DE2756215A1 - Kupplungsvorrichtung zur verbindung des messteils mit dem anzeigeteil von gasmessgeraeten - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing Dipl -Chem. Dipl.-Ing

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsberger slrasse 19

θ München 60

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION 14. Dezember 1977 600 Grant Street

Pittsburgh. Pennsylvania 15219 / V,St.A.

Unser Zeichent R 956

Kupplungsvorrichtung zur Verbindung des Meßteils mit dem

Anzeigeteil von Gasmeßgeräten

Membran-Gasmeßgeräte, mit denen das Volumen des Gasverbrauchs durch die Bewegung eines oder mehrerer Bälge oder Membranen gemessen wird, sind bekannt und zum Messen verhältnismäßig kleiner Durchflußmengen wie bei der Messung im Haushalt allgemein gebräuchlich. Die Membran ist dabei durch eine Getriebekette mechanisch mit einem Anzeige- bzw. Zählwerk gekoppelt, das das gesamte durch das Meßgerät hindurchgegangene Gasvolumen, das gewöhnlich in Kubikmetern oder Kubikfuß gemessen wird, summiert. Ein solches Meßgerät und seine Betriebsweise ist in der US-PS 2 544 655 offenbart, so daß hier eine nähere Erläuterung des grundsätzlichen Meßgeräte-Aufbaus der Einfachheit halber entfallen kann.

Durch die Art ihres Aufbaus können diese Meßgeräte bei Umkehrung der Strömung des Mediums rückwärts laufen. Wenn daher Gas in den Ausgangskanal eingeführt wird und entgegengesetzt zur normalen Strömungsrichtung durch das Meßgerät strömt, läuft das Anzeige- bzw. Zählwerk ebenfalls rückwärts, wodurch der Ablesewert sich verringert anstatt

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erhöht. Da das Meßgerät jedoch beim Rückwärtslauf nicht annähernd so genau arbeitet, haben skrupellose Leute in der Vergangenheit das Meßgerät oft in der umgekehrten Richtung arbeiten lassen, um den Anzeigewert des Meßgerätes zu verringern und damit eine Bezahlung eines Teils oder des gesamten Gasverbrauchs zu vermeiden. Der umgekehrte Anschluß des Meßgerätes kann auf vielerlei Art erfolgen, die gebräuchlichste Art ist jedoch einfach das Lösen des Meßgerätes von den Einlaß- und Auslaßrohren und der umgekehrte Wiedereinbau. Das Meßgerät wird dadurch in umgekehrter Richtung betrieben, was bei nicht planmäßiger Ablesung des Meßgerätes über längere Zeiträume unentdeckt bleiben kann. Selbst wenn das Energieversorgungsunternehmen solche Betrügereien vermutet, ist deren Nachweis doch schwierig, wobei sehr vorsichtig vorgegangen werden muß.

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Antriebs für das Anzeige- oder Zählwerk, der dieses nur in einer Richtung antreibt, gleichgültig, in welcher Richtung das Medium durch das Meßgerät strömt. Daraus ergibt sich das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Verringerung des Gesamtablesewertes des Anzeigewerkes durch den Betrieb des Meßgerätes mit umgekehrter Medienströmung zu verhindern. Ein zusätzliches Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Abtriebs, der leicht in die vorhandenen Meßgeräteformen einfügbar ist, ohne das größere Änderungen der Herstellungswerkzeuge erforderlich sind. Ein andereres Ziel der Erfindung ist schließlich die Schaffung eines Abtriebs zu einem Gasmeßgerät-Anzeigewerk, der leicht und wirtschaftlich herzustellen sowie einfach zu unterhalten ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten AusfUhrungsform. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht des oberen Bereichs eines Membran-Gasmeßgerätes, aus der die Abdeckplatte erkennbar ist, auf der die Absperrorgan-Ausrttstung und die Kurbel

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montiert sind, wobei der besseren Übersicht halber Teile der Getriebekette zu d_en Bälgen bzw. zu den Membranen und die Absperrorgan-ftusrüstung fortgelassen sind.

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung des Antriebs gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab, wenn die vom Meßgerät kommende Antriebsbewegung der normalen Strömungsrichtung des zu messenden Mediums entspricht, und

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, jedoch bei in umgekehrter Richtung arbeitendem Meßgerät.

Die meisten Membran-Gasmeßgeräte, die üblicherweise für die Messung des Gasverbrauchs in Haushalten verwendet werden, haben einen Aufbau und e_ne Arbeitsweise, wie dies in der US-PS 2 544 665 beschrieben ist. Dabei bewegt, kurz gesagt, der Gasstrom durch das Meßgerät eine oder mehrere flexible Membranen, die wiederum über eine Getriebekette die den Gasstrom regulierende Absperrorgan-Ausrüstung betätigt und ein Anzeige- oder Zählwerk antreibt, das das Volumen des durch das Meßgerät strömenden Gases registriert. Durch die Art des Aufbaus und der Betriebsweise können diese Meßgeräte auch in einer Richtung arbeiten, die der normalen oder üblichen Arbeitsrichtung entgegengesetzt ist. Dabei wird der Antrieb des Anzeige- oder Zählwerks ebenfalls umgekehrt. Diese Möglichkeit ist dazu benutzt worden, einen Teil der auf dem Anzeigegerät registrierten Gesamgasmenge zu "löschen" und dadurch die Verbrauchsabrechnung zu erniedrigen. Zur Beseitigung dieses Nachteils ist bereits eine große Anzahl von Lösungen vorgeschlagen worden, die sich jedoch aus den verschiedensten Gründen nicht eingeführt haben. Mit der vorliegenden Erfindung soll erreicht werden, daß der Brennstoffstrom zum Verbraucher nicht unterbrochen sondern in jedem Fall registriert wird, gleichgültig welches die Strömungsrichtung ist.

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Die Zeichnungen, speziell die Fig. 1 und 2, zeigen einen Bereich des oberen Teils eines Membran-Gasmeßgerätes. Die Membrankammern werden dabei von einer Gaskammer 12 durch eine Verschlußplatte 10 abgeteilt. Die Kammer 12 ist von einer oberen Abdeckung 14 umschlossen und enthält die Absperrorgan-Ausrüstung (nicht dargestellt) und den (der Übersicht halber ebenfalls im wesentlichen weggelassenen) Antriebsmechanismus. Wie zuvor bereits erwähnt worden ist, arbeiten die meisten Membran-Gasmeßgeräte ähnlich wie das in der US-PS 2 544 665 beschriebene, so daß hinsichtlich der Arbeitsweise des Meßgerätes selbst darauf verwiesen werden kann.

Die Bewegung der Membranen wird durch eine Getriebekette auf einen Kurbelarm 16 tibertragen, der eine Kurbel 18 dreht. Das obere Lager der Kurbel 18 ist in einem Lagerbock 22 angeordnet, der auf der Verschlußplatte 10 angeordnet ist. Teile des Lagerbocks 22, die Kennzeichnungsglieder und in Fig. 2 das obere Lager 20 der Kurbel 18 sowie der Kurbelarm 16 sind zur deutlicheren Darstellung der erfindungswesentlichen Teile weggebrochen. Die Kurbel 18 besitzt ein unteres Lager 24 in der Verschlußplatte 10. Auf der Kurbel 18 ist eine Getriebeschnekke 26 montiert, die mit einem auf einer horizontalen Welle angeordneten Schneckenrad in Eingriff steht. Die Welle 30 ihrerseits ist in Lagern 32 und 34 gelagert, die in geeignetem Abstand voneinander in passenden Lagerböcken 36 bzw. 38 ausgebildet sind. Bis hierher ist der Aufbau bekannt und in der Industrie allgemein gebräuchlich.

Die Zeichnungsdarstellungen und insbesondere die Fig. 3 lassen erkennen, daß die Verbesserung die Hinzuf(igung einer neuen Getriebeanordnung umfaßt, die die Drehung des Ausgangsgliedes in nur eine Richtung sicherstellt. Dazu ist das eine Ende der Welle 30 mit einer Blindbohrung 40 zur Lagerung einer Welle versehen, die andernends in einem Lager 44 des Lagerbocks 46 gelagert ist. Die Welle 42 ist gegenüber der Welle 30 frei drehbar, jedoch gegen eine Längsbewegung in Axialrichtung festgelegt. Auf der Welle 42 ist ein Nockenträger 48 mittels einer

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(nicht dargestellten) Kerbverzahnung oder dergleichen verschiebbar, jedoch mitdrehbar angeordnet. Alternativ kann der Nockenträger 48 auch auf der Welle 42 festgelegt und diese zusammen mit dem Nockenträger in Längsrichtung verschiebbar sein. Der Nockenträger kann jede gewünschte Gestalt aufweisen, ist jedoch vorzugsweise zur Längsachse der Wellen 30 und 42 symmetrisch aufgebaut. Von einer Stirnseite des Nockenträgers 48 steht ein Nocken 50 ab, der eine Kupplungsflache 52 und eine Rückflanke 54 hat. Der Nocken 50 ist zum Zusammenwirken mit einem gleichgestalteten Nocken 56 ausgebildet, der auf der Stirnseite der Welle 40 angeordnet ist. Wenn der Antrieb des Meßgerätes in der normalen Vorwärtsrichtung erfolgt, steht die Fläche 58 des Nokkens 56 in Eingriff mit der Fläche 52 des Nockens 50, so daß infolge der drehfesten Kupplung zwischen dem Nockenträger 48 und der Welle 42 diese, vom rechten Ende der Fig. 3 her betrachtet, im Gegenuhrzeigersinn dreht. Das Ende der Welle 42 ist über einen Mitnehmerfinger 60 mit dem Getriebe-Eingangsteil 62 des Meßgeräte-Zählwerks verbunden, der die Drehbewegung durch eine Stopfbüchse 64 hindurch übeträgt, die in einem Durchbruch der Wand 66 des Meßgerätemantels 14 befestigt ist. Das Getrieberad 68 des Meßgeräte-Zählwerks wird dadurch bei Betrachtung der Fig. 3 von rechts im Gegenuhrzeigersinn gedreht.

Während die Drehung in dieser Richtung erfolgt, drehen sich die Teile der Getriebeanordnung 70 in der durch die Pfeile gekennzeichneten Richtung, ohne daß sie eine Ausgangsleistung erbringen. Die Getrieberadanordnung ist dabei wie folgt. Ein Stirnrad 72 ist an dem Ende der Welle 30 drehfest angeordnet. Ein mit dem Stirnrad 72 kämmendes Ritzel 74 ist auf einer Freilaufwelle 76 befestigt, die drehbar in Lagerböcken 38 und 46 gelagert ist. Auf der Freilaufwelle 76 ist außerdem ein Zahnrad 78 festgelegt, das ein Zahnrad 80 antriebt, welches seinerseits auf einer Welle 82 gelagert ist. Das Zahnrad 80 treibt ein Zahnrad 84 an, das drehbar, jedoch axial festgelegt auf der Welle 42 angeordnet ist. Aus dieser Beschreibung und den Richtungspfeilen in den Fig. 3 und 4 ist erkennbar, daß beim Antrieb des Nockens 56 und des Stirnrades 72 durch die Welle 30

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in einer Richtung das Zahnrad 84 in entgegengesetzter Richtung dreht. Wie die Fig. 3 zeigt, dreht das Zahnrad 84 dabei auf der Welle 42 abtriebsfrei, während die Getriebeverbindung in der zuvor beschriebenen Weise von dem Nocken 56 über den Nokken 50 und die Welle 42 zu dem Meßgeräte-Zählwerkgetriebe 62 führt.

Immer aber, wenn das Meßgerät in umgekehrter Richtung betrieben wird, ändert auch die Welle 30 ihre Drehrichtung. In diesem Fall kommt die Rückflanke 86 des Nockens 56 mit der geneigten Rückflanke 54 des Nockens 50 in Anlage und drückt den Nockenträger 48 dabei nach rechts, wie dies ein Vergleich zwischen den Fig. 3 und 4 zeigt. Der Nocken 88 des Zahnrades 84 erfaßt dann den Nocken 90 des Nockenträgers 48. Die Getriebeverbindung geht dann von dem Stirnrad 72 aus, von dem das Ritzel 74 angetrieben wird, das wiederum über die Freilaufwelle 76 das Zahnrad 78 dreht. Das Zahnrad 78 treibt das Zahnrad 80 an, das seinerseits das Zahnrad 84 dreht. Das Zahnrad 84 dreht den auf seiner Stirnseite angeordneten Nocken 88, der mit dem gegenüberliegenden Nocken 90 in Eingriff steht. Der Nocken 90 und der Nockenträger 48 treiben die Welle 42 in der gleichen Richtung an, wie dies der Fall ist, wenn die Kupplung über die Nocken 50 und 56 erfolgt.

Es wird damit deutlich, daß unabhängig von der Drehrichtung der Kurbel 18 und der Welle 30 das Zählwerk-Antriebsrad 68 immer in der gleichen Richtung dreht. Die Nocken 56 und 88 sind spiegelbildlich ausgebildet, wobei ihre triebwirksamen Flächen auf einer Ebene durch die Achse der Wellen 3O und 42 verlaufen, während die Rückflanken, betrachtet man die Zeichnungsdarstellungen von der rechten Seite her, in Uhrzeigerrichtung von den triebwirksamen Flächen weg führen. Die angetriebenen Nocken 50 und 90 besitzen triebwirksame Flächen, die so gestaltet sind, daß sie mit den antreibenden Nocken 56 bzw. 88 kuppelbar sind, während die Rückflanken, betrachtet man die Zeichnungsfiguren von recht, jeweils in Gegenuhrzei-

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gerrichtung von den triebwirksamen Flächen weg führen.

Wie die Zeichnungen erkennen lassen, ist die Anordnung so aufgebaut, daß der Zwischenraum zwischen der Spitze des antreibenden Nockens 56 und der Spitze des antreibenden Nockens 88 nur geringfügig größer ist als die Breite des Nockenträgers zuzüglich der Breite eines Nockens (entweder des Nockens 50 oder des Nockens 90), so daß bei einer Umkehrung des Meßgerätes der antreibende Nocken, der das Zählwerk bis dahin angetrieben hat, den Nockenträger 48 durch das Zusammenwirken der Rückflanken des ersten Antriebs- Abtriebs-Nockenpaares in die Bahn des anderen Antriebsnockens drückt. Es ist damit augenscheinlich, daß der Abtrieb dieses einheitlichen Getriebeaufbaus immer in der gleichen Richtung erfolgt, unabhängig von der Richtung der Eingangsdrehung. Das Anzeige- oder Zählwerk des Meßgerätes zeigt dementsprechend stets zunehmende Ablesewerte an, gleichgültig, in welcher Richtung das Medium durch das Meßgerät strömt.

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Leerse ite

Claims (8)

Ansprüche ;

1.1 Für ein Membran-Gasmeßgerät bestimmte Kupplungsvorrichtung ^-—' zur Verbindung des Meßteils mit dem Anzeigeteil, gekennzeichnet durch mit dem Anzeigeteil triebschlüssig verbundene Antriebsnocken und mit dem Anzeigeteil nur in einer Richtung drehschlüssig gekuppelte Abtriebsnocken, die wahlweise mit einem der Antriebsnocken in Kupplungseingriff bringbar sind.

2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein erster Antriebsnocken an dem Ausgangsglied des Meßteils befestigt ist.

3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein zweiter Antriebsnocken in entgegengesetzter Richtung zu dem ersten Antriebsnocken drehantreibbar ist.

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4. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und der zweite Antriebsnocken umkehrbar sind.

5. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Abtriebsnocken an einem axial verschiebbaren Bauteil auf der Antriebswelle des Anzeigeteils angeordnet sind, wobei der verschiebbare Bauteil drehfest mit der Antriebswelle des Anzeigeteils verbunden ist.

6. Kupplungsvorrichtung für den Antrieb des Anzeigewerks von Gasmeßgeräten, gekennzeichnet durch ein Paar im Abstand zueinander angeordneter unsteuerbarer Antriebsnocken, die abhängig von dem Gasstrom durch das Gasmeßgerät antreibbar sind und in entgegengesetzte Richtungen drehbar durch ein Rädergetriebe verbunden sind, ferner durch ein Paar Abtriebsnocken, die zur Erzeugung einer gleichsinnigen Drehung wahlweise mit einem der Antriebsnocken kuppelbar sind, sowie durch eine mit dem Abtriebsnocken mitdrehbar gekuppelte Abtriebswelle, die das Anzeigewerk des Meßgerätes in nur einer Richtung antreibt.

7. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Triebflächen der Antriebsnocken parallel zur Achse der Abtriebswelle verlaufen, während die Rückflanken derart geneigt sind, daß bei einer Umkehrung der Strömungsrichtung des Gases durch das Meßgerät und damit einer Umkehr der Drehrichtung der Antriebsnocken zu einer Trennung der einen Verbindung zwischen Antriebsnocken und Abtriebsnocken führt und eine triebschlüssige Kupplung zwischen dem anderen Antriebsnocken und dem anderen Abtriebsnocken herstellt, wodurch die Drehrichtung der Abtriebswelle gleich bleibt.

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8. Kupplungsvorrichtung für den Antrieb eines Anzeigewerks In Gasmeßgeräten, gekennzeichnet durch eine von der Meßgerätekurbel angetriebenen Antriebswelle, In deren einem Ende eine Abtriebswelle drehbar gelagert ist, die das Anzeigewerk antreibt und der ein Rädergetriebe zugeordnet ist, durch das ein Ausgangs-Getrieberad entgegengesetzt zur Drehung der Antriebswelle drehbar ist, wobei das Ausgangsrad auf der Abtriebswelle gelagert ist, ferner durch auf derAntriebswelle bzw. dem Ausgangs-Getrieberad angeordnete Antriebsnocken mit einer für einen Antrieb in nur einer Drehrichtung geeigneter Formgebung, sowie durch verschiebbar auf der Abtriebswelle zwischen den Antriebsnocken angeordnete Abtriebsnockenelemente, die Oberflächen zur wahlweisen Kupplung mit dem einen oder dem anderen Antriebsnocken aufweisen, wobei das Abtriebsnockenelement drehfest auf der Abtriebswelle angeordnet ist und diese stets in nur einer Drehrichtung antreibt.

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