DE2751045C2 - Mechanisches Zählwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein mechanisches Zählwerk mit koaxialen Zifferntrommeln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, wie es insbesondere für Kilometerzähler in Kraftfahrzeugen Verwendung findet.

Im allgemeinen werden bei einem Zählwerk der vorgenannten Art, wie es bei Kilometerzählern in Kraftfahrzeugen verwendet wird, fünf Trommeln eingesetzt, wobei auf jeder Trommel eine aufsteigende Ziffernfolge von 0 bis 9 angebracht ist Auf eine erste Trommel wird eine intermittierende Bewegung von dem Getriebe übertragen, welches kinematisch mit einer Antriebs-Eingangswelle auf dem Gehäuse des Zählwerks verbunden ist. Wenn diese erste Trommel, die von dem Getriebe angetrieben wird, eine Umdrehung ausgeführt hat, so überträgt sie ihrerseits über ein entsprechendes Ritzel eine intermittierende Bewegung auf die nachfolgende Trommel mit einem Übersetzungsverhältnis von 1/10, wobei sie zur Antriebstrommel wird. Auf diese Weise »zählt« die erste Trommel die Einserstelle, während die nachfolgende Trommel die Dekaden zählt, und so weiter bis zur letzten Trommel, die die Zehr.tausender zählt

Da Anzahl der gezählten Kilometer wird durch eine Ableseöffnung abgelesen, die im Gehäuse des Zählwerks ausgebildet ist und sich parallel zu dem die Trommeln tragenden Zapfen erstreckt und so bemessen ist daß nur eine einzige Zahlenreihe bzw. -zeile sichtbar ist Beim bekannten Stand der Technik, wie er im vorher gehenden beschrieben ist werden bei Vorrichtungen zum Zählender Kilometer in Kraftfahrzeugen Zählwerke der vorgenannten Art aus Kunststoffmaterial mit entsprechenden mechanischen Eigenschaften verwendet die durch Preßverfahren hergestellt sind. Ange- sichts der Tatsache, daß die zum Betrieb von Zählwerken vorgeschlagenen Mechanismen im wesentlichen aus Getriebeteilen bestehen und geringe Abmessungen haben müssen, um das Zählwerk innerhalb der gewünschten kleinen Dimensionen zu halten, und daß bei den vorgenannten Preßverfahren häufig bei den Formteilen Ungenauigkeiten in den Abmessungen und Verformungen auftreten, so daß bei so kleinen Abmessungen eine zufriedenstellende Arbeitsweise des Zählwerkes behindert würde, werden diese Mechanismen tat- sächlich so hergestellt daß ihre Ankoppelurg wie auch ihr Einbau und die gegenseitige Positionierung im Zählwerksgehäuse mit minimalem vorbestimmten Spiel erfolgen. Dieser Notbehelf ermöglicht einerseits die korrekte Arbeitsweise des Zählwerkes, aber birgt andererseits in sich einen technischen Nachteil dergestalt, daß während der Arbeitsweise des Zählwerkes und während die auf die die Einser zählende Trommel folgenden Trommeln nach und nach in Drehung versetzt werden, die vorge nannten Spielräume zwischen den einzelnen Getrieben sich summieren, wodurch eine Winkelverfälschung entsteht die nach und nach zwischen den Trommeln bezüglich ihrer vorgegebenen Winkelstellung größer wird; in Entsprecnung zu dieser Winkelstellung sind die Ziffern auf den einzelnen Trommeln mehr parallel zur Achse der vorgenannten Trommeln ausgerichtet. Als Folge davon entsteht eine Verfälschung, die immer mehr zum Vorschein kommt, je höher der angezeigte Kilometerstand ist; er zeigt sich an den Zahlen, an denen der momentane Kilometerstand abgelesen werden kann.

So zeigt die GB-PS U 06 731 ein Zählwerk, bei welchem die koaxial lose auf einer Welle angeordneten Schaltritzel innerhalb des Umfangs der Zifferntrommeln achsparallel zu diesen angeordnet sind. Ein jedes

so Schaltritzel, das jeweils mit zwei aufeinanderfolgenden Trommeln zusammenwirkt, besteht hier jedoch aus drei in axialer Richtung gesehen unterschiedlichen Teilen, die in drei unterschiedliche Innenverzahnungen der Trommeln eingreifen und so die intermittierende Schal tung durchführen. Die Ausführung der Ritzel als auch der unterschiedlichen Innenverzahnungen der Trommeln ist somit sehr komplex und aufwendig. Auch nimmt das Ritzel durch seinen dreischichtigen Aufbau in axialer Richtung relativ viel Platz ein, wodurch dieses bekannte Zählwerk eine relativ große Länge aufweist.

Die DE-AS 12 37 820 zeigt ein mechanisches Zählwerk, bei welchem zwecks Erhöhung der Lebensdauer des Mechanismus die Zifferntrommeln auf der Welle nur lose gelagert sind. Die Schaltung wird über Schalt ritzel vorgenommen, die außerhalb der Trommeln auf einer zur Zifferntrommel parallelen Achse koaxial und aneinandergrenzend angeordnet sind. Dieses bekannte Zählwerk besitzt eine relativ auseinandergezogene

Bauweise, welche relativ platzaufwendig ist Auch wird ein spielfreies Schalten rächt gewährleistet

Schließlich zeigt die DE-OS 21 11 056 ein Rollen-Zählwerk für Flüssigkeitszähler, bei welchem die koaxial lose auf einer Welle angeordneten Zahlenrollen jeweils an ihrer einen Stirnfläche eine Stirnverzahnung und auf der anderen Stirnfläche einen Mitnehmemokken aufweisen, über welchen sie mit ebenfalls koaxial auf einer Schaltwelle angeordneten Schalträdern zusammenwirken. Bei diesem bekannten Zählwerk ist die Schalträder-Anordnung im wesentlichen außerhalb des Umfanges der Zahlenrollen angeordnet so daß keine kompakte Anordnung gegeben ist Auch wird durch die Zwischenschaltriföel und Zahlenrollen-Stirnfläche realisierte Schaltung ein spielfreies Schalten nicht sichergestellt

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein mechanisches Zählwerk mit koaxialen Zifferntrommeln zu schaffen, mit dessen baulichen und funktioneilen Merkmalen sich die vorgenannten Nachteile der bekannten Zählwerke ausschalten lassen, wobei gleichzeitig eine noch sichere Arbeitsweise und noch kompaktere Konstruktion der gesamten Zählwerkvorrichtung erzielt werden, in welcher es verwendet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Zählwerk der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst daß die Ritzel in gegenseitiger Berührung von einer Feder gehalten sind, wobei die Feder im Gehäuse gelagert und zur axialen Beaufschlagung des Ritzels zum Eingriff mit der ersten Trommel vorgesehen ist und daß bei jedem jeweils in Berührung stehenden Ritzelpaar auf einer Fläche des einen Ritzels radial drei V-förmige Einschnitte im gleichen Winkelabstand voneinander ausgebildet sind, während auf der gegenüberliegenden Fläche des anderen Ritzels radial mindestens ein V-förmiger Vorsprung zum Eingriff in die Einschnitte nacheinander ausgebildet ist wobei die Winkelstellung der Einschnitte und des Vorsprungs bzw. der Vorsprünge bezüglich der Zahlen auf den Trommeln so vorbestimmt ist daß bei Eingriff des Vorsprungs mit einem der Einschnitte die Zahlen auf den Trommeln parallel zu dem Lagerzapfen ausgerichtet sind.

Vorteilhafterweise ist die maximale Quererstreckung der V-förmigen Einschnitte gleich oder etwas größer als das Spiel in der Ankopplung zwischen jedem Schaltritzel und den Verzahnungen auf den Trommeln, mit welchen sie in Eingriff gebracht werden sollen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Zählwerkes unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch das gesamte erfindungsgemäße Zählwerk;

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie IMI aus F i g. 1;

Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie IH-III aus Fig.l;

F i g. 4, 5 und 6 jeweils im vergrößerten Maßstab ein Schaltritzel, wie es im Zählwerk nach F i g. 1 verwendet wird.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß mit 1 das gesamte erfindungsgemäße Zählwerk bezeichnet ist welches einen zylindrischen Zapfen 2 aufweist, der axial an den einander gegenüberliegenden Enden mit Naben 3,4 versehen ist, mittels welcher das gesamte Zählwerk 1 in an sich bekannter Weise in einem (nicht dargestellten) herkömmlichen Gehäuse getragen werden kann. Entsprechend der Nabe 4 ist im Zapfen 2 koaxial einstückig ein Scheibenflansch 5 ausgebildet, während entsprechend der Nabe 3 eine koaxial blockierte und abnehmbare Muffe 6 ausgebildet 1st die koaxial einen plattenförmigen Flansch 7 bildet

Auf dem Zapfen 2 sind koaxial fünf bewegliche Trommein 8, 9, 10,11 und 12 angebracht, die einander glei chen und in axialer Richtung lückenlos nebeneinander angeordnet sind; jede der Trommeln trägt auf ihrer zylindrischen Außenwandung eine fortlaufende Ziffernfolge von null bis neun. Insbesondere ist in jeder derTrom- mehl 8 bis 12 koaxial in einer mittleren Stellung ein ringförmiger Vorsprung 8a, 9a, 10a, 11a, 12a ausgebildet, welcher die Wandung jeder Trommel in zwei aneinanderstoßende Teile Sb, Sc-, 9b, 9c-, 106,10c Mb, lic; 126. 12c; unterteilt

is Aas F i g. 3 ist ersichtlich, daß jede Trommel (8 bis 12) in Entsprechung zu ihrem eigenen Abschnitt 8c bis 12c eine axiale Innenverzahnung 14 mit zwanzig Zähnen aufweist

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 15 ein koaxial

und drehbar gelagerter beweglicher Ringflansch bezeichnet welcher mittels eines Nabenteiles 16 auf der Muffe 6 angebracht ist Dieser Flansch 15 trägt auf seinem Umfang einen einstückig ausgebildeten ringförmigen Rand 17, dessen Außendurchmesser gleich dem Au- ßendurchmesser der Trommel 8 bis 12 ist, während seine Länge gleich der Länge der Abschnitte 8b bis 12i> der Trommeln ist Der Flansch 15 ist entsprechend seinem ringförmigen Rand 17 mit einer axialen Innenverzahnung mit zwei Zähnen 17a, 17a versehen, die der axialen Innenverzahnung der Trommeln an deren Teilen Sb bis 12b völlig gleicht

Der Flansch 15 hält in Zusammenwirkung mit dem feststehenden Flansch 5 die Vielzahl der Trommeln 8 bis 12 in der Stellung, wie sie oben beschrieben wurde und in F i g. 1 dargestellt ist. Außen auf dem Nabenteil 16 des Flansches 15 ist eine Zahnung 16a (beispielsweise eine Helikoidalverzahnung) ausgebildet über welche der Flansch 15 kinematisch mit einer nicht dargestellten Antriebswelle zum Zählen der Umdrehungen verbunden werden kann.

Aus den F i g. 2 und 3 ist ersichtlich, daß durch den Zapfen 2 parallel zu dessen Eigenachse eine Vertiefung 18 verläuft die auf der zylindrischen Wandung des Zapfens offen ist und in welcher sich ein zweiter Zapfen 19 parallel zur Achse des Zapfens 2 erstreckt, welcher an den gegenüberliegenden Enden vom feststehenden Flansch 5 und vom Flansch 7 der Muffe 6 getragen ist.

Auf diesem Zapfen 19 sind koaxial fünf bewegliche Ritzel 20, 21, 22, 23 und 24 mit gleicher Ausbildung in

so gegenseitigem Kontakt angeordnet, d. h. das Endteil des einen berührt den Anfang des anderen. Die Vielzahl dieser Ritzel ist gegen den feststehenden Flansch 5 durch die elastische axiale Wirkung einer Feder 25 auf dem ersten (20) der Ritzel gehalten.

Jedes der Ritzel ist auf seinem Umfang auf einem Bereich zwischen zwei ringförmigen Innenvorsprüngen 8a bis 12a zweier benachbarter Trommeln mit einer axialen Verzahnung versehen, die sechs jeweils um 60° winkelversetzte Zähne 26 aufweist. Insbesondere sind

eo auf einem Endabschnitt, der zum beweglichen Flansch 15 hingewendet ist, die Zähne 26 jedes Ritzels abwechselnd unterbrochen, so daß jedes Ritzel auf diesem Abschn'tt außen mit einer axialen Verzahnung versehen ist, die aus drei um jeweils 120° versetzten Zähnen besteht.

Die Form und die Abmessungen der axialen Zähne 26 sind so ausgelegt, daß die Verzahnungen jedes Ritzels mit der Innenverzahnung 13 einer Trommel und mit der Innenverzahnung 14 der benachbarten Trommel kam-

men kann. Insbesondere kann die axiale Verzahnung des Ritzels 20 gleichzeitig mit der Innenverzahnung des beweglichen Flansches 15 und mit der Innenverzahnung 14 der ersten Trommel 8 (F i g. 1 und 2) kämmen. Aus der Beschreibung der Darstellung ist offensichtlich, wie jedes Ritzel mit der unmittelbar danebenliegenden Trommel auf der Seite des beweglichen Flansches 15 ein intermittierend arbeitendes Getriebe darstellt, mit welchem eine intermittierende Bewegung auf die der dem feststehenden Flansch 5 zugekehrten Seite unmittelbar benachbarten Trommel im Übertragungsverhältnis von 1/10 übertragen wird.

Aus F i g. 4, 5 und 6 ist ersichtlich, daß jedes der Ritzel 20 bis 24 auf seiner Stirnfläche, die dem feststehenden Flansch 5 zugekehrt ist, mit insgesamt drei Einschnitten 27 versehen ist, die sich axial erstrecken, V-förmig ausgebildet sind und um jeweils 120° versetzt angeordnet sind, während auf der gegenüberliegenden Seite drei radiale Vorsprünge 28 vorgesehen sind, die sich radial erstrecken, um jeweils 120° versetzt sind und umgekehrt V-förmig sind.

Bei der Anordnung mit gegenseitigem Eingriff der Ritzel, wie aus F i g. 1 ersichtlich, kämmen die Vorsprünge 28 eines Ritzels mit den entsprechenden Einschnitten 27 des benachbarten Ritzels. Die Einschnitte 27 des Ritzels 24 sind bei dieser Anordnung im Eingriff mit den Vorsprüngen 28a, die auf der Innenwandung 5a des feststehenden Flansches 5 in einem Winkelabstand von 120° angeordnet sind. Die wahlweise Winkelstellung für die Einschnitte 27 und die Vorsprünge 28 jedes Ritzels ist so, daß die Ziffern auf den Trommeln 8 bis 12 alle parallel zur Achse des Zapfens 2 ausgerichtet sind, wenn alle Ritzel 20 bis 24 sich in einer Stellung befinden, in welcher das Anfangsteil des einen das Endteil des anderen berührt.

Das erfindungsgemäße Zählwerk arbeitet wie folgt:

Wenn das Fahrzeug sich bewegt, wird das Zählwerk kontinuierlich durch die kontinuierliche Drehung des beweglichen Flansches 15 betätigt Bei jeder Umdrehung dieses Flansches findet ein Eingriff zwischen seiner Innenverzahnung 17a und der Verzahnung des Schaltriizels 20 statt. Wenn die beiden Verzahnungen außer Eingriff gebracht werden, so springt das Ritzel 20 plötzlich in eine Winkelstellung von 120° versetzt um den Zapfen 19. Da die Verzahnung des Ritzels 20 gleichzeitig mit der Verzahnung 14 der ersten Trommel 8 kämmt, und da diese Trommel eine Winkelverschiebung um den Zapfen 2 erfährt, in welcher versetzten Stellung sie der Stellung entspricht, in welcher durch das Ablesefenster des Zählwerks abgelesen werden kann, so taucht in diesem Fenster die unmittelbar auf die zuvor abzulesende Ziffer folgende Ziffer auf.

Die Winkelstellung des Ritzels 20 hängt mit der elastischen Wirkung der Feder 25 zusammen. Tatsächlich kommen zu Anfang dieser Winkelbewegung die Ausschnitte 27 des Ritzels 26 außer Eingriff mit den jeweiligen Vorsprüngen 28 des nachfolgenden Ritzels 2t. Durch die V-Form sowohl der Einschnitt 27 wie auch der Vorsprünge 28 entspricht diesem Ausrücken eine axiale Verschiebung des Ritzels 20 gegen die Feder 25 in Richtung auf den Flansch 7 hin. Zu Ende dieser Winkelverschiebung des Ritzels 20 sind die Einschnitte 27 dieses Ritzels mit den Vorsprüngen 28 des Ritzels 21 ausgerichtet, so daß durch die Wirkung der Feder 25 sich mit einer kleinen Auslösung der Eingriff zwischen Einschnitten und Vorsprüngen stabilisiert und damit die Ritzel 20 und 21 wieder in eine sich berührende Stellung gebracht sind. Dieser erneute Eingriff zwischen den Einschnitten 27 des Ritzels 20 und den Vorsprüngen 28 des Ritzels 21 stellt die genaue Positionierung einer neuen Ziffer im Ablesefenster sicher, die zu den im Ablesefeld bereits sichtbaren Ziffern der anderen Trommel ausgerichtet ist, und dies trotz der Spielräume, mit welchen die Verbindungen zwischen den Verzahnungen des Schaltritzels 20 und den Verzahnungen des beweglichen Flansches 15 einerseits und der Trommel 8 andererseits notwendigerweise ausgebildet sind.

Diese Arbeitsweise wiederholt sich für jede Umdrehung des Flansches 15, wobei jede Umdrehung durch die erste Trommel 8 gezählt wird.

Wenn die Trommel 8 ihrerseits eine Umdrehung um den Zapfen 2 ausgeführt hat, so gelangt ihre Innenverzahnung 13 mit der Verzahnung auf dem Ritzel 21 in Eingriff, so daß bei einer nachfolgenden Umdrehung des Flansches 15 gleichzeitig eine Winkelverschiebung um 120° des Ritzels 20 der Trommel 8 und des Ritzels 21 erfolgt. Jedoch steht die Verzahnung dieses Ritzels 21 gleichzeitig mit der Innenverzahnung 14 der Trommel 9 in Eingriff, und damit erfährt auch diese Trommel 9 bei dieser Gelegenheit eine Winkelversetzung um 36° um den Zapfen 2. Dieser Winkelverschiebung entspricht die Positionierung einer Zahl auf der Trommel 9, die unmittelbar auf die vorher angezeigte folgt, im Ablesefenster des Zählwerks. Im wesentlichen »zählt« die Trommel 8 die Einerstellen, während die Trommel 9 die Dekaden zählt.

Im Fall der Winkelverschiebung um 120° des Ritzels 21 zusammen mit dem Ritzel 20 erfolgt in der vorbeschriebenen Art und Weise die Ausrückung der Einschnitte 27 des Ritzels 21 aus den Vorsprüngen 28 des Ritzels 22, so daß die Ritzel 20 und 21 als eine Einheit eine axiale Verschiebung auf dem Zapfen 19 entgegen der Feder 25 erfahren. Bei Beendigung der Drehbewegung um 120° greifen die Einschnitte auf dem Ritzel 21 wieder in die Vorsprünge des Ritzels 22 ein. und das Ritzelpaket stabilisiert sich wieder in gegenseitiger Kopf-Ende-Berührung.

Der oben im Zusammenhang mit den Ritzeln 20 und 21 und den Trommeln 8 und 9 beschriebene Ablauf wiederholt sich für alle übrigen Ritzel und die übrigen Trommeln in derselben Weise, und zwar sowohl hinsichtlich der sukzessiven Zählung der Umdrehungen, die der bewegliche Flansch 15 ausführt, wie auch hinsichtlich des Ein- und Ausrückens der Einschnitte 27 und der entsprechenden Vorsprünge 28 des benachbarten Ritzels, so daß zu jedem Zeitpunkt eine genaue Ausrichtung der Zahlen im Ablesefenster sichergestellt ist, während andererseits der beim bekannten Stand der Technik aufgetretene und vorbeschriebene Nachteil endgültig beseitigt ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mechanisches Zählwerk, insbesondere für Kilometerzähler in Kraftfahrzeugen, mit koaxialen Zifferntrommeln (8 bis 12) und mit Schalt- bzw. Übertragungsritzeln (20 bis 24) zur intermittierenden Übertragung eines Schaltzustandes von einer Wertstelle auf eine höhere Wertstelle (Zehnerschaltung), wobei die Schaltritzel (20 bis 24) axial auf einem Zapfen (19) beweglich und in gegenseitiger Berührung derart lagern, daß jeweils ein Anfangsteil das Endteil des anderen berührt, und daß der Zapfen (19) und die Schaltritzel (20 bis 24), die auf diesem koaxial und drehbar gelagert sind, parallel zum Lagerzapfen (2) der Zifferntrommeln in einer Stellung gehalten sind, die innerhalb des Umfangs der Zifferntrommeln (8 bis 12) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzel (20,2i, 22,23,24) in gegenseitiger Berührung von einer Feder (25) gehalten sind, wobei die Feder (25) im Zählergehäuse gelagert und zur axialen Beaufschlagung des Ritzels (20) zum Eingriff mit der ersten Trommel (8) vorgesehen ist, und daß bei jedem jeweils in Berührung stehenden Ritzelpaar auf einer Fläche des einen Ritzels radial drei V-förmige Einschnitte (27) im gleichen Winkelabstand voneinander ausgebildet sind, während auf der gegenüberliegenden Fläche des anderen Ritzels radial mindestens ein V-förmiger Vorsprung (28) zum Eingriff in die Einschnitte (27) nacheinander ausgebildet ist, wobei die Winkelstellung der Einschnitte (27) und des Vorsprungs bzw. der Vorsprünge (28) bezüglich der Zahlen auf den Trommeln (8,9,10, U, 12) so vorbestimmt ist, daß bei Eingriff des Vorsprungs (28) mit einem der Einschnitte (27) die Zahlen auf den Trommeln parallel zu dem Lagerzapfen (2) ausgerichtet sind.

2. Zählwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Quererstreckung der V-förmigen Einschnitte (27) gleich oder etwas größer ist als das Spiel in der Ankopplung zwischen jedem Schaltritzel und den Verzahnungen auf den Trommeln, mit welchen sie in Eingriff gebracht werden sollen.