专利名称：单向计数机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及计数器领域，更具体地说，涉及单向计数机构，其有可能双向驱动，以单向转向表示。
背景技术：
单向计数机构的设计是用来累计和指示例如水，气体或电能的供入量或消耗量。单向计数机构特别适用于电表，尤其是费拉里斯电表。以下，所提交的发明将单向计数机构的使用集中于费拉里斯电表上，但这并不排除其它方面的使用，例如供气或供水。
在费拉里斯电表中，一转盘机构由线路电压驱动，而电流消耗则驱动计数机构。该计数机构可以包括在固定式刻度盘前转动的数字鼓轮或数字圆盘或指针。万一转盘机构和计数机构本身的转动均错误地以正确的方向反转，处于转盘机构和指示件之间的传统单向计数机构会把不正确的转向转化为正确方向，不断地累计和显示。正如US.4,352,979中所述，通常用掣爪系统把转盘机构的两个方向转向转化为数字鼓轮机构的单向转向。本公开说明书叙述了一种单向计数机构，其中一掣爪机构由齿轮传动驱动。以棘轮齿驱动第一或第二中间齿轮取决于掣爪机构的转向。在这种情况下，第一或第二中间齿轮通过另外的一些齿轮提供正确累计指向。
可以引用计数机构的许多不同零部件作为这样一种现有技术机构的一个缺点。此外，该计数机构要求两端接安装架处在前壁和并行后壁之间的空间中，因为四个以同向或反向转动的部件都被互相毗邻地安置在单一的转轴上，即为主动齿轮、掣动爪机构和具有棘轮齿的第一和第二中间齿轮。单端接轴安装架是不可思议的，因为对轴有较大的静转矩影响。
些外，如果掣爪机构转动而脱离不稳定或稳定的平衡状态，静转矩就作用于计数机构甚至不必外界的驱动。就时钟而言，这意味着掣爪机构离开十二点或六点钟位置的一刻，在没有外界驱动的情况下，也会出现静转矩。这样，即使一般认为不能采纳的，即周期性地改变转向变换的情况下，不平衡的掣爪机构必然可以对转换速度有一定影响，以致于可能指示出明显不正确的消耗量。
发明内容
因此，本发明的目的在于进一步研制一种以上所称类型的单向计数机构，其与所述的现有技术相比更加准确，尤其是在近似立即识别欺骗性操作，即变换转向方面。本发明的重点在于正确的检测消耗量和正确累计消耗项目。
而且，本发明的目的是制造一平衡的计数机构，无静转矩从而更准确、具有更少数量不同部件和安装更容易。除了常见的两端接安装架在前壁和平行后壁之间的空间之外，该计数机构最好单端接安装，换言之，在前壁或后壁上安装。根据本发明的计数机构，其比较上用于更小型化并能够根据转向变换补偿传动转盘机构的受电磁影响的速度偏差。
权利要求1的特征满足了本发明的目的。本发明的另外一些有利的变换则为从属权利要求的主题。
本发明包括由蜗轮和中间齿轮连接的两个棘轮掣爪系统互相相邻地配置在计数机构中，该两个棘轮掣爪系统不同的是它们各自只会自发地和有效地于一转向啮合，即顺时针方向或逆时针方向。
通过棘轮掣爪系统的一对掣爪和关联的棘轮齿，本发明的计数机构与现有技术相比，如果传动单元的转向变化不正确则能够很快换向。甚至以不允许地操控，转向周期性的改变导至由一啮合的棘轮掣爪系统到另一个棘轮掣爪系统近似直接换向，以至于计数机构读数继续被驱动和不受干扰地单向累计。
该棘轮掣爪系统应被理解为一种机构，而在该机构中掣爪在一部件上向一个方向旋转跟另一旋转部件的棘轮齿啮合或因为反转向而不啮合和从而空转。
本文中所用蜗轮在意义上应被理解为从计数机构到一传动蜗杆的连接，这在费拉里斯电表的转盘机构中很常见。数字鼓轮直接的驱动是由所谓的中间齿轮所产生。一般认为，该中间齿轮对本发明的本质决不重要。一个计数机构的工程专家即使其无发明才能也完全能不用这种中间齿轮。
就两个棘轮掣爪系统而言，本发明的基本特征在于，在所有的情况下，一个或多个掣爪以棘轮齿的方向处于啮合位置或直接地跟一个棘轮齿啮合。这一决定性的优点可以从棘轮掣爪系统近似自发的啮合能力中看出，如果传动蜗捍转向改变，在这时其并不啮合。在棘轮掣爪系统未啮合而处于空转时，掣爪相对于反棘轮齿像摇臂一样相互作用，被此推入与棘轮齿啮合位置，为此两个掣爪中至少有一个总是处于啮合的位置。
这证明为一个特别的优点，如果在两个系统齿轮上的两对掣爪被配置成相反相位和因此以相反的相位旋转。这意味着当第二系统齿轮的第二对掣爪处于六点钟位置，第一系统齿轮的第一对掣爪处于十二点钟的位置。结果，当由中间齿轮偶合的两个系统齿轮转动时，作用于中间齿轮上的有掣爪的两系统齿轮的转矩都被完全的抵消。从而这种平衡的配置使所有位置均无转矩，而该位置只是平衡配置本身的结果和当计数机构停顿，即静止时，才起作用。
本发明的计数机构的另一优点是配置很紧密，因为该蜗轮和第一系统齿轮或反向齿轮和第二系统齿轮都同轴于一条轴线上。因此在轴之间的挠矩都非常小，甚至是单端接安装架。这种安装架也非常简单和实施费不多。
而且，与现有技术相比，本计数机构采用较少不同部件，而这是减低成本的要素。
一个特别的优点是，通过蜗轮和反向齿轮之间或跟反向齿轮连接的系统齿轮和驱动指示器读数的中间齿轮之间齿数比的合适选配，使计数机构的正向和反向驱动之间对同样的消耗量会有不一样的转速。如果，就相同的电耗量而言，一转盘机构因为电磁的原因而向前转动比受操控的反向转动快，例如通过上述的齿数比非常简单的就可以进行速度修正以便计数机构的数字鼓轮读数的正确向前旋转模式能跟不正确的反向模式一样快。
附图以示意方式简单地表示了一些实施例。用箭头表示所示齿轮的转向。
图1是带有读数数字鼓轮及一传动蜗捍的本发明计数机构的展开示图；图2是沿着图1中B-B’线截取的计数机构的剖视图；图3a，3b，3c是沿着图1中B-B’线截取的计数机构的另一剖视图。
具体实施例方式
图1所示为一单向计数机构的剖视展开图。展开的意思是所有计数机构的轴都被绘制在一个平面上，纵使事实上它们不是按这种方式配置。为了弄清楚计数机构的那一个齿轮直接啮合，即互相驱动，图中加入两个连系箭号22和23。
图1所示的计数机构是鼓轮型，为了简便起见，图中只绘制一个数字鼓轮指示器3，但表示多个鼓轮相互相邻配置在同一轴线上。该计数机构适合累计和指示电力、煤气或水等公用事业设施的单位消耗量或输送量。以下，着重于电能累计和指示，特别是电能单位的消耗量。本发明决不应当简化所描述和展示的型式，因为在不脱离本发明本质之下，计数机构任何别的使用是可想象得出的。这也是以数字鼓轮说明的前提；在不脱离本发明构思之下，数字圆盘或刻盘前的指针代替数字鼓轮作指示是想象得到的。
本发明的计数机构由传动蜗杆20驱动，与一个常见的转盘机构同轴地接合(图中未示)。图2与图1一起说明传动蜗杆20同计数机构的配置，图2所示为一沿着图1中B-B’线截取的剖视图。该传动蜗杆20以逆时针方向驱动在第一正齿轮传动机构2上的蜗轮1。跟正齿轮传动机构2同轴的蜗轮1为一圆柱型部件5。该圆柱型部件5的内壁提供了多个棘轮齿6，而同时圆柱型部件5的外壁具有蜗轮1的另一第二正齿轮传动机构9。
该第二正齿轮传动机构9使反向齿轮10顺时针方向地转动，而反向齿轮10由正齿轮传动机构18驱动。该正齿轮传动机构18在反向齿轮10的图柱部件11外壁，与圆柱部件11的内壁上的棘轮齿12配合。这些棘轮齿12中之一跟掣爪13b啮合，而掣爪13b与系统齿轮14上的一旋转轴承组合。另一掣爪13a同样旋转地安装在系统齿轮14上，和掣爪13a和13b两者被配置成互相作用。
由于一掣爪13b跟棘轮齿12啮合，该系统齿轮14同样地顺时针转动。与系统齿轮14上的正齿轮传动机构16连接的是一中间齿轮4，而这中间齿轮4直接驱动数字鼓轮3。该中间齿轮4是被逆时针方向驱动和数字鼓轮3是被顺时针方向驱动。
只要蜗轮1逆时针方向转动，在圆柱形部件5内壁的棘轮齿6传递另一个系统齿轮8的一对掣爪7a，7b，以致于这些互动的掣子7a，7b连同蜗轮1的棘齿轮6一起便会交替地旋转跟其中一个棘轮齿6啮合。另外一个系统齿轮8通过配置在一起的正齿轮传动机构15连接逆时针方向旋转的中间齿轮4和因此而顺时针方向旋转。
当蜗轮1以逆时针方向转动时，位于蜗轮1和系统齿轮8之间的棘轮掣爪系统6，7a，7b已准备好啮合，以致于如果蜗轮1改变方向到顺时针方向(图中未示)，一个或多个掣爪7a，7b能够立刻跟棘轮齿6啮合。既然是这样，该蜗轮1和系统齿轮8将会顺时针旋转。因此，该中间齿轮4将会逆时针旋转和数字鼓轮3顺时针旋转。此时，该反向齿轮10逆时针方向转动，因此系统齿轮8的掣爪13a，13b仅仅经过棘轮齿12传递和交替地旋转而啮合。
本发明的本质在于两个棘轮掣爪系统6，7a，7b，12，13a，13b中只有一个系统是啮合而另外一个是永远准备啮合。在一个计数机构中配置两个棘轮掣爪系统6，7a，7b，12，13a，13b能够在每一次蜗轮1改变方向时，自发和简单换向。因此，非常准确地提供能量消耗的累计和读数。
与现有技术相比，本发明的计数机构包括数量少的不同部件、使生产和组装费用低廉。安装简单和快速因为整个计数机构安装在空间壁的仅一侧。
图2和图3所示为蜗轮1以正确的逆时针方向旋转一整圈。从图2开始，在蜗轮1和第一系统齿轮8之间的第一棘轮掣爪系统6，7a，7b是在六点钟位置，而反向齿轮10和第二系统齿轮14之间的第二棘轮掣爪系统12，13a，13b是在十二点位置。如果蜗轮1向正确的逆时针方向转，第一棘轮掣爪系统6，7a，7b移到九点钟位置，而第二棘轮掣爪系统12，13a，13b移到三点钟位置，如图3a所示。图中还可以看到主导掣爪7a已转到准备与传递一棘轮齿6的相邻且滞后的掣爪7b啮合，这之后，主导掣爪7a如何立即通过传递另一棘轮6使滞后掣爪7b转到准备啮合，为了简化起见，图中未示。
图3b和图3c实质上很明显的展示了第一棘轮掣爪系统6，7a，7b如何从十二点钟位置转到三点钟位置和第二棘轮掣爪系统12，13a，13b如何从六点钟位置转到九点钟位置。在图2和图3所示的顺序中特别值得注意的是第一棘轮掣爪系统6，7a，7b相对于第二棘轮掣爪系统12，13a，13b以相反相位配置。这意味着，两个棘轮掣爪系统6，7a，7b，12，13a，13b以相互反相经过一圈中的所有位置。该决定性的优点就是没有静转矩，转矩由几何配置产生，作用于连接两个棘轮掣爪系统6，7a，7b，12，13a，13b的中间齿轮上。从静转矩来看，这种平衡配置能够在转向改变时使棘轮掣爪系统自动准备好啮合。
本发明另一变型的特征是当转向从正向模式变为反向模式的时候，计数机构的转速能够十分简单地不一样，因此有一定的消耗量。经验显示，为了正确操作，转盘机构在一个方向上显示出一设定的校准速度，但如果变换成反向时，该转盘机构可以显示跟正确情况的操作不同的速度，因此，有一定的消耗量。
本发明非常简单地解决该问题，其中可以使正转与反转齿轮的齿数比适当配合，然而这并未清楚地显示。合适的做法是将蜗轮1的正齿轮传动机构9和反向齿轮10的传动正齿轮传动机构18的齿数比设定为1到小于1，和将第一系统齿轮8的正齿轮传动机构15和第二系统齿轮14的正齿轮传动机构16的齿数比设定为1到小于1。如果转盘以不正确转向比正确转向更快的转速转动，本发明还能够对齿数比作合适的配合，因为把上述其中一个齿数比调整为大于1是非常简单。同时也可想象到将每一棘轮掣爪系统里互动掣爪的数量增加到3个或3个以上，这样使与棘轮齿啮合的可能性增大。因此本发明在转向作不正确改变时可作出协调，使啮合的可能性得以完善。
标号对照1 蜗轮2 在1上的第一正齿轮传动机构3 数字鼓轮4 中间齿轮5 在1上的圆柱形部件6 在1上的棘轮齿7a，7b在8上的一对掣爪8 第一系统齿轮9 在1上的第二正齿轮传动机构10 反向齿轮11 在10上的圆柱形部件12 在10上的棘轮齿13a，13b 在14上的一对掣爪14 第二系统齿轮15 在8上的正齿轮传动机构16 在14上的正齿轮传动机构17 5的内壁18 在10里的正齿轮传动装置20 传动蜗杆21 空间壁22 联接部分23 联接部分
权利要求
1.一种单向计数机构，其具有一被驱动的蜗轮(1)和一个或多个由蜗轮(1)转动驱动的数字指示器(3)，其中该蜗轮(1)是经第一棘轮掣爪系统(6，7a，7b)与第一系统齿轮(8)连接，其特征在于——所述的第一棘轮掣爪系统(6，7a，7b)包括第一对或多对掣爪(7a，7b)，而该两个连接的掣爪(7a，7b)一前一后排列地工作，——所述的蜗轮(1)驱动一个反向齿轮(10)，而该反向齿轮(10)是经第二棘轮掣爪系统(12，13a，13b)与第二系统齿轮(14)连接，——所述的第二棘轮掣爪系统(12，13a，13b)包括第二对或多对掣爪(13a，13b)，而该两个连接的掣爪(13a，13b)一前一后地工作，以及——每一第一和第二棘轮掣爪系统(6，7a，7b，12，13a，13b)的一个或多个掣爪(7a，7b，13a，13b)都在棘齿方向(6，12)上处于啮合的位置或直接跟棘齿(6，12)啮合。
2.根据权利要求1所述的单向计数机构，其特征在于，多个棘轮齿(6)配置在蜗轮(1)的第一圆柱形部件(5)上，第一对或多对掣爪(7a，7b)配置在第一系统齿轮(8)上。
3.根据权利要求2的单向计数机构，其特征在于，多个棘轮齿(12)配置在反向齿轮(10)的第二圆柱形部件(11)上，第二对或多对掣爪(12a，b)配置在第二系统齿轮(14)上。
4.根据权利要求3的单向计数机构，其特征在于，第一系统齿轮(8)和第二系统齿轮(14)通过中间齿轮(4)连接，而第一对掣爪(7a，7b)以与第二对掣爪(13a，13b)相反相位配置。
5.根据权利要求2到4中任何一项所述的单向计数机构，其特征在于，蜗轮(1)的棘轮齿(6)数目被配置在第一圆柱形部件(5)的内壁(17)(图中未示)。
6.根据权利要求3到5中任何一项所述的单向计数机构，其特征在于，反向齿轮(10)的棘轮齿(12)数目被配置在第二圆柱形部件(11)的内壁(19)(图中未示)。
7.根据权利要求1到6中任何一项所述的单向计数机构，其特征在于，蜗轮(1)和第一系统齿轮(8)以同轴配置。
8.根据权利要求1到7中任何一项所述的单向计数机构，其特征在于，反向齿轮(10)和第二系统齿轮(14)以同轴配置。
9.根据权利要求1到8中任何一项所述的单向计数机构，其特征在于，蜗轮(1)和反向齿轮(10)以平行配置。
10.根据权利要求1到9中任何一项所述的单向计数机构，其特征在于，蜗轮(1)的正齿轮传动机构(9)和反向齿轮(10)的被动正齿轮传动机构(18)之间的齿数比是等于1。
11.根据权利要求1到9中任何一项所述的单向计数机构，其特征在于，蜗轮(1)的正齿轮传动机构(9)和反向齿轮(10)的被动正齿轮传动机构(18)之间的齿数比不等于1。
12.根据权利要求1到9中任何一项所述的单向计数机构，其特征在于，第一系统齿轮(8)的正齿轮传动机构(15)和第二系统齿轮(14)的正齿轮传动机构(16)之间的齿数比是等于1。
13.根据权利要求1到9中任何一项所述的单向计数机构，其特征在于第一系统齿轮(8)的正齿轮传动机构(15)和第二系统齿轮(14)的正齿轮传动机构(16)之间的齿数比不等于1。
全文摘要
本发明涉及一种单向计数器，其包括有一传动的蜗轮(1)和至少一个由蜗轮(1)的转动所驱动的数字指示器(3)。该蜗轮(1)经第一棘轮掣爪系统(6，7a，b)与第一系统齿轮(8)连接。所述的第一棘轮掣爪系统(6，7a，b)包括至少一对掣爪(7a，b)，而该两个连接的掣爪(7a，b)一前一后排列地工作。此外，蜗轮(1)驱动一个反向齿轮(10)，而该反向齿轮(10)经第二棘轮掣爪系统(12，13a，b)与第二系统齿轮(14)连接。所述的第二棘轮掣爪系统(12，13a，b)包括第二对掣爪(13a，b)，而该两个连接的掣爪(13a，b)一前一后排列地工作。本发明即使在转向改变时仍可以达到尽可能精确累计以及显示所用能量单位，由此第一和第二棘轮掣爪系统(6，7a，b，12，13a，b)的每一系统上的一掣爪(7a，b，13a，b)处于啮合位置，指向棘轮齿(6，12)，或者直接与棘轮齿(6，12)接触。
文档编号G06M1/00GK1489749SQ01822584
公开日2004年4月14日 申请日期2001年11月28日 优先权日2000年12月15日
发明者E·布尔吉, E 布尔吉 申请人:兰迪斯+Gyr股份公司