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Nicht rückstellbares Zählwerk
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Die Erfindung betrifft ein nicht rückstellbares Zählwerk, insbesondere
Wegstreckenzählwerk für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem eine Verbindung zwischen
einem Zählwerkantrieb und einer Antriebswelle herstellenden Getriebe, das wenigstens
eine zwei Schneckenräder verbindende Schnecke umfasst.
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Zum Stand der Technik gehören rückstellbare und nicht rückstellbare
Wegstreckenzählwerke für Kraftfahrzeuge, die im wesentlichen aus einem Rollenzählwerk
und einem Untersetzungsgetriebe bestehen, das die letzte Rolle des Zählwerks mit
einer Antriebswelle verbindet. Die Antriebswelle ist ein biegsames Stahldrahtkabel,
das im allgemeinen gleichzeitig zum Antrieb eines Tachometers dient, indem sie an
die Magnetwelle des Tachometers angeschlossen ist. Das Untersetzungsgetriebe besteht
im wesentlichen aus einem den Antrieb der letzten Rolle des Zählwerkes bildenden
Schneckenrad, das über eine Schnecke mit einem an der Magnetwelle angebrachten Schneckenrad
in Verbindung steht. Das Untersetzungsgetriebe kann über ein zweites Getriebe mit
dem an der Magnetwelle angebrachten Schneckenrad verbunden sein, indem das zweite
Getriebe mit einer Schnecke in das Schneckenrad eingreift und mit einer Schnecke,
die eine Einheit mit der erstgenannten Schnecke bildet, in einem Schneckenrad kämmt,
das eine Einheit mit der Schnecke des Untersetzungsgetriebes bildet.
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Zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Zählwerk
und der Antriebswelle können mindestens zwei der beschriebenen Getriebeelemente
unter Einschluss der Schnecke ausgetauscht werden, welche das Schneckenrad auf der
Magnetwelle mit dem Schneckenrad an dem Zählwerk verbindet. Für die bisher von den
Fahrzeugherstellern vorgesehenen achtzig unterschiedlichen Wegdrehzahlen waren achtzig
verschiedene Schnecken erforderlich, zu deren Herstellung als Kunststoffspritzteile
dementsprechend
achtzig verschiedene Spritzformen zur Verfügung
stehen müssen.
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Ein weiteres Erfordernis von Wegstreckenzählern für Kraftfahrzeuge
besteht darin, dass diese Zähler normalerweise nicht rückstellbar sein sollen, d.h.
bei einer Drehung der elastischen Welle entgegen der normalen Drehrichtung soll
der Zählerstand nicht verringert werden können. Um derart ein Dokument über das
Alter des Fahrzeugs zu schaffen, sind in nicht rückstellbaren Zählwerken Sperren
in dem Zählwerk selbst vorgesehen. Diese Sperren bedingen aber nicht nur einen höheren
Fertigungsaufwand als bei einfachen, rückstellbaren Zählwerken, sondern sie vergrössern
auch die Kosten für die Lagerhaltung, wenn rückstellbare und nicht rückstellbare
Zähler gleichermassen zur Verfügung stehen sollen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter
Vermeidung der Nach-teile der bekannten Zählwerke ein nicht rückstellbares Zählwerk
zu schaffen, das unter der Verwendung eines einfachen rückstellbaren Zählwerks aufgebaut
ist und das ohne grossen Aufwand und in möglichst einfacher Weise an unterschiedliche
gewünschte Wegdrehzahlen anzupassen ist.
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Diese Aufgabe ist für ein nicht rückstellbares Zählwerk der eingangs
genannten Gattung,das in dem mit ihm verbundenen Getriebe wenigstens eine zwei Schneckenräder
verbindende Schnecke umfasst, dadurch gelöst worden, dass die Schnecke zum Eingriff
in je ein Schneckenrad ein erstes Schneckenteil und ein zweites, gegenüber dem ersten
Schneckenteil drehbares Schneckenteil umfass-t und dass beide Schneckenteile über
eine Rücklaufsperre so miteinander verbunden sind, dass bei einer ersten Drehrichtung
des angetriebenen, zweiten Schneckenteils das erste Schneckenteil von dem zweiten
Schneckenteil mitgenommen wird und bei einer entgegengesetzten zweiten Drehrichtung
des zweiten Schneckenteils die Riicklaufsperre bei Stillstand des ersten Schneckenteils
durchrutscht.
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Die Erfindung beruht also auf dem Prinzip, dass eine in Zählwerkgetrieben
übliche Schnecke, die aus zwei eine starre Einholt bildenden Schneckenteilen bestehen
kann, aus zwei getrennten,
gegeneinander drehbar gelagerten Schneckenteilen
aufgebaut ist, die über eine Rücklaufsperre miteinander in Verbindung stehen.
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Das eine der beiden Schneckenteile kann auch als Schneckenradteil
ausgebildet sein, das durch eine Schnecke angetrieben wird.
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Das Schneckenteil und das Schneckenradteil unterscheiden sich nur
durch die Verzahnung.
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Die erfindungsgemässe Ausbildung des Zählwerks hat den wesentlichen
Vorteil, dass einfache rückstellbare Wegstreckenzähler verwendet werden können,
in deren Konstruktion nicht einzugreifen ist, um eine Rückstellung auszuschliessen.
Vielmehr wird die Rücklaufare durch die in der Schnecke, die die sonst übliche Schnecke
ersetzt, angeordnete Rücklaufsperre bewirkt. Diese Rücklaufsperre kann in einfacher
und fertigungsgünstiger Weise zwischen beiden Schneckenteilen angeordnet werden,
wobei in weiter vorteilhafter Weise zumindest ein Schneckenteil ein Element der
Rücklaufsperre bildet. Dadurch wird die Fertigung des nicht rückstellbaren Zählers
wesentlich vereinfacht und auch die Lageihaltung rationalisiert. Eine weitere bedeutende
Vereinfachung der Lagerhaltung und der Fertigung ergibt sich daraus, dass durch
die beiden nicht miteinander starr verbundenen Schnekkenteile durch Kombination
einer verhältnismässig kleinen Zahl unterschiedlicher Schneckenteile eine grosse
Variationsmöglichkeit der Wegdrehzahlen erhalten wird. Beispielsweise ergeben zwanzig
verschiedene Schneckenverzahlungen an dem ersten Schnekkenteil und zwanzig unterschiedliche
Verzahnungen an dem zweiten Schneckenteil bereits mehr als die von den Herstellern
geforderten achtzig zu berücksichtigenden Wegdrehzahlen. - Wenn die Rücklaufsperre
aus einem gesonderten Element ausgebildet ist, wird für alle Wegdrehzahlen nur eine
Ausführungsform dieses Teils benötigt.
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Die gegenseitige Drehbarkeit des ersten Schneckenteils gegenüber dem
zweiten Schneckenteil wird in vorteilhafter, da besonders fertigungsgünstiger :1eise
durch die Ausgestaltung ermöglicht, dass der erste Schneckenteil einen zylindrischen
Ansatz aufweist, der durch eine Bohrung in dem zweiten Schneckenteil unter
Bildung
eines Gleitsitzes durchsteckbar ist. Der zylindrische Ansatz bildet somit zusammen
mit der Bohrung ein Gleitlager.
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Eine weitere Ausbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite
Schneckenteil an seinem dem ersten Schneckenteil zugewandten Ende eine glockenartige
Erweiterung aufweist, die in Verbindung mit dem ersten Schneckenteil eine nach aussen
gekapselte Kammer bildet, in der die Rücklaufsperre untergebracht ist. - Bei dieser
Ausbildung ist die Rücklaufsperre gegen Beschädigungen durch äussere Einflüsse geschützt,
wodurch auch die Handhabung bei der Montage erleichtert wird.
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In besonders vorteilhafter Weise ist das nicht rückstellbare Zählwerk
mit den Merkmalen ausgestaltet, dass eine auf den zylindrischen Ansatz des ersten
Schneckenteils fest aufsteckbare Rastscheibe mit mindestens einem in einer Querschnittsebene
liegenden, spiralig nach aussen abstehenden federnden Rastarm vorgesehen ist, der
in eine in einer radialen Ebene liegenden Stirnfläche endet, dass die glockenartige
Erweiterung mit mindestens einer sich im Querschnitt spiralförmig erweiternden Innenfläche
ausgebildet ist, die an mindestens einer Stelle durch eine in einer radialen Ebene
liegende Übergangsfläche unterbrochen ist, so dass der Rastarm mit einem äusseren
Ende an der Innenfläche anliegt und bei der ersten Drehrichtung des zweiten Schneckenteils
ausserdem die Stirnfläche des Rastarms an der Übergangsfläche des zweiten Schneckenteils
anstösst. -Diese Ausbildung der Rücklaufsperre erbringt den wesentlichen Vorzug,
dass ihre einzelnen Elemente fertigungsgünstig hergestellt werden können. Bei der
Ausbildung dieser Elemente als Kunststoffspritzteile ist eine Entgratung dieser
Teile nicht erforderlich. Abgesehen davon hat diese Ausbildung den wesentlichen
Vorzug, dass in der ersten Drehrichtung zum Antrieb des Zählwerks durch die Rücklaufsperre
keine den Antrieb hemmenden Kräfte, insbesondere durch eine axiale Federbelastung,
ausgeübt werden. Vielmehr sind beide Teile der Schnecke bei dieser ersten Drehrichtung
form- und kraftschlüssig so miteinander verbunden, dass die aus beiden Teilen gebildete
Schnecke
wie eine einstückige Einheit wirkt. Dabei liegt die Stirnfläche
des Rastarms formschlüssig an der Ubergangsfläche im Innern des zweiten Schneckenteils
an. Durch den Rastarm wird auf die Innenfläche der glockenartigen Erweiterung des
zweiten Schneckenteils lediglich eine in radialer Richtung orientierte Kraft ausgeübt,
die nach aussen nicht in Erscheinung tritt. Diese Kraft hat lediglich die Aufgabe,
für eine vollständige Anlage der Stirnfläche des Rastarms an der Übergangsfläche
des zweiten Schneckenteils zu sorgen. Wird der zweite Schneckenteil in entgegengesetzer
Richtung zu der Drehrichtung bewegt, die zum Antrieb des Zählwerks vorgesehen ist,
so wird die Ubergangsfläche des zweiten Schneckenteils von der Stirnfläche des Rastarms
weg gedreht, der im Verlaufe der Drehung von der Innenfläche weg gedrückt wird und
beim Überschreiten der Übergangsfläche des zweiten Schneckenteils über diese Fläche
hinweg gleitet, ohne eine kraftschlüssige Verbindung zii bilden. Da in diesem Betriebsfall
der erste Schneckenteil gegenüber dem zweiten Schneckenteil auch im Bereich der
Rücklaufsperre leicht gleitet, wird das Zählwerk in diesem Betriebsfall nicht -
rückwärts - angetrieben.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des nicht rückstellbaren Zählwerks
besteht darin, dass die Rastscheibe zwei Rastarme aufweist und dass die glockenartige
Erweiterung vier sich spiralig erweiternde Tnnenflächenabschnitte mit vier jeweils
zwischen ihnen liegenden Ubergangsflachen hat. - Bei dieser symmetrischen Ausbildung
wird eine besonders grosse Betriebssicherheit erreicht.
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Ausserdem heben sich die radial nach aussen wirkenden, durch die Rastarme
erzeugten Kräfte insgesamt auf, so dass der zweite Schneckenteil gegenüber dem ersten
Schneckenteil keine Kippkomponente erhält.
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Eine zusätzliche Weiterbildung besteht darin, dass die Rastscheibe
mit mindestens einem axialen Vorsprung zur Beabstandung der beiden Schneckenteile
versehen ist. - Der Vorsprung der auf den zylindrischen Ansatz des ersten Schneckenteils
aufgeschobenen Rastscheibe bewirkt in diesem Fall die Beabstandung zu dem zweiten
Schneckenteil, so dass die glockenförmige Erweiterung nicht mit
ihrer
gesamten Fläche an den Rastarmen anliegt. Dadurch wird die Leichtgängigkeit des
Durchrutschens bei der unerwünschten zweiten Drehrichtung weiter gefördert.
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Eine zweite Variante des nicht rückstellbaren Zählwerks hat die Merkmale,
dass aus der zu dem ersten Schneckenteil weisenden Stirnseite des zweiten Schneckenteils
mindestens eine ringsegmentförmige,über ihren Umfang mit wachsendem axialen Abstand
abstehende, federnde Rastlamelle mit einer in einer radialen Ebene liegenden Stirnfläche
ausgeformt ist und dass aus der gegenüberliegenden Stirnseite des ersten Schneckenteils
eine über ihren Umfang axial anwachsende ringförmige Vertiefung vorgesehen ist,
die mindestens an einer Stelle eine in einer radialen Ebene liegende Ubergangsfläche
aufweist, an die die Stirnfläche ßer Rastlamel ç in einer RastlEmcle :htung des
zweiten Schneckenteils anstösst.
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Die Rastlamelle rutscht also bei falscher Dreh richtung des zweiten
Schneckenteils in der Vertiefung über die Ubergangsflächen hinweg, während sie bei
richtiger Drehrichtung an der Übergangsfläche zur Anlage gelangt und den ersten
Schneckenteil mitnimmt.
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Eine Weiterbildung der letztgenannten Variante besteht darin, dass
die federnde Rastlamelle von dem äussersten Radius der Stirnseite, an dem sie in
den zweiten Schneckenteil übergeht, zu einem inneren Radius ansteigens absteht,
so dass sie im Längsschnitt etwa S-förmig in der sich von ihrem äussersten Radius
zu ihrem innersten Radius kontinuierlich vertiefenden Vertiefung anliegt. Dadurch
verläuft die durch die Rastlamelle auf den ersten Schneckenteil ausgeübte Kraft
nicht nur axial sondern auch mit einer radialen Komponente. Zudem bewirkt diese
Ausbildung einen teilweisen Schutz des Innern der Verbindungsstelle des ersten und
des zweiten Schneckenteils. Schliesslich können sich hierbei auch fertigungstechnische
Vorteile ergeben.
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Zwei Varianten der erfindungsgemässen Schnecke in dem zum Antrieb
eines Zählwerks dienenden Getriebe werden im folgenden anhand von fünf Figuren erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 die zusammengesetzte Schnecke in einem Längsschnitt;
Fig. 2 die zusammengesetzte Schnecke in einem Querschnitt in der Schnittebene AB
in Fig. 1; Fig. 3 ein Einzelteil der zusammengesetzten Schnecke nach den Figuren
1 und 2; Fig. 4 eine zweite Variante der zusammengesetzten Schnecke in einem Längsschnitt,
und Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Element der zusammengesetzten Schnecke nach Fig.
4.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein erstes Schneckenelement bezeichnet, das an
seinem Aussenumfang an einem Ende eine Schneckenzahnung 2 aufweist und an seinem
entgegengesetzten Ende in einen zylindrischen Ansatz 3 ausläuft. An seinem mit der
Schneckenzahnung versehenen Ende weist das erste Schneckenelement ferner einen Zapfen
4 auf, der zur Lagerung der Schnecken in eine Platine 5 hineinreicht, während das
andere Ende des Schneckenelements im Bereich des zylindrischen Ansatzes eine Bohrung
6 hat, in die ein Gegenzapfen 7 an einer gegenüberliegenden Platine 8 hineinreicht.
Das erste Schneckenelement ist somit zwischen den Platinen 5 und 8 drehbar gelagert.
- Die Schneckenelemente werden auch als Schneckenteile bezeichnet. -Ein zweites
Schneckenelement 9, das an seinem unteren Ende mit einer Verzahnung 10 versehen
ist, ist auf den zylindrischen Ansatz 3 aufgeschoben. Beide Schneckenelemente sind
- abgesehen von der zu beschreibenden Rücklaufsperre - gegeneinander leicht drehbar.
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Zur Unterbringung der Rücklaufsperre weist das zweite Schneckenement
eine glockenförmige Erweiterung 11 auf, deren Inneres durch einen flanschförmigen
Ansatz 12 an dem ersten Schneckenteil nach aussen weitgehend abgeschlossen ist.
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Die Innenform der glockenförmigen Erweiterung 11 geht besonders aus
Fig. 2 hervor. Danach hat die Innenform 4 sich im Querschnitt spiralförmig erweiternde
Innenflächen 13 - 16, die durch in radialen Ebenen liegende Übergangsflächen 17
- 20 unterbrochen sind.
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In dem durch die glockenförmige Erweiterung und den flanschförmigen
Ansatz gebildeten Raum ist eine Rastscheibe 21 untergebracht, die für sich in Fig.
3 dargestellt ist. Die Rastscheibe umfasst zwei in einer Querschnittsebene liegende
spiralig nach aussen abstehende federnde Rastarme 22, 23. Jeder Rastarm endet in
einer in einer radialen Ebene liegenden Stirnfläche 24 bzw. 25.
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Die Rastarme sind aus dem verstärkten Mittelstück 26 einstückig ausgeformt,
und zwar so, dass sie sich von innen nach aussen verbreitern. Damit werden relativ
grosse Stirnflächen an den Enden der Rastarme erzielt, zugleich weisen die Rastarme
gute Rückstelleigenschaften ohne zu starke Materialbeanspruchung auf.
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Das Mittelstück 26 ist gegenüber den Rastarmen in axialer Richtung
verstärkt, wobei die herausragenden Stellen des Mittelstücks Vorsprünge 27, 28 zur
Beabstandung der beiden Schneckenelemente bilden. Das Mittelstück hat ferner eine
zylindrischabgeflachte Öffnung 28, die auf den zylindrischen, jedoch ebenfalls abgeflachten
Ansatz 3 des ersten Schneckenelements gesteckt werden kann, wobei er mit diesem
Schneckenelement eine kraft- und formschlüssige Einheit bildet.
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Wenn das zweite Schneckenelement 9 durch ein nicht dargestelltes,
in die Verzahnung 10 eingreifendes Getrieberad in einer ersten Richtung, nämlich
in Richtung des Pfeils 30,angetrieben wird, liegen die federnd nach aussen gedrückten
Arme 22, 23 mit ihren Stirnflächen 24, 25 an jeweils zwei der Übergangsflächen 17
- 20 im Innern der glockenförmigen Erweiterung 11 an. Damit entsteht ein Kraftschluss
zwischen zwei dieser Übergangsflächen 17 - 20 des zweiten Schneckenelements über
die Rastarme zu dem zylindrischen, abgeflachten Ansatz 3 des ersten Schneckenelements.
Die Drehbewegung wird daher auf das erste Schneckenelement übertragen,
so
dass sie von der Schneckenzahnung 2 abgenommen werden kann.
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Bei Antrieb des zweiten Schneckenelements entgegen der Richtung des
Pfeils 30 rutschen hingegen die sich zusammendrückenden Rastarme über die Ubergangsflächen
17 - 20 hinweg und bilden keine nennenswerte kraftschlüssige Verbindung, da sie
an den sich spiralförmig erweiternden Innenflächen 13 - 16 gut gleiten.
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Daher wird bei dieser zweiten Drehrichtung das erste Schneckenelement
1 nicht mitgenommen.
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Die zweite Variante der zusammengesetzten Schnecke nach den Figuren
4 und 5 unterscheidet sich von der voranstehend beschriebenen ersten Variante durch
folgendes: Das erste Schneckenelement 31 hat an der Stirnseite 32 seines flanschförmigen
Ansatzes 33 eine über ihren Umfang axial anwachsende ringförmige Vertiefung 34.
Die Vertiefung hat mindestens an einer Stelle eine in einer radialen Ebene liegende
Ubergangsfläche 35. Ausserdem vertieft sich die Vertiefung von einem Aussenradius
zu einem Innenradius, wie die linke Seite in Fig. 4 zeigt Diese Vertiefung wirkt
mit zwei zahnförmigen Rastlamellen zusammen, die auf der Stirnseite 36 des zweiten
Schneckenelements 37 ausgeformt sind. Die Rastlamellen 38 und 39 sind in ihrer ringsegmentförmigen,
aus der Stirnseite des zweiten Schneckenelements herauswachsenden Form in Fig. 5
erkennbar. Hieraus ist auch ersichtlich, dass jede Rastlamelle eine in einer radialen
Ebene liegende Stirnfläche 40 bzw. 41 aufweist. Diese Stirnflächen stossen nur bei
einer ersten Dreh richtung in Richtung des Pfeils 42 gegen die Ubergangsflächen,
z.B. 35 in Fig. 4, so dass das erste Schneckenelement von dem zweiten Schneckenelement
mitgenommen wird. Bei der entgegengesetzten Drehrichtung gleiten die Rastlamellen
in den Vertiefungen 34 über die Ubergangsflächen 35 ohne nennenswerten Widerstand
hinweg. Zur Fertigung der Elemente, aus denen die Schnecke besteht, insbesondere
der gemeinsam die Rücklaufsperre bildenden Elemente, wird vorzugsweise
ein
abriebbeständiger Kunststoff mit guten Federungs- und Gleiteigenschaften verwendet.