DE2602324A1 - Zahnrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad mit wenigstens zwei neben einanderliegenden Abschnitten, die jeweils Zahnräder auf dem äußeren Umfang aufweisen. Sie betrifft insbesondere" ein Über tragungszahnrad oder -ritzel, das in dem Übertragungsgetriebamechanismus zwischen Zählrädern unterschiedlicher Ordnung. in einem mechanisch angetriebenen Zählwerk verwendet wird, wie es beispielsweise in der US-PS 2 814 444 beschrieben wird.

Herkömmliche Zählwerke mit drei Rädern, die derzeit verwendet werden, können zu einer ungenauen Ablesung führen, wenn das Rad höherer Ordnung auf die nächste Ziffer seiner Skala gedreht wird, bevor das Rad niedrigerer Ordnung auf Null zurückkehrt. Dieses Problem tritt verstärkt auf, wenn das

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Rad der untersten Ordnung ein 1oo cent-Rad ist, wie es in der vorliegenden Anmeldung beschrieben wird. Der Zähler scheint einen Dollar mehr anzuzeigen als es der Fall sein sollte, wenn das 1oo cent-Rad zwischen 9o und oo cent steht. Diese Schwierigkeiten konnte bei bisher bekannten Lösungen nicht überwunden werden.

Verschiedene Patentschriften beschreiben Zahnradkonstruktionen rait zwei Zahnradabschnitten, die durch federnde Einrichtungen miteinander verbunden sind. Die US-PS 978 977 zeigt ein Zahnrad mit zv/ei Abschnitten, dessen einer Abschnitt an einer Welle befestigt ist und dessen anderer Abschnitt die Zahnradzähne aufweist. Diese beiden Abschnitte sind federnd durch Schraubenfedern gegeneinandergesetzt. Die US-PS 1 6o8 o5o beschreibt ebenfalls ein Zahnrad mit zwei Abschnitten, die durch Schraubenfedern federnd gegeneinandergesetzt sind. Die Zahnradabschnitte sind jedoch seitliche Abschnitte, die jeweils kämmende Zähne aufweisen. Die US-PS 2 336 3o7 offenbart die Verwendung einer federnden Einrichtung in den Zählrädern eines mehrrädrigen Zählwerkes. Die US-PS 2 928 288 beschreibt die Verwendung von. federnden Einrichtungen in dem Übertragungsritzel eines mehrrädrigen Zählers. Alle diese Patente offenbaren die Speicherung von Energie in einer federnden Einrichtung zur Verhinderung von Stoßen.

Die Haydon Instrument Company, 165 West Liberty Street, Waterbury, Connecticut, hat einen mehrrädrigen Zähler hergestellt, bei dem sich das Zählrad nächsthöherer Ordnung durch Speicherung von Engergie in einer Feder und Freigabe der Energie dreht. Es wird jedoch kein Obertragungsrxtzel verwendet, und die gespeicherte Energie wird während der letzten 1o% einer vollen Umdrehung des Zählrades unterer Ordnung freigegeben. Dieses System ergibt nicht die Genauigkeit, die .für Zähler mit 1oo cent-Zählrädern erforderlich ist und kann nicht ohne weiteres an bestehende Zähler angepaßt werden.

Die Erfindung befaßt sich damit, ein verbessertes Übertragungszahnrad oder -ritzel für einen herkömmlichen, mehrrä-

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drigen Zähler zu schaffen, das eine Einrichtung aufweist, die eine Drehung des Zählrades höherer Ordnung verhindert, bis das Zählrad der unteren Ordnung nahezu vollständig auf Null zurückgedreht worden ist. Das erfindungsgemäße Zahnrad soll auf einfache Weise und mit geringen Kosten in bereits in Betrieb befindliche, mehrrädrige Zähler eingebaut werden können. Weiterhin soll das erfindungsgemäße Zahnrdad klein und doch stabil sein und einem fortgesetzten Gebrauch standhalten.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem Zahnrad gemäß dem Oberbegriff durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst.

Das erfindungsgemäße Übertragungszahnrad oder -ritzel umfaßt einen Ritzelkörper und einen Ritzel-Deckel, die koaxial an beiden Seiten einer feststehenden Arretierungsplatte montiert sind. Aufgrund ihres inneren Aufbaues wirken die beiden Abschnitte derart zusammen, daß der angetriebene Ritzel-Deckel nicht gedreht wird, bis der treibende Ritzelkörper sich um einen vorbestimmten Winkel gedreht hat.

Keine der oben angegebenen Patentschriften beschreibt die Speicherung von Energie in einer Feder und ihre Freigabe, wenn ein Abschnitt des Zahnrades oder Ritzels sich um einen vorbestimmten Winkel gedreht hat. Folglich kann durch die bekannten Lösungen das Ergebnis der vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden. Ohne das erfindungsgemäße Übertragungsritzel mit "Schnappwirkung" zeigt ein Zähler einen Dollar mehr an als er sollte, wenn das 1oo cent-Rad zwischen 9o und oo cent steht.

Erfindungsgemäß wird ein Übertragungsritzel mit mehreren ineinandergreifenden Teilen beschrieben, das so ausgebildet ist, dass es herkömmliche, einstückige Übertragungsritzel von herkömmlichen, mehrrädrigen Zählern ersetzen kann. Der dadurch erzielbare Vorteil liegt in einer genaueren Ablesbarkeit des Zählers, da das Zählrad höherer Ordnung nicht gedrehtwird, bis das Zählrad der unteren Ordnung im wesentlichen eine vollständige Umdrehung durchgeführt hat. Dieser

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Vorteil ist insbesondere von Bedeutung, wenn ein Zähler mit einem "1oo cent"-Rad als Zählrad der untersten Ordnung verwendet wird.

Im folgenden werden bevorzugte AusführungsbeispLele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Teilansicht zur Veranschaulichung der bevorzugten Art des Einbaues eines erfindungsgemäßen Übertragungsritzels mit Schnappwirkung bei Verwendung in einem herkömmlichen, dreirädrigen Zähler mit einem 1oo cent-Rad;

iEig. 2 ist ein vergrößerter Teilschnitt entsprechend der Linie 2 - 2 in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein vergrößerter senkrechter Schnitt entlang der Linie 3 - 3 in Fig. 2;

Fig. 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie 4 - 4 in Fig. 3;

Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie 5 - 5 in Fig. 3;

Fig. 6 ist eine perspektivische Darste3.1ung zur Veranschaulichung des Körper- und Deckelabschnitts des Übertragungsritzels mit Schnappwirkung in getrennter Stellung zur Verdeutlichung ihrer einander gegenüberliegenden Flächen.

Fig. 1 zeigt einen Trägerrahmen 11, der eine Trägerachse 12, eine Ritzelachse 13 und eine feststehende Achse 14 fest aufnimmt. Zählerräder 15,16 und 17 sind koaxial und drehbar auf der Trägerachse,12 angebracht. Zähl-Zahnräder 18,19 und 2o sind auf 'geeignete Weise an den rechten Seiten der Zählräder 15,16 und 17 befestigt. AntriebsZahnräder 21, 22 und 23 mit jeweils zwei Zähnen und Gleitringe 24,2-5,26 sind in geeigne-

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ter Weise auf den linken Seiten der Zählräder 15,16,17 befestigt. Übertragungsritzel 27 und 28 sind koaxial und drehbar auf der Ritzelachse 13 angeordnet. Die feststehende Achse 1 4 verläuft durch die Arretierungsplatte 3o des Übertragungsritzels 27.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist nur das Übertragungsritzel 2 7 in erfindungsgemäßer Weise als Ritzel mit Schnappwirkung ausgeführt. Das Übertragungsritzel 2 8 ist ein herkömmliches, einstückiges Ritzel, jedoch können Ritzel mit Schnappwirkung anstelle aller herkömmlichen' Ritzel verwendet werden.

Nunmehr soll auf die übrigen Figuren für ein besseres Verständnis der Teile des Übertragungsritzels mit Schnappwirkung Bezug genommen werden. Ein Ritzelkörper 31 ist drehbar auf der Ritzelachse 13 angebracht. Der Ritzelkörper 31 weist eine innere Nabe 32 auf, mit deren Hilfe er sich um die Ritzelachse 13 dreht, so wie einen äußeren Rand 33, auf dem die Arretierungsplatte 3o drehbar montiert ist. Der äußere Rand 33 ist zwischen den Punkten 34a und 35a unterbrochen. Ein nach innen vorspringender Anschlag 34 ist am Punkt 3 4a ausgebildet, und der Punkt 35a bildet einen Arm 35.

Wie oben ausgeführt wurde, ist die Arretierungsplatte 3o drehbar auf dem äußeren Rand 33 des Ritzelkörpers 31 angebracht. Die Arretierungsplatte 3o weist vier Nuten 36 in gleichem Abstand auf ihrem inneren Umfang auf. Die Arretierungsplatte 3o ist mit einem armförmigen Ansatz 37 mit einem gabelförmigen Ende 38 versehen, das die feststehende Achse 14 erfaßt und eine Drehung der Arretierungsplatte 3o verhindert.

Ein Übertragungsritzel-Deckel 4o dient als zweite Hälfte des Übertragungsritzels und wirkt mit dem Ritzelkörper 31 zusammen. Der Deckel 4o ist drehbar auf der inneren Nabe 32 des Ritzelkörpers 31 angebracht und durch einen Sprengring 41 festgelegt. An die Innenfläche des Deckels 4o ist ein Anschlag-Ansatz 42 und ein Feder-Ansatz 43 angeformt. Weiterhin weist der Deckel 4o eine Bohrung 44 auf, in der eine L-förmige Klinke 45 liegt. Im montierten Zustand umgibt eine

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Schraubenfeder6 die innere Nabe 32 des Ritzelkörpers 31, deren eines Ende an dem Anschlag 34 des Ritzelkörpers und dessen anderes Ende an dem Feder-Ansatz 43 des Deckels durch die Kraft der Schraubenfeder 46 festgelegt ist. Ein zweifach abgewinkeltes oder Z-förmiges Schutzglied 4 7 liegt in einer Nut auf der inneren Oberfläche des Ritzelkörpers 31, wobei ein Ende in den Ritzelkörper 31 eintritt (Fig.6) und das freie Ende in Querrichtung in die Ebene der Arretierungsplatte 3o vorspringt und in der Nähe der Klinke 45 liegt.

Bei herkömmlichen Zählwerken ist der Zählermechanismus derart gestaltet, daß das Ritzelrad das nächst höhere Zählrad um 1/1ο einer Umdrehung bei jeweils 1/4 einer Umdrehung des Ritzels selbst dreht. Ebenso ist die Verzahnung auf dem Ritzelkörper 31, der angrenzend an das Rad niedrigerer Ordnung montiert ist, vorzugsweise unregelmäßig, wobei abwechselnd breite Zähne 5o und schmale Zähne 51 vorgesehen sind. Auf diese Weise liegen die breiten Zähne 5o auf dem Gleitring 24, so daß sie eine Drehung verhindern, bis das Antriebszahnrad 21 mit zwei Zähnen einen schmalen Zahn erfaßt -'und den Ritzelkörper 31 um eine Viertelumdrehung dreht.

Wenn das Zählwerk den Betrieb aufnimmt, treibt ein nicht gezeigter Antrieb das Zähl-Zahnrad 18 an, das an dem Zählrad 15 der niedrigsten Ordnung angebracht ist. Das Antriebszahnrad 21 beginnt die Zähne 5o und 51 des Ritzelkörpers 31 zu erfassen, wenn das Zählrad 15 sich bis etwa zu der 9ocent-Markierung gedreht hat. Zu diesem Zeitpunkt hat die Schraubenfeder 46 begonnen, eine in Uhrzeigerrichtung wirkende Kraft auf den Deckel 4o auszuüben, die diesen dreht, bis der Ansatz 42 des Deckels 4o gegen den Anschlag 34 des Ritzelkörpers anliegt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn das Antriebszahnrad 21 die Zähne 5o und 51 des Ritzelkörpers 31 erfaßt, hat, dreht sich der Anschlag 34 in Uhrzeigerrichtung, und die Schraubenfeder 46 dreht den Deckel 4o, bis die Klinke 45 in ein 2 der Nuten 3 6 der Arretierungsplatte 3o eingreift. Das Antriebczahnrad 21 setzt jedoch die Drehung des Ritzelkörpers 31 fort, so daß sich die Spannung in der Schraubenfeder 46 erhöht. Wenn das Zählrad 15 etwa die 99cent-Stellung erreicht,

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berührt der Arm 35 des RitzelJcörpers 31 die Klinke 45 und drückt die Klinke 45 aus der Nut 36 der Arretierungsplatte 3.O, so daß die in der Schraubenfeder 46 aufgebaute Energie den Deckel 4o~ in Uhrzeigerrichtung dreht, bis der Ansatz 43 wiederum den Anschlag 34 berührt. Die Drehung des Deckels wird über die Zahnräder 53 auf das Zähl-Zahnrad 19 des Zählrades 1 6 der nächsthöheren Ordnung übertragen.

Das Z-förmige Schutzglied 47 wirkt in Verbindung mit der Klinke 45 zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Arbeitsweise des Übertragungsritzels. Das Schutzglied 47 trägt dazu bei, sicherzustellen, daß die Klinke 45 eine Nut 3 6 erfaßt. Wenn sich der Deckel 4o dreht, gleitet das Ende der Klinke 45 entlang der Innenfläche der Arretierungsplatte 3o, bis es sich einer Nut 36 nähert. An diesem Punkt bewirkt der Druck, der durch das Schutzglied 47 auf die Klinke 45 ausgeübt wird, daß das Ende der Klinke 45 in die Nut 36 eintritt.

Wenn das Zählwerk gelegentlich zurückgestellt wird, kann sich das Übertragungsritzel in Gegenrichtung drehen, so daß; der innere Aufbau des Übertragungsritzels beschädigt werden könnte.Dm diese Möglichkeit auszuschließen, ist das Z-förmige Schutzglied 47 in einer Nut in der Innenfläche des Ritzelkörpers 31 angeordnet. Diese Nut ist an einer Seite teilweise offen, so daß das Z-förmige Schutzglied 47 teilweise aus der Nut heraus gebogen v/erden kann, wenn die Klinke 45 durch entgegengesetzte Drehung des Übertragungsritzels aus der Nut 36 herausgedrückt wird.

Während sich die obige Beschreibung auf ein Übertragungsritzel mit Schnappwirkung zur Verwendung auf der Zahnradseite eines mehrrädrigen Zählers in einer Benzin-Zapfsäule bezieht, sei darauf hingewiesen, daß durch vollständige Umkehr der Konstruktion jedes Teiles des Übertragungsritzels mit Schnappwirkung die relativen Drehrichtungen umgekehrt werden können, so daß das Ritzel für den vorderen Satz der Zählräder verwendet werden kann.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß das Übertragungsritzel für einen mehrrädrigen Zähler eine Konstruktion auf-

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weist, die es gestattet, daß die Übertragung der Drehbewegung des Zählrades unterer Ordnung zu dem Zählrad nächst höherer Ordnung verzögert wird, bis das Zählrad unterer Ordnung sich im wesentlichen einmal gedreht hat, bis es erneut seine Null-Position erreicht hat.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   (Ty Zahnrad mit wenigstens zwei nebeneinanderliegenden Abschnitten, die jeweils Zähne auf dem äußeren Umfang aufweisen, gekennz eichnet durch

   a) eine Einrichtung (46) zum Speichern von Energie des antreibenden Abschnitts (31),

   b) eine Einrichtung (45,3o,36) zum Festhalten des angetriebenen Abschnitts (4o), und

   c) eine Einrichtung (35) zum Freisetzen der gespeicherten Energie und damit zur Drehung des angetriebenen Abschnitts (4o) nach einer Drehung des antreibenden Abschnitts (31) um einen vorbestimmten Betrag.

   2. Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (46) zum Speichern von Energie eine Feder zur Aufnahme der Energie der Drehbewegung ist.

   3. Zahnrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Schraubenfeder (4 6) ist.

   4.' Zahnrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (46) koaxial zu den beiden Zahnradabschnitten (31,4o) montiert ist und mit ihren Enden jeweils an einem der Abschnitt festgelegt ist.

   5. Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die Einrichtung (45,3o, 36) zum Festhalten des angetriebenen Abschnitts (4o) folgende Elemente umfaßt:

   a) eine feststehende, koaxial zu den beiden Abschnitten (31,4o) montierte Arretierungsplatte (3o) mit einer

   öffnung, auf deren Umfang Nuten (36) verteilt sind,

   b) eine drehbar in dem angetriebenen Abschnitt (4o) angebrachte Klinke (45) zum Eingreifen in die Nuten der feststehenden Arretierungsplatte (3o) und

   c) einen an der Innenseite des antreibenden Abschnitts (31) angebrachten Arm (35) zum Lösen der Klinke (45)

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   aus der Nut nach einer Drehung des antreibenden Abschnitts um einen vorbestimmten Betrag.

   6. Zähler mit einer Anzahl von Zählrädern in aufsteigender Ordnung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (4 6) zum Speichern der Energie der Drehkraft, die das Zählrad (15) der unteren Ordnung auf das Zählrad (16) der nächsthöheren Ordnung ausübt, wenn das Zählrad der nächst höheren Ordnung für eine vorbestimmten Betrag bei jeder Umdrehung des Zählrades der unteren Ordnung gedreht wird, sowie zur Freigabe der gespeicherten Energie, wenn das Zählrad der unteren Ordnung im wesentlichen eine Umdrehung vervollständigt hat und damit zur Drehung des Zählrades der nächst höheren Ordnung um den vorbestimmten Betrag.

   7. Zähler nach Anspruch 6, dadurch gekennz eich net, daß die Einrichtung zum Speichern von Energie folgende Teile umfaßt:

   a) ein aus mehreren Abschnitten bestehendes Übertragnngsritzel (27) mit einem Ritzelkörper (31), der mit dem Zählrad (15) der unteren Ordnung zusammenwirkt ,und einem Ritzel-Deckel (4o), der mit dem Zählrad (16) der höheren Ordnung zusammenwirkt,und

   b) eine Einrichtung (45, 3o,36,46) innerhalb des Übertragungsritzels (27) zur Verzögerung der Drehung des Ritzel-Deckels (4o) bis zu einer vorbestimmten Drehung des Ritzelkörpers (31).

   8. Zähler mit einer Anzahl von Zählrädern in aufsteigender Ordnung, die drehbar und koaxial angeordnet sind, mit einem Zähl-Zahnrad an der Seite jedes Zählrade? die dem Zählrad der nächst unteren Ordnung zugewandt ist,und einem Antrxebszahnrad und einem Gleitring an der Seite jedes Zählrades, gekennzeichnet durch ein Übertragungsritzel (27) mit einer Anzahl von - Abschnitten (31,4o), das folgende Teile umfaßt:

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   a) einen Ritzelkörper (31) mit Zähnen (5o,51) auf einer Seite,der drehbar derart angeordnet ist, daß die Zähne mit dem Antriebszahnrad (21) und dem Gl.eitring (24) des Zählrades (15)in der unteren Ordnung zusammenwirken,

   b) einen Ritzel-Deckel (4o) mit Zähnen (53) auf einer Seite, der drehbar angrenzend an den Ritzelkörper ;(31)angebracht ist und dessen Zähne mit dem Zähl-Zahnrad (19) des Zählrades (16) der nächst höheren Ordnung zusammenwirken,

   c) eine Feder (46)innerhalb des Ritzelkörpers (31), die mit dem Ritzelkörper und dem Ritzel-Deckel (4o)

   • verbunden ist und diese in entgegengesetzte Richtungen vorspannt, bis Anschläge (34,42) auf dem Ritzelkörper und -deckel gegeneinandertreffen,

   d) eine Einrichtung (35,45,36) zur Freigabe der Drehung des Ritzel-Deckels (4o) nach einer vorgegebenen Drehung des Ritzelkörpers (31) und

   e) eine Einrichtung (34,42) zum Anhalten der Drehung des Ritzel-Deckels (4o) nach einer vorgegebenen Drehung des Deckels. '

   9. Zähler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Schraubenfeder (46) ist, die koaxial innerhalb des Ritzelkörpers (31) und Ritzel-Deckels (4o) angeordnet ist und mit jeweils einem Ende mit einem dieser Teile verbunden ist.

   1o. Zähler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Freigeben und Festhalten des Ritzel-Deckels (4o)folgende Teile umfassen:

   a) eine Arretierungsplatte (3o) , die drehbar zwischen

   dem Ritzelkörper (31) und dem Deckel (4o) angeordnet ist und auf dem inneren Umfang Nuten (36) aufweist,

   b) eine Einrichtung (14) zum Festhalten der Arretierungs platte (3o) ,

   c) eine Klinke (45), die drehbar in dem Deckel (4o) der-' art angebracht ist, daß sie in die Nuten (36) der

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   Arretierungsplatte (3o) eingreifen kann und
   d)eine an dem Ritzelkörper (31) angebrachte Einrichtung (35) zum Lösen der Klinke (45) aus einer Nut (36)
   der Arretierungsplatte (3o) nach einer vorbestimmten
   Drehung des Ritzelkörpers.

   11. Zähler nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichn e t, daß in dem Ritzelkörper ein Z-förmiges Schutzglied (47) befestigt ist, das mit einem Ende quer in die Ebene der Arretierungsplatte (3o) in unmittelbarer Nähe der Klinke (45) hineinragt.

   12. Zähler nach Anspruch 11, dadurch gekennz eichn e t, daß das Z-fcrraige Schutzglied (4 7) derart in dem Ritzelkörper befestigt ist, daß es von der Klinke (45)
   fortgebogen werden kann, wenn das Übertragungsritzel in Rückwärtsrichtung gedreht wird.

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