DE3720086A1 - Vorrichtung zur erfassung der anzahl der umdrehungen einer unregelmaessig rotierenden achse eines mechanischen messwerks - Google Patents
Vorrichtung zur erfassung der anzahl der umdrehungen einer unregelmaessig rotierenden achse eines mechanischen messwerksInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der
Anzahl der Umdrehungen einer unregelmäßig rotierenden Achse
eines mechanischen Meßwerks gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise bekannt aus
der DE-PS 9 32 524. Sie besitzt eine frei drehbar gelagerte
Scheibe, die von einer Feder - Spiralfeder oder Blattfeder -
in einer Ruhestellung gehalten wird. Mit der Achse, deren
Umdrehungszahl zu zählen ist, ist ein Mitnehmer verbunden,
der mit einem Nocken an der Scheibe in Eingriff gelangt und
die Scheibe gegen die Wirkung der Feder dreht. Sobald
Scheibe und Feder ihren äußeren Totpunkt erreicht haben,
dreht sich die Scheibe unter der Wirkung der Feder
beschleunigt weiter und betätigt dabei mittels eines
Schaltnockens kurzzeitig einen elektrischen Schaltkontakt.
Diese Anordnung bewirkt, daß der Schaltkontakt bei jeder
Umdrehung exakt nur einen zeitlich definierten Impuls
erzeugt. Eine schleichende, die Kontakte belastende
Kontaktgabe, eine Dauerkontaktgabe, die den Stromverbrauch
erhöht und die elektrischen Auswerteschaltungen belastet,
sowie eine Mehrfachkontaktgabe, beispielsweise aufgrund von
mechanischen Toleranzen im Meßwerk, werden so vermieden.
Um die Rückwirkung der Vorrichtung auf das Meßwerk möglichst
gering zu halten, sollte die Federkraft möglichst gering
sein. Das System aus Feder und Scheibe ist jedoch
schwingfähig, so daß die Scheibe eine gewisse Zeit um den
inneren Totpunkt pendelt, bis sie zur Ruhe kommt, wobei die
Amplitude dieser Pendelung um so größer ist, je kleiner die
Federkraft ist. Man beobachtet deshalb immer wieder eine
unerwünschte Mehrfach-Kontaktgabe.
Versucht man, das schwingfähige System dadurch zu
beeinflussen, daß auch die Masse der Scheibe reduziert wird,
so verringert sich im gleichen Maße auch die Reibung im
System. Dadurch werden die Pendelschwingungen der Scheibe
noch weniger gedämpft.
Versucht man, die Reibung durch zusätzliche Maßnahmen zu
erhöhen, beispielsweise durch Verwendung einer Blattfeder,
an der ein entsprechend flächig ausgebildeter Nocken
entlanggleitet, so erhöht dies wieder die unerwünschte
Rückwirkung auf das Meßwerk.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Vorrichtung der eingangs genannten Art derart
weiterzubilden, daß bei geringer Rückwirkung auf das Meßwerk
eine sichere Kontaktgabe definierter Dauer ohne
Mehrfach-Kontaktgabe möglich wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1.
Die Verwendung von Dauermagneten zur Hemmung bzw.
Beschleunigung des Geberträgers hat eine Reihe von
Vorteilen. Zunächst ist die Rückwirkung auf das Meßwerk
gering, da die von den Magneten erzeugten Kräfte mit
zunehmendem Abstand sehr schnell abnehmen. Aus demselben
Grund ist auch die Neigung des Geberträgers zum Pendeln
reduziert. Die Dauermagnetkräfte wirken reibungsfrei, was
die Rückwirkung auf das Meßwerk ebenfalls gering hält. Der
noch bestehende Rest an Pendelneigung wird durch den
mitrotierenden Anschlag, der die beschleunigte Drehbewegung
des Geberträgers begrenzt, völlig unterdrückt. Auf diese
Weise ist es möglich, so empfindliche Schaltkontakte wie
eine Reed-Röhre zu verwenden, die während jeder Umdrehung
der Achse dann nur einen einzigen Impuls definierter Dauer
und Amplitude abgibt.
Um die Dauer des Kontaktimpulses verlängern zu können, ohne
die sonstigen Eigenschaften der Vorrichtung zu beeinflussen,
ist gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung der
Gebermagnet ein radial magnetisierter Sektormagnet.
Um eine definierte Ruhelage des Geberträgers zu bekommen,
ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung gegenüber dem
Kraftmagnet ein weiteres, magnetisch aktives Element, z.B.
ein Stahlstift oder ein dritter Dauermagnet, stationär
angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind
Koppelelement und Geberträger als Scheiben ausgebildet, die
koaxial, d.h. auf-, über- oder ineinander, gelagert sind.
Eine solche Konstruktion benötigt wenig Grundfläche.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
übrigen Unteransprüchen. Diese und die mit der Erfindung
erreichbaren Vorteile sollen im folgenden anhand der
Zeichnungen in Form eines Ausführungsbeispiels erläutert
werden.
Es zeigen
Fig. 1 einen auszugsweisen Querschnitt durch und
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Meßwerk eines
Wasserverbrauchzählers.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Zifferblatt 1 eines
Meßwerks eines Wasserverbrauchzählers. Zur Anzeige des
gemessenen Verbrauchs ist wenigstens eine der Meßwerkachsen
2 durch das Zifferblatt 1 hindurchgeführt. Auf der Oberseite
befindet sich üblicherweise ein Zeiger, der sich gegenüber
einer Meßskala bewegt. Die Drehgeschwindigkeit der
Zeigerachse 2 ist mit Hilfe eines Reduktionsgetriebes
entsprechend der Skalenwerte eingestellt.
Die Meßwerkachse 2 ist mit einer Vorrichtung zur Erfassung
der Anzahl der Umdrehungen ausgerüstet. Es handelt sich um
einen scheibenförmigen Geberträger 4, der einen
Dauermagneten als Geber 8 trägt. Neben dem Geberträger 4 ist
ein Dauermagnet als Krafterzeuger 7 angeordnet. Neben dem
Geberträger 4 und im Wirkungsbereich des Gebermagneten 8 ist
eine Reed-Röhre 5 montiert.
Sobald sich die Meßwerksachse 2 und die mit ihr verbundene
Koppelscheibe 3 drehen, geraten ihre Nocken 3.1, 4.1 in
Eingriff, so daß sich die Geberscheibe 4 mitdreht.
Gebermagnet 8 und Kraftmagnet 7 sind so angeordnet, daß
gleichnamige Pole S, S zueinander zeigen. Die dadurch
bedingte Abstoßung hemmt die Drehbewegung der
Geberträgerscheibe 4 bei Annäherung an den stationären
Kraftmagneten 7. Sobald der Gebermagnet 8 den Punkt der
höchsten Annäherung überschritten hat, beschleunigt die
abstoßende Magnetkraft die Geberträgerscheibe 4, worauf die
Nocken 3.1, 4.1 außer Eingriff geraten und die Geberscheibe
4 sich frei schnell weiterdreht und der Gebermagnet 8 die
Kontakte der Reed-Röhre 5 betätigt.
Um zu verhindern, daß die Geberträgerscheibe 4 um den
inneren Ruhepunkt hin- und herpendelt, ist an der
Koppelscheibe 3 ein weiterer Nocken 3.2 als Anschlag
vorgesehen. Gegen diesen läuft der Nocken 4.1 an der
Unterseite der Geberträgerscheibe 4 an, wodurch diese sofort
abgebremst wird.
Statt an der Oberseite der Geberträgerscheibe 3 kann der
Anschlagnocken auch an der Unterseite der Geberträgerscheibe
4 angeordnet werden.
Sollte sich einmal die Achse 2 rückwärts drehen,
beispielsweise im Falle eines Defektes oder dergleichen,
wird auch die Geberträgerscheibe 4 rückwärts gedreht. Dabei
bewegt sich der Dauermagnet 8 langsam und ungleichmäßig an
der Reed-Röhre 5 vorbei, deren Kontakte so erheblich länger
geschlossen bleiben als im Normalfall. Der Störfall kann auf
diese Weise als solcher erkannt werden.
Dem Kraftmagnet 7 gegenüber, d.h. im Bereich des Ruhepunktes
der Geberträgerscheibe 4, ist ein weiterer Dauermagnet 6
angeordnet. Dieser zieht den Gebermagnet 8 an und fixiert so
die Geberträgerscheibe 4 in dieser Stellung, bis der Nocken
3.1 der Koppelscheibe 3 die Geberträgerscheibe 4 mitnimmt.
Anstelle eines Dauermagneten 6 kann auch ein einfacher
Stahlstift verwendet werden.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 1.
Der Gebermagnet 8 ist als Sektormagnet ausgebildet, der über
einen Sektor 8.1, der einen Winkelbereich alpha
überstreicht, radial magnetisiert ist. Durch Verändern des
magnetisierten Sektors 8.1 ist es möglich, die Zeitdauer,
während der die Reed-Röhre 5 geschaltet wird, zu
beeinflussen, ohne die übrigen Parameter der Vorrichtung zu
verändern.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Erfassung der Anzahl der Umdrehungen
einer unregelmäßig rotierenden Achse (2) eines mechanischen
Meßwerks, enthaltend ein mit der Achse (2) umlaufendes
Koppelelement (3) mit einem Nocken (3.1), einen drehbar
gelagerten Geberträger (4) mit einem weiteren Nocken (4.1),
der mit dem ersten Nocken (3.1) zusammenwirkt, und einem
mitrotierenden Geber (8), einen stationär angebrachten
Schaltkontakt (5), der bei jeder Umdrehung schaltet, und
einen Krafterzeuger (7), der die Drehbewegung des
Geberträgers (4) vor einem äußeren Totpunkt über einen
gewissen Drehwinkelbereich hemmt und nach Überschreiten des
Totpunktes beschleunigt, dadurch gekennzeichnet, daß der
Geber (8) ein Dauermagnet, der Schaltkontakt (5) eine
Reed-Röhre ist, daß der Krafterzeuger (7) ein stationärer
Dauermagnet ist, wobei die gleichnamigen Pole (S, S) von
Gebermagnet (8) und Kraftmagnet (7) zueinander zeigen, und
daß am Koppelelement (3) ein mitrotierender Anschlag (3.2)
vorgesehen ist, der die beschleunigte Drehbewegung des
Geberträgers (4) begrenzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gebermagnet (8) ein radial magnetisierter
Sektormagnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß gegenüber dem Kraftmagnet (7) ein
weiteres, magnetisch aktives Element (6), z.B. ein
Stahlstift oder ein dritter Dauermagnet, stationär
angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Koppelelement (3) und der
Geberträger (4) als Scheiben ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheiben koaxial gelagert sind.
6. Verwendung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis
5 bei Wasserzählern mit elektrischer Fernanzeige des
Verbrauchs.
Priority Applications (1)
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