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Title:
TACHOGRAPH WITH CHIPCARD RECEIVING UNITS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/017254
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a reducing gear system for a transport arrangement for the displacement of chipcards arranged in the chipcard receiving units of a tachograph, into a respective withdrawal position. Said reducing gear system comprises a planetary gear (53, 63), which in a preferred embodiment, is coaxially associated with a control motor (38) of the transport device, which can be controlled in the rotational direction thereof and which interacts via a downstream gear step with a slider (8) of a translating device.

Inventors:
WAHLER TORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/002034
Publication Date:
February 26, 2004
Filing Date:
June 18, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
WAHLER TORSTEN (DE)
International Classes:
G01P1/12; G06K13/08; G07C5/08; G07C7/00; (IPC1-7): G06K13/08; G01P1/00; G07C5/08
Foreign References:
DE20015100U12000-12-21
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. Fahrtschreiber mit ChipkartenAufnahmeaggregaten und mit einer Transportanordnung zum Verbringen einer in der Lese/Schreibposition befindlichen Chipkarte in die Ent nahmeposition, wobei die Transportanordnung im wesentli chen einen in seiner Drehrichtung umsteuerbaren Stellmo tor, ein Untersetzungsgetriebe und eine Schubeinrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsge triebe wenigstens teilweise als Umlaufgetriebe (53, 63) ausgebildet ist.
3. Fahrtschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportanordnung ein wenigstens die Schubein richtung führendes und das Untersetzungsgetriebe lagerndes Gehäuse (1) zugeordnet ist.
4. Fahrtschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe auf einem in das Gehäuse (1) einsetzbaren Getriebeträger angeordnet ist.
5. Fahrtschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe ein im Kraftfluss letzter Getrie beteil des Untersetzungsgetriebes bildet.
6. Fahrtschreiber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe als"rückkehrendes"Umlaufgetriebe ausgebildet ist.
7. Fahrtschreiber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine ortsfeste Verzahnung (58) des Umlaufgetriebes (53,63) unmittelbar an dem Gehäuse (1) ausgebildet ist.
8. Fahrtschreiber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (1) Mittel zum verdrehsicheren Anflan schen des Stellmotors (38) vorgesehen sind und dass die ortsfeste Verzahnung (58) des Umlaufgetriebes koaxial zur Welle (37) des Stellmotors (38) an dem Gehäuse (1) ausge bildet ist.
9. Fahrtschreiber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenradträger (54) des Umlaufgetriebes durch die Welle (37) des Stellmotors (38) radial geführt ist und dass das auf der Welle (37) des Stellmotors (38) befestig te Ritzel (49) als Sonnenrad dient.
10. Fahrtschreiber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Planetenradträger (54) mehrere Planetenräder (60,61, 62) drehbar gelagert sind.
11. Fahrtschreiber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe (53, 63) zweistufig ausgebildet ist und dass die Planetenradträger (41, 54) durch die Wel le (37) des Stellmotors (38) radial geführt sind.
12. Fahrtschreiber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe zweistufig ausgebildet ist und dass der eine Planetenradträger (54) durch die Welle (37) des Stellmotors (38) der andere Planetenradträger (41) durch eine an einem dem Gehäuse (1) zugeordneten Deckel (2) ausgebildete Buchse (40) radial geführt ist.
13. Fahrtschreiber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem in Kraftflussrichtung folgenden zweiten Plane tenradträger (41) ein Zahnrad (67) ausgebildet ist, wel ches mit einem ortsfest gelagerten Zahnradpaar (12) kämmt, dessen eine Stirnverzahnung (11) mit einer an einem Schie ber (8) der Schubeinrichtung ausgebildeten Verzahnung (9) in Eingriff steht.
Description:
Fahrtschreiber mit Chipkarten-Aufnahmeaggregaten Die Erfindung betrifft einen Fahrtschreiber mit Chipkarten- Aufnahmeaggregaten und mit einer Transportanordnung zum Verbringen einer in der Lese-/Schreibposition befindlichen Chipkarte in die Entnahmeposition, wobei die Transportanord- nung im wesentlichen einen in seiner Drehrichtung umsteuerba- ren Stellmotor, ein Untersetzungsgetriebe und eine Schubein- richtung umfasst.

Bei der Verwendung von Chipkarten in Nutzfahrzeugen dienen die den Fahrern zugeordneten Chipkarten der fahrerbezogenen Speicherung wenigstens der persönlichen Arbeits-und Ruhezei- ten. Dabei machen Fahrer-und Fahrzeugwechsel sowie Verkehrs- kontrollen relativ häufig Eingaben und Entnahmen der Chipkar- ten in bzw. aus dem der Datenerfassung dienenden Fahrtschrei- ber erforderlich.

Derartige Fahrtschreiber sind im allgemeinen als Einbaugeräte mit einem flachen, quaderförmigen Einbaugehäuse konzipiert.

Den Chipkarten-Aufnahmeaggregaten und deren Antriebsmittel, die bewirken, dass eine in der Lese-/Schreibposition befind- <BR> <BR> liche Chipkarte in die Entnahmeposition verbracht wird, steht<BR> daher von vornherein ein sehr geringer Bauraum zur Verfügung.

Auf der anderen Seite verursachen während ihres Gebrauchs verformte, dass heißt, gewölbte bzw. gewellte Chipkarten, insbesondere wenn diese auf Grund einer Verformung mit einem gewissen Kraftaufwand von Hand in die Lese-/Schreibposition vorgesteckt worden sind, einen erheblichen Kraftbedarf, um sie wieder in die Entnahmeposition transportieren zu können.

Dieser Kraftbedarf muss von den Antriebsmitteln aufgebracht und übertragen werden, was einen stabilen Aufbau und somit ausreichend Bauraum erforderlich macht. Hinzu kommt, dass es

einerseits auf Grund der geringen Bauhöhe des Fahrtschreibers erforderlich andererseits hinsichtlich der Kontaktierung zweckmäßig ist, die Chipkarten-Aufnahmeaggregate und die An- triebsmittel unmittelbar der Leiterplatte des Fahrtschreibers zuzuordnen. Auf letzterer herrscht jedoch, obwohl sie bezogen auf den Grundriss des Fahrtschreibergehäuses weitgehend for- matfühlend ausgebildet ist, auf Grund eines hohen Bestü- ckungsgrades erheblicher Platzmangel, so dass für beide Chip- karten-Aufnahmeaggregate vorzugsweise ein einziger Stellmotor vorgesehen wird, welcher unter Zwischenschaltung einer den Kraftfluss umlenkenden Schubeinrichtung nach dem Betätigen einer entsprechenden Taste den Transport der Chipkarte des Fahrers oder derjenigen des Beifahrers in die jeweilige Ent- nahmeposition bewirkt. Dabei ist die Wahl des Stellmotors hinsichtlich seiner Leistung derart zu treffen, dass der Transport einer Chipkarte in die Entnahmeposition gegebenen- falls auch bei extremem Kraftbedarf sowie innerhalb einer zu- mutbaren, relativ kurzen Wartezeit erfolgen kann. Auf der an- deren Seite sind für den Anwendungsfall"Fahrtschreiber"die Kosten und die Stromaufnahme des Stellmotors möglichst nied- rig zu halten, so dass dem zwischen dem Stellmotor und der Schubeinrichtung vorgesehenen Untersetzungsgetriebe, was des- sen Raumbedarf und Wirkungsgrad anbelangt, eine entscheidende Bedeutung zukommt.

Mit der DE-U 200 15 100.2 ist im Zusammenhang mit dem Ver- schieben von Chipkarten in die Entnahmeposition eine Trans- portanordnung bekannt geworden, bei welcher ein zwischen einem Stellmotor und einer Schubeinrichtung vorgesehenes Untersetzungsgetriebe als zweistufiges Schneckengetriebe ausgebildet ist, was abgesehen vom Bauteileaufwand und den durch extreme Verschachtelung verursachten ungünstigen Monta- gebedingungen einen relativ schlechten Wirkungsgrad zur Folge

hat. Dementsprechend ist bei diesem Antriebskonzept ein Stellmotor mit einer relativ hohen Leistung vorzusehen, damit auch bei erhöhter Reibung einer Chipkarte in dem betreffenden Aufnahmeaggregat für das Ausgeben der Chipkarte in der vorge- sehenen Zeit ausreichend Drehmoment zur Verfügung steht, wo- mit ein hohes Maß an Verschleißanfälligkeit in Kauf genommen werden muss.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit darin, ein für die gattungsgemäße Verwendung geeignetes Unterset- zungsgetriebe zu schaffen, welches bei guter Serientauglich- keit bezüglich Herstellung und Montage der Getriebebauteile und geringer Verschleißanfälligkeit einen hohen Wirkungsgrad bietet und mit einem möglichst geringen Raumbedarf realisier- bar ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe sieht vor, dass das Unter- setzungsgetriebe wenigstens teilweise als Umlaufgetriebe aus- gebildet ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeich- net, dass der Transportanordnung ein wenigstens die Schubein- richtung führendes und das Untersetzungsgetriebe lagerndes Gehäuse zugeordnet ist, dass eine ortsfeste Verzahnung des Umlaufgetriebes unmittelbar an dem Gehäuse ausgebildet ist, dass an dem Gehäuse Mittel zum verdrehsicheren Anflanschen des Stellmotors vorgesehen sind und dass die ortsfeste Ver- zahnung des Umlaufgetriebes koaxial zur Welle des Stellmotors an dem Gehäuse ausgebildet ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der gefundenen Lösung besteht darin, dass das Umlaufgetriebe zweistufig ausgebildet ist, und dass der eine Planetenradträger auf der Welle des Stell-

motors der andere Planetenradträger auf einer an einem dem Gehäuse zugeordneten Deckel ausgebildeten Buchse gelagert ist.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die nicht zitierten Unteransprüche oder gehen aus der Be- schreibung der Zeichnungen hervor.

Der entscheidende Vorteil, den das erfindungsgemäße Unterset- zungsgetriebe bietet, ist insbesondere darin zu sehen, dass durch Vorsehen eines Umlaufgetriebes, vorzugsweise eines zweistufigen Umlaufgetriebes, mit ausschließlich in paralle- len Ebenen liegenden Stirnzahnrädern ein größtmöglicher Wir- kungsgrad erzielt wird, und somit für das Verschieben einer Chipkarte in die Entnahmeposition, und zwar in einer relativ kurzen Zeit, bei gegebener Antriebsleistung eine hohe Stell- kraft zur Verfügung steht. Mit anderen Worten, die Erfindung bietet eine optimale Nutzung der Leistung des vorgesehenen Stellmotors bzw. sie ermöglicht im Hinblick auf den Stand der Technik für das Inentnahmepositionbringen der Chipkarten die Verwendung eines gegebenenfalls preisgünstigeren Stellmotors geringerer Leistung und somit geringerer Stromaufnahme. Letz- tere ist ohnehin möglichst gering zu halten, da die Stromauf- nahme des Fahrtschreibers aus Sicherheitsgründen durch ge- setzliche Vorschriften begrenzt ist.

Vorteilhaft ist außerdem, dass durch Vorsehen von vorzugswei- se jeweils drei Planetenrädern in jeder Stufe des Umlaufge- triebes ein hoher Zahneingriff-Überdeckungsgrad gegeben ist und somit der Modul der Verzahnungen trotz des fallweise, dass heißt, bei Schwergängigkeit einer Chipkarte, zu übertra- genden hohen Drehmomentes, klein gehalten werden kann, so dass das Untersetzungsgetriebe innerhalb eines relativ gerin-

gen Bauraumes sowohl in Achsrichtung insbesondere aber auch, da nur zwei Achsen vorgesehen sind, quer zu den Achsen reali- sierbar ist. Dabei finden einfache und somit leicht herstell- bare Getriebebauteile Anwendung, welche in Verbindung mit der vorgesehenen konstruktiven Gestaltung der Transportanordnung eine vollautomatische Montage gestatten.

Im Folgenden sei die Erfindung anhand der beigefügten Zeich- nungen näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine Draufsicht einer gattungsgemäßen Transportan- ordnung mit abgenommenem Deckel, Figur 2 eine Ansicht der Innenseite des Deckels, Figur 3 eine perspektivische Darstellung der Transportan- ordnung mit abgenommenem Deckel und einer Explosi- onsdarstellung des Untersetzungsgetriebes.

Wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, sind die Funktionsele- mente der Transportanordnung in einem Gehäuse 1 gelagert, welches mittels eines Deckels 2 schließbar ist. Ein in dem Gehäuse 1 ausgebildeter Kanal 3 ist für die Lagerung von meh- reren als flexible Kraftleiter 4 und 5 dienende Kugeln, von denen jeweils eine mit 6 bzw. 7 bezeichnet ist, vorgesehen.

Mit 8 ist ein in den Kanal 3 eingreifender Schieber bezeich- net, welcher mit einer Verzahnung 9 versehen ist und an wel- chem eine in den Zeichnungen nicht sichtbare Zunge ausgebil- det ist, die in einen in dem Gehäuse 1 ausgeformten Schlitz 10 eingreift. Diese Bauform einer Schubeinrichtung ermöglicht die Übertragung großer Stellkräfte bei relativ geringer Rei- bung. Denkbar ist aber auch eine Schubeinrichtung mit einer

Zahnstange, die getrieblich mit zwei sich kreuzenden Zahnstangen in Eingriff steht.

Die Verzahnung 9 des Schiebers 8 steht in Eingriff mit einer Stirnverzahnung 11 eines Zahnradpaares 12, welches auf einem an dem Gehäuse 1 ausgebildeten Hohlzapfen 13 drehbar gelagert ist. Der Hohlzapfen 13 und weitere Hohlzapfen 14,15, 16 und 17, die mit nicht näher bezeichneten Sackbohrungen versehen sind, dienen der Aufnahme des Deckels 2, indem an dem Deckel 2 angeformte Zapfen 18,19, 20,21 und 22 in die Hohlzapfen, 13,14, 15,16 und 17 eingreifen. Ferner sind an dem Deckel 2 Haken 23,24, 25,26, 27 und 28 ausgebildet, welche nach der Montage der Funktionselemente beim Zusammenfügen von Deckel 2 und Gehäuse 1 das Gehäuse 1 bzw. dessen umlaufenden Rand 29 hintergreifen und auf diese Weise den Deckel 2 an dem Gehäuse 1 haltern. Dass heißt, die Transportanordnung ist als eine selbständige und unabhängig von einem Gerät handhabbare Bau- gruppe ausgebildet. Die eigentliche Befestigung des Deckels 2 an dem Gehäuse 1 erfolgt mittelbar, und zwar beim Befestigen der Transportanordnung beispielsweise an einer, weil nicht erfingungswesentlich, nicht dargestellten Leiterplatte des Fahrtschreibers, in dem durch die Leiterplatte und durch Durchgangsbohrungen 30,31, 32,33 und 34 in den Hohlzapfen 13,14, 15,16, 17 des Gehäuses 1 hindurchgeführte Schrauben mit den Zapfen 18,19, 20,21, 22 des Deckels 2 verschraubt werden. Von den an dem Deckel 2 angeformten konzentrischen Rippen 35 und 36 dient die Rippe 35 einem Planetenradträger 36 des Untersetzungsgetriebes als axiale Führung, die Rippe 36 der Zentrierung von Deckel 2 und Gehäuse 1 in Bezug auf die Welle 37 eines in seiner Drehrichtung umsteuerbaren Stellmotors 38, welcher an dem Gehäuse angeflanscht und mit- tels Schrauben, von denen eine in Figur 3 sichtbar und mit 39 bezeichnet ist, befestigt ist. Eine konzentrisch zu den Rip-

pen 35,36 an dem Deckel 2 ausgeformte Buchse 40 dient einem Planetenradträger 41 des Untersetzungsgetriebes als radiale Führung. Mit 42 und 43 sind in dem Deckel 2 ausgebildete, den Kugeln 6,7 zugeordnete Führungsrillen bezeichnet. 44 und 45 stellen im Gehäuse 1 vorgesehene, dem Schieber 8 zugeordnete Endanschläge dar. Mit 46 ist einer von zwei im Gehäuse 1 vor- gesehenen Durchbrüche bezeichnet, durch die auf der Leiter- platte befestigte Lichtschrankenelemente in das Gehäuse 1 eingreifen und mit der Zunge des Schiebers 8 zusammenwirken.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass der Kanal 3 und die Führungsrillen 42,43 stirnseitig derart gestaltet sind, dass nach dem Zusammenfügen von Deckel 2 und Gehäuse 1 stirn- seitig jeweils eine schlitzförmige Öffnung 47 und 48 besteht.

Nicht dargestellte Schubstangen, die vorzugsweise an in den Chipkarten-Aufnahmeaggregaten verschiebbar gelagerten, die Chipkarten tragenden Schlitten ausgebildet sind, greifen nach der Montage der Chipkarten-Aufnahmeaggregate und der Trans- portanordnung an der Leiterplatte durch die Öffnungen 47,48 in den Kanal 3 ein und stehen in Wirkverbindung mit den Kraftleitern 4,5. Es ist aber auch eine Lösung denkbar, bei der die Schubstangen in dem Kanal 3 gelagert sind und, indem sie durch die Öffnungen 47,48 herausragen, auf die Chipkar- ten-Schlitten einwirken.

Bei dem in der Figur 1 dargestellten Funktionszustand befin- den sich die Funktionselemente der Transportanordnung, im we- sentlichen sind dies der Schieber 8 und die Kraftleiter 4,5, in einer neutralen Position, aus der heraus entweder die eine oder die andere Chipkarte in ihre Entnahmeposition verschoben werden kann und nachfolgend der Schieber 8 wieder in die neutrale Position gesteuert wird. An dieser Stelle sei noch erwähnt, dass die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus

einzelnen freibeweglichen Kugeln 6,7 bestehenden Kraftleiter 4,5 und der Schieber 8 als ein einziges, spritzgießtechnisch herstellbares Bauteil ausgebildet sein können, wobei jeder Kraftleiter 4,5 aus einem aus elastomerem Material gefertig- ten Strang und daran mittels der Zwei-Komponenten- Spritzgießtechnik mit einem gewissen Abstand zueinander ange- formten kugeligen oder tonnenförmigen Gleitkörpern aus nicht elastomerem Material besteht.

Wie insbesondere aus der Figur 3 ersichtlich ist, erfolgt der Kraftfluss für eine Stellbewegung der Transportanordnung aus- gehend vom Stellmotor 38 über ein auf dessen Welle 37 befes- tigtes Ritzel 49, welches mit drei Planetenrädern 50,51 und 52 einer ersten Getriebestufe 53 eines einen Teil des Unter- setzungsgetriebes bildenden Umlaufgetriebes in Eingriff steht. Die Planetenräder 50,51, 52 sind auf an einem ersten auf der Welle 37 gelagerten Planetenradträger 54 angeformten Hohlachsen, deren Durchgangsöffnungen mit 55,56 und 57 be- zeichnet sind, drehbar gelagert und kämmen außer mit dem als Sonnenrad wirkenden Ritzel 49 mit einer im Gehäuse 1 ausge- bildeten ortsfesten Verzahnung 58. An dem Planetenradträger 54 ist ein Ritzel 59 ausgebildet, das mit drei weiteren Pla- netenrädern 60,61 und 62 einer zweiten Getriebestufe 63 des Umlaufgetriebes in Eingriff steht. Die Planetenräder 60,61, 62 sind ebenfalls auf Hohlachsen gelagert, die an dem bereits erwähnten Planetenradträger 41 angeformt sind und deren Durchgangsöffnungen mit 64,65 und 66 bezeichnet sind. Ein an dem Planetenradträger 41 ausgebildetes Zahnrad 67 stellt die getriebliche Verbindung zwischen dem Umlaufgetriebe und dem Zahnradpaar 12 dar, indem das Zahnrad 67 mit einer Stirnver- zahnung 68 des Zahnradpaares 12 in Eingriff steht. Erwähnens- wert ist in diesem Zusammenhand, dass abhängig von der Schwergängigkeit einer Chipkarte bei deren Verschieben in die

Entnahmeposition das Untersetzungsgetriebe mit erheblichen Kräften beaufschlagt sein kann und somit für die beiden letz- ten Stufen des Untersetzungsgetriebes ein relativ großer Ver- zahnungsmodul vorgesehen werden muss, so dass in diesem Ge- triebebereich größere Übersetzungsverhältnisse aus räumlichen Gründen nicht mehr realisierbar sind. Demgegenüber lassen sich mit dem vorgeschalteten Umlaufgetriebe bei nur geringem Raumbedarf deshalb hohe Übersetzungsverhältnisse erzielen, da wegen der Kraftaufteilung durch Verwenden mehrerer Planeten- räder ein erheblich geringerer Verzahnungsmodul wählbar ist.

Ein anderes Ausführungsbeispiel des Untersetzungsgetriebe, das bei hohem Übersetzungsverhältnis besonders wenig Bauraum erfordert, sieht ein"rückkehrendes"Umlaufgetriebe vor, bei dem eine anzutreibende Zahnstange, beispielsweise der Schie- ber 8, in ein an dem Planetenradträger des Umlaufgetriebes ausgebildetes Zahnrad eingreift. Dabei ist der Planetenrad- träger auf einer Hohlwelle gelagert, an der einerseits ein als Sonnenrad dienendes Ritzel, dessen Außendurchmesser gleich oder kleiner ist als der Außendurchmesser der Hohlwel- le, angeformt ist, andererseits ein Zahnrad ausgebildet ist, über welches der Antrieb des Umlaufgetriebes ausgehend von einem Stellmotor und gegebenenfalls einem vorgeschalteten Stufengetriebe erfolgt. Eine den Planetenrädern zugeordnete Außenverzahnung sowie eine der Lagerung der Hohlwelle dienen- de Achse können unmittelbar an einem dem Gehäuse 1 entspre- chenden Gehäusebauteil oder an einem in ein Gehäuse einsetz- baren Getriebeträger ausgebildet sein. Die Außenverzahnung des Umlaufgetriebes kann beispielsweise auch als Innenverzah- nung eines Ringes ausgeformt sein, welcher über eine geeigne- te Kupplung mit dem Getriebeträger in Verbindung steht, so dass bei Überlastungen des Untersetzungsgetriebes Getriebe- schäden vermieden werden können.