanismus dieser Art vorgesehene dritte Schaltglied zum Übernehmen des zweiten Teilhubes innerhalb der Fo.tschaltbewegung des Schaltrades um einen Schaltschritt nicht mehr benötigt wird und daß andererseits aber auch nur ein geringer Hub notwendig ist, um einen vollen Schaltschritt auszuführen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ebenso wie bei dem einen bekannten Drehschaltmechanismus (US-PS 36 26 452) vorgesehen, daß in Ruhelage der Schaltklinken zweite Schaltflächen dieser Schaltklinken kraftschlüssig am Schaltrad anliegen. Diese Ausfühnjngsform der Erfindung zeichnet sich jedoch dadurch aus, daß durch von der ersten Schaltfläche einer Schaltklinke bewirktes Drehen des Schaltrades die andere Schaltklinke über ihre zweite Schaltfläche in eine Stellung verschwenkbar ist in welcher die zweite Schaltfläche dieser Schaltklinke derart hinter einen Zahn des Schaltrades gedrückt 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 die Schaltklinke so ausgebildet ist daß b5 beim Zurückfallen in ihre Ruhelage die zweite Schaltfläche dieser Schaltklinke die durch die jeweils zweite Schaltfläche der anderen Schaltklinke hervorgerufene Drehbewegung des Schaltrades unterstützt

Nach einer weiteren Verbesserung der Erfindung, bei der der Schaltmechanismus mit einem als Sternrad ausgebildeten Schaltrad und einem geradlinigen Teil der zweiten Fläche der Schaltklinke versehen ist, die an der in die von der jeweiligen Schaltklinke bewirkten Drehrichtung des Schaltrades weisenden Zahnflanke des in Drehrichtung des Schaltrades nachfolgenden Zahnes anliegt ist vorgesehen, daß die zweiten Schaltflächen der Schaltklinken einen sich an den geradlinigen Teil anschließenden bogenförmigen Teil aufweisen, der in Ruhelage der Schaltklinken auf je einem Sternzahn des Schaltrades aufliegt Diese Maßnahmen ermöglichen einerseits ein sicheres Festsetzen des Schaltrades in seiner Ruhelage, so daß eine Bewegung des Schaltrades nur durch Betätigen einer der Schaltklinken hervorgerufen wird und das Schaltrad nicht durch andere Einflüsse wie Erschütterungen usw. gedreht werden kann, und andererseits, daß beim Betätigen einer Schaltklinke jeweils die andere Schaltklinke durch das Verdrehen des Schaltradcs einfach von diesem abgehoben werden kann.

Ein besonders einfacher Aufbau, der eine preisgünstige Fertigung des Drehschaltmechanismus zuläßt wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß die Schaltklinken spiegelsymmetrisch auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und eine senkrecht von der Schaltklinke abstehende Gabel haben, zwischen deren Zinken das freie Ende des Magnetankers eingreift

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 den erfindungsgemäßen Schaltmechanismus in Verbindung mit den von ihm angetriebenen Ziffernrollen eines Impulszählwerkes in Seitenansicht, wobei die Schaltklinken sich in Ruhestellung befinden,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach F i g. 1 und

Fig.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.

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. Jede Schaltklinke weist eine erste Schaltfläche Xa bzw. 2a und eine zweite Schaltfläche Xb bzw. 2b auf, die sich an einem als Sternrad ausgebildeten Schaltrad 4 in etwa diametral gegenüberliegen. In der in F i g. 1 gezeigten Ruhestellung der Schaltklinken 1 und 2 liegen diese zweiten Schaltflächen Ib und Ib kraftschlüssig an dem Schaltrad 4 an, während die ersten Schaltflächen Xa und 2a von dem Schaltrad angehoben sind.

Die zweiten Schaltflächen \b und 2b weisen einen bogenförmigen Teil Xb' bzw. 26'und einen sich daran anschließenden geradlinigen Teil 16" bzw. 2ft"auf. In Ruhelage der Schaltklinken 1 und 2 liegt der bogenförmige Teil Xb' bzw. 2b' auf je einem der Sternzähne des Schaltrades 4 auf, und der geradlinige Teil Xb" bzw. 2b" liegt an der in von der jeweiligen Schaltklinke bewirkten Drehrichtung des Schaltrades weisenden Zahnflanke des in Drehrichtung des Schaltradt; 4 nachfolgenden Zahnes an. Damit ist durch den gradlinigen Teil li>"bzw. 2fc"der Schailiiüchen lAbzw. 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 aufgehoben. Der bogenförmige Teil 16' bzw. 26' der Schaltflächen \b bzw. 2b ermöglicht, daß das Schakrad sich unter dieser Schaltfläche hinweg zu drehen vermag, wobei dieser bogenförmige Teil Ib'bzw. 2b' derart ausgebildet ist, daß die jeweilige Schaltklinke durch Drehen des Schaltrades 4 so verseh^enkt wird, daß der geradlinige Teil 56" bzw. 2b" der zweiten Schaltfläche 16 bzw. 2b derart hinter einem Zahn des Schaltrades angedrückt ist, daß nach Freigabe des Schaltrades das Schaltrad durch diesen geradlinigen Teil der Schaltfläche in gleicher Richtung weitergedreht werden kann.

Die kraftflüssige Anlage der zweiten Schaltflächen Ib bzw. 26 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 Gabeln 7 und 8 auf, die mit den Schaltklinken starr verbunden und in der Nähe der Schwenkachse 3 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.

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 derart miteinander, daß jeweils mit der Fortschaltung einer Ziffernrolle um den zehnten Schaltschritt die Ziffernrolle der nächsthöheren Dekade um einen Schaltschritt gedreht wird.

Die Wirkungsweise des 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 16 hebt von dem Schaltrad 4 ab, und die erste Schaltfläche la trifft auf der Flanke des Sternzahnes 4a des Schahrades auf. Dadurch wird das Schallrad entgegen Uhrzeigersinn soweit gcdrr'u, bis die Schaltklinke die in F i g. 3 gezeigte Stellung eingenommen hat Mit Drehung des Schaltrades 4 dreht sich der Sternzahn 46 unter dem bogenförmigen Teil 26'der zweiten Schaltfläche 26 der Schaltklinke 2 hinweg, wobei die Schaltklinke 2 unter Spannung ihrer Feder 6 in Uhrzeigerrichtung verschwenkt wird, bis der Sternzahn 46 den bogenförmigen

ίο Teil 26' der Schaltfläche 26 verläßt und auf den eerac'inigen Teil 26" übergleitet. Diese Stellung ist in F i g. 3 gezeigt In dieser Stellung ist das Schaltrad durch die Schaltfläche lader Schaltklinke 1 an einer weiteren Drehung entgegen Uhrzeigersinn gehindert.

Sobald der Magnet 11 entregt ist, fällt der Anker 9 ab und die Schaltklinke 1 kehrt unter Wirkung der Feder 5 in ihre Ruhelage zurück. Dabei gibt die Schaltfläche Xi nach einer geringen Schwenkbewegung der Schaltklinke 1 das Schaltrad 4 frei, und unter Wirkung des

2ü geradlinigen Teils 26" der Schaltfläche 26 der Schaltklinke 2 auf den Zahn 46 des Schaltrades wird das Schaltrad um den verbleibenden Teil des Schaltschrittes entgegen Uhrzeigersinn gedreht. Im letzten Drittel dieser zweiten Teildrehung des Schaltrades 4 fällt der bogenförmige Teil Xb' der Schaltfläche 16 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 26 hervorgerufene Drehung des Schaltrades 4 entgegen Uhrzeigersinn. Die Schaltklinken 1 und 2 nehmen nunmehr ihre in F i g. 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 Drehung der Ziffernrolle 13, so daß diese um eine Ziffernteilung weitergeschaltet ist In der Ziffernfolge erscheint die nächsthöhere Zahl, und der Impuls ist zu der vorhergehenden Impulszahl addiert 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 gedreht wird. Dadurch wird die Ziffernrolle 13 im Uhrzeigersinn um eine Ziffernteilung gedreht, und es erscheint die nächstniedrigere Ziffer. Von der vorher angezeigten Impulszahl ist somit ein Impuls subtrahiert worden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. 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, wobei jede Schaltklinke schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf ortsfesten Achsen (3) gelagerten Schaltklinken (1,2) jeweils zwei sich am Schaltrad (4) in etwa diametral gegenüberliegende Schaltflächen (la, Ib; 2a, 2b) aufweisen, die derart ausgebildet und angeordnet sind, daß beim Herausbewegen einer Schaltklinke aus ihrer Ruhelage die erste Schaltfläche (la; 2a) dieser Schaltklinke eine Drehung des Schaltrades in die entsprechende Drehrichtuiig um einen Teil des Schaltschrittes bewirkt und beim Zurückfallen der Schaltklinke in ihre Ruhelage die zweite Schaltfläche (2b; Xb)der anderen Schaltklinke des Schaltrad um den verbleibenden Teil des Schaltschrittes dreht

2. Schaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltklinke (1, 2) so ausgebildet ist, daß beim Zurückfallen in ihre Ruhelage die jeweils zweite Schaltfläche (IZj; 2b) dieser Schaltklinke die durch die zweite Schaltfläche der anderen Schaltklinke hervorgerufene Drehbewegung des Schaltrades (4) unterstützt.

3. Schaltmechanismus nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit einem als Sternrad ausgebildeten Schaltrad und einem geradlinigen Teil der zweiten Fläche der Schaltklinke, die an der in von der jeweiligen Schaltklinke bewirkten Drehrichtung des Schaltrades weisenden Zahnflanke des in Drehrichtung des Schaltrades nachfolgenden Zahnes anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schaltflächen (1 b\ 2i^der Schaltklinken (f, 2) einen sich an den geradlinigen Teil (1£>, 2"; 2b, 2") anschließenden bogenförmigen Teil (\b'\ 2b') aufweisen, der in Ruhelage der Schaltklinken auf je einem Sternzahn des Schaltrades (4) aufliegt.

4. Schaltmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltklinken (1, 2) spiegelsymmetrisch auf einer gemeinsamen Achse (3) angeordnet sind und eine senkrecht von der Schaltklinke abstehende Gabel (7, 8) haben, zwischen deren Zinken das freie Ende des Magnetankers (9,10) eingreift.