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.
Coupling for multiple tariff counters, especially for electricity meters
The invention relates to a coupling for multiple tariff counters, in particular in the case of electricity meters, which can be controlled by a tariff switching device and advantageously works almost without pressure on the driving coupling part.
In the case of multiple tariff counters for measuring devices, especially for electricity meters, e.g. B. in the case of double tariff counters, it is known to optionally couple one or the other tariff meter to a shaft driven by a measuring system and to block the tariff meter that is not coupled against further payment. An electromagnet, that is to say a tariff changeover magnet, is preferably used as the control means for the switchover. The armature of the tariff switching magnet usually acts on a pivotable lever which swings out the drive shaft common to both tariff counters in such a way that a gear wheel arranged on the shaft meshes with the number roller of one or the other counter to be driven.
It is also known to make the optional coupling of the two counters to a common drive shaft by means of a differential gear. In this case, the web of the planetary gear is arranged on the drive shaft, and the two sun gears can alternately drive the two counters, the sun gear of the non-driven counter being blocked by a pawl controlled by the tariff switching magnet. For structural simplification compared to the conventionally used switching mechanism with differential gear, a multiple tariff meter has been proposed in which a friction clutch controlled by a tariff switching magnet is provided to drive each tariff meter.
This is coupled in its rest position with one of the two tariff counters and is released by an electromagnetically controlled lever, this control also causes the coupling of another Rei environment clutch to the other tariff counter.
In all of the clutches used here, it is primarily important to keep the slip between the driving and the driven part as small as possible during the coupling process and to guarantee that the part to be driven is always properly carried along. For this purpose, with friction clutches in which the torque is only transmitted by friction, there is primarily a sufficiently high pressure that presses the two clutch disks together. and a certain mean diameter of the friction circle.
In order to be able to manufacture precision mechanical devices such as measuring instruments, counters, clutch magnets etc. in very small dimensions, it is necessary to keep all the components from which such a device is constructed as small as possible. While this can be easily done in most cases with static components, it is often associated with difficulties with mechanically movable parts, since the precise operation must not be impaired in spite of the reduction in size.
Particularly in the case of friction clutches, whose perfect function, as already stated, depends, among other things, on the pressure with which the two clutch parts are pressed against one another and which is generated by a correspondingly pretensioned compression spring, certain minimum dimensions, in particular of the clutch magnets, can no longer be fallen below will.
The coupling described in the following gives a guarantee for a completely flawless operation even with very small dimensions of its components, without it being necessary to press the two coupling parts together with a greater pressure, namely by loosing them from one on one axis mounted coupling wheel, from the end face of which protrudes a firmly connected, elongated nose, and of a coupling slide seated on the same axis with the coupling wheel and displaceable in the axial direction, which is provided with fine corrugation on its end face facing the coupling wheel .
An embodiment of the invention is illustrated in more detail in the drawing.
They represent:
1 shows a coupling in longitudinal section, with both coupling parts being in engagement with one another.
2 shows a coupling wheel in perspective, in viewing direction A,
3 shows a partial view of the actually coupling parts in an enlarged view
4 shows two couplings built into a counter.
1, in which two coupling parts are shown in engagement with one another, one coupling part is a coupling wheel I and the other is a coupling slide 2. Both are loosely mounted on a common axis 3, the coupling slide 2 also being axially is movable. The end of the coupling slide 2 facing the coupling wheel I is provided on its end face with a fine corrugation 4 with which a nose 5 protruding from the coupling wheel 1 engages when the two coupling parts are in contact.
On the end of the coupling slide 2 facing away from the coupling wheel I, an angled sheet metal strip 6 or the like is attached, the free end of which passes through a slot 7 of an extension 8 which is attached to a ten ratchet wheel 9. protrudes through, so that thereby the coupling slide 2 is movably connected to the ten ratchet wheel 9. The ten ratchet 9 is firmly connected to the clutch shaft 3. A spring 10 is used to axially displace the coupling slide 2 in direction B and a lever 11 is used to displace it in direction C.
A drive wheel 15 that is operatively connected to a drive (not shown further), for example the system disk of an electricity meter, via gears 12, 13 and 14 meshes with the clutch wheel 1.
In Fig. 2 an example of a structural design of the elongated nose 5 and its attachment to the coupling wheel l is shown. The nose 5 is bent out of a thin, fixed on the clutch wheel 1 B) echscheibe 17 in such a way. that its upper longitudinal edge is preferably aligned radially on the end face of the clutch wheel I.
It is also possible to work the nose 5 out of the material of the clutch wheel I itself, or to attach a nose of a corresponding shape and position directly to its end face. The nose 5 is arranged in such a way that when the coupling wheel 1 and the coupling slide 2 lie against one another, it always engages in the corrugation 4 of the latter.
The mode of operation of the clutch described is as follows: In the disengaged state, the clutch slide 2 is held by the lever 11 in the direction C. The facing end faces of the coupling wheel I and the coupling slide 2 are thus at a distance from one another, and the nose 5 does not engage in the corrugation 4. The spring 10, which has its abutment on the Zehnerschaitrad 9, is compressed, and the free end of the sheet metal strip 6 protruding through the slot 7 is also shifted in the direction C, the Zehnerschaitrad 9 and the coupling slide 2 remain connected to each other.
A rotation of the clutch wheel 1 is meaningless for the counting in this position of the clutch, since, as mentioned, the clutch wheel 1 is loosely rotatably seated on the axle 3. After the lever 11 has returned to the position shown in FIG. 1, the spring 10 moves the coupling slide 2 axially in the direction is still very low. In the new position, the nose 5 engages in the corrugation 4 and thereby takes the coupling slide 2 with it.
It's beneficial. As illustrated in FIG. 3, the nose 5 inclined in the direction of rotation D of the coupling wheel 1 to form and the flank of the corrugation on which the nose 5 engages, perpendicular to the end face on which the corrugation 4 is provided.
In order to facilitate the separation of the two coupling parts, that is to say to use even less force for the uncoupling, it is useful. also the flank of the corrugation 4 should not be arranged exactly vertically, but somewhat inclined.
FIG. 4, in which the same reference numerals have been used for the n parts described above, shows a practical example of application of the coupling in a double tariff meter, which is partially shown in perspective. The drive from the meter system takes place via gears 12 to 14 and drive gears 15 and 115 on the two clutch gears 1 and 101. In tariff meter I, a number roller 18 and the gear wheel 9 are permanently connected to the axis 3.
After a full revolution of the axis 3, a gear wheel 19 for driving a further number roller 20 is rotated further by a tenth of its full revolution via the Zchnerschaltraci 9 and a transmission wheel 16. \ Nother number rolls, not shown, are advanced in the same way. The tariff meter 11 is designed in the same way as the tariff meter I. The clutch is controlled with an axially displaceable rod 21 which is actuated by an armature 22 which is under the influence of an electromagnet 23 and a compression spring 24. Two levers 11 and 111 are arranged on the rod 21 for engaging and disengaging the two clutches.
In the g position, the electromagnet 23 is de-energized, and the tariff counter I is disengaged and htocked. while the tariff meter II is engaged. If the electromagnet 23 is energized for tariff changeover, the rod 21 is moved in the direction E and the lever 11 engages the coupling slide 2 and the lever 111 disengages the coupling slide 111.
The particular advantage of the coupling described is that, in the coupled position, the two couplings are unsteady! e only have to be pressed together with a very low pressure, so that a relatively small-sized clutch magnet is sufficient to actuate the clutch. In contrast to similarly operating friction clutches, it is completely independent of the coefficient of friction. This now makes it possible for the first time to produce clutches and clutch magnets with extremely small dimensions that work reliably and without slippage, without moving or rotating parts wearing out too quickly.