EP0024647A1 - Rollenzählwerk - Google Patents

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EP0024647A1
EP0024647A1 EP80104824A EP80104824A EP0024647A1 EP 0024647 A1 EP0024647 A1 EP 0024647A1 EP 80104824 A EP80104824 A EP 80104824A EP 80104824 A EP80104824 A EP 80104824A EP 0024647 A1 EP0024647 A1 EP 0024647A1
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EP
European Patent Office
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roller
axis
stator
rotor
counter according
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EP80104824A
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Andreas Ing. Grad. Haller
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Irion and Vosseler Zaehlerfabrik GmbH and Co
Original Assignee
Irion and Vosseler Zaehlerfabrik GmbH and Co
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06M—COUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06M1/00—Design features of general application
    • G06M1/02—Housing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06M—COUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06M1/00—Design features of general application
    • G06M1/08—Design features of general application for actuating the drive
    • G06M1/10—Design features of general application for actuating the drive by electric or magnetic means
    • G06M1/102—Design features of general application for actuating the drive by electric or magnetic means by magnetic or electromagnetic means
    • G06M1/107—Design features of general application for actuating the drive by electric or magnetic means by magnetic or electromagnetic means electromotors

Definitions

  • the invention relates to a roller counter of the type specified in the preamble of the main claim.
  • roller counter the number rollers of which are driven by a stepper motor, which is fed from a pulse circuit.
  • roller counters According to the current state of the art, it is possible to produce roller counters with relatively small dimensions at a reasonable cost. In contrast, the stepper motors that have become known for this application still require a relatively large amount of space.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a roller counter of the generic type driven by a stepping motor with a smaller space requirement, the power requirement for controlling the stepping motor also being reduced.
  • stepper motor which is defined in the characterizing part of patent claim 1.
  • An important prerequisite for the solution of the invention is to provide legs arranged in the stator of the stepping motor parallel to the number roller axis and having pole plates with pole shoes arranged at right angles thereto, the rotor mounted between them being axially parallel and laterally offset to the number roller axis.
  • stator legs with the stator coil are arranged parallel to and radially next to the number roller axis and the shift drive axis according to the invention, the overall depth or width is considerably reduced compared to roller counters which are driven by conventional stepping motors.
  • the construction according to the invention also leads to a more favorable magnetic flux and to a reduction in friction losses, as a result of which the overall power requirement for controlling such a roller counter is reduced.
  • the leg carrying the stator coil that is to say the coil core
  • the leg carrying the stator coil can be designed as a cylindrical bolt which is connected to the associated pole plate.
  • the meter rack itself is included in the stator.
  • it must consist of soft magnetic material and can form the stator part with one leg, one pole plate and the yoke, the number roller and shift drive axes being mounted between the pole plate and the yoke.
  • a plastic part is provided for mounting the rotor axis, which mechanically bridges the pole plates of the stator and keeps them at a fixed distance from one another. If such plastic parts are provided on both sides of the pole shoes, the rotor axis can be mounted on both sides in this way.
  • the rotor can either be a gear can be connected to the first number roller of the roller counter or also directly to the first number roller.
  • the drive axis can also form the rotor axis at the same time.
  • a further design simplification can be achieved in that the coil body of the stator coil, which is also made of plastic, is integrally connected to the rotor bearing.
  • a window part preferably made of clear plastic, can also be connected to this component; which covers the number rolls on the front.
  • the roller counter can thus be reduced to a few compact assemblies which are simple and inexpensive to manufacture and assemble and which furthermore require a reduction in the power requirement for actuation.
  • Both exemplary embodiments of the roller counter according to the invention are constructed in such a way that the stepping motor is integrated into the mechanical roller counter, the counter frame simultaneously taking over the function of the stator.
  • the essential components of the meter frame consist of the pole plate 11 or 11 ', the yoke plate 13 and the leg part 12 and 12' connecting these two parts.
  • the counter frame is supplemented to form the complete stator by the further pole plate 14 or 14 ', the cylindrical coil core 15 forming the second leg of which is connected to the pole plate 13.
  • the stator coil 16 wound on the coil former 17 or 17 ' is attached to this second leg. It is supplied with current via the connection terminals 16a and 16b.
  • the pole plates 11 and 14 or 11 'and 14' form the pole shoes 11a and 14a or 11'a and 14'a which are adapted to the rotor 20.
  • the rotor drives the number rollers, which can be rotated side by side on a number roller axis 22, of which only the first and last 23, 23 'and 24 are shown.
  • the shifting drives rotatably arranged between the numbering rolls on the shift drive shaft 25, serve to advance adjacent number rolls, of which only the first 26 and last 27 can also be seen.
  • the permanent magnetic rotor 20 is directly rotatable on the outer end of the number roller axis 22; its axis 21 thus merges directly into the number roller axis 22, the rotor being connected in a rotationally fixed manner to the first number roller 23.
  • the axis 21/22, on which the rotor 20 is rotatably mounted is supported on both sides between the plastic part and the yoke 13.
  • the inner plastic part 17a is connected in one piece to the coil former 17, on the outer web part 17b of which the plastic part 18 serving as the outer rotor bearing rests.
  • the second exemplary embodiment according to FIGS. 4 to 6 differs from the one explained above essentially in that the rotor 20 does not drive the first number roller 23 'directly but indirectly via the transmission chain 28 and 23a'.
  • the pinion 28 is firmly seated on the rotor axis 21, which is likewise firmly connected to the rotor 20, and is in engagement with the toothed ring 23a ', which is integral with the number roller 23'.
  • the bearings for the Number roller axis 22 and the rotor are designed differently.
  • the coil former 17 ' is the flange part shown on the left in FIGS. 4 and 6, in which the rotor axis 21 and the number roller axis 22 are supported at their left ends.
  • the rotor axis with the pinion 28 is rotatably supported on the shift drive shaft 25 without, however, being connected to the shift drive 26 in a rotationally fixed manner.
  • the front cover of the number rollers is not shown in either embodiment. This can e.g. be arranged between the end faces of the components 17a or 17a 'and 13 and be firmly connected at least on one side to the coil former 17 or 17'.

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Abstract

Rollenzählwerk, dessen Zahlenrollen (23, 24) über Schalttriebe (26, 27) von einem impulsgespeisten Schrittschaltmotor angetrieben werden. Zur Erzielung eines geringen Platzbedarfes und Herabsetzung des Leistungsbedarfs ist der Schrittschaltmotor in das Rollenzählwerk integriert. Der Stator weist zwei parallel zur Zahlenrollenachse (22) angeordnete Schenkel (15) auf, weiche an einem Ende über ein Jochblech (13) miteinander verbunden sind. Am anderen Ende weisen diese Schenkel (15) jeweils Polbleche mit Polschuhen auf, zwischen welchen der Rotor drehbar gelagert ist. Die Statorspule (16) ist wenigstens auf einem der beiden Schenkel (15) über die gesamte Schenkellänge verteilt gewickelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Rollenzählwerk der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Art.
  • Es handelt sich hierbei um ein Rollenzählwerk, dessen Zahlenrollen mittels eines Schrittschaltmotors angetrieben werden, welcher aus einer Impulsschaltung gespeist wird.
  • Nach dem heutigen Stand der Technk ist es möglich, Rollenzählwerke mit relativ kleinen Dimensionen bei vertretbarem Kostenaufwand zu produzieren. Demgegenüber haben die für diesen Anwendungszweck bisher bekanntgewordenen Schrittschaltmotoren noch einen relativ großen Platzbedarf.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt darum die Aufgabe zugrunde, ein von einem.Schrittschaltmotor angetriebenes Rollenzählwerk der gattungsgemäßen Art mit geringerem Platzbedarf zu schaffen, wobei ferner der Leistungsbedarf zur Ansteuerung des Schrittschaltmotors herabgesetzt werden soll.
  • Diese Aufgabe wird nach dem Grundgedanken vorliegender Erfindung durch eine Neugestaltung des Schrittschaltmotors gelöst, die in den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ge-Eine für die Lösung der Erfindung wichtige Voraussetzung besteht darin, im Stator des Schrittmotors parallel zur Zahlenrollenachse angeordnete Schenkel vorzusehen, die rechtwinklig zu diesen angeordnete Polbleche mit Polschuhen aufweisen, wobei der zwischen diesen gelagerte Rotor achsparallel und seitlich versetzt zur Zahlenrollenachse gelegen ist.
  • Dadurch, daß erfindungsgemäß die Statorschenkel mit der Statorspule parallel zu und radial neben der Zahlenrollenachse und der Schalttriebachse angeordnet sind, wird die Bautiefe bzw. Breite verglichen mit Rollenzählwerken, die von herkömmlichen Schrittschaltmotoren angetrieben sind, ganz erheblich reduziert.
  • Eine weitere Platzersparnis ergibt sich dadurch, daß durch die winklige Anordnung der Polbleche der Rotor in unmittel bare Nachbarschaft der anzutreibenden Zahlenrolle gelangt, wodurch sich das Getriebe vereinfacht.
  • Die erfindungsgemäße Konstruktion führt ferner zu einem günstigerem magnetischen Fluß und zu einer Herabsetzung der Reibungsverluste, wodurch insgesamt der Leistungsbedarf für die Ansteuerung eines derartigen Rollenzählwerkes herabgesetzt wird.
  • Um eine einfache Herstellung und Montage zu ermöglichen, kann der die Statorspule tragende Schenkel, also der Spulenkern, als zylindrischer Bolzen ausgebildet sein, der mit dem zugehörigen Polblech verbunden ist.
  • Es ist jedoch auch möglich, beide entsprechenden Statorteile, also den jeweiligen Schenkel mit dem zugehörigen Polblech,jeweils einstückig und ggf. gleich auszubilden.
  • Eine ganz wesentliche Kostenersparnis ergibt sich, wenn, wie mit der Erfindung ferner vorgeschlagen wird, das Zählergestell selbst in den Stator einbezogen wird. In diesem Fall muß es aus weichmagnetischem Material bestehen und kann das Statorteil mit einem Schenkel, einem Polblech und dem Joch bilden, wobei die Zahlenrollen-und Schalttriebsachsen zwischen dem Polblech und dem Joch gelagert sind. Zur Lagerung der Rotorachse ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ein Kunststoffteil vorgesehen, welches die Polbleche des Stators mechanisch überbrückt und diese in einem festen Abstand voneinander hält. Sind derartige Kunststoffteile beidseitig der Polschuhe vorgesehen, so kann die Rotorachse beidseitig in dieser Weise gelagert sein.
  • Je nach Auslegung des elektrischen Teils des Rollenzählwerkes bzw. seiner Ansteuerung kann der Rotor entweder über ein Getriebe mit der ersten Zahlenrolle des Rollenzählwerkes oder auch unmittelbar mit der ersten Zahlenrolle verbunden sein. Auch kann die Triebachse zugleich die Rotorachse bilden.
  • Eine weitere konstruktive Vereinfachung ist dadurch erzielbar, daß der gleichfalls aus Kunststoff bestehende Spulenkörper der Statorspule mit dem Rotorlager einstückig verbunden ist.
  • Mit diesem Bauteil kann schließlich auch ein vorzugsweise aus klarsichtigem Kunststoff bestehendes Fensterteil verbunden sein; welches die Zahlenrollen auf der Frontseite abdeckt.
  • Durch konsequente Anwendung der erfindungsgemäßen Vorschläge kann somit das Rollenzählwerk auf wenige kompakte Baugruppen reduziert werden, die einfach und kostengünstig herzustellen und zu montieren sind und die darüber hinaus eine Herabsetzung des Leistungsbedarfs zur Ansteuerung bedingen.
  • Weiter konstruktive Einzelheiten erfindungsgemäß gestalteter Rollenzählwerke sind nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen
    • Fig. 1 Aufsicht eines erfindungsgemäßen Rollenzählwerkes nach einem ersten Ausführungsbeispiels,
    • Fig. 2 Seitenansicht des Zählwerks gem. Fig. 1 in Richtung I-II in Fig. 1 gesehen,
    • Fig. 3 Stirnansicht des Zählwerks in Richtung III-III in Fig. 1 gesehen,
    • Fig. 4 Aufsicht eines erfindungsgemäßen Zählwerkes nach einem zweiten Ausführungsbeispiels,
    • Fig. 5 Seitenansicht des Zählwerks in Richtung V-V in Fig. 5 gesehen und
    • Fig. 6 Stirnansicht des Zählwerks in Richtung VI-VI in Fig. 4 gesehen.
  • Bei den beiden Ausführungsbeispielen gem. Fig. 1 bis 3 einerseits und Fig. 4 bis Fig. 6 andererseits sind identisch Bauteile mit identischen Ziffern bezeichnet, während entsprechende Bauteile bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gem. Fig. 4 bis 6 mit gestrichenen Ziffern versehen sind.
  • Beide Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Rollenzählwerkes sind so aufgebaut, daß der Schrittschaltmotor in das mechanische Rollenzählwerk integriert ist, wobei das Zählergestell gleichzeitig die Funktion des Stators übernimmt.
  • So bestehen die wesentlichen Bauteile des Zählergestells aus dem Polblech.11 bzw. 11', dem Jochblech 13 und dem diese beiden Teile miteinanderverbindenden Schenkelteil 12 und 12' . Das Zählergestell wird zum vollständigen Stator ergänzt durch das weitere Polblech 14 bzw. 14', dessen den zweiten Schenkel bildender zylindrischer Spulenkern 15 mit dem Polblech 13 verbunden ist. Auf diesem zweiten Schenkel ist die auf den Spulenkörper 17 bzw. 17' gewickelte Statorspule 16 angebracht. Sie wird über die Anschlußklemmen 16a und 16b beströmt.
  • Die Polbleche 11 und 14 bzw. 11' und 14' bilden dem Rotor 20 angepaßte Polschuhe 11a und 14a bzw. 11'a und 14'a. Der Rotor treibt die auf einer Zahlenrollenachse 22 nebeneinander verdrehbar angeordneten Zahlenrollen an, von welchen jeweils nur die erste und letzte 23, 23' bzw. 24 dargestellt sind. Dem Weiterschalten benachbarter Zahlenrollen dienen die zwischen den Zahlenrollen auf der Schalttriebachse 25 drehbar angeordneten Schalttriebe, von welchen gleichfalls nur die erste 26 und letzte 27 zu sehen sind.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 bis 3 sitzt der permanentmagnetische Rotor 20 unmittelbar frei verdrehbar auf dem äußeren Ende der Zahlenrollenachse 22; seine Achse 21 geht also unmittelbar in die Zahlenrollenachse 22 über, wobei der Rotor drehfest mit der ersten Zahlenrolle 23 verbunden ist.
  • Bei-diesem Ausführungsbeispiel ist die Achse 21/22, auf welcher der Rotor 20 drehend gelagert ist, beidseitig zwischen dem Kunststoffteil und dem Joch 13 gelagert. Die Kunststoffteile 17a und 18, die auch einteilig sein können, legen die Polbleche 11 und 14 gegeneinander fest. Hierbei ist das innere Kunststoffteil 17a einstückig mit dem Spulenkörper 17 verbunden, an dessen äußeren Stegteil 17b das als äußeres Rotorlager dienende Kunststoffteil 18 anliegt.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bis 6 unterscheidet sich von dem zuvor erläuterten im wesentlichen dadurch, daß der Rotor 20 die erste Zahlenrolle 23' nicht direkt sondern indirekt über die Getriebekette 28 und 23a' antreibt. Hierbei sitzt das Ritzel 28 fest auf der mit dem Rotor 20 gleichfalls fest verbundenen Rotorachse 21 und steht im Eingriff mit dem Zahnkranz 23a', der mit der Zahlenrolle 23' einstückig ist. Wegen der unterschiedlichen Antriebsart sind zwangsläufig die Lager für die Zahlenrollenachse 22 und den Rotor anders ausgebildet. Einstückig mit dem Spulenkörper 17' ist das in den Figuren 4 und 6 links dargestellte Flanschteil,in welchen die Rotorachse 21 und die Zahlenrollenachse 22 an ihren linken Enden lagert sind.
  • Auf der innen gelegenen Seite stützt sich die Rotorachse mit dem Ritzel 28 auf der Schalttriebachse 25 verdrehbar ab, ohne jedoch mit dieser bzw. dem Schalttrieb 26 drehfest verbunden zu sein. Nicht dargestellt sind bei beiden Ausführungsbeispielen die frontseitige Abdeckung der Zahlenrollen. Diese kann z.B. zwischen den Stirnseiten der Bauelemente 17a bzw. 17a' und 13 angeordnet sein und wenigstens einseitig mit dem Spulenkörper 17 bzw. 17' fest verbunden sein.
    • F I G U R E N L E G E N D E
    • 11 Polblech
    • 11a Polschuh
    • 12 Schenkel (Steg)
    • 13 Jochblech
    • 14 Polblech
    • 14a Polschuh
    • 15 Schenkel (Spulenkern)
    • 16 Statorspule
    • 16a, b Spulenanschlüsse
    • 17 Spulenkörper
    • 17a Kunststoffteil als inneres Rotorlager
    • 17b Äußerer Steg
    • 18 Kunststoffteil als äußeres Rotorlager
    • 20 . Permanentmagnischer Rotor
    • 21 Rotorachse
    • 22 Zahlenrolleriachse
    • 23,24 Zahlenrollen
    • 23a' Antriebsrad für Zahlenrolle 23'
    • 25 Schalttriebachse
    • 26,27 Schalttriebe
    • 28 Ritzel

Claims (11)

1. Rollenzählwerk, bestehend aus in einem Zählergestell auf einer Achse (22) drehbar gelagerten Zahlenrollen (23, 24) mit diesen zugeordneten, auf einer weiteren Achse (25) drehbar gelagerten Schalttrieben (26, 27) zum Weiterschalten benachbarter Zahlenrollen (23, 24) und einem die erste der Zahlenrollen antreibenden elektrischen Schrittschaltmotor mit Stator (11-15), Statorspule (16, 17) und einem zwischen Polschuhen (11a, 14a) des Stators (11-15) drehbar gelagerten, achsparallel zur Zahlenrollenachse (22) und axial versetzt zu den Zahlenrollen (23, 24) angeordneten Rotor (20),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stator zwei parallel zur Zahlenrollenachse (22) und radial neben ihr angeordnete Schenkel (12, 15) aufweist, welche einerends über ein Jochblech (13) miteinander verbunden sind und anderends jweils rechtwinklig zu diesen angeordnete Polbleche (11, 14) mit Polschuhen (11a, 14a) aufweisen und daß die Statorspule (16) auf einen oder beiden Schenkeln (12, 15) über die gesamte Schenkellänge verteilt gewickelt ist.
2. Rollenzählwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Statorspule tragende Schenkel als zylindrischer Bolzen (15) ausgebildet ist, der mit einem der Polbleche (14) verbunden ist.
3. Rollenzählwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel und die Polbleche jeweils einstückig sind.
4. Rollenzählwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählergestell aus weichmagnetischen Material besteht und selbst das Statorteil mit einem Schenkel (12), einem Polblech (11) und dem Joch (13) bildet, wobei die Zahlenrollen und Schalttriebachsen (22,25) zwischen dem Polblech (11) und dem Joch (13) gelagert sind.
5. Rollenzählwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorachse (21) wenigstens einseitig in einem Kunststoffteil (18) gelagert ist, welches die Polbleche (11,14) des Stators mechanisch überbrückt und diese in einem festen Abstand voneinander hält.
6. Rollenzählwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Polschuhe (11,14) Kunststoffteile (18,17a) vorgesehen sind, in welchen die Rotorachse (21) beidseitig gelagert ist (Fig. 1).
7. Rollenzählwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorachse (21) über ein Zahnradgetriebe (28,23a') mit der ersten Zahlenrolle (23') in Verbindung steht.
8. Rollenzählwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (20) mit der ersten Zahlenrolle (23) fest verbunden ist (Fig. 1 bis Fig. 3).
9. Rollenzählwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorachse zugleich Triebachse ist.
10. Rollenzählwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (17) der Statorspule (16) mit wenigstens einem Rotorlager (17a,17a') einstückig aus Kunststoff besteht.
11. Rollenzählwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper mit einem die Zahlenrollen auf der Frontseite abdeckenden Fensterteil verbunden ist, das vorzugsweise aus klarsichtigem Kunststoff besteht.
EP80104824A 1979-08-29 1980-08-14 Rollenzählwerk Expired EP0024647B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2934829A DE2934829C2 (de) 1979-08-29 1979-08-29 Rollenzählwerk
DE2934829 1979-08-29

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EP0024647A1 true EP0024647A1 (de) 1981-03-11
EP0024647B1 EP0024647B1 (de) 1983-01-19

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EP80104824A Expired EP0024647B1 (de) 1979-08-29 1980-08-14 Rollenzählwerk

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