Kupplung für Mehrfachtarifzählwerke, insbesondere bei Elektrizitätszählern
Die Erfindung betrifft eine Kupplung für Mehrfachtarifzählwerke, insbesondere bei Elektrizitäts- zählern, die durch eine Tarifumschalteinrichtung steuerbar ist und vorteilhafterweise nahezu ohne Druck auf den antreibenden Kupplungsteil arbeitet.
Bei Mehrfachtarifzählwerken für Messgeräte, insbesondere für Elektrizitätszähler, z. B. bei Doppeltarifzählwerken, ist es bekannt, wahlweise das eine oder andere Tarifzählwerk an eine, von einem Messsystem aus angetriebene Welle zu kuppeln und das nicht angekuppelte Tarifzählwerk gegen Weiterzah- lung zu sperren. Als Steuermittel fur die Umschaltung wird vorzugsweise ein Elektromagnet, das heisst ein Tarifumschaltmagnet, verwendet. Oblicherweise wirkt der Anker des Tarifumschaltmagneten auf einen schwenkbaren Hebel, welcher die für beide Tarifzähl- werke gemeinsame Antriebswelle derart ausschwenkt, dass ein auf der Welle angeordnetes Zahnrad mit der anzutreibenden Zahlenrolle des einen oder anderen Zählwerkes kämmt.
Ferner ist auch bekannt, die wahlweise Ankupplung der beiden Zählwerke auf eine gemeinsame Antriebswelle mittels eines Dif ferentialgetriebes vorzunehmen. In diesem Fall ist der Steg des Planetenrades auf der Antriebswelle angeordnet, und die beiden Sonnenräder können die beiden Zählwerke abwechselnd antreiben, wobei das Sonnenrad des nicht angetriebenen Zählwerkes durch eine durch den Tarifumschaltmagneten gesteuerte Klinke gesperrt ist. Zur baulichen Vereinfachung gegenüber dem in herkömmlicher Weise verwendeten Umschaltmechanismus mit Differentialgetriebe wurde weiter ein Mehrfachtarifzählwerk vorgeschlagen, bei dem zum Antrieb jedes Tarifzählwerkes eine durch einen Tarifumschaltmagneten gesteuerte Reibungskupplung vorgesehen ist.
Diese ist jeweils in ihrer Ruhelage mit einem der beiden Tarifzählwerke gekuppelt und wird durch einen elektromagnetisch gesteuerten Hebel davon gelöst, wobei diese Steuerung auch gleichzeitig das Ankuppeln einer anderen Rei bungskupplung an das andere Tarifzählwerk bewirkt.
Bei allen hierbei verwendeten Kupplungen kommt es in erster Linie darauf an, einerseits den Schlupf zwischen dem treibenden und dem angetriebenen Teil während des Kupplungsvorganges so klein als mügtich zu halten und anderseits, eine stets einwandfreic Mitnahme des zu treibenden Teils zu garantieren. Dazu sind bei Reibungskupplungen, bei denen das Drehmoment nur durch Reibung übertragen wird, in erster Linie ein genügend grosser Druck, der die beiden Kupplungsscheiben aneinanderpresst. und ein bestimmter mittlerer Reibungskreisdurchmesser maf3gebend.
Um feinmechanische Einrichtungen, wie Mess- instrumente, Zählwerke, Kupplungsmagnete usw. in sehr kleinen Dimensionen herstellen zu können, ist es erforderlich, alle Bestandteile, aus denen eine solche Einrichtung aufgebaut ist, so klein als möglich zu halten. Während dies bei statischen Bauteilen in den meisten Fällen ohne weiteres durchführbar sein wird, ist es bei mechanisch bewegbaren Teilen oftmals mit Schwierigkeiten verbunden, da trotz der Verkleinerung die präzise Arbeitsweise nicht beeinträchtigt werden darf.
So können insbesondere bei Reibungskupplungen, deren einwandfreie Funktion wie schon ausgeführt wurde, unter anderem auch vom Druck mit dem die beiden Kupplungsteile aneinander angepresst werden, und der durch eine entsprechend vorgespannte Druckfeder erzeugt wird, abhängt, bestimmte Mindestabmessungen, insbesondere der Kupplungsmagneten, nicht mehr unterschritten werden.
Die nun im folgenden beschriebene Kupplung gibt selbst bei sehr kleinen Abmessungen ihrer Bauteile Gewähr für ein völlig einwandfreies Arbeiten, ohne dass es erforderlich ist, die beiden Kupplungs- teile mit einem grusseren Druck aneinanderzupressen, und zwar dadurch, dass sie aus einem auf einer Achse lose gelagerten Kupplungsrad, von dessen Stirnfläche eine mit dieser fest verbundenc, lÏnglich geformte Nase absteht, und aus einem mit dem Kupplungsrad auf derselben Achse sitzenden und in axialer Richtung verschiebbar angeordneten Kupplungsschlitten, der auf seiner dem Kupplungsrad zugekehrten Stirnflache mit einer feinen Riffelung versehen ist, besteht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung nÏher veranschaulicht.
Es stellen dar :
Fig. 1 eine Kupplung im Längsschnitt, wobei beide Kupplungsteile miteinander in Eingriff stehen.
Fig. 2 ein Kupplungsrad perspektivisch, in Blickrichtung A,
Fig. 3 eine Teilansicht der eigentlich kuppelnden Teile in Vergrösserung und
Fig. 4 zwei in einem Zählwerk eingebaute Kupplungen.
In der Fig. 1, in der zwei Kupplungsteile miteinander in Eingriff stehend gezeigt sind, ist der eine Kupplungsteil ein Kupplungsrad I und der andere ein Kupplungsschlitten 2. Beide sind auf einer gemein- samen Achse 3 lose gelagert, wobei der Kupplungsschlitten 2 überdies noch axial verschiebbar ist. Das dem Kupplungsrad I zugekehrte Ende des Kupplungsschlittens 2. ist an seiner Stirnfläche mit einer feinen Riffelung 4 versehen, mit der bei Aneinanderliegen beider Kupplungsteile eine vom Kupplungsrad 1 abstehende Nase 5 in Eingriff steht.
Auf dem dem Kupplungsrad I abgekehrten Ende des Kupplungsschlittens 2 ist ein abgewinkelter Blechstreifen 6 oder dergleichen angebracht, dessen freies Ende durch einen Schlitz 7 eines Fortsatzes 8, der an einem Zehnerschaltrad 9 befestigt ist. hindurchragt, so dass dadurch der Kupplungsschlitten 2 mit dem Zehnerschaltrad 9 beweglich in Verbindung steht. Das Zehnerschaltrad 9 ist mit der Kupplungswelle 3 fest verbunden. Zur axialen Verschiebung des Kupplungs- schlittens 2 in Richtung B dient eine Feder 10 und zu seiner Verschiebung in Richtung C ein Hebel 11.
Ein mit einem weiter nicht dargestellten Antrieb, beispielsweise die Systemscheibe eines Elektrizitätszählers, über Zahnräder 12, 13 und 14 in Wirkverbindung stehendes Antriebsrad 15 kämmt mit dem Kupplungsrad 1.
In der Fig. 2 ist eine beispielsweise konstruktive Ausführung der länglich geformten Nase 5 sowie ihre Befestigung auf dem Kuppiungsrad l gezeigt. Die Nase 5 ist aus einer dünnen, auf dem Kupplungsrad 1 befestigten B) echscheibe 17 derart herausgebogen. dass ihre obere Längskante vorzugsweise radial auf der Stirnfläche des Kupplungsrades I ausgerichtet ist.
Es ist auch möglich, die Nase 5 aus dem Material des Kupplungsrades I selbst herauszuarbeiten, oder un mittclbar auf dessen Stirnfläche eine Nase entsprechender Form und Lage zu befestigen. Die Nase 5 ist dabei so angeordnet, dass sie beim Aneinanderliegen des Kupplungsrades 1 und des Kupplungsschlittens 2 stets in die Riffelung 4 des letzteren ein- greift.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Kupplung ist die folgende : Im ausgekuppelten Zustande wird der Kupplungsschlitten 2 vom Hebel 11 in Richtung C festgehalten. Die einander zugekehrten Stirnflächen des Kupplungsrades I und des Kupplungsschlittens 2 stehen dadurch mit Abstand einander gegeniiber, und die Nase 5 greift nicht in die Riffelung 4 ein. Die Feder 10, die ihre Widerlage am Zehnerschaitrad 9 hat, ist zusammengedrückt, und das freic, durch den Schlitz 7 hindurchragende Ende des Blechstreifens 6 ist ebenfalls in Richtung C hin verschoben, wobei das Zehnerschaltrad 9 und der Kupplungsschlitten 2 jedoch miteinander verbunden bleiben.
Eine Drehung des Kupplungsrades 1 ist in dieser Stellung der Kupplung f r die Zählung bedeutungslos, da, wie erwÏhnt, das Kupplungsrad 1 lose drehbar auf der Achse 3 aufsitzt. Nach Rückkehr des Hebels 11 in die in der Fig. 1 dargestellten Lage bewegt die Feder 10 den Kupplungsschlitten 2 axial in Richtung Die Feder 10 ist in bezug auf ihre Federspannung derart dimensioniert, dass ihre Druckkraft nach dem Aufliegen des Kupplungsschlittens 2 auf dem Kupplungsrad 1 nur noch sehr gering ist. In der neuen Lage greift die Nase 5 in die Riffelung 4 ein und nimmt dadurch den Kupplungsschlitten 2 mit.
Es ist vorteilhaft. wie in der Fig. 3 veranschaulicht, die Nase 5 in Drehrichtung D des Kupplungsrades 1 geneigt, auszubilden und die Flanke der Riffelung, an der die Nase 5 kuppelnd angreift, senkrecht zur Stirnfläche, auf der die Riffelung 4 vorgesehen ist, anzuordnen.
Um die Trennung der beiden Kupplung@teile zu erleichtern, das heisst um f r die Entkupplung cinc noch geringere Kraft aufzuwenden, ist es zweckmässig. auch die Flanke der Riffelung 4 nicht genau senkrecht, sondern etwas geneigt anzuordnen.
Die Fig. 4, in der f r die bercits beschriebene n Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet worden sind, zeigt ein praktisches Anwendungsbeispiel der Kupplung bei einem teilweise in Ansicht dargestcllten Doppeltarifzählwerk. Der vom Zählersystem ausgehende Antrieb erfolgt ber Zahnräder 12 bis 14 und Antriebsräder 15 bzw. 115, auf die beiden Kupp lungsräder 1 bzw. 101. Beim TarifzÏhlwerk I sind mit der Achse 3 eine Zahlenrolle 18 und das Zchncr- schaltrad 9 fest verbunden.
Nach einer ganzen Umdrehung der Achse 3 wird ber das Zchnerschaltraci 9 und ein Übersetzungsrad 16. ein Zahnrad 19 fiir den Antrieb einer weiteren Zahlenrolle 20 um einen Zehntel seiner vollen Umdrehung weitergedreht. \Neitere, nicht dargestellte Zahlenrollen werden in gleicher Weise fortgeschaltet. Das Tarifziihlwerk 11 ist gleich wie das Tarifzählwerk I ausgebildet. Die Steuerung der Kupplung geschieht mit einer axial verschiebbaren Stange 21, die durch einen Anker 22, welcher unter dem Einfluss eines Elektromagneten 23 und einlr Druckfeder 24 steht, betÏtigt wird. An der Stange 21 sind zur Ein- und Auskupplung der beiden Kupplungen zwei Hebel 11 und 111 angeordnet.
In der g Stellung ist der Elektromagnet 23 entregt, und das Tarifzählwerk I ist ausgekuppelt und htockiert. wahrend das Tarifzählwerk II eingekup- pelt ist. Wird der Elektromagnet 23 zur Tarifumschaltung erregt, so wird die Stange 21 in Richtung E bexnegt und der Hebel 11 kuppelt den Kupplungsschlitten 2 ein und der Hebel 111 den Kupplungs- schlittez 111 aus.
Der besondere Vorteil der beschriebenen Kupp lung liegt darin, dass in der eingekuppelten Lage die beiden Kupp) ungstei ! e nur mit einem sehr geringen Druck aneinandergepresst werden müssen, so dass zur Betätigung der Kupplung ein verhältnismässig klein iimensionierter Kupplungsmagnet genügt. Sie ist demnach im Gegensatz zu ähnlich arbeitenden Rei bungskupplungen, vollig unabhängig vom Reibungskoeffizienten. Dadurch wird nunmehr erst ermöglicht, Kupplungen und Kupplungsmagnete mit ausserordentlich kleinen Abmessungen herzustellen, die verlässlich und schlupflos arbeiten, ohne dass sich bewegende bzw. drehende Teile zu rasch verschleissen.