DE4033134A1 - Vorrichtung zum ausrichten der zahlen in einem zaehlwerk mit zifferntrommeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten der Zahlen in einem Zählwerk mit Zifferntrommeln, beispielsweise in einem Kilometerzähler ei­ nes Kraftfahrzeugs.

Derartige Zählwerke weisen eine Folge koaxialer Zifferntrommeln auf, von denen jede einer bestimmten Zehnerpotenz, Einer, Zehner usw. zugeordnet ist. Bekanntlich sind diese Trommeln derart in Bezug auf ein Fenster ange­ ordnet, das zu jeder Zeit nur eine einzige Ziffer angezeigt wird, und die Trommeln stehen mit einer Folge von Ritzeln für die Weitergabe des Übertra­ ges von einer Dezimalstelle zur nächsten in Eingriff, so daß das Zählwerk als Dezimalzählwerk arbeitet.

Nach einer Übertragsbewegung, also nach der Weitergabe des Übertrags von einer Dezimalstelle zur nächste, ergibt sich aufgrund des unvermeidlichen Spiels zwischen den Trommeln und den Ritzeln eine bestimmte Winkelver­ stellung zwischen der Trommel, die durch den Übertrag weitergeschaltet wurde und der Trommel, bei der der Übertrag aufgetreten ist. Im Fall einer Vielzahl von gleichzeitigen Übertragsbewegungen, beispielsweise beim Über­ gang von der Zahl 99999 zur nächsthöheren Zahl, entspricht die Winkelver­ stellung der höchsten Dezimalstelle in Bezug auf die erste Dezimalstelle der Summe der einzelnen Winkelverstellungen, und diese hohe Gesamt-Winkel­ verstellung kann zu Fehlern beim Ablesen des Zählerstandes führen.

Es sind bereits Zählwerke vorgeschlagen worden, die eine Ausrichteinrich­ tung für die verschiedenen Zifferntrommeln aufweisen. Bei einem bekannten Zählwerk ist jeder Trommel ein federndes Positionierglied zugeordnet, das die zugehörige Trommel ständig in einer mit der anzuzeigenden Zahl ausge­ richteten Position hält. Dieses Zählwerk hat jedoch den Nachteil, daß jede Feder ein zusätzliches Drehmoment beim Weiterschalten der Zifferntrommel erfordert. Dieses zusätzliche Drehmoment wird somit einerseits sehr häufig benötigt, und andererseits kann das zusätzliche Drehmoment übermäßig groß werden, wenn an zwei oder mehreren Trommeln gleichzeitig ein Über­ trag auftritt. In diesem Fall kann es zu einem Klemmen oder Hängenbleiben des Zählwerks kommen.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, jedes Übertragsritzel mit einer Plankurvenscheibe zu versehen, die für jede Zahl einen V-förmig geschnitte­ nen Bereich aufweist. Diese Plankurvenscheibe steht mit einem komplemen­ tären Nocken an dem angrenzenden Ritzel in Berührung, und eine Druckfe­ der hält die Nocken und Kurvenscheiben ständig miteinander in Eingriff. Die Feder muß relativ stark sein, damit sie die Trommeln auch bei einer Vielzahl gleichzeitiger Übertragsbewegungen in einer ausgerichteten Position hält. Dieses Zählwerk hat den Nachteil, daß es eine sehr komplizierte Konstruk­ tion aufweist und ebenfalls ein bestimmtes Drehmoment für jede Übertrags­ bewegung erfordert. Bei vielen gleichzeitigen Übertragsbewegungen wird auch hier das erforderliche Drehmoment entsprechend der Anzahl der wei­ terzuschaltenden Trommeln vervielfacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zählwerk zu schaffen, das einen einfachen Aufbau und eine hohe Funktionssicherheit aufweist und den­ noch eine präzise Ausrichtung der einzelnen Zifferntrommeln ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Zählwerk ist wenigstens ein Positionierglied vorgesehen, das eine zugehörige Trommel oder ein zugehöriges Ritzel in der korrekten Position hält. Die Anzahl der Positionierglieder ist jedoch wesent­ lich kleiner als die Anzahl der Dezimalstellen des Zählwerks.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an­ gegeben.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Zähl­ werks mit einer Ausrichteinrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Zählwerk längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ein Diagramm eines Zählwerks ohne Ausrichteinrichtung;

Fig. 4 ein Diagramm eines Zählwerks mit einer herkömmlichen Ausrichteinrichtung; und

Fig. 5 und 6 Diagramme von zwei Zählwerken mit Ausrichteinrichtun­ gen gemäß zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Zählwerk eines Meßgerätes, beispielsweise eines Kilome­ terzählers für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Das Zählwerk weist einen Rah­ men 10 aus Kunststoff auf, der zwei Seitenteile 11 und 12 und zwei ein­ stückig mit den Seitenteilen ausgebildete Querstücke 13 und 14 bildet. Jedes der Seitenteile 11 und 12 bildet ein Lager 16 für eine Welle 17.

Das Zählwerk weist eine Folge von koaxial zueinander angeordneten Ziffern­ trommeln 18 auf, die jeweils einer bestimmten Dezimalzahl (Einer, Zehner, Hunderter, etc.) zugeordnet sind. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungs­ beispiel sind sechs Zifferntrommeln 18 vorgesehen, so daß das Zählwerk einen Zählbereich bis zu der Zahl 999999 aufweist. Die Zifferntrommeln 18 sind mit geringem Reibungswiderstand auf einer Welle 19 drehbar, die in einem durch die beiden Seitenteile 11 und 12 des Rahmens gebildeten Lager 21 gelagert ist. Jede Trommel 18 trägt auf ihrer äußeren Oberfläche 22 die Ziffern von "0" bis "9", die in üblicher Weise durch ein Fenster des Anzeigein­ struments sichtbar sind. Das Fenster ist in Fig. 1 nicht erkennbar und ist in den Diagrammen gemäß Fig. 3 bis 6 mit dem Bezugszeichen 23 bezeich­ net.

Jede der Trommeln (Fig. 1) weist auf ihrer der nächsttieferen Dezimalstel­ le zugewandten Seite, d. h. auf der linken Seite, einen Zahnring 24 auf, und auf der entgegengesetzten Seite ist jeweils ein nicht gezeigtes Übertrags- Zahnpaar für den Antrieb der nächsten Zehnerstelle vorgesehen. Der Zahn­ ring 24 kämmt mit einem zugehörigen Ritzel 26, um den Zehnerübertrag zu bewirken. Die Ritzel 26 sind auf einer weiteren Welle 27 drehbar, die in einem weiteren Sitz 28 in den Seitenteilen 11 und 12 gelagert ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist der Zahnring 24 zwanzig Zähne auf, und das Ritzel 26 weist entsprechend seinem kleineren Durchmesser in Be­ zug auf den des Zahnrings 24 nur acht Zähne auf.

Die Zähne jedes Ritzels 26 haben abwechselnd zwei unterschiedliche Breiten. Die Zähne 29 haben eine relativ geringe Breite und sind so eingerichtet, daß sie nur mit dem Zahnring 24 der zugehörigen Trommel 18 in Eingriff treten.

Die Zähne 30 haben eine größere Breite und treten sowohl mit dem Zahnring 24 derselben Trommel 18 als auch mit den Übertrags-Zähnen der sich nach rechts anschließenden Trommel 18 in Eingriff.

Die Übertragszähne sind an jeder Trommel 18 in einer solchen Winkelstel­ lung angeordnet, daß sie in einen Zahn 30 des Ritzels 26 eingreifen, wenn die Anzeige in dem Fenster 23 von der Ziffer "9" auf die Ziffer "0" übergeht. Die Zähne 30 des ersten Ritzels 26 auf der rechten Seite stehen in Eingriff mit zwei Übertragszähnen einer nicht mit Ziffern versehenen Trommel 31. Die Trommel 31 ist rechts vom Rand des Anzeigefensters 23 angeordnet und ist somit unsichtbar. Mit der Trommel 31 ist ein Schrägzahnrad 32 drehbar verbunden, das mit einer Schnecke in Eingriff steht, die sich in bekannter Weise kontinuierlich entsprechend der Bewegung des Kraftfahrzeugs dreht.

Wenn die Trommel 31 eine Umdrehung ausgeführt hat, bewirken ihre Über­ tragszähne eine Drehung des ersten Ritzels 26 um einen Winkel, der zwei Zähnen entspricht. Dieses Ritzel 26 nimmt die Einer-Trommel 18 mit, die auf diese Weise um einen Schritt, d. h. um zwei Zähne weitergedreht wird. In ähnlicher Weise bewirken die Übertragszähne jeder der Zifferntrommeln 18 eine Drehung des links von ihr angeordneten Ritzels 26, so daß ein Zehner­ übertrag erfolgt, wenn die Zifferntrommel eine vollständige Umdrehung aus­ geführt hat.

Die letzte Trommel 18 weist keine Übertragszähne auf. Wenn sich alle Zifferntrommeln 18 in der Stellung "9" befinden und die Einer-Trommel einen weiteren Übertrag bewirkt, so wird dieser Übertrag in einer Kette auf­ einanderfolgend an alle Trommeln 18 weitergegeben, so daß jede Trommel die Ziffer "0" in dem Fenster 23 anzeigt.

Wegen des unvermeidlichen Spiels zwischen den Übertragszähnen einer Trommel 18 und den Zähnen des zugehörigen Ritzels 26 sowie zwischen letzteren und den Zähnen des Zahnrings 24 der nächsten Trommel 18 ergibt sich beim Übergang einer Trommel von der Stellung "9" in die Stellung "0" bei der nachfolgenden Trommel 18 eine Fehlausrichtung um einen Betrag "s" (Fig. 3). Wenn eine Kette von Übertragsbewegungen an zwei oder mehreren Trommeln 18, beginnend mit der Einer-Trommel, auftritt, so ergibt sich an der letzten Trommel, die an dem Zehnerübertrag beteiligt ist, eine Fehlaus­ richtung vom Betrag "ns", wobei n die Anzahl der beteiligten Trommeln 18 ist. Um ein Ablesen der Ziffern sämtlicher Trommeln 18 zu ermöglichen, müßte deshalb das Fenster 23 eine Höhe M aufweisen, die die Höhe der Zif­ fern um den Wert ns übersteigt. Somit wären auch die Ziffern, die der jeweils in dem Fenster 23 angezeigten Ziffer benachbart sind, zumindest teilweise sichtbar, so daß das Ablesen der Anzeige erheblich beeinträchtigt würde.

Um jeweils eine Ausrichtung der Trommeln 18 zu erreichen, ist es deshalb üblich, einstückig mit jedem Ritzel 26 einen prismenförmigen Positionier­ nocken 33 auszubilden (Fig. 1 und 2). Im gezeigten Beispiel hat der Nocken 33 einen quadratischen Querschnitt, wobei die vier Positionsflä­ chen 34 (Fig. 2), die jeweils einem Zahn 30 des Ritzels zugeordnet sind, durch Abphasungen 35 miteinander verbunden sind. Die Positionen des Rit­ zels 26, die durch die Stirnflächen oder Positionierflächen 34 des Nockens definiert werden, liegen deshalb in Abständen in zwei Zähnen, und entspre­ chend liegen auch die Ausrichtpositionen der zugehörigen Trommel 18 in Abständen von zwei Zähnen, so daß sich bei einer Gesamtzahl von zwanzig Zähnen des Zahnringes 24 gerade zehn verschiedene Ausrichtpositonen ent­ sprechend den zehn Ziffern ergeben.

Bei einer bekannten Ausrichteinrichtung (Fig. 4) wirkt auf jeden Nocken 33 eine Positionierfeder 36. Wenn sich das Ritzel 26 um einen Schritt weiter­ dreht, so erzeugt die auf die Positionierfläche 34 (Fig. 2) wirkende Feder 36 einen gewissen Widerstand, bis der Nocken 33 die halbe Schritweite zu­ rückgelegt hat. Anschließend wirkt die Feder 36 auf die nächste Positionier­ fläche 34 und hat die Tendenz, den Drehschritt des Ritzels 26 zu vervollstän­ digen, so daß die zugehörige Trommel 18 in die nächste ausgerichtete Posi­ tion überführt wird. Bei dieser Anordnung kann somit die Höhe des Fensters 23 (Fig. 4) auf die Höhe einer einzelnen Ziffer auf der Trommel 18 redu­ ziert werden. Im Fall eines Kettenübertrags an mehreren Trommeln 18 wird jedoch das zur Überwindung der Kräfte sämtlicher Federn 36 erforderliche Drehmoment sehr groß.

Bei dem erfindungsgemäßen Zählwerk ist deshalb die Anzahl der Positionier­ glieder wesentlich kleiner als die Anzahl der Trommeln 18 des Zählerwerkes. Gemäß Fig. 1 weist das Zählwerk nur ein einzelnes Positionierglied 36 auf, das durch eine Blattfeder gebildet wird, die auf den Nocken 33 einer einzi­ gen Trommel 18 wirkt. Die Blattfeder 36 kann durch eine elastische Metall­ zunge 38 gebildet werden, deren eines Ende 39 U-förmig gebogen ist. Das Ende 39 ist derart in einen Sitz 40 (Fig. 2) des Rahmens 10 eingesteckt, daß seine Kante 41 am freien Ende hinter eine Schulter 42 greift.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die in dem Diagramm in Fig. 5 illustriert wird, ist die Blattfeder 36 an dem Ritzel 26 für die höchste Dezimalstelle angeordnet. Da dieses Ritzel 26 nunmehr ständig ausgerichtet ist, nimmt die Fehlausrichtung der einzelnen Trommeln 18 von der ersten Trommel auf der rechten Seite bis zur letzten Trommel auf der linken Seite zunächst zu und dann wieder ab, wie in Fig. 5 gezeigt ist, so daß die maxi­ male Fehlausrichtung nicht größer ist als 3 s. Die Höhe h des Fensters 23 kann deshalb kleiner gewählt werden als in Fig. 3.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, daß durch das Diagramm in Fig. 6 veranschaulicht wird, ist die Blattfeder 36 an einem mittleren Ritzel 26, bei­ spielsweise an dem vierten Ritzel von rechts angeordnet. In diesem Fall nimmt die Fehlausrichtung der einzelnen Trommeln 18 zwischen der ersten Trommel und der vierten Trommel zunächst zu und dann wieder ab, und von der vierten bis zur sechsten Trommel ergibt sich ein erneuter Anstieg der Fehlausrichtung, wie in Fig. 6 gezeigt ist. In diesem Fall ist die maximale Fehlausrichtung nicht größer als 2 s.

Bei beiden Ausführungsbeispielen genügt ein sehr geringes Drehmoment zur Überwindung der Kraft der einzigen Feder 36, und diese Kraft wird nur dann benötigt, wenn das zugehörige Ritzel 26 gedreht wird. Bei dem Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 5 tritt dieser Fall nur alle 100 000 km und bei dem Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 6 nur alle 1000 km auf.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, läßt sich dadurch, daß nur eine einzige Positionierfeder 36 vorgesehen wird, nicht nur das für den Zehnerü­ bertrag an der Zehnerstelle, an der die Feder 36 angeordnet ist, erforderli­ che Drehmoment verringern, sondern auch die Frequenz reduzieren, mit der dieses Drehmoment benötigt wird. Dabei wird eine geringfügige Fehlausrich­ tung der Trommeln 18 in Kauf genommen, die jedoch die Anzeige nicht be­ einträchtigt. Darüber hinaus wird durch die vorgeschlagene Lösung die Her­ stellung des Zählwerkes wesentlich vereinfacht, so daß sich eine Kostenredu­ zierung ergibt.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele denkbar. Beispielsweise läßt sich der Erfindungsgedan­ ke auch bei Zählwerken verwirklichen, bei denen innere Ritzel anstelle der äußeren Ritzel für den Zehnerübertrag vorgesehen sind. Außerdem kann der prismenförmige Nocken auch einstückig mit der jeweiligen Trommel 18 ausgebildet werden, wobei der Nocken in diesem Fall zehn Positionierflächen aufweist.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Ausrichten der Zahlen eines Zählwerkes, das eine Folge koaxial zueinander angeordneter Zifferntrommeln (18), die jeweils einer De­ zimalstelle zugeordnet und mit durch ein Fenster (23) anzeigbaren Ziffern von "0" bis "9" versehen sind, und eine entsprechende Folge von Ritzeln (26) aufweist, die beim Zehnerübertrag mit den Trommeln (18) kämmen, wobei wenigstens ein Positionierglied (36) so angeordnet ist, daß es auf die Trom­ mel (18) oder auf das Ritzel (26) für eine zugehörige Dezimalstelle wirkt, so daß die betreffende Trommel (18) in einer mit dem Fenster (23) ausgerich­ teten Stellung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Positionierglieder (36) wesentlich kleiner ist als die Anzahl der Dezimalstel­ len des Zählwerks.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzi­ ges Positionierglied mit einer Blattfeder (36) vorgesehen ist, die derart mit einem prismenförmigen Nocken (33) in Eingriff steht, daß die Winkelstellun­ gen der Trommel (18) durch die Stirnflächen (34) des Nockens definiert werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (33) mitdrehbar mit dem zugehörigen Ritzel (26) verbunden ist und daß die Blattfeder (36) einen U-förmigen Abschnitt (39) aufweist, der fe­ dernd in einen festen Sitz (40) eingerastet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (36) der Trommel (18) für die höchste Dezimalstelle zugeordnet ist (Fig. 5).

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (36) der Trommel (18) für eine Dezimalstelle zwischen der nie­ drigsten und der höchsten Dezimalstelle zugeordnet ist (Fig. 6).