DE3014281C2

DE3014281C2 - Coupling gear for a maximum counter

Info

Publication number: DE3014281C2
Application number: DE19803014281
Authority: DE
Inventors: Friedrich Ing.(grad.) 3250 Hameln Brüggemann; Helma Teetzmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-04-15
Filing date: 1980-04-15
Publication date: 1984-01-26
Also published as: DE3014281A1; CH653776A5

Description

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me cmnaung Dezieni sicn aui ein is-uppiungsgeineDe für ein Maximumzählwerk bei einem Elektrizitätszähler zum Antrieb einer Meßperiodenanzeige, die mittels einer während der Maximummessung gespannten Feder auf Null zurückgestellt wird, sowie mit einem durch einen Elektromagneten betätigten Sperrnebel, durch den über ein Sperrad Getriebestufen während der Meßperiode blockiert und während der Entkupplungszeit zur Rückstellung freigegeben werden. Me cmnaung Dezieni sicn aui an is-uppiungsgeineDe for a maximum counter in an electricity meter to drive a measuring period display, which is reset to zero by means of a spring tensioned during the maximum measurement, as well as with a locking lever actuated by an electromagnet, through which gear stages via a ratchet wheel during the Measurement period blocked and released for resetting during the decoupling time.

Ein Elektrizitätszähler mit einem derartigen Kupplungsgetriebe ist bekannt (Firmendruckschrift LAND-IS & GYR »Kumulativ-Maximumzählwerke« der Baureihe ml) ... ml5, m21 ... m25). Hierbei werden die Umdrehungen eines Zahlerlaufers über mehrere Stirnräder und ein Planetengetriebe auf eine Mitnehmerachse übertragen. Während der Maximummessung greift ein Sperrhebel mit seiner Klinke in ein Sperrad ein und blockiert über letzteres ein Sonnenrad des Planetengetriebes. Über das freie, von einer Achse und den Planetenrädern angetriebene Sonnenrad erfolgt über eine weitere Getriebestufe der Antrieb der Mitnehmerachse, die ihrerseits neben dem Antrieb der Maximumanzeige eine Rückzugfeder spannt Am Ende der Meßperiode wird das Sperrad durch die Sperrklinke freigegeben, und die frei werdende Federenergie dreht die Mitnehmerachse bis zum Nullanschlag mitlaufender Nocken zurück. Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß, bedingt durch die hohe Untersetzung des Planetengetriebes, eine geringe Untersetzung zwischen dem Zählerläufer und der Antriebsachse für das Planetengetriebe erforderlich ist Außerdem ist das Kupplungsgetriebe sehr aufwendig durch viele Geiriebestufen und weitere mechanische Übertragungselemente. An electricity meter with such a clutch transmission is known (company publication LAND-IS & GYR »Cumulative maximum counters« of the series ml) ... ml5, m21 ... m25). Here are the Revolutions of a counter rotor over several spur gears and a planetary gear on a driver axis transfer. During the maximum measurement, a locking lever engages with its pawl in a ratchet wheel and blocks a sun gear of the planetary gear via the latter. About the free, from an axis and the Sun gear driven by planetary gears takes place via a further gear stage of the drive of the driving axle, which in turn tensions a return spring in addition to the drive for the maximum display. At the end of the During the measurement period, the ratchet wheel is released by the pawl, and the spring energy released rotates the driver axis back to the zero stop of the following cam. The known arrangement has the Disadvantage that, due to the high reduction of the planetary gear, a low reduction between the counter rotor and the drive axle for the planetary gear is also required Clutch transmission very complex due to many gear stages and other mechanical transmission elements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem mechanischen Maximumzählwerk eine Anordnung der vorbekannten Art so zu verbessern, daß als Abtrieb vom Zählerläufer eine Schnecke verwendet werden kann, lediglich ein geringer weit unterhalb des üblichen Toleranzrahmens liegender Kuppelfehler auftritt und bei hohen Anforderungen an Qualität und Meßgenauigkeit durch eine verminderte Zahl der Zahnräder und sonstigen Teile eine kostengünstige Herstellung ermöglicht wird.The invention is based on the object of an arrangement of the mechanical maximum counter to improve the previously known type so that a worm can be used as an output from the counter rotor, only a small coupling error, which is far below the usual tolerance range, occurs and with high demands on quality and measuring accuracy through a reduced number of gears and other parts an inexpensive manufacture is made possible.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.This object is achieved in a generic arrangement by the characterizing features of Claim 1 solved Developments and advantageous refinements of the invention are subjects of the subclaims.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die verhältnismäßig geringe Untersetzung des Umlaufgetriebes ins Langsame für den Abtrieb vom Zählerläufer eine Schnecke gewählt werden kann. Mit einer Schnecke sind größere Toleranzen leichter überbrückbar, so daß an den Einbau des Maximumzählwerkes in den Elektrizitätszähler und seine Positionierung geringere Anforderungen gestellt werden können. Weiterhin sind für das Kupplungsgetriebe nur wenige Zahnräder sowie andere mechanische Bauteile erforderlich, und damit ist eine kostengünstige Herstellung möglich. Bei der Rückstellung, die auf einfache Weise durch die gespeicherte Energie der Feder erfolgt, erfährt das zweite Sonnenrad eine Übersetzung ins Schnelle. Das mit letzterem verbundene Sperrad macht damit auch ireh- als eine Umdrehung, und bei vorgegebener Zähnezahl auf dem Umfang des Sperrades steht für den Eingriff des Sperrhebels eine größere Zähnezahl zur Verfügung, so daß der Kuppelfehler sich um den Faktor der Übersetzung verkleinert Durch die Ausnutzung der Untersetzung beim Antrieb und der Übersetzung bei der Rückstellung wird der Kuppelfehler erheblich reduziert, ohne daß fertigungstechnische Schwierigkeiten bei der Herstellung und dem Zusammenbau des Kupplungsgetriebes entstehen.The invention has the advantage that due to the relatively low reduction of the epicyclic gear a worm can be selected for the output from the counter rotor. With a Auger, larger tolerances can be bridged more easily, so that the installation of the maximum counter in the electricity meter and its positioning can be made less demanding. Farther only a few gears and other mechanical components are required for the clutch transmission, and inexpensive production is thus possible. When resetting, which is easily done by the stored energy of the spring takes place, the second sun gear experiences a translation into high speed. That ratchet wheel connected to the latter also makes ireh- than one turn, and at a given speed The number of teeth on the circumference of the ratchet wheel provides a larger number of teeth for the locking lever to engage Available so that the coupling error is reduced by the factor of the translation Reduction in the drive and the translation in the reset, the coupling error becomes considerable reduced without manufacturing difficulties in the manufacture and assembly of the Clutch transmission arise.

Anhand der Zeichnung sei die Erfindung nachstehendnäher erläutertThe invention is described in greater detail below with reference to the drawing explained

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Kupplungsgetriebe unter Verwendung eines Umlaufgetriebes. Die F i g. .2,3 und 4 zeigen Zahnformen für ein Sperrad.F i g. 1 shows a cross section through the clutch transmission using an epicyclic gear. The F i g. .2,3 and 4 show tooth shapes for a ratchet wheel.

Das Kupplungsgetriebe gemäß F i g. 1 wird von einer auf einer Zählerläuferachse 1 befestigten Schnecke laThe clutch transmission according to FIG. 1 is attached to a counter rotor axis 1 by a worm la

eines nicht dargestellten Elektrizitätszählers über ein Schneckenrad 2 und ein auf gleicher Achse 3 befestigtes Ritzel 4 angetrieben. Letzteres greift in ein Antriebszahnrad 5a, welches mit einem Außenverzahnung aufweisenden ersten Sonnenrad 5 fest verbunden ist. Erstes Sonnenrad und Antriebszahnrad sind einstückig hergestellt oder auch aus zwei Rädern zusammengesetzt und als Baueinheit lose auf einer Abtriebsachse 6 zwischen einer Platine 7 und einem Steg 8 gelagert. Letzterer ist mit der Abtriebsachse fest verbunden und trägt :irnseitig einen Zapfen 8a, auf dem ein mit dem ersten Sonnenrad im Eingriff befindliches Planetenrad 9 drehbar gelagert ist Dieses steht weiterhin mit einem zweiten Sonnenrad 10 im Eingriff, welches an seiner einen topfförmigen Hohlraum bildenden Au-. -«v—and 10a mit Innenverzahnung versehen ist Da. -weite Sonnenrad ist auf einer Nabe 8b des Steges koaxial zur Abtriebsachse drehbar gelagert und H-irch einen auf letzterer befestigten Stellring 11 geu. . Längsverschieben gesichert Mit der Abtriebe chse >st eine beispielsweise als Meßrolle ausgebildete Meßperiodenanzeige 12 verbunden, an der auch eine die Rückstellung bewirkende, im Maximumzählwerk gehaltene Feder 13 angreift Zum Blockieren des zweiten Sonnenbades dient ein Sperrhebel 14, der, von einem Elektromagneten 15 betätigt, um einen Bolzen 16 schwenkbar ist und mit seiner Sperrklinke 14a in eine Sperrverzahnung 17 auf dem Umfang des zugleich als Sperrad ausgebildeten zweiten Sonnenrades 10 einhaktan electricity meter, not shown, is driven via a worm wheel 2 and a pinion 4 attached to the same axis 3. The latter engages in a drive gear 5a, which is firmly connected to a first sun gear 5 having external teeth. The first sun gear and drive gear are made in one piece or are composed of two wheels and are loosely mounted as a structural unit on an output shaft 6 between a plate 7 and a web 8. The latter is firmly connected to the output shaft and carries: on the inside a pin 8a on which a planet gear 9 which is in engagement with the first sun gear is rotatably mounted. . - «v — and 10a are provided with internal teeth Da. -wide sun gear is rotatably mounted on a hub 8b of the web coaxially to the output axis and H-irch an adjusting ring 11 attached to the latter . . Longitudinal displacement secured The output axis is connected to a measuring period display 12, for example designed as a measuring roller, on which a resetting spring 13, held in the maximum counter, also acts a bolt 16 is pivotable and hooks with its pawl 14a in a locking toothing 17 on the circumference of the second sun gear 10, which is also designed as a ratchet wheel

Am Beginn einer Meßperiode, die beispielsweise 15 Minuten beträgt ist das zweite Sonnenrad 10 durch den Sperrhebel 14 blockiert und die Meßrolle 12 befindet sich in der Nullstellung. Entsprechend dem Energieverbrauch dreht sich die Zählerläuferachse 1 und treibt über das Schneckengetriebe la, 2, Achse 3 und Ritzel 4 das Umlaufgetriebe an. Dessen erstes Sonnenrad 5 mit der Zähnezahl z\ und der Umdrehungszahl m treibt über das Planetenrad 9 den Steg 8 mit der Umdrehungszahl n_st an, der seinerseits über die Abtriebsachse 6 die Meßrolle 12 verstellt und dabei auch die Feder 13 spannt Mit ^er Meßrolle steht noch eine nicht dargestellte Maximumrolle in Verbindung, die das höchste Maximum der von der Meßrolle während vieler Meßperioden angezeigten unterschiedlichen Maxima für einen Ablesezeitraum speichert.At the beginning of a measuring period, which is, for example, 15 minutes, the second sun gear 10 is blocked by the locking lever 14 and the measuring roller 12 is in the zero position. The counter rotor axis 1 rotates according to the energy consumption and drives the epicyclic gear via the worm gear la, 2, axis 3 and pinion 4. Its first sun gear 5 with the number of teeth z and the number of revolutions m drives the web 8 with the number of revolutions n _s t via the planet gear 9, which in turn adjusts the measuring roller 12 via the output shaft 6 and also tensions the spring 13 with the measuring roller a maximum roll, not shown, is also connected, which stores the highest maximum of the different maxima displayed by the measuring roll during many measuring periods for a reading period.

Durch die Blockierung des zweiten Sonnenrades iö mit der Zähnezahl z₂ ist dessen Umdrehungszahl /72=0. Für den Steg erfolgt somit eine geringe Untersetzung in das Langsame nach der GleichungBy blocking the second sun gear iö with the number of teeth z ₂ , its number of revolutions / 72 = 0. For the web, there is thus a small reduction into the slow speed according to the equation

Z₂ Z ₂

(D(D

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Damit ergibt sich für das in der Zeichnung üaigcsicnic Äusfüinuiigsbeispiei mil einem Veriiäiinia der Zähnezahlen Z\ : z₂ von etwa 1 :2 eine Drehzahluntersetzung für den Steg von etwa 1 :3 ins Langsame. Aufgrund der bei Elektrizitätszählern üblichen Gesamt-Untersetzung von mehreren 100 Umdrehungen des Zählerläufers bei Höchstlast und maximal 1 Umdrehung der Meßrolle innerhalb einer Meßperiode ist es leicht möglich, für den Abtrieb vom Zählerläufer ein mit einer großen Untersetzung behaftetes Schneckengetriebe einzusetzen.For the example shown in the drawing with a veriiäiinia of the number of teeth Z \: z ₂ of about 1: 2, a speed reduction for the web of about 1: 3 results in slow speed. Due to the usual total reduction of several 100 revolutions of the counter rotor at maximum load and a maximum of 1 revolution of the measuring roller within a measuring period, it is easily possible to use a worm gear with a large reduction for the output of the counter rotor.

Am Ende der Meßperiode wird während einer von einem nicht dargestellte! Zeitrelais vorgegebenen Entkupplungszeit die im Regelfall 1% der Meßperiodenzeit beträgt der Sperrhebel 14 mitteis des Elektromagneten 15 aus der Sperrverzahnung 17 herausgeschwenkt und damit ist das zweite Sonnenrad freigegeben. Die Rückstellkraft der gespannten Feder 13 kann daraufhin die Meßrolle 12 in die Ausgangsstellung Null zurückdrehen, weil über die jetzt im Gegensinn laufende Abtriebsachse 6 der Steg 8 sodann über das Planetenrad 9 das zweite Sonnenrad 10 mit einer Obersetzung ins Schnelle antreibt während das erste Sonnenrad praktisch durch den Antrieb des Elektrizitätszählers gesperrt ist Damit gilt während der Rückdrehung für die Umdrehungszahl n₂ des Sonnenrades und damit auch für das Sperrad die GleichungAt the end of the measurement period, one of the! Time relay predetermined decoupling time which is usually 1% of the measuring period time, the locking lever 14 center of the electromagnet 15 is pivoted out of the locking teeth 17 and thus the second sun gear is released. The restoring force of the tensioned spring 13 can then turn the measuring roller 12 back to the starting position zero, because via the output shaft 6, which is now running in the opposite direction, the web 8 then drives the second sun gear 10 via the planet gear 9 with a transmission at high speed while the first sun gear practically drives through the drive of the electricity meter is blocked. During the reverse rotation, the equation applies to the number of revolutions n _{2 of} the sun gear and thus also to the ratchet gear

(2)(2)

Am Ende der Entkupplungszeit während der mit Sicherheit die Rückstellung der Meßrolle erfolgt ist schwenkt der vom Elektromagneten betagte Sperrhebel mit seiner Sperrklinke 14a zurück in die Sperrverzahnung 17 und blockiert das zweite Sonnenrad erneut Damit beginnt eine neue Meßperiode gemäß dem vorstehend geschilderten Ablauf.At the end of the uncoupling time during which the measuring roller has definitely been reset the locking lever aged by the electromagnet pivots with its pawl 14a back into the ratchet 17 and blocks the second sun gear again A new measuring period begins in accordance with the sequence described above.

Da für die Sperrverzahnung 17 auf dem Umfang des zweiten Sonnenrades oder auch auf einem separaten Sperrad nur eine begrenzte Anzahl von beispie iweise 100 Zähnen unterzubringen ist tritt beim Einrasten der Sperrklinke aufgrund des Teilungswinkels ein Kuppelfehler auf. Die Blockierung des zweiten Sonnenrades erfolgt nämlich erst dann, wenn die Sperrklinke an einer Zahnflanke fest zur Anlage gekommen ist Die durch fertigungstechnische Schwierigkeiten begrenzte Höchstzahl der Zähne auf dem Umfang des Sperrades wird nun durch die Übersetzung der Umdrehungszahl ins Schnelle entsprechend Gleichung (2) für den Einkuppelvorgang erhöht, so daß sich der Kuppelfehler um den Faktor der Obersetzung anteilig verkleinert. Der tatsächliche Kuppelfehle-· vermindert sich aber nicht ".ur durch die Übersetzung der Sperrverzahnungsdrehzahl bei der Rückstellung, sondern auch um den Faktor der Untersetzung entsprechend Gleichung (1) aufgrund des zeitgleich einsetzenden Beginns einer neuen tvießperiode. Durch Ausnutzung sowohl der Über- als auch der Untersetzung wird bei einem praktischen Ausführungsbeispiel der tatsächliche Kuppelfehler auf etwa 15% des durch die Zähnezahl der Sperrverzahnung theoretisch vorgegebenen Kuppelfehlers reduziert.As for the locking teeth 17 on the circumference of the second sun gear or on a separate one Ratchet wheel only a limited number of examples To accommodate 100 teeth occurs when the The pawl has a coupling fault due to the pitch angle. The blocking of the second sun gear namely only takes place when the pawl has come to rest firmly on a tooth flank manufacturing difficulties limited maximum number of teeth on the circumference of the ratchet wheel is now through the translation of the number of revolutions into high speed according to equation (2) for the The coupling process is increased, so that the coupling error is proportionally reduced by the factor of the transmission. The actual coupling error - but not "diminishes". Only through the translation of the locking gear speed when resetting, but also by the factor of the reduction according to equation (1) due to the simultaneous start of a new flow period. By taking advantage of both the In a practical exemplary embodiment, the gear ratio as well as the reduction ratio is the actual coupling error to about 15% of the coupling error theoretically given by the number of teeth on the locking teeth reduced.

Für die Sperrverzahnung können verschiedene Zahnformen gewählt werden. Damit lassen sich neben dem Kuppelfehler auch noch andere Fehler, die die Genauigkeit eines Maximumwerkes beeinflussen, zusätzlich korrigieren. Tn Fig. 2 ist eine Zahnform 17 für eine neuxraie renierkorpskiur, in Fig.3 eine Zahnform 17' für positive Fehlerkorrektur mit einer steilen und einer gerundeten Flanke und in F i g. 4 eine Zahnform 17" für negative Fehlerkorrektur mit entgegengesetztem Flankenprofil dargestellt. Die eingezeichneten Pfeile in den Fig. 2-4geben die Drehrichtung bzw.die Kraftrichtung wieder, mit der die blockierte Sperrverzahnung während der Meßperiode an der lediglich jeweils nur angedeuteten Sperrklinke 14a angreift. Durch die Ausbildung der Zahnform 17,17', 17" besteht somit die Möglichkeit, den Summenfe. ier eines Maximumwerkes symmetrisch aufzuteilen.Different tooth shapes can be selected for the locking teeth. This can be used alongside In addition to the coupling error, there are also other errors that influence the accuracy of a maximum work correct. Tn Fig. 2 is a tooth shape 17 for a neuxraie renierkorpskiur, in Fig.3 a tooth shape 17 'for positive error correction with a steep and a rounded flank and in FIG. 4 a tooth shape 17 "for negative error correction is shown with the opposite edge profile Arrows in Figs. 2-4 indicate the direction of rotation or the Direction of force again with which the blocked ratchet teeth engages during the measuring period on the only indicated pawl 14a. The formation of the tooth shape 17, 17 ', 17 "consists thus the possibility of the Summenfe. to be divided symmetrically at a maximum work.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

30 14 claims:

1. Coupling gear for a maximum counter in an electricity meter to drive a Measurement period display, which is set to zero by means of a spring tensioned during maximum measurement is reset, as well as with a locking lever actuated by an electromagnet through which Gear stages blocked via a ratchet wheel during the measurement period and during the decoupling time released for resetting, marked by the use one a first sun gear (5), one in engagement therewith, rotatably mounted on a web (8) Having a planet gear (9) and a second sun gear (10) which in turn meshes with the latter Epicyclic gear, in which during the measuring period the electricity meter (1) driven first sun gear (5) and the planet gear (9) when the second sun gear (10) is blocked

with an output shaft (6) non-rotatably connected web (8) is driven, while in the return by the storage energy of the spring (13) via the web (8) the planet gear (9) and the second Sun gear (10) are driven and the first sun gear (5) by the electricity meter (1) Is blocked

2. Clutch transmission according to claim 1, characterized in that a sun gear (5 or 10) is rotatably mounted on both sides of the web (8) fixedly arranged on the Abtriebsach.e (6)

3. Clutch transmission according to claim 1 and 2, characterized in that the first sun gear (5) provided with external teeth and the web (8) are arranged within a cup-shaped cavity (Wa) of the second sun gear provided with internal teeth (10).

4. Clutch transmission according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second sun gear (10) is also designed as a ratchet wheel and ^{carries a locking toothing (17) on the circumference}

5. clutch transmission according to claim 4, characterized

characterized in that the locking toothing (17) has an asymmetrical tooth shape (17 'or 17 ")

6. Clutch transmission according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first sun gear (5) and a drive gear (5a) are integrally formed.