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Schaltwerk, insbesondere Zählwerksantrieb Zur Umwandlung hin und her
gehender Bewegungen in drehende Bewegungen eines Drehsinnes, wie sie bei Meßgeräten
verschiedenster Art, z. B. bei Gasmessern, vorkommen, bei denen die Anzahl der Hübe
eines Balgens unter Berücksichtigung der Hubgröße auf ein Zählwerk zu übertragen
ist, sind Vorrichtungen verschiedener Art vorgeschlagen worden. Man hat z. B: Klemmwerke
zu dem Zweck verwandt, bei denen durch zwei von dem betreffenden Schwenkhebel zwangsläufig
in entgegengesetzte Schwingurigen versetzte Hebel oder Scheiben, die mit Hilfe von
Klemmbacken o. dgl. abwechselnd mit einer Reibscheibe gekuppelt werden, die Reibscheibe
in einer Richtung weitergedreht wird. Die Reibscheibe wird dann ihrerseits zum Antrieb
des Zählwerkes verwandt. Andere Zählwerke arbeiten mit Schaltklinken, von denen
die eine auf den Hingang, die andere auf den Rückgang schaltet. Man hat auch vorgeschlagen,
bei derartigen Antrieben statt einfacher Schalt- und Sperrklinken sogenannte Teilklinken
oder laufende Schaltsperren zu verwenden. Nach einem anderen Vorschlag wird durch
die hin und her gehende Bewegung ein Kapselgehäuse mit zwei Schraubenmuttern auf
einer Spindel entlang bewegt, von denen die eine Mutter rechtsgängig, die andere
linksgängig geschnitten ist und je mit einer auf die gleiche Spindel aufgeschnittenen
rechts- und linksgängigen Schnecke in Eingriff steht. Beim Hin- und Rückgang wird
die eine oder die andere. Mutter mittels je einer Zahnteilung in dem Kapselgehäuse
gegen Drehung gesichert, so daß beim Hingang die eine Mutter, z. B. die mit dem
Linksgewinde, in dem Kapselgehäuse feststeht und über die linksgängige Schnecke
die Spindel in Drehung versetzt, während diese Mutter sich beim Rückgang aus der
Verzahnung mit dem Kapselgehäuse löst und die andere Mutter in die Verzahnung eingreift
und dadurch mit der rechtsgängigen Schnecke die Spindel in der gleichen Richtung
dreht.
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Diese bekannten Zählwerksantriebe sind entweder verhältnismäßig umständlich
und teuer herstellbar und daher im . Betrieb empfindlich, oder aber sie leiden an
dem Nachteil, daß keine stetige, sondern nur eine unstetige Übertragung der hin
und her gehenden Bewegung auf die drehende Bewegung stattfindet. Infolgedessen tritt
bei jedem Umschalten ein Fehler auf, der bis zu der Breite einer Zahnlücke ansteigen
kann. Wenn diese Fehler überwiegend in einer Richtung wirken, so können sie sich
zu recht beträchtlichen Beträgen aufsummieren.
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Durch die Erfindung wird ein sehr einfaches Schaltwerk geschaffen,
welches eine vollkommen stetige Übertragung der hin und her gehenden Bewegung in
die drehende Bewegung vermittelt und daher von den genannten Fehlerquellen frei
ist. Ähnlich wie
bei dem zuletzt genannten, mit zwei Schraubenmuttern
und einer rechts- und linksgängigen Schnecke arbeitenden Schaltwerk ist auch bei
dem neuen Schaltwerk am hin und her gehenden Teil ein Antriebsteil mit Schneckenverzahnung
derart gelagert, daß es in der einen Hubrichtung gegen Drehung gesperrt, in der
anderen Hubrichtung gegen Drehung freigegeben ist. Das neue Schaltwerk kennzeichnet
sich dem Bekannten gegenüber aber dadurch, daß das Antriebsteil an dem einen Ende
mit einem Stützlagerteil, welches spielend leichte Drehung gewährleistet, an dem
anderen Ende aber mit einer Reibfläche versehen ist, die sich beim Rückgang gegen
eine feste Reibfläche legt. Bei dem neuen Schaltwerk erfolgt also die Hemmung gegen
Drehung durch. Reibung, während bei der erwähnten bekannten Vorrichtung Fehler durch
den toten Gang der Zahnteilungen vorkommen können, die die Kapselmuttern gegen Drehung
sichern.
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Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung
unter Fortlassung aller nicht zur Erfindung gehörenden Teile schematisch dargestellt.
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Das hin und her gehende bewegliche Teil greift an dem um die Achse
2 drehbar gelagerten Hebel i an, welcher mit seinem freien Ende durch eine Öffnung
17 in der Schubstange 5 hindurchragt, die in den Gleitlagern 3 und 7 verschiebbar
gelagert ist. Mit der Schubstange 5 ist die zu dieser parallel gelagerte Schubstange
6 durch die Strebe 4 fest verbunden. Das freie Ende der Schubstange 6 wird in dem
Gleitlager S geführt. In den in der Schubstange 5 angeordneten Lagern i i und 12
ist eine Schnecke 9 drehbar . gelagert, während in den an der Schubstange 6 befestigten
Lagern i3 und 14 eine zweite Schnecke io drehbar gelagert ist. Die Schnecken 9 und
io sind mit je zwei dünnen Lagerzapfen versehen. Während die Lager ii bzw. 13 als
tiefe Bohrungen ausgeführt sind, sind die Lager i2 bzw. 14 als Hohlkörner ausgebildet.
Die beiden Schnecken haben in ihren Lagern ein geringes axiales Spiel. Bei einer
auf die Schnecke 9 bzw. io in Richtung auf die Lager ii bzw. i3 ausgeübten axialen
Schubwirkung kommen die Stirnflächen der Schnecken 9 bzw. io mit den betreffenden
Flächen der Lager ii bzw. 13 in Berührung. Die dadurch entstehende Reibung
hindert die Schnecken an einer Drehung um ihre Achsen. Bei einer in entgegengesetzten
Richtungen, also in Richtung auf die Lager 12 bzw. 14, auf die Schnecken ausgeübten
Schubwirkung werden dagegen die betreffenden Stirnflächen der Schnecken 9 bzw. io
von den Flächen der Lager ii bzw. 13 frei, während sich die anderen Lagerzapfen
gegen die Hohlkörner i2 bzw. 14 stützen und Drehung der Schnecken 9 bzw. io zulassen.
Die beiden Schnecken greifen an gegenüberliegenden Stellen in das als Schneckenrad
ausgebildete Schaltrad 15 ein, welches um seine zentrische Achse 16 frei dreht ar
gelagert ist.
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Wird der Hebel i an seinem unteren Ende aus der gezeichneten Lage
nach rechts bewegt, so schiebt er die Schubstange 5 und die mit ihr fest verbundene
Schubstange 6 nach links. Hierbei wird infolge des am Schaltrad 15 auftretenden
Widerstandes die Schnecke 9 mit ihrer breiten Auflage gegen das Lager i i gedrückt.
Dadurch entsteht eine Reibung, die zusammen. mit der Reibung in der Verzahnung eine
Drehung der Schnecke um ihre Achse hindert. Infolgedessen nimmt die Schnecke 9 das
Schneckenrad i5 bei jeder Bewegung der Schubstange 5 nach links mit und erteilt
ihm eine der Weglänge genau entsprechende Drehung in Pfeilrichtung um die Achse
16. Gleichzeitig löst sich die Stirnfläche der Schnecke io von der Fläche des Lagers
13, während sich der rechte dünne Zapfen gegen den Hohlkörner des Lagers
14 stützt. Die hierbei auftretende, sehr viel geringere Reibung gestattet der Schnecke
io, sich zu drehen, so daß sie unter dem sich nach links drehenden Schaltrad 15
-hinweggleitet.
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Kehrt die Bewegung des Hebels i nach der entgegengesetzten Richtung
um, so vertauscht sich die Arbeitsweise der beiden Schnecken derart, daß sich die
Schnecke io mit ihrer Stirnfläche gegen die Fläche des Lagers 13
legt und
dadurch, am Drehen verhindert, das Schaltrad i 5 mitnimmt und ihm ebenfalls eine
Drehung in Pfeilrichtung um seine Achse 16 erteilt, während die Schnecke 9 von dem
Lager i i abgehoben und mit ihrem dünnen Zapfen gegen den Hohlkörner des Lagers
12 gedrückt wird und frei drehend über das Schaltrad hinweggleitet.
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Auf diese Weise wird die hin und her gehende Bewegung des Hebels i
in eine stetige, in ein und derselben Drehrichtung @erfolgende Drehung des Schaltrades
15 verwandelt, ohne daß ein veränderliches, Übertratragungsfehler erzeugendes
Spiel auftritt. Das Spiel, das in der Verzahnung zwischen Schnecken und Schneckenrad
vorhanden ist, verursacht keinerlei Übertragungsfehler, weil es in seiner Größe
stets gleichbleibt und sich daher ausgleicht.
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Die Steigungen der Schnecken 9 und io sind so zu wählen, daß die Schnecken
nicht selbsthemmend sind. Man wird jedoch zweckmäßig die Steigungen nicht zu steil
wählen, da es sonst vorkommen könnte, daß auch die durch Anliegen der oberen Stirnflächen
der Schnecken an die Lagerflächen i i bzw. 13 verursachte Lagerreibung nicht ausreicht,
um
eine Drehung der betreffenden Schnecke zu hindern. Am vorteilhaftesten
ist es daher, die Steigung der Schnecken nur wenig höher zu wählen, als dem Zustand
der Selbsthemmung entspricht. Da für Gleitlager Selbsthemmung der Schnecke bei 6112°
eintritt, so empfiehlt sich für die Schneckeneine Steigung von 8 bis 15',
wenn man nicht noch in bekannter Weise andere die Drehung der Schnecken in der einen
Richtung verhindernde Mittel vorsehen will.
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Schaltwerke nach der Erfindung dienen vorzugsweise zum Antrieb von
Zählwerken in Gasmessern, lassen sich aber auch zu den verschiedensten anderen Zwecken
verwenden. In baulicher Hinsicht sind natürlich gegenüber dein dargestellten Ausführungsbeispiel
die verschiedensten Änderungen möglich, die sich nach Verwendungszweck und sonstigen
Anforderungen im Bedarfsfall von selbst ergeben. In Fällen, in denen der Antrieb
des Schaltrades nicht stetig bei Hin- und Rückgang, sondern absatzweise etwa nur
beim Hingang erfolgen soll, genügt eine einzige Schubstange mit einer einzigen Schnecke
oder einem sonstigen in der einen Richtung gegen die Schubstange beweglichen, in
deren anderen Richtung gegen die Schubstange gehemmten verzahnten Teil. Für solche
Anwendungen wird eine Sperrung der Schnecke in einer Drehrichtung zweckmäßig sein,
die mit bekannten Mitteln, z. B. mit Freilaufgetrieben, bewirkt werden kann.