DE3720086C2 - Vorrichtung zur Erfassung der Anzahl der Umdrehungen einer unregelmäßig rotierenden Achse eines mechanischen Meßwerks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Anzahl der Umdrehungen einer unregelmäßig rotierenden Achse eines mechanischen Meßwerks gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 12 93 283 ist ein elektrischer Schutzgasmagnetschalter mit Springkontakteinrichtung bekannt. Der bekannte Schalter besitzt eine freilaufende Mitnehmerscheibe, auf der zwei Dauermagnete angebracht sind, so daß pro Umdrehung zwei Schaltimpulse erzeugt werden. Des weiteren ist ein stationärer Dauermagnet vorgesehen, zu dem die beiden mitrotierenden Dauermagnete auf Anzug gepolt sind. Dadurch wird die Mitnehmerscheibe nach Überschreiten des Totpunkts beschleunigt, vor Überschreiten des Totpunktes jedoch nicht abgebremst. Ein wesentlicher Nachteil ist, daß der Totpunkt der Mitnehmerscheibe mit der Schaltposition zusammenfällt. Dadurch kann der Schaltkontakt mehrfach ausgelöst werden, wenn die mit dem Mitnehmer versehene Welle pendelnde Bewegungen ausführt.

Eine weitere Schaltvorrichtung ist bekannt aus der DE-PS 9 32 524. Sie besitzt eine frei drehbar gelagerte Scheibe, die von einer Feder - Spiralfeder oder Blattfeder - in einer Ruhestellung gehalten wird. Mit der Achse, deren Umdrehungszahl zu zählen ist, ist ein Mitnehmer verbunden, der mit einem Nocken an der Scheibe in Eingriff gelangt und die Scheibe gegen die Wirkung der Feder dreht. Sobald Scheibe und Feder ihren äußeren Totpunkt erreicht haben, dreht sich die Scheibe unter der Wirkung der Feder beschleunigt weiter und betätigt dabei mittels eines Schaltnockens kurzzeitig einen elektrischen Schaltkontakt. Diese Anordnung bewirkt, daß der Schaltkontakt bei jeder Umdrehung exakt nur einen zeitlich definierten Impuls erzeugt. Eine schleichende, die Kontakte belastende Kontaktgabe, eine Dauerkontaktgabe, die den Stromverbrauch erhöht und die elektrischen Auswerteschaltungen belastet, sowie eine Mehrfachkontaktgabe, beispielsweise aufgrund von mechanischen Toleranzen im Meßwerk, werden so vermieden.

Um die Rückwirkung der Vorrichtung auf das Meßwerk möglichst gering zu halten, sollte die Federkraft möglichst gering sein. Das System aus Feder und Scheibe ist jedoch schwingfähig, so daß die Scheibe eine gewisse Zeit um den inneren Totpunkt pendelt, bis sie zur Ruhe kommt, wobei die Amplitude dieser Pendelung um so größer ist, je kleiner die Federkraft ist. Man beobachtet deshalb immer wieder eine unerwünschte Mehrfach-Kontaktgabe.

Versucht man, das schwingfähige System dadurch zu beeinflussen, daß auch die Masse der Scheibe reduziert wird, so verringert sich im gleichen Maße auch die Reibung im System. Dadurch werden die Pendelschwingungen der Scheibe noch weniger gedämpft.

Versucht man, die Reibung durch zusätzliche Maßnahmen zu erhöhen, beispielsweise durch Verwendung einer Blattfeder, an der ein entsprechend flächig ausgebildeter Nocken entlanggleitet, so erhöht dies wieder die unerwünschte Rückwirkung auf das Meßwerk.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei geringer Rückwirkung auf das Meßwerk eine sichere Kontaktgabe definierter Dauer ohne Mehrfach-Kontaktgabe möglich wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Die Verwendung von Dauermagneten zur Hemmung bzw. Beschleunigung des Geberträgers in der im Anspruch 1 definierten Anordnung hat eine Reihe von Vorteilen. Zunächst sind Totpunkt und Schaltpunkt voneinander getrennt. Des weiteren ist die Rückwirkung auf das Meßwerk gering, da die von den Magneten erzeugten Kräfte mit zunehmendem Abstand sehr schnell abnehmen. Aus demselben Grund ist auch die Neigung des Geberträgers zum Pendeln reduziert. Die Dauermagnetkräfte wirken reibungsfrei, was die Rückwirkung auf das Meßwerk ebenfalls gering hält. Der noch bestehende Rest an Pendelneigung wird durch den mitrotierenden Anschlag, der die beschleunigte Drehbewegung des Geberträgers begrenzt, völlig unterdrückt. Auf diese Weise ist es möglich, so empfindliche Schaltkontakte wie eine Reed-Röhre zu verwenden, die während jeder Umdrehung der Achse dann nur einen einzigen Impuls definierter Dauer und Amplitude abgibt.

Um die Dauer des Kontaktimpulses verlängern zu können, ohne die sonstigen Eigenschaften der Vorrichtung zu beeinflussen, ist gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung der Gebermagnet ein radial magnetisierter Sektormagnet.

Um eine definierte Ruhelage des Geberträgers zu bekommen, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung gegenüber dem Kraftmagnet ein weiteres, magnetisch aktives Element, z. B. ein Stahlstift oder ein dritter Dauermagnet, stationär angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind Koppelelement und Geberträger als Scheiben ausgebildet, die koaxial, d. h. auf-, über- oder ineinander, gelagert sind. Eine solche Konstruktion benötigt wenig Grundfläche.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen. Diese und die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile sollen im folgenden anhand der Zeichnungen in Form eines Ausführungsbeispiels erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 einen auszugsweisen Querschnitt durch und

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Meßwerk eines Wasserverbrauchzählers.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Zifferblatt 1 eines Meßwerks eines Wasserverbrauchzählers. Zur Anzeige des gemessenen Verbrauchs ist wenigstens eine der Meßwerkachsen 2 durch das Zifferblatt 1 hindurchgeführt. Auf der Oberseite befindet sich üblicherweise ein Zeiger, der sich gegenüber einer Meßskala bewegt. Die Drehgeschwindigkeit der Zeigerachse 2 ist mit Hilfe eines Reduktionsgetriebes entsprechend der Skalenwerte eingestellt.

Die Meßwerkachse 2 ist mit einer Vorrichtung zur Erfassung der Anzahl der Umdrehungen ausgerüstet. Es handelt sich um einen scheibenförmigen Geberträger 4, der einen Dauermagneten als Geber 8 trägt. Neben dem Geberträger 4 ist ein Dauermagnet als Krafterzeuger 7 angeordnet. Neben dem Geberträger 4 und im Wirkungsbereich des Gebermagneten 8 ist eine Reed-Röhre 5 montiert.

Sobald sich die Meßwerksachse 2 und die mit ihr verbundene Koppelscheibe 3 drehen, geraten ihre Nocken 3.1, 4.1 in Eingriff, so daß sich die Geberscheibe 4 mitdreht.

Gebermagnet 8 und Kraftmagnet 7 sind so angeordnet, daß gleichnamige Pole S, S zueinander zeigen. Die dadurch bedingte Abstoßung hemmt die Drehbewegung der Geberträgerscheibe 4 bei Annäherung an den stationären Kraftmagneten 7. Sobald der Gebermagnet 8 den Punkt der höchsten Annäherung überschritten hat, beschleunigt die abstoßende Magnetkraft die Geberträgerscheibe 4, worauf die Nocken 3.1, 4.1 außer Eingriff geraten und die Geberscheibe 4 sich frei schnell weiterdreht und der Gebermagnet 8 die Kontakte der Reed-Röhre 5 betätigt.

Um zu verhindern, daß die Geberträgerscheibe 4 um den inneren Ruhepunkt hin- und herpendelt, ist an der Koppelscheibe 3 ein weiterer Nocken 3.2 als Anschlag vorgesehen. Gegen diesen läuft der Nocken 4.1 an der Unterseite der Geberträgerscheibe 4 an, wodurch diese sofort abgebremst wird.

Statt an der Oberseite der Geberträgerscheibe 3 kann der Anschlagnocken auch an der Unterseite der Geberträgerscheibe 4 angeordnet werden.

Sollte sich einmal die Achse 2 rückwärts drehen, beispielsweise im falle eines Defektes oder dergleichen, wird auch die Geberträgerscheibe 4 rückwärts gedreht. Dabei bewegt sich der Dauermagnet 8 langsam und ungleichmäßig an der Reed-Röhre 5 vorbei, deren Kontakte so erheblich länger geschlossen bleiben als im Normalfall. Der Störfall kann auf diese Weise als solcher erkannt werden.

Dem Kraftmagnet 7 gegenüber, d. h. im Bereich des Ruhepunktes der Geberträgerscheibe 4, ist ein weiterer Dauermagnet 6 angeordnet. Dieser zieht den Gebermagnet 8 an und fixiert so die Geberträgerscheibe 4 in dieser Stellung, bis der Nocken 3.1 der Koppelscheibe 3 die Geberträgerscheibe 4 mitnimmt.

Anstelle eines Dauermagneten 6 kann auch ein einfacher Stahlstift verwendet werden.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 1. Der Gebermagnet 8 ist als Sektormagnet ausgebildet, der über einen Sektor 8.1, der einen Winkelbereich alpha überstreicht, radial magnetisiert ist. Durch Verändern des magnetisierten Sektors 8.1 ist es möglich, die Zeitdauer, während der die Reed-Röhre 5 geschaltet wird, zu beeinflussen, ohne die übrigen Parameter der Vorrichtung zu verändern.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Erfassung der Anzahl der Umdrehungen einer unregelmäßig rotierenden Achse (2) eines mechanischen Meßwerks, enthaltend ein mit der Achse (2) umlaufendes Koppelelement (3) mit einem ersten Nocken (3.1), einen drehbar gelagerten Geberträger (4) mit einem Geber (8) und einem weiteren Nocken (4.1), der mit dem ersten Nocken (3.1) zusammenwirkt, einen stationär angebrachten Schaltkontakt (5), der bei jeder Umdrehung des Geberträgers (4) einmal schaltet, und einen Krafterzeuger (7), der die Drehbewegung des Geberträgers (4) vor einem äußeren Totpunkt über einen gewissen Drehwinkelbereich hemmt und nach Überschreiten des Totpunktes beschleunigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (8) ein Dauermagnet, der Schaltkontakt (5) eine Reed-Röhre ist, daß der Krafterzeuger (7) ein stationärer Dauermagnet ist, wobei die gleichnamigen Pole (S, S) von Gebermagnet (8) und Kraftmagnet (7) zueinander zeigen, und daß am Koppelelement (3) ein mitrotierender Anschlag (3.2) vorgesehen ist, der die beschleunigte Drehbewegung des Geberträgers (4) begrenzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebermagnet (8) ein radial magnetisierter Sektormagnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber dem Kraftmagnet (7) ein weiteres, magnetisch aktives Element (6), z. B. ein Stahlstift oder ein dritter Dauermagnet, stationär angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (3) und der Geberträger (4) als Scheiben ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben koaxial gelagert sind.

6. Verwendung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5 bei Wasserzählern mit elektrischer Fernanzeige des Verbrauchs.