DE2946254C2 - Einrichtung zur Selbstreinigung von Kontakten bei mehrstelligen Abfragezählern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Selbstreinigung von Kontakten bei mehrstelligen Abfragezählern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekanntlich läßt sich die Kontaktsicherheit durch die Anwendung einer Reihe mechanischer Maßnahmen bis zu einem gewissen Grad sieigern. Eine oft angewandte Vorrichtung zur Steigerung der Schaltsichcrheit besteht beispielsweise in der Anordnung von Doppelkontaktfedern oder ganz allgemein in der Anordnung von Kontakten in Parallelschaltung. Durch die Mehrfachkontakte wird wohl eine Voraussetzung zur-Minderung der Schaltfehler geschaffen, diese Maßnahme bleibt jedoch dann unwirksam, wenn sich Kontakt und Kontaktfläche stets auf demselben Flächenbereich berühren. Es bilden sich durch Umwelteinfluß beispielsweise Verschmutzungsstellen, die sich mit der Zeit wie eine isolierende Schicht auswirken, aufgrund derer sich alsbald Schaltfehler einstellen. Dieser fehlerhafte Effekt tritt bei abfragbaren Zählwerken vermehrt auf im Bereich der oberen Zähldekaden, die bei stets auftretenden niederen Zählbeträgen eine relativ selten vorkommende Veränderung in der Einstellung erfahren. Um solchen nachteiligen Erscheinungen zu begegnen, werden teilweise jeweils für den Abtragevorgang andrückbare Kontaktfedern eingesetzt. Bei dieser Ausbildungsform von Kontaktfedern wiederum zeigen sich schon nach relativ kurzen Funktionszeiten Erlahmungserscheinungen im federnden Teil des Kontaktarmes, so daß der restliche Kontaktfederdruck nicht mehr ausreicht, um eine einwandfreie Kontaktgabe zu erzielen. Auch eine entsprechende Erhöhung des Kontaktdruckes allgemein bringt lediglich eine vorübergehende Verbesserung der leitenden Verbindung und wirkt sich aber auf der anderen Seite als eine erhöhte Belastung im Hinblick auf das Antriebsmoment aus. Weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Kontakigabe bestehen in der Verwendung hochwertiger Kontaktwerkstoffe, womit man selbstredend eine wesentliche

ίο Verteuerung in Kauf nehmen muß, insbesondere dann, wenn es sich um eine mehrstellige Abfrageeinrichtung handelt. Alle bis dahin genannten Maßnahmen gleichzeitig zu berücksichtigen, scheitert in den meisten Fällen an der Kosten- und der Platzfrage. Bei allen genannten Maßnahmen besteht bei den mechanischen Abfragezählern mit kleiner Schaltfrequenz immer der Nachteil, daß sich die Schleifkontakte der höheren Dekaden mit weniger Schalthäufiglfeit nicht durch Selbstreinigung funktionstüchtig halten.

Es ist eine Selbstreinigungsvorrichtung für Kontakte von Zählwerken, die von Klinken betätigt werden, aufgrund des deutschen Gebrauchsmusters 73 12 470 bekannt. Dabei handelt es sich um ein Zählwerk, wobei mindestens eine Klinke auf eine Zählwalze wirkt und jede Zählwalze über ein Ritzel mit einer elektrischen Schaltwalze verbunden ist. Alle Ritzel lagern gemeinsam auf einer Welle, die in einem Hebel aufgenommen ist, der vom Klinkenträgerarm bei jeder Schaltbcwegung auf eine Zählwalze mittels einem Exzenter um

so einen Weinen Winkelbetrag verschwenkt wird. Die Schwenkbewegung de.s Hebels bewirkt, daß sich alle mitverschwenkten Ritzel auf den ihnen zugeordneten Zählwalzen abwälzen und über den gleichzeitigen Eingriff in die Schaltscheiben auf letztere eine

Γι entsprechende Drehbewegung übertragen. Das heißt die Schaltscheiben, drehbeweglich auf einer gestellfesten Achse gelagert, führen bei jedem Schaltvorgang des Klinkenarmes eine exakte Rotationsbewegung vorwärts und rückwärts aus. Das bedeutet, alle

4« Kontaklfedern und insbesondere die punktförmig aufliegenden Kontaktnieten schleifen mit einer quasi punktförmigen Auflage ständig auf einer exakt koaxialen Linie auf der Kontaktplatte. Aufgrund der in Umfangsrichtung schon beim Zählvorgang auf einer koaxial verlaufenden Kreislinie bewegten Kontaktfedern addiert sich nun auch der bei der Selbstreinigung entstehende Abrieb zusätzlich zu den beim regulären Zählvorgang nicht vermeidbaren Abnutzungserscheinungen der Koniaktschleifwirkung noch dazu, so daß

5(i sich die Lebensdauer der Kontaktelemente unzweifelhaft erheblich verkürzt. Aber auch bei den durch die Zählvorgänge wenig bewegten oder inaktiven Kontaktelementen der höheren Dekaden, bei welchen sich der Reinigungs-Schleifeffekt ständig auf das gleiche begrenzte kurze Bogenmaß entsprechend der Grundstellung der Zählwalze auswirkt, ist das Ausmaß des Schleifeffektes auf der gleichen Stelle ganz besonders schadhaft. Durch den Schleifeffekt an der gleichen Stelle bei jeder Ziffernschaltung nämlich entsteht in kürzester Zeit ein rillenartiger Graben, durch den die relativ dünne Kontaktplattenschicht zerstört wird. Gerade diese nachteiligen, aus der Praxis bekannten Auswirkungen gilt es zu überwinden.

Aufgabe der Erfindung ist es. bei Abfragezählern der eingangs genannten Art eine einfache Einrichtung zur Reinigung der Kontaktflächen und damit eine weitgehende Beseitigung der Unsicherheiten in der Kontaktgabe zum Zeitpunkt der Abfrage zu erzielen und

gleichzeitig Maßnahmen vorzusehen, die ein schonendes Verhalten der Kontaktwerkstoffe an den Taststellen in bezug auf Materialabrieb gewährleisten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es in einer das Kontaktmaterial schonenden Weise möglich, vor grundsätzlich jedem Abfragevorgang alle Kontaktstellen zwhchen Codierscheiben und Kontaktfedern durch einen Reibeffekt der beiden Teile aufeinander in diesem Bereich mechanisch zu säubern. Da Zählwerke zur Erfassung von Zählvorgängen bezüglich der Zählkapazität immer so bemessen sein müssen, daß die einzelnen Zählvorgänge hinsichtlich der aktiven Dezimalen mit ausreichender Sicherheit erfaßbar sind, kommt es vor, daß die Kontakträder der höheren Dezimalen über große Zeiträume hinweg inaktiv bleiben. Damit fällt auch der durch Rotation gegebene Effekt der mechanischen Reinigung weg. insbesondere für diese durch langzeitig nur statisch beanspruchten Abfrageeinheiten bzw. Codierscheiben erweist sich die durch die zusätzliche Reibung erzeugte Kontaktreinigung als unverzichtbare Maßnahme, um auch in diesem Bereich des Zählwerkes jede fehlerhafte Datenausgabe zu vermeiden. Aufgrund des bei jedem Zählvorgang gegebenen zusätzlichen Reinigungseffektes kann der Kontaktdruck auf die Kontaktflächen der Codierschei- «, ben relativ gering gehalten werden. Dieser Umstand wirkt sich äußerst günstig auf die mechanischen Abnutzungserscheinungen aus, die ja für jeden schleifenden Abtastvorgang charakteristisch sind. Aufgrund der einseitigen Lagerung der schwenkbaren Lagerarme j-, beschreibt die in diesen gelagerte Achse eine kreisbogenförmigen Bahn. Die Kontakträder selbst sind drehbeweglich und werden in ihrer Lage fixier! durch den Zahnradeingriff in das sie antreibende Schalttrieb. Der aus der Bewegung der Achse und dem fixierenden Eingriff in das Schalnrieb resultierende Einfluß auf die Kontakträder versetzt letztere in eine leichte Rotationsbewegung. Bezogen auf den feststehenden, punktförmigen Kontaktniet an der Kontaktfeder wird dann auf der leitenden Kontaktfläche oder Codierscheibe eine Art elliptische Hüllkurve beschrieben, die sich selbstverständlich in den Grenzen der konzentrisch angeordneten, Abtastbahnen und innerhalb der segmentalen Ziffernwertigkeiten hält. Der sich aus den kinematischen Verhältnissen ergebende Effekt ist der, daß der Kontaktniet nicht eine tiefe rillenartige Spur auf der Kontaktfläche hinterläßt, sondern im gesamten betrachtet ein relativ breitflächiges Band innerhalb der konzentrischen Kontaktbahn für eine Wertigkeit überstreicht. Durch diesen auf eine leitenae Fläche ausgedehnten Bereich einer Kontaktnahme seitens des punktförmigen Kontaktniets verbessern sich Kontaktsicherheit und insbesondere die Lebensdauer der Kontaktelemente ganz erheblich.

Nachstehend ist an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Ausschnitt aus einem druckenden Zählwerk mit einem mehrstelligen Abfragezähler,

F i g. 2 abschnittweise die Darstellung einer Dezimalen im Schnitt aus der Einrichtung nach F i g. 1,

Fig. 3 ausschnittweise die mittels Exzentern steuerbare Einrichtung für eine gegenseitige Bewegung der Kontaktelemente.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel zur Darstellung der Erfindung handelt es sich um ein stetig antreibbares Zähl- und Druckwerk, das in der Art einer Zusatzeinrichtung mit beispielsweise zwei Abfragezählern 1 und 2 ausgestattet ist. Diese Abfragezähler 1 und 2 dienen bei dem angezeigten Anwendungsfall der Registrierung von Abgabemengeneinheiten durch den Abfragezähler 1 und einer laufenden Posten-Nr. durch den Abfragezähler 2 an einer Flüssigkeitsabgabeeinrichtung. Schon aus dem Anwendungsbereich ist erklärlich, daß bei den anfallenden Einzelposten des vierstelligen Mengenabgabezählers 1 die oberen Dezimalstellen entsprechend 1.3, 1.4 nur sehr selten oder praktisch nicht über die volle Zählkapazität hinaus ausgenutzt werden. Der Abfragezähler 2 ist mit einer dreistelligen Kapazität ausgestattet und registriert fortlaufend beispielsweise die einzelnen Abgabeposten. Hier ist es ganz offensichtlich, daß bei einer durchschnittlichen Frequentierung einer Abgabestelle die Dezimalstelle entsprechend der Position 2.3 für die lüOer-Einheiten über grcße Zeiträume total inaktiv bleibt, und im Normalfall zwischenzeitlich durch Verschmutzung, Oxidation und dergl. Erscheinungen sich eine Isolierschicht gebildet hat.

Zur Erklärung des Aufbaus einer Dezimalen im Schnittbild sei auf die Fig. 2 verwiesen. Auf einer Grundplatte 3 zwischen einstückig angeformten Seitenwänden 4, 5, 6, 7 sind alle Teile der druckenden Zählwerkseinheit mit den Abfragezählern 1 und 2 angeordnet. Zur ergänzenden Information wird darauf hingewiesen, daß das zählende Druckwerk 8 aus dekadisch auf einer Achse 10 angeordneten Typenrädern 9 besteht. Die Typenräder 9 werden während des Zählvorganges kontinuierlich durch ein nicht näher gezeigtes Zahnradtriebwerk angetrieben bzw. eingestellt und vor dem Abdruck ganzzahlig ausgerichtet. Die Einstellbewegung der Typenräder 9 wird über auf einer Welle 13 gelagerte Zahnräder 11 und weiter über auf einer Welle 14 verdrehbeweglich gelagerte Zahnräder 12 auf an ihrem Umfang gezahnte Kontakträder 1.1,1.2, 1.3. 1.4 und 2.1, 2.2, 2.3 übertragen (Fig. 1 und 2). Die Kontakträder 1.1 bis 1.4 und 2.1 bis 2.3 bestehen aus Isoliermaterial und sind beidseitig an den Stirnflächen mit kupferkaschierten Codierscheiben 15, 16 versehen. Die Codierscheiben 15, 16 sind beispielsweise für einen 5-Kanal-Code ausgelegt. Die Kontakträder 1.1 bis 1.4 lagern drehbeweglich auf einer Achse 17, die in verschwenkbaren Lagerarmen 18 aufgenommen ist. In völlig gleichartiger Weise werden die Kontakte !er 2.1, 2.2, 2.3 durch eine Achse 19 aufgenommen, die ■. Wenfalls in gleichen Lagerarmen 18 gehalten wird. Eine Leiterplatte 20 dient gleichzeitig als Grundplatte für die Abfragezähler 1 und 2 und ist rechtwinklig mit der Grundplatte 3 mittels Schrauben 21 gesteilfest vcrbunden. Zur genauen Fixierung der Abfragezähler 1, 2 auf der Grundplatte 3 sind Lagerstützen 22 vorgesehen, die mit gabelförmigen Ausschnitten in Bolzen 23 an der Grundplatte 3 eingreifen. Die Kontaktrader 1.1 bis 1.4 und 2.1 bis 2.3 stehen in axialer Richtung unter beidseitig wirksamem Kontaktdruck zwischen de: Kontaktfedern 24. Die Kontaktfedern 24 sind in Isolierstoffblöcken 25 eingegossen und werden durch eine steckbare Achse 26 gestellfest zwischen den Lagerstützen 22 gehalten.

Gleichfalls dient die Achse 26 als Schwenklager für die darauf über einen relativ kleinen Winkelbcreich schwenkbaren Lagerarme 18. An ihrem anderen Ende sind die Lagerarme 18 mit einer gabelförmig ausgesparten Parallelführung 27 versehen, die in verdrehsicher auf

einer Welle 14 befestigte Γ.χ/enier 28 greifen. Zur axialen Sicherung bzw. zur Gewährleistung einer optimalen seitlichen Führung der Lagerarme 18 sind die Exzenter 28 mit beidseitig die Parallelführung 27 überdeckenden Flanschen 29 versehen. Die Welle 14 mit den Exzentern 28, die in den .Seitenwänden 4, 5, 6, 7 drehbar lagert, ist seillich verlängert und trägt an deren Ende ein Zahnrad 30, das über ein Untersetzungsgetriebe, bestehend aus den Zahnrädern 31, 32, direkt in Aniriebsvcrbindung mit einem von einem Meßwerk gesteuerten, nicht näher dargestellten Rotationstriebwerk steht. Durch die so gewählte Antriebsverbindung wird während jeder Zapfung oder allgemein während jedem Abgabevorgang über den gesamten Zeitraum des Zählvorganges über das Untersetzungsgetriebe, also in Abhängigkeit auch der Zählfrequenz, die WeHc-14 stetig bewegt. Durch diese Verdrehbewegung der WeUe 14 mit den Exzentern 28 sind die mit diesen formschlüssig paarweise anlreibbaren Lagerarme 18 einer stetigen Bewegung über einen durch das Exzentermaß bestimmten Schwenkwinkel ausgesetzt. Im Verhältnis der Längen der absoluten Hebelarme, ausgehend vom Lagerpunkt in der Achse 26 zur Anordnung der Achse 17 mit den Kontakträdern 1.1 bis 1.4 und 2.1 bis 2.3 und zum Wirkungsbereich des Exzenters 28 werden entsprechend mit der Achse 17 alle Kontakträder 1.1 bis 1.4, 2.1 bis 2.3 oszillierend über das Bogenmaß entsprechend dem Schwenkbereich der Achse 17 <-, beweg) Aufgrund des Eingriffes der Kontakträder 1.1 bis 1.4 i:-id 2.1 bis 2.3 dekadenweise in die Zahnräder 12 erfahren alle Verbindungen zwischen Kontaktrad und Kontaktnieten 33 an den Kontaktfedern, insbesondere auch die Verbindungsstellen an den durch Zählvorgang

m nicht bewegten oder inaktiven Kontakträdern, einen Reibungseffekt. Der Reibungsvorgang beschreibt ein Flächenmuster und erhöht dadurch wesentlich die Schaltsicherheit an den Kontaktstellen. Die mechanischen Abnutzungserscheinungen verteilen sich großflächig und erhöhen damit die Lebensdauer der Kontakl-C¹CmCPtC. Die .Abhängigkeit des Reinigungsefekte? über die Reibung ist bei der vorbeschriebenen Lösung mit dem Zählvorgang in Beziehung gebracht. Es ist aber durchaus denkbar, daß die Reinigungsbewegung abgeleitet wird von Schallvorgängen, Nullstellvorgängen und dergl., ohne vom Prinzip der Einrichtung zur Selbstreinigung von Kontakten wesentlich abzuweichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ;. Einrichtung zur Selbstreinigung von Kontakten bei mehrstelligen Abfragezählern, bei denen die Zählstandsdaten über an drehbeweglich gelagerten Kontakträdern befestigte Codierscheiben und diese abtastende mechanische, als Kontaktfedern ausgebildete Schleifkontakte ausgelesen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakträder (1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.1, 2.2, 2.3) auf einer mittels Exzenter (28) steuerbaren, verschieblichen Achse (17, 19) gelagert sind, mit der die Kontakträder gegen die feststehenden Kontaktfedern (24) im einer Ziffer jeweils zugeordneten Abtastbereich einer Codierscheibe (15, 16) oszillierend derart bewegbar sind, daß der Kontaktniet (33) der Kontaktfeder (24) auf der Kontaktfläche der Codierscheiben des Kontaktrades beim Reibungs.organg unabhängig von dem durch den Zählvorgang bei der Rotation verursachten Reibeffekt ein Flächenmuster beschreibt, wodurch die kontaktierende Fläche erweitert wird.
2. 2. Einrichtung zur Selbstreinigung von Kontakten nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (17,19) der Kontakträder (1.1,1.2,1.3,1.4,2.1, 2.2, 2.3) mit ihren Enden in verschwenkbaren Lagcrarmen (i8) aufgenommen ist, die mittels der auf einer antreibbaren Welle (14) befestigten Exzenter(28) bewegbar sind.
3. 3. Einrichtung zur Selbstreinigung von Kontakten nach Anspruch 2, dadurch siekennzeichnet, daß die Welle (14) mit den Ex/entern (28) über ein Untersetzungsgetriebe, bestehend aus Zahnrädern (30, 31, 32), ständig in Antriebsverbindung zum Zählwerksantrieb steht.