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Zählwerksantrieb unter Berücksichtigung der Hubgröße, insbesondere
für Gasmesser Die Erfindung bezieht sich auf Zählwerksantriebe, insbesondere für
Gasmesser, bei denen nicht nur die Zahl der Hübe des Meßorgans, beispielsweise einer
Membran, gemessen wird, sondern auch die Wegstrecke Berücksichtigung findet, die
von der Membran bei jedem Hub zurückgelegt wird. Es ist zu diesem Zweck bereits
vorgeschlagen worden, Klinkenantriebe zu benutzen. Der Nachteil von Klinkenantrieben
ist, daß in Abhängigkeit von der Teilung des Zahnkranzes des Klinkenschaltrades
ein gewisser toter Gang der Klinken unvermeidlich ist. Ein solcher toter Gang bedingt
aber einen gewissen Meßfehler. Um diesen Meßfehler, also auch den toten Gang der
Klinken, nach Möglichkeit zu verringern, ist bereits vorgeschlagen worden, Teilklinken
mit versetztem Eingriff zu verwenden. Hierdurch konnte zwar eine gewisse Verringerung
des toten Ganges erzielt werden, jedoch auf Kosten einer größeren Verwicklung des
Antriebes. Es ist ferner vorgeschlt.gen worden, .die Klinken in Verzahnungen mit
verschiedenen Zahnteilungen eingreifen zu lassen, wodurch eine stetige Veränderung
des Eingriffs und damit des toten Ganges der Klinken von Hub zu Hub erzielt wird.
Dadurch wird eine Verringerung des mittleren Meßfehlers erreicht.
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Diese Vorrichtung ist verwickelt, weil sie die Verwendung von zwei
Zahnrädern mit verschiedenen Zahnteilungen bedingt.
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Die Erfindung bezweckt nun, den gleichen Erfolg mit einfachen Mitteln
zu_ erzielen und löst de Aufgabe in der Weise, daß die wirksame Länge der in die
Verzahnung eingreifenden Klinke bei jedem Klinkenhub verändert wird. Die Erfindung
hat den Vorteil, daß nur ein einziges Schaltrad mit gleichbleibender Verzahnung
erforderlich ist, in welches die Klinken eingreifen. Dabei wird infolge der veränderlichen
Länge der wirksamen Klinke der tote Gang der Klinke von Hub zu Hub verändert, so
daß die angestrebte Verringerung des Meßfehlers mit einfachen und zuverlässigen
Mitteln erzielt wird. Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung hat der Zahnkranz
des Schaltrades die Gestalt einer räumlichen Kurve, beispielsweise einer Schraubenlinie,
während die Klinke eine Breite besitzt, die der axialen Höhe dieser räumlichen Kurve
entspricht und
schräg zur Schaltradachse verläuft, so daß bei jedem
Klinkenhub eine andere Länge der Klinke wirksam -wird: Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausführung der Erfindung ist das Schaltrad flach und wird durch irgendeine geeignete
Vorrichtung, beispielsweise eine kurvenartige Nut und einen feststehenden Finger,
axial verschoben. Statt des Schaltrades kann auch die zur Schaltradachse schräge
Klinke verschoben werden.
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Das Schaltrad kann erfindungsgemäß an Stelle einer Stirnverzahnung
eine Kronenverzahnung besitzen, wobei dann entweder der Zahnkranz des Schaltrades
nach einer Kurve verläuft, deren verschiedene Punkte von der Achse verschieden entfernt
sind, oder der Klinkenhebel mittels eines Kurvennockens, beispielsweise eines Exzenters,
radial verschoben wird.
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Bei einer bekannten Ausführungsform von Teilklinken mit versetztem
Eingriff, die zu .einem Klinkenbündel vereinigt sind, kann zwar auch eine Veränderung
der wirksamen Klinkenlänge von Hub zu Hub dadurch erfolgen, daß verschiedene Einzelklinken
nach.-einander zum Eingriff kommen. Diese Vorrichtung beruht aber nicht auf der
zwangsläufigen Veränderung des toten Ganges von Hub zu Hub, vielmehr auf der absoluten
Verringerung des toten Ganges.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im nachfolgenden beschrieben.
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Die Zeichnung veranschaulicht mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Abb. i zeigt in Vorderansicht und Abb. 2 in Seitenansicht eine Ausführungsmöglichkeit.
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Abb. 3 zeigt in Vorderansicht eine weitere Ausführungsmöglichkeit
mit einem axial verschiebbaren Schaltrad.
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Abb.4 zeigt in Vorderansicht eine Ausführungsmöglichkeit mit einem
Schaltrad mit Kronenverzahnung.
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Abb. 5 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit mit einem Schaltrad mit Kronenverzahnung
und einem radial verschiebbaren Klinkenhebel.
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Bei der Ausführung nach Abb. i und :2 sitzt auf der Achse i ein Schaltrad
2, dessen Zahnkranz 3 nach einer räumlichen Kurve, beispielsweise nach einer Schraubenlinie,
verläuft. Das kann auf die Weise erzielt werden, "daß das Rad auf dereeinen Seite
aufgeschnitten ist (Schlitz 4) und! dann räumlich verwunden wird, so daß die beiden
Enden des Zahnkranzes am Schlitz 4 axial klaffen. In das Zahnrad greifen zwei Klinken
5 und 6 ein, die auf Zapfen 7 schwenkbar sitzen, welche in U - förmigen Hebeln 8
gelagert sind. Die Hebel 8 sitzen lose auf der Achse i. An den Zapfen 7 greifen
ferner Hebel 9 und io an, die von dem Meßorgan, beispielsweise der Membran des Gasmessers,
in Richtung der Pfeile ii und i- hin und her bewegt werden. Bei der einen Bewegungsrichtung,
beispielsweise bei der Richtung i i, dreht die Klinke 6, bei der Bewegungsrichtung
12 die Klinke 5 das Zahnrad 2, welches über die Achse i die Bewegung weiter an das
nichtveranschaulichte Zählwerk überträgt.
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Die Klinken 5 und 6 sind so breit, daß sie stets in äen Schaltkranz
3 eingreifen können. Die Klinke 51 besitzt einen zur Schaltradachse schrägen Eingriffsrand
13. Das hat zur Folge, daß bei jedem Klinkenhub die Klinke mit einer anderen Stelle
des Randes 13 in die Verzahnung 3 eingreift, also bei jedem Klinkenhub eine andere
Länge der Klinke wirksam wird. Dadurch wird der tote Gang von Hub zu Hub verändert.
Es ergibt sich daher bekanntlich die Möglichkeit, daß der Mittelwert der toten Hübe
einen geringeren Meßfehler zur Folge hat als bei stets gleichem toten Hub der Klinke.
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Diese Wirkung wird gesteigert, wenn die zweite Klinke 6 einen anderen
Verlauf des Eingriffsrandes besitzt als die Klinke 5. Die Klinke 6 kann einen -zur
Achse parallelen Randhaben oder einen Rand mit einer anderen Schrägheit als die
Klinke 5.
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Eine weitere Verbesserung der Wirkung, d. h. eine weitere Verminderung
des mittleren Meßfehlers wird erzielt, wenn das Schaltrad auf seiner Achse i etwas
exzentrisch sitzt. Der Zahnkranz 3 kann natürlich auch irgendeinen anderen räumlichen
Verlauf haben. Es ist nicht notwendig, daß das Rad auf einer Seite aufgeschnitten
ist, so daß ein klaffender Spalt entsteht. Der Zahnkranz kann räumlich so gebogen
sein, daß eine Unterbrechung nicht erfolgt.
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Nach der Ausführung gemäß Abb. 3 hat das Schaltrad 14 eine flache
Gestalt. Um einen veränderlichen Eingriff der Klinken in den Zahnkranz zu erzielen;
wird das Schaltrad axial verschoben. Zu diesem Zweck ist am Rad auf der einen Seite
ein Flansch 15 vorgesehen, dessen Stirnfläche eine räumliche Kurve darstellt, wobei
ein feststehender Finger 16 vorgesehen ist, gegen welchen diese räumliche Fläche
durch eine Feder 17 gedrückt wird. Die Gestalt der räumlichen Fläche kann beliebig
sein. Erforderlich ist lediglich, daß das Rad 14 bei der Drehung zugleich auch seine
Axiallage verändert. Die einfachste Gestalt der räumlichen Kurvenfläche wäre eine
zur Achse schräge Fläche.
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Statt der Verschiebung des Schaltrades 14 kann auch eine Verschiebung
der Klinken vorgenommen werden. Vorteilhafter ist aber die Verschiebung des Zahnrades,
weil sich
diese Verschiebung leichter und mit einfacheren Mitteln
durchführen läßt als die Verschiebung der Klinken.
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Bei 'der Ausführung nach Abb. .4 ist ein Schaltrad mit einer Kronenverzahnung
vorgesehen. Um den veränderlichen Eingriff zwischen Verzahnung und Klinke zu erzielen,
wird das Zahnrad 18 auf derAchse i9 so aufgesetzt, daß die verschiedenen Zähme der
Verzahnung sich in verschiedenen Abständen von der Achse befinden. Die einfachste
Ausführung ist, wenn das Schaltrad 18 auf der Achse i9 exzentrisch sitzt. Die Klinke
zo muß so bemessen sein, daß der Eingriffsrand -i bei allen Lagen des Zahnrades
i8 stets in Eingriff mit dem Zahnkranz bleibt. Die Verzahnung des Kronenzahnrades
18 kann auch nach irgendeiner anderen Kurve verlaufen, die von einem Kreis abweicht,
beispielsweise nach einer Ellipse, Spirale oder anderen. Der Eingriffsrand 2l verläuft
schräg zu einer Linie, die den Achsmittelpunkt mit dein Klinkenhebelantriebsgelenk
2z verbindet. Bei Verwendung von zwei Klinken erhalten beide Klinken verschiedene
Schrägheiten. Es kann auch die eine Klinke einen Rand besitzen, der parallel zu
der erwähnten Verbindungslinie verläuft, während die andere Klinke einen schrägen
Rand besitzt. Die Wirkung dieses Antriebes ist die gleiche wie der früher beschriebene.
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Bei der Ausführung nach Abb. 5 ist ein Kronenzahnrad z3 vorgesehen,
das auf der Achse a4. zentrisch sitzt. Dafür wird aber der Klinkenhebel
25 radial verschoben, so daß sein Eingriffsrand z6 bei jedem Hub mit einer
anderen Stelle das Rad 23 weiterschaltet. Zur radialen Verschiebung des Klinkenliebels
a5 dient ein auf der Achse 24 sitzender Kurvennocken -;, dessen einfachste Gestalt
ein Exzenter ist. In dem Klinkenhebel ist ein Schlitz 28 und ein Stift 29
vorgesehen, gegen den sich der Umfang des Kurvennockens 27
legt. Bei Verwendung
von zwei Klinken können entweder die Schrägheiten der Eingriffsränder verschieden
sein oder die Gestalten der Kurvennocken.
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Eine weitere Verbesserung des Zählwerksantriebes wird erzielt, wenn
der Zahnkranz des Schaltrades aus zwei oder mehr gleichen Abschnitten besteht, die
verschiedene, jedoch wenig voneinander abweichende Zahnteilungen besitzen, wie es
an sich bereits vorgeschlagen worden ist. Die Anwendung auf Antriebe mit veränderlicher
Klinkenlänge ergibt eine weitere Verfeinerung und Abstufung der Veränderungen der
toten Gänge der Klinken. Bei günstiger Wahl der Abmessungen und der Zähnezahlen
kann in bekannter Weise erzielt werden, daß die Schwankungen der Fehler außerordentlich
gering werden, d. h. daß der Durchschnittsfehler auf ein Mindestmaß herabgedrückt
wird, wenn- auch der einzelne Meßfehler, d. h. der tote ang eines einzelnen Klinkenhubes,
einen verhältnismäßig beträchtlichen Wert haben kann.