專利名稱：單向計數(shù)機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計數(shù)器領域，更具體地說，涉及單向計數(shù)機構，其有可能雙向驅(qū)動，以單向轉(zhuǎn)向表示。
背景技術：
單向計數(shù)機構的設計是用來累計和指示例如水，氣體或電能的供入量或消耗量。單向計數(shù)機構特別適用于電表，尤其是費拉里斯電表。以下，所提交的發(fā)明將單向計數(shù)機構的使用集中于費拉里斯電表上，但這并不排除其它方面的使用，例如供氣或供水。
在費拉里斯電表中，一轉(zhuǎn)盤機構由線路電壓驅(qū)動，而電流消耗則驅(qū)動計數(shù)機構。該計數(shù)機構可以包括在固定式刻度盤前轉(zhuǎn)動的數(shù)字鼓輪或數(shù)字圓盤或指針。萬一轉(zhuǎn)盤機構和計數(shù)機構本身的轉(zhuǎn)動均錯誤地以正確的方向反轉(zhuǎn)，處于轉(zhuǎn)盤機構和指示件之間的傳統(tǒng)單向計數(shù)機構會把不正確的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)化為正確方向，不斷地累計和顯示。正如US.4,352,979中所述，通常用掣爪系統(tǒng)把轉(zhuǎn)盤機構的兩個方向轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)化為數(shù)字鼓輪機構的單向轉(zhuǎn)向。本公開說明書敘述了一種單向計數(shù)機構，其中一掣爪機構由齒輪傳動驅(qū)動。以棘輪齒驅(qū)動第一或第二中間齒輪取決于掣爪機構的轉(zhuǎn)向。在這種情況下，第一或第二中間齒輪通過另外的一些齒輪提供正確累計指向。
可以引用計數(shù)機構的許多不同零部件作為這樣一種現(xiàn)有技術機構的一個缺點。此外，該計數(shù)機構要求兩端接安裝架處在前壁和并行后壁之間的空間中，因為四個以同向或反向轉(zhuǎn)動的部件都被互相毗鄰地安置在單一的轉(zhuǎn)軸上，即為主動齒輪、掣動爪機構和具有棘輪齒的第一和第二中間齒輪。單端接軸安裝架是不可思議的，因為對軸有較大的靜轉(zhuǎn)矩影響。
些外，如果掣爪機構轉(zhuǎn)動而脫離不穩(wěn)定或穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，靜轉(zhuǎn)矩就作用于計數(shù)機構甚至不必外界的驅(qū)動。就時鐘而言，這意味著掣爪機構離開十二點或六點鐘位置的一刻，在沒有外界驅(qū)動的情況下，也會出現(xiàn)靜轉(zhuǎn)矩。這樣，即使一般認為不能采納的，即周期性地改變轉(zhuǎn)向變換的情況下，不平衡的掣爪機構必然可以對轉(zhuǎn)換速度有一定影響，以致于可能指示出明顯不正確的消耗量。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于進一步研制一種以上所稱類型的單向計數(shù)機構，其與所述的現(xiàn)有技術相比更加準確，尤其是在近似立即識別欺騙性操作，即變換轉(zhuǎn)向方面。本發(fā)明的重點在于正確的檢測消耗量和正確累計消耗項目。
而且，本發(fā)明的目的是制造一平衡的計數(shù)機構，無靜轉(zhuǎn)矩從而更準確、具有更少數(shù)量不同部件和安裝更容易。除了常見的兩端接安裝架在前壁和平行后壁之間的空間之外，該計數(shù)機構最好單端接安裝，換言之，在前壁或后壁上安裝。根據(jù)本發(fā)明的計數(shù)機構，其比較上用于更小型化并能夠根據(jù)轉(zhuǎn)向變換補償傳動轉(zhuǎn)盤機構的受電磁影響的速度偏差。
權利要求1的特征滿足了本發(fā)明的目的。本發(fā)明的另外一些有利的變換則為從屬權利要求的主題。
本發(fā)明包括由蝸輪和中間齒輪連接的兩個棘輪掣爪系統(tǒng)互相相鄰地配置在計數(shù)機構中，該兩個棘輪掣爪系統(tǒng)不同的是它們各自只會自發(fā)地和有效地于一轉(zhuǎn)向嚙合，即順時針方向或逆時針方向。
通過棘輪掣爪系統(tǒng)的一對掣爪和關聯(lián)的棘輪齒，本發(fā)明的計數(shù)機構與現(xiàn)有技術相比，如果傳動單元的轉(zhuǎn)向變化不正確則能夠很快換向。甚至以不允許地操控，轉(zhuǎn)向周期性的改變導至由一嚙合的棘輪掣爪系統(tǒng)到另一個棘輪掣爪系統(tǒng)近似直接換向，以至于計數(shù)機構讀數(shù)繼續(xù)被驅(qū)動和不受干擾地單向累計。
該棘輪掣爪系統(tǒng)應被理解為一種機構，而在該機構中掣爪在一部件上向一個方向旋轉(zhuǎn)跟另一旋轉(zhuǎn)部件的棘輪齒嚙合或因為反轉(zhuǎn)向而不嚙合和從而空轉(zhuǎn)。
本文中所用蝸輪在意義上應被理解為從計數(shù)機構到一傳動蝸桿的連接，這在費拉里斯電表的轉(zhuǎn)盤機構中很常見。數(shù)字鼓輪直接的驅(qū)動是由所謂的中間齒輪所產(chǎn)生。一般認為，該中間齒輪對本發(fā)明的本質(zhì)決不重要。一個計數(shù)機構的工程專家即使其無發(fā)明才能也完全能不用這種中間齒輪。
就兩個棘輪掣爪系統(tǒng)而言，本發(fā)明的基本特征在于，在所有的情況下，一個或多個掣爪以棘輪齒的方向處于嚙合位置或直接地跟一個棘輪齒嚙合。這一決定性的優(yōu)點可以從棘輪掣爪系統(tǒng)近似自發(fā)的嚙合能力中看出，如果傳動蝸捍轉(zhuǎn)向改變，在這時其并不嚙合。在棘輪掣爪系統(tǒng)未嚙合而處于空轉(zhuǎn)時，掣爪相對于反棘輪齒像搖臂一樣相互作用，被此推入與棘輪齒嚙合位置，為此兩個掣爪中至少有一個總是處于嚙合的位置。
這證明為一個特別的優(yōu)點，如果在兩個系統(tǒng)齒輪上的兩對掣爪被配置成相反相位和因此以相反的相位旋轉(zhuǎn)。這意味著當?shù)诙到y(tǒng)齒輪的第二對掣爪處于六點鐘位置，第一系統(tǒng)齒輪的第一對掣爪處于十二點鐘的位置。結果，當由中間齒輪偶合的兩個系統(tǒng)齒輪轉(zhuǎn)動時，作用于中間齒輪上的有掣爪的兩系統(tǒng)齒輪的轉(zhuǎn)矩都被完全的抵消。從而這種平衡的配置使所有位置均無轉(zhuǎn)矩，而該位置只是平衡配置本身的結果和當計數(shù)機構停頓，即靜止時，才起作用。
本發(fā)明的計數(shù)機構的另一優(yōu)點是配置很緊密，因為該蝸輪和第一系統(tǒng)齒輪或反向齒輪和第二系統(tǒng)齒輪都同軸于一條軸線上。因此在軸之間的撓矩都非常小，甚至是單端接安裝架。這種安裝架也非常簡單和實施費不多。
而且，與現(xiàn)有技術相比，本計數(shù)機構采用較少不同部件，而這是減低成本的要素。
一個特別的優(yōu)點是，通過蝸輪和反向齒輪之間或跟反向齒輪連接的系統(tǒng)齒輪和驅(qū)動指示器讀數(shù)的中間齒輪之間齒數(shù)比的合適選配，使計數(shù)機構的正向和反向驅(qū)動之間對同樣的消耗量會有不一樣的轉(zhuǎn)速。如果，就相同的電耗量而言，一轉(zhuǎn)盤機構因為電磁的原因而向前轉(zhuǎn)動比受操控的反向轉(zhuǎn)動快，例如通過上述的齒數(shù)比非常簡單的就可以進行速度修正以便計數(shù)機構的數(shù)字鼓輪讀數(shù)的正確向前旋轉(zhuǎn)模式能跟不正確的反向模式一樣快。


附圖以示意方式簡單地表示了一些實施例。用箭頭表示所示齒輪的轉(zhuǎn)向。
圖1是帶有讀數(shù)數(shù)字鼓輪及一傳動蝸捍的本發(fā)明計數(shù)機構的展開示圖；圖2是沿著圖1中B-B’線截取的計數(shù)機構的剖視圖；圖3a，3b，3c是沿著圖1中B-B’線截取的計數(shù)機構的另一剖視圖。
具體實施例方式
圖1所示為一單向計數(shù)機構的剖視展開圖。展開的意思是所有計數(shù)機構的軸都被繪制在一個平面上，縱使事實上它們不是按這種方式配置。為了弄清楚計數(shù)機構的那一個齒輪直接嚙合，即互相驅(qū)動，圖中加入兩個連系箭號22和23。
圖1所示的計數(shù)機構是鼓輪型，為了簡便起見，圖中只繪制一個數(shù)字鼓輪指示器3，但表示多個鼓輪相互相鄰配置在同一軸線上。該計數(shù)機構適合累計和指示電力、煤氣或水等公用事業(yè)設施的單位消耗量或輸送量。以下，著重于電能累計和指示，特別是電能單位的消耗量。本發(fā)明決不應當簡化所描述和展示的型式，因為在不脫離本發(fā)明本質(zhì)之下，計數(shù)機構任何別的使用是可想象得出的。這也是以數(shù)字鼓輪說明的前提；在不脫離本發(fā)明構思之下，數(shù)字圓盤或刻盤前的指針代替數(shù)字鼓輪作指示是想象得到的。
本發(fā)明的計數(shù)機構由傳動蝸桿20驅(qū)動，與一個常見的轉(zhuǎn)盤機構同軸地接合(圖中未示)。圖2與圖1一起說明傳動蝸桿20同計數(shù)機構的配置，圖2所示為一沿著圖1中B-B’線截取的剖視圖。該傳動蝸桿20以逆時針方向驅(qū)動在第一正齒輪傳動機構2上的蝸輪1。跟正齒輪傳動機構2同軸的蝸輪1為一圓柱型部件5。該圓柱型部件5的內(nèi)壁提供了多個棘輪齒6，而同時圓柱型部件5的外壁具有蝸輪1的另一第二正齒輪傳動機構9。
該第二正齒輪傳動機構9使反向齒輪10順時針方向地轉(zhuǎn)動，而反向齒輪10由正齒輪傳動機構18驅(qū)動。該正齒輪傳動機構18在反向齒輪10的圖柱部件11外壁，與圓柱部件11的內(nèi)壁上的棘輪齒12配合。這些棘輪齒12中之一跟掣爪13b嚙合，而掣爪13b與系統(tǒng)齒輪14上的一旋轉(zhuǎn)軸承組合。另一掣爪13a同樣旋轉(zhuǎn)地安裝在系統(tǒng)齒輪14上，和掣爪13a和13b兩者被配置成互相作用。
由于一掣爪13b跟棘輪齒12嚙合，該系統(tǒng)齒輪14同樣地順時針轉(zhuǎn)動。與系統(tǒng)齒輪14上的正齒輪傳動機構16連接的是一中間齒輪4，而這中間齒輪4直接驅(qū)動數(shù)字鼓輪3。該中間齒輪4是被逆時針方向驅(qū)動和數(shù)字鼓輪3是被順時針方向驅(qū)動。
只要蝸輪1逆時針方向轉(zhuǎn)動，在圓柱形部件5內(nèi)壁的棘輪齒6傳遞另一個系統(tǒng)齒輪8的一對掣爪7a，7b，以致于這些互動的掣子7a，7b連同蝸輪1的棘齒輪6一起便會交替地旋轉(zhuǎn)跟其中一個棘輪齒6嚙合。另外一個系統(tǒng)齒輪8通過配置在一起的正齒輪傳動機構15連接逆時針方向旋轉(zhuǎn)的中間齒輪4和因此而順時針方向旋轉(zhuǎn)。
當蝸輪1以逆時針方向轉(zhuǎn)動時，位于蝸輪1和系統(tǒng)齒輪8之間的棘輪掣爪系統(tǒng)6，7a，7b已準備好嚙合，以致于如果蝸輪1改變方向到順時針方向(圖中未示)，一個或多個掣爪7a，7b能夠立刻跟棘輪齒6嚙合。既然是這樣，該蝸輪1和系統(tǒng)齒輪8將會順時針旋轉(zhuǎn)。因此，該中間齒輪4將會逆時針旋轉(zhuǎn)和數(shù)字鼓輪3順時針旋轉(zhuǎn)。此時，該反向齒輪10逆時針方向轉(zhuǎn)動，因此系統(tǒng)齒輪8的掣爪13a，13b僅僅經(jīng)過棘輪齒12傳遞和交替地旋轉(zhuǎn)而嚙合。
本發(fā)明的本質(zhì)在于兩個棘輪掣爪系統(tǒng)6，7a，7b，12，13a，13b中只有一個系統(tǒng)是嚙合而另外一個是永遠準備嚙合。在一個計數(shù)機構中配置兩個棘輪掣爪系統(tǒng)6，7a，7b，12，13a，13b能夠在每一次蝸輪1改變方向時，自發(fā)和簡單換向。因此，非常準確地提供能量消耗的累計和讀數(shù)。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的計數(shù)機構包括數(shù)量少的不同部件、使生產(chǎn)和組裝費用低廉。安裝簡單和快速因為整個計數(shù)機構安裝在空間壁的僅一側。
圖2和圖3所示為蝸輪1以正確的逆時針方向旋轉(zhuǎn)一整圈。從圖2開始，在蝸輪1和第一系統(tǒng)齒輪8之間的第一棘輪掣爪系統(tǒng)6，7a，7b是在六點鐘位置，而反向齒輪10和第二系統(tǒng)齒輪14之間的第二棘輪掣爪系統(tǒng)12，13a，13b是在十二點位置。如果蝸輪1向正確的逆時針方向轉(zhuǎn)，第一棘輪掣爪系統(tǒng)6，7a，7b移到九點鐘位置，而第二棘輪掣爪系統(tǒng)12，13a，13b移到三點鐘位置，如圖3a所示。圖中還可以看到主導掣爪7a已轉(zhuǎn)到準備與傳遞一棘輪齒6的相鄰且滯后的掣爪7b嚙合，這之后，主導掣爪7a如何立即通過傳遞另一棘輪6使滯后掣爪7b轉(zhuǎn)到準備嚙合，為了簡化起見，圖中未示。
圖3b和圖3c實質(zhì)上很明顯的展示了第一棘輪掣爪系統(tǒng)6，7a，7b如何從十二點鐘位置轉(zhuǎn)到三點鐘位置和第二棘輪掣爪系統(tǒng)12，13a，13b如何從六點鐘位置轉(zhuǎn)到九點鐘位置。在圖2和圖3所示的順序中特別值得注意的是第一棘輪掣爪系統(tǒng)6，7a，7b相對于第二棘輪掣爪系統(tǒng)12，13a，13b以相反相位配置。這意味著，兩個棘輪掣爪系統(tǒng)6，7a，7b，12，13a，13b以相互反相經(jīng)過一圈中的所有位置。該決定性的優(yōu)點就是沒有靜轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩由幾何配置產(chǎn)生，作用于連接兩個棘輪掣爪系統(tǒng)6，7a，7b，12，13a，13b的中間齒輪上。從靜轉(zhuǎn)矩來看，這種平衡配置能夠在轉(zhuǎn)向改變時使棘輪掣爪系統(tǒng)自動準備好嚙合。
本發(fā)明另一變型的特征是當轉(zhuǎn)向從正向模式變?yōu)榉聪蚰Ｊ降臅r候，計數(shù)機構的轉(zhuǎn)速能夠十分簡單地不一樣，因此有一定的消耗量。經(jīng)驗顯示，為了正確操作，轉(zhuǎn)盤機構在一個方向上顯示出一設定的校準速度，但如果變換成反向時，該轉(zhuǎn)盤機構可以顯示跟正確情況的操作不同的速度，因此，有一定的消耗量。
本發(fā)明非常簡單地解決該問題，其中可以使正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)齒輪的齒數(shù)比適當配合，然而這并未清楚地顯示。合適的做法是將蝸輪1的正齒輪傳動機構9和反向齒輪10的傳動正齒輪傳動機構18的齒數(shù)比設定為1到小于1，和將第一系統(tǒng)齒輪8的正齒輪傳動機構15和第二系統(tǒng)齒輪14的正齒輪傳動機構16的齒數(shù)比設定為1到小于1。如果轉(zhuǎn)盤以不正確轉(zhuǎn)向比正確轉(zhuǎn)向更快的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，本發(fā)明還能夠?qū)X數(shù)比作合適的配合，因為把上述其中一個齒數(shù)比調(diào)整為大于1是非常簡單。同時也可想象到將每一棘輪掣爪系統(tǒng)里互動掣爪的數(shù)量增加到3個或3個以上，這樣使與棘輪齒嚙合的可能性增大。因此本發(fā)明在轉(zhuǎn)向作不正確改變時可作出協(xié)調(diào)，使嚙合的可能性得以完善。
標號對照1 蝸輪2 在1上的第一正齒輪傳動機構3 數(shù)字鼓輪4 中間齒輪5 在1上的圓柱形部件6 在1上的棘輪齒7a，7b在8上的一對掣爪8 第一系統(tǒng)齒輪9 在1上的第二正齒輪傳動機構10 反向齒輪11 在10上的圓柱形部件12 在10上的棘輪齒13a，13b 在14上的一對掣爪14 第二系統(tǒng)齒輪15 在8上的正齒輪傳動機構16 在14上的正齒輪傳動機構17 5的內(nèi)壁18 在10里的正齒輪傳動裝置20 傳動蝸桿21 空間壁22 聯(lián)接部分23 聯(lián)接部分
權利要求
1.一種單向計數(shù)機構，其具有一被驅(qū)動的蝸輪(1)和一個或多個由蝸輪(1)轉(zhuǎn)動驅(qū)動的數(shù)字指示器(3)，其中該蝸輪(1)是經(jīng)第一棘輪掣爪系統(tǒng)(6，7a，7b)與第一系統(tǒng)齒輪(8)連接，其特征在于——所述的第一棘輪掣爪系統(tǒng)(6，7a，7b)包括第一對或多對掣爪(7a，7b)，而該兩個連接的掣爪(7a，7b)一前一后排列地工作，——所述的蝸輪(1)驅(qū)動一個反向齒輪(10)，而該反向齒輪(10)是經(jīng)第二棘輪掣爪系統(tǒng)(12，13a，13b)與第二系統(tǒng)齒輪(14)連接，——所述的第二棘輪掣爪系統(tǒng)(12，13a，13b)包括第二對或多對掣爪(13a，13b)，而該兩個連接的掣爪(13a，13b)一前一后地工作，以及——每一第一和第二棘輪掣爪系統(tǒng)(6，7a，7b，12，13a，13b)的一個或多個掣爪(7a，7b，13a，13b)都在棘齒方向(6，12)上處于嚙合的位置或直接跟棘齒(6，12)嚙合。
2.根據(jù)權利要求1所述的單向計數(shù)機構，其特征在于，多個棘輪齒(6)配置在蝸輪(1)的第一圓柱形部件(5)上，第一對或多對掣爪(7a，7b)配置在第一系統(tǒng)齒輪(8)上。
3.根據(jù)權利要求2的單向計數(shù)機構，其特征在于，多個棘輪齒(12)配置在反向齒輪(10)的第二圓柱形部件(11)上，第二對或多對掣爪(12a，b)配置在第二系統(tǒng)齒輪(14)上。
4.根據(jù)權利要求3的單向計數(shù)機構，其特征在于，第一系統(tǒng)齒輪(8)和第二系統(tǒng)齒輪(14)通過中間齒輪(4)連接，而第一對掣爪(7a，7b)以與第二對掣爪(13a，13b)相反相位配置。
5.根據(jù)權利要求2到4中任何一項所述的單向計數(shù)機構，其特征在于，蝸輪(1)的棘輪齒(6)數(shù)目被配置在第一圓柱形部件(5)的內(nèi)壁(17)(圖中未示)。
6.根據(jù)權利要求3到5中任何一項所述的單向計數(shù)機構，其特征在于，反向齒輪(10)的棘輪齒(12)數(shù)目被配置在第二圓柱形部件(11)的內(nèi)壁(19)(圖中未示)。
7.根據(jù)權利要求1到6中任何一項所述的單向計數(shù)機構，其特征在于，蝸輪(1)和第一系統(tǒng)齒輪(8)以同軸配置。
8.根據(jù)權利要求1到7中任何一項所述的單向計數(shù)機構，其特征在于，反向齒輪(10)和第二系統(tǒng)齒輪(14)以同軸配置。
9.根據(jù)權利要求1到8中任何一項所述的單向計數(shù)機構，其特征在于，蝸輪(1)和反向齒輪(10)以平行配置。
10.根據(jù)權利要求1到9中任何一項所述的單向計數(shù)機構，其特征在于，蝸輪(1)的正齒輪傳動機構(9)和反向齒輪(10)的被動正齒輪傳動機構(18)之間的齒數(shù)比是等于1。
11.根據(jù)權利要求1到9中任何一項所述的單向計數(shù)機構，其特征在于，蝸輪(1)的正齒輪傳動機構(9)和反向齒輪(10)的被動正齒輪傳動機構(18)之間的齒數(shù)比不等于1。
12.根據(jù)權利要求1到9中任何一項所述的單向計數(shù)機構，其特征在于，第一系統(tǒng)齒輪(8)的正齒輪傳動機構(15)和第二系統(tǒng)齒輪(14)的正齒輪傳動機構(16)之間的齒數(shù)比是等于1。
13.根據(jù)權利要求1到9中任何一項所述的單向計數(shù)機構，其特征在于第一系統(tǒng)齒輪(8)的正齒輪傳動機構(15)和第二系統(tǒng)齒輪(14)的正齒輪傳動機構(16)之間的齒數(shù)比不等于1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單向計數(shù)器，其包括有一傳動的蝸輪(1)和至少一個由蝸輪(1)的轉(zhuǎn)動所驅(qū)動的數(shù)字指示器(3)。該蝸輪(1)經(jīng)第一棘輪掣爪系統(tǒng)(6，7a，b)與第一系統(tǒng)齒輪(8)連接。所述的第一棘輪掣爪系統(tǒng)(6，7a，b)包括至少一對掣爪(7a，b)，而該兩個連接的掣爪(7a，b)一前一后排列地工作。此外，蝸輪(1)驅(qū)動一個反向齒輪(10)，而該反向齒輪(10)經(jīng)第二棘輪掣爪系統(tǒng)(12，13a，b)與第二系統(tǒng)齒輪(14)連接。所述的第二棘輪掣爪系統(tǒng)(12，13a，b)包括第二對掣爪(13a，b)，而該兩個連接的掣爪(13a，b)一前一后排列地工作。本發(fā)明即使在轉(zhuǎn)向改變時仍可以達到盡可能精確累計以及顯示所用能量單位，由此第一和第二棘輪掣爪系統(tǒng)(6，7a，b，12，13a，b)的每一系統(tǒng)上的一掣爪(7a，b，13a，b)處于嚙合位置，指向棘輪齒(6，12)，或者直接與棘輪齒(6，12)接觸。
文檔編號G06M1/00GK1489749SQ01822584
公開日2004年4月14日 申請日期2001年11月28日 優(yōu)先權日2000年12月15日
發(fā)明者E·布爾吉, E 布爾吉 申請人:蘭迪斯+Gyr股份公司