Messzählwerk für die Gebührenbelastung in einen Abonnentenapparat einer Televisions- oder Radio-Programmverteilanlage Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messzähl- werk für die Gebührenbelastung in einen Abonnen tenapparat einer Televisions- oder Radio-Programm- verteilanlage. Bei bekannten solchen Anlagen ist jeder Abonnentenapparat über mindestens einen Drahtleitungskanal mit einer Programmquelle ver bunden
und mit einem Messzählwerk versehen, das derart eingerichtet ist, dass es vorrückt, während der Apparat des Abonnenten über den Kanal ein ;Pro- gramm empfängt, wobei die Geschwindigkeit des Vorrückens des Messzählwerkes von der Gebühr bestimmt wird, die für das empfangene Programm gefordert ist.
Ein solches Messzählwerk kann mit einem Münzautomaten oder einem ähnlichen Vor auszahlungsmechanismus verbunden sein, der eine Schaltvorrichtung enthält, die den Betrieb des Abon nentenapparates steuert, so dass ein Empfang des Programmei nur möglich ist, wenn ein Guthaben von einem solchen Vorauszahlungsmechanismus - z. B. durch Einwerfen von :Münzen von .entspre chendem Betragswert - geschaffen ist, und sofort aufhört, sobald das Guthaben erschöpft ist.
Bei einer anderen Televisions- oder Radio-Pro- (T rammverteilanlage kann die zu erhebende Gebühr für ein bestimmtes Programm je nach Erfordernis durch Variierung der Anzahl von Stromimpulsen oder gleichwertigen Signalen geändert werden, die den Abonnenten während der Dauer des Pro gramms übermittelt werden und zum Antrieb des Messzählwerkes dienen. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung des Messzählwerkes in den Abonnen tenapparaten einer Programmverteilanlage der be schriebenen Art.
Das erfindungsgemässe Messzählwerk ist gekenn zeichnet durch Mittel zum Speichern mechanischer Energie und :eine Vorrichtung zur schrittweisen Frei- gabe je eines Teiles der in den genannten Mitteln gespeicherten Energie, wobei jeder Betätigungsschritt der Vorrichtung von der Schwingbewegung einer Drehspule eines Dreh.spulinstrumentes unter dem Einfluss eines die Gebührenbelastung steuernden Stromimpulses gesteuert ist.
Die Mittel zur Energiespeicherung können mit Vorteil eine Feder aufweisen, die derart angebracht ist, dass sie von Zeit zu Zeit durch den Abonnenten beim Einwurf des Geldstückes in den Vorauszah lungsmechanismus von Hand oder [selbsttätig aufge zogen werden kann. Eine solche Feder kann aber auch von einer elektrischen Vorrichtung, wie z. B. einem kleinen synchronen Elektromotor oder ;einer elektromagnetischen Aufzugvorrichtung, in aufge wundenem Zustand gehalten werden, wobei die Spei sung dieser Vorrichtung aus der gleichen Quelle wie die Speisung des Abonnentenapparates erfolgt.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungs beispiele der Erfindung erläutert.
Fig. 1 ist eine weitgehend schematische Dar stellung eines Messzählwerkes, das auf der Basis von Gebühren-Vorauszahlung arbeitet.
Fig. 2 zeigt Einzelheiten von Teilen des in Fig. 1 dargestellten Mechanismus.
Fig. 3 ist eine andere Detailansicht des Mechanis mus nach Fig. 1.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Teil variante des Messzählwerkes.
Fig. 5 stellt :ein elektrisches Schaltschema gewisser Teile der Programmverteilanlage dar.
Fäg. 6 ist, ähnlich Fig. 4, eine perspektivische Ansicht eines Teiles :einer anderen Variante.
Fig. 7 ist eine Variante eines Messzählwerkes, das auf Guthabengrundlage arbeitet.
Das in Fig. 1 veranschaulichte Messzählwerk weist einen durch Münzeinwurf betriebenen Vor auskassiermechanismus 10 beliebiger Ausbildung auf. Dieser Mechanismus weist einen Handdrehgriff 11 auf, der um einen im voraus bestimmten Winkel gedreht werden muss, bevor das Geldstück eingewor fen und registriert werden kann, ferner eine Aus gangswelle 12, die sich nur in feiner Richtung um einen dem Wert eines jeden in den Mechanismus 20 eingeworfenen Geldstückes entsprechenden Winkel drehen kann.
Zur Sicherstellung der Drehung in einem einzigen Sinne ist die Welle 12 mit einem Klinkenrad 13 fest verbunden, in das eine an ,einem festen Zapfen schwenkbare Sperrklinke eingreift. In der Praxis befindet sich ein solches Sperrad seit zugehöriger Klinke - oder eine gleichwertige Vor richtung - im Innern des Mechanismus 10.
Die Triebwelle 12 steht durch .ein Zahnradritzel 15 mit einem Getrieberad 16 in zwangläufiger Triebverbindung, das ,starr und koaxial seit dem einen Sonnenrad 17 eines Differentialgetriebes 18 verbunden ist; das gegenüberliegende Sonnenrad 19 des Differentialgetriebes ist mit ;einem ähnlichen Ge trieberad 20 ebenfalls fest verbunden. Dieses Ge trieberad 20 ist über ein Ritzel 21 und einen ins Schnelle übersetzenden Getriebezug 22 mit einem gezahnten Sperrad 23 verbunden.
Die Planetenräder 24 des Differentialgetriebes 18 sind auf einem Träger 25 gelagert, welcher starr mit einer Zentralwelle 26 verbunden ist, die frei drehbar gelagert ist. Die Sonnenräder 17 und 19 sowie die mit ihnen verbun denen Getrieberäder 16 und 20 drehen sich selbst verständlich frei um die Welle 26. Eine zur Speiche rung mechanischer Energie geeignete Feder, z. B. eine Spiralfeder 27, ist mit ihrem inneren Ende an der Welle 26 und mit ihrem äusseren Ende an einem festen Verankerungspunkt 28 verankert.
Die Welle 26 ist ferner starr mit einem weiteren Getrieberad 29 verbunden, das durch ein Zwischen vorgelege 30, 31 mit einem weiteren koaxialen, auf der Welle 26 frei drehbaren Getrieberad 32 in Antriebsverbindung steht. Die Zahl der Zähne der Räder 29, 30, 31 und 32 ist derart gewählt, dass das Getrieberad 29 sich etwas schneller oder etwas langsamer dreht als das Getrieberad 32.
Die Getriebe räder 29 und 32 tragen je eine starr mit ihnen ver- bundzne Scheibe 33 bzw. 34, wobei die beiden Scheiben so angeordnet sind, dass sie ganz nah nebeneinanderliegen. Jede Scheibe 33 bzw. 34 weist an ihrer Peripherie eine Einkerbung 35 bzw. 36 auf, wie deutlich in Fig. 2 dargestellt ist.
Mit der Periphe rie der beiden Scheiben arbeitet ein einziges An schlagstück 37 zusammen, das auf dem freien Ende eines Hebelarmes 38 sitzt, der mit seinem anderen Ende drehbar an einem fest angebrachten Zapfen gelagert ist und der mittels einer Feder 39 gegen die beiden Scheiben 33 und 34 gedrückt wird. Der Hebelarm 38 ist Bestandteil eines elektrischen Schal ters 40, der z.
B. in die Verbindungsleitung 41 zwi schen dem Abonnentenapparat und der ihn beliefern den Stromquelle oder zwischen die Leitung für an- kommende Signale und den Signaleingang des Abon nentenapparates geschaltet wird. Wenn der Anschlag 37 auf der nicht unterbrochenen Peripherie einer der beiden Scheiben 33 und 34 liegt, so ist der Schalter 40 geschlossen, wenn aber die Einkerbun gen 35 und 36 gleichzeitig auf den Anschlag 37 ausgerichtet sind, öffnet sich der Schalter 40. Eine solche Stellung fällt mit dem Guthabennullzustand des Zahlungsmechanismus 10 zusammen.
Infolge der leicht verschiedenen Umdrehungsgeschwindigkei ten der Scheiben 33 und 34 wiederholt sich eine solche Ausrichtung der Kerben nicht, bevor die Welle 26 einige Umdrehungen ausgeführt hat. Eine solche Stellung würde erst jenseits des vom Mecha nismus 10 aufnehmbaren Höchststandes des Gut habens auftreten.
Wie es deutlich aus Fig. 3 hervorgeht, wirkt das Sperrrad 23, das ständig von der energiespeichernden Feder 27 zum Drehen veranlasst wird, in bei einem Echappement üblicher Weise mit einem Schwing anker 42 zusammen, der zwei in die Zähne des Sperrades 23 eingreifende Sperrbolzen 43 trägt und um eine feste Achse 44 schwenkbar ist. Der Anker 42 ist an seinem oberen Ende gabelförmig ausgebil det, in welches ein ihm Antriebsimpulse versetzender Stift 46 eingreift, der am äusseren Rand eines Schwin- gungsimpulsrades 47 sitzt, das seinerseits auf der Achse 48 einer Drehspule 49 :eines üblichen Dreh spuleninstrumentes 50 montiert ist.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Messzähl- werkes ist wie folgt: Zuerst wird ein Guthaben durch Einwerfen eines oder mehrerer geeigneter Geldstücke in den Voraus zahlungsmechanismus 10 und durch Drehen des Drehgriffes 11 geschaffen, wodurch sich die Welle 12 um einen gewissen Winkel dreht.
Vorausgesetzt, dass das Sperrad 23 im Augenblik des Geldeinwurfes in Ruhestellung ist, bleibt das Sonnenrad 19 des Diffe rentialgetriebes still, und die Drehung des ersten Sonnenrades 17, das von der Welle 12 über das Zahnrad 15 und das Getrieberad 16 angetrieben wird, erteilt den Planetenrädern 24 und der mit ihnen verbundenen Welle 26 eine Drehbewegung, wodurch die Feder 27 aufgezogen und mechanische Energie gespeichert wird. Gleichzeitig werden die Einkerbungen 35 und 36 der Scheiben 33 und 34 durch die Drehung der Welle 26 dazu gebracht, sich von deren Ausrichtungslage, die eine Erschöpfung des Guthabens bedeutet, zu entfernen.
Der Schalter 40 wird dann geschlossen (wenn er nicht schon vor her durch Schaffung eines Guthabens geschlossen worden war), und der Apparat des Abonnenten kann in Funktion treten.
Eine Televisions- oder Radio-Programmverteil- anlage der eingangs erwähnten Art umfasst gewöhn lich eine zentrale Programm-Verteilungsstation T (Fig. 5) und eine Anzahl von Empfangsapparaten R für Abonnenten; in Fig.5 ist lediglich einer der Apparate schematisch gezeigt.
Signale, die im Falle einer Televisions-Programmverteilanlage Bild-, Ton- und Gebührenimpuls-Signale umfassen, werden von der Verteilungsstation T an die verschiedenen Abon nentenapparate R über ein Leitungs- oder Kabelnetz N gesendet, wobei die verschnedenen Abonnenten apparate mit dem Netz durch Parallelschaltung ver bunden sind.
Die Verteilungsstation T weist z. B. eine Fern sehbildsignalquelle VS auf, die Bildsignale über ein abgeglichenes Paar von Transformatoren T1, T2 sendet, und eine Tonsignalquelle <I>AS,</I> welche Ton signale über einen Transformer T3 sendet, wobei der Transformator T3 eine in zwei Hälften unter teilte Sekundärwicklung aufweist,
um die Einspeisung der erforderlichen Gebührenstromimpulse von einer gesteuerten Quelle<I>PS zu</I> ermöglichen. Solche Ge- bührenstromimpulse sind Gleichstromimpulse und schwanken zwischen 0 und beispielsweise 50 Volt, während die Tonsignale in der Leitung eine Ampli tude von höchstens 100 Volt erreichen.
Der Konden sator C sorgt für einen Nebenschluss niedriger Im pedanz parallel zur Quelle<I>PS,</I> während weitere (nicht dargestellte) Kondensatoren im Nebenschluss mit den Sekundärteilwseklungen des Transformators T3 vorgesehen werden können, um den Bildsignalen einen Stromzweig niedriger Impedanz zu verschaffen.
In dem Abonnentenapparat R steuert der Schal ter 40 im Vorauszahlungsmechanismus 10 die Ver bindung der Leitung N mit einem Bildsignalempfän- ger VR und der zugehörigen Bildröhre CRT und, über einen Lautstärkereglerwiderstand VR, mit einem Ausgangstransformator T4, der einen Lautsprecher LS speist.
Ebenfalls über den gesteuerten Schalter 40 wird im Nebenschluss parallel zur Leitung N die Spule 49 des Drehspulinstrumentes 50 angeschlossen, wobei die Verbindung über den Kondensator CX von genau bekannter und verhältnismässig grosser Kapazität von z. B. 10 Mikrofarad eine in Reihe geschaltete Drosselspule L und einen Widerstand RX erfolgt.
Wenn die Anlage in Betrieb ist, werden, abge sehen von der Übermittlung von Bild- und Ton signalen von der Verteilungsstation an jeden der Abonnentenapparate, eine Folge von Gebühren- stromimpulsen von der Quelle PS in den Leitungs kanal N gesendet, wobei diese Stromimpulse so be messen sind, dass jeder von ihnen den Kondensator CX im Heim des Abonnenten auflädt und eine Ent ladung zwischen den Stromimpulsen erfolgt. Die Häufigkeit dieser Stromimpulse in einer Zeiteinheit bestimmt die Höhe der Gebühr, die für ein gewisses Programm, während welchem die Stromimpulse ge sendet werden, erhoben wird.
Da die Spule 40 in Reihe mit dem Kondensator CX geschaltet ist, ver anlasst der Ladestrom eines jeden Stromimpulses die Drehspule, in der einen Richtung auszuschwingen, während der Entladestrom die Spule in die ent gegengesetzte Richtung dreht. Die resultierende Schwingbewegung des Impulsrades 47 und des Stiftes 46 bewirkt ein Schwingen des Ankers 42, wodurch das Sperrad 23 um einen Zahn bei jedem Strom- impuls vorrückt.
Eine solche schrittweise Bewegung veranlasst, durch übertragung über den Getriebezug 22, das zweite Sonnenrad 19 des Differentialgetriebes zu drehen, und da das gegenüberliegende Sonnenrad 17 in dieser Zeit stillsteht, drehen sich die Planeten räder 24 und der Träger 25 unter Einfluss der ener giespeichernden Feder 27, wodurch diese veranlasst wird, sich mehr und mehr zu entspannen. Gleich zeitig drehen sich die Scheiben 33 und 34 zurück gegen ihre Ausgangslage, in welcher ihre Einker bungen 35 und 36 aufeinander -ausgerichtet sind.
Sobald diese Stellung erreicht ist, was die Erschöp fung des Guthabens im Münzmechanismus 10 bedeu tet, öffnet sich der Schalter 40, und die Programm signale im Apparat des Abonnenten hören auf. Durch den Schalter 40 oder allenfalls weitere Schalter, die bei Nichtgebrauch des Abonnentenapparates sich öffnen, wird ebenfalls der Zufluss der Stromimpulse zum Kondensator CX und der Drehspule 49 unter brochen.
Es ist von Vorteil, wenn in der oben beschriebe nen Ausführung die Drehspule keine Nullstellung aufweist, und wenn die Stromzuführungen zur Spule 49 kein nennenswertes Rückstelldrehmoment auf die Spule ausüben. In einer Alternativausführung kann die Spule von einer Feder meiner Richtung und von jedem eintreffenden Stromstoss in die entgegenge setzte Richtung getrieben werden.
Eine andere Variation in der Ausführung, die ein vollständig unabhängiges Drehspulensystem 50a mit eigenen Edelsteinlagerungen zur Erzielung gröss ter Empfindlichkeit bei geringen Stromwerten zu lässt, ist in Fig. 4 dargestellt. Die Drehspule 49 äst mit einem radial hinausragenden Arm 51 statt des üblichen Zeigers versehen, wobei der Arm an seinem äusseren Ende .eine abwärtsgenichtete Gabel 52 auf weist, in die ein anderer radial verlaufender Hebel arm 53 eingreift, der an einer Welle 54 befestigt ist, auf welcher das Impulsrad 47 sitzt.
Eine solche Welle 54 kann koaxial mit der Drehaxe der Dreh spule 59 angeordnet sein, wie in der Zeichnung dar gestellt ist; die Axen der Welle 54 und der Drehspule 49 können aber auch seitlich versetzt, und die effek tive Länge des Hebelarmes 53 kann grösser als die effektive Länge des Armes 51 sein, wie in Fäg. 6 dargestellt ist, um der Drehspule in ihrer Funktion in Hinsicht auf den Antrieb des Echappements einen mechanischen Vorteil ,
zu verleihen.
In Anlagen der vorstehend beschriebenen Art, in denen das Tonsignal unmittelbar den Leitern des Netzwerkes zugeführt wird, statt als Modulation eines Trägers höherer Frequenz zugeführt zu werden, kön nen Schwierigkeiten infolge von Vibrationen und einer sie begleitenden Tendenz zu einer Kriechbewe- gung der Drehspule auftreten, und zwar wegen ihrer Fähigkeit, den Schwingungen niedriger Frequenz des Tonsignals zu folgen.
Solche Kriechbewegungen kön nen ein falsches Funktionieren des Echappements her vorrufen und können durch Mittel zur Dämpfung der Drehspule gegen solche Bewegungen verhindert werden. Solche Mittel können aus einem verhältnis mässig massiven Trägheitsrad 56 bestehen, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Es kann an der Drehspule oder an der sie tragenden Welle befestigt sein.
Es ist offensichtlich, dass verschiedene Variatio nen in der Ausführung der vorliegenden Erfindung möglich sind. Zum Beispiel können die Mittel zur Energiespeicherung ein Gewicht aufweisen, das ent weder vom Abonnenten selbst, z. B. während des Geldeinwurfs, oder selbsttätig, beispielsweise von einem Elektromotor, gehoben wird, der vom Netz anschluss des Abonnentenapparates über eine Rutsch- oder sonstige Überlastungskupplung in Betrieb ge setzt wird.
Zur schrittweisen Freigabe der gespeicher ten Energie kann auch eine Vorrichtung mit einem auf elektromagnetischem Wege auslösbaren Sperr mechanismus vorhanden sein, wobei der Elektro magnet mittels Kontakten in Funktion gesetzt wird, die durch die Drehbewegungen der Drehspule ge schlossen werden.
Während die vorliegende Erfindung in Verbin dung mit einer durch Vorauszahlung in Gang setz baren Programmverteilanlage beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass die Erfindung auch auf der Grundlage eines Kreditsystems angewendet werden kann. In einem solchen Falle kann die Ausführung der Erfindung die in Fig. 7 dargestellte Form anneh men, in welcher der Münzmechanismus 10, das Differentialgetriebe 18 und die Vorrichtung 29-10 mit dem Schalter 40 eliminiert sind.
Das Sperrad 23 wird über den Getriebezug 22 von der Ausgangswelle 57 eines Federgehäuses 58 angetrieben, dessen Ein gangs- oder Aufzugrad 59 über eine Rutschkupplung 60 und ein Untersetzungsgetriebe 61 von einem synchronen Elektromotor 62 in Drehung versetzt wird. Der Elektromotor wird unter Spannung ge setzt, sobald der Abonnentenapparat eingeschaltet wird. Der Getriebezug 22 ist von einem geeigneten Punkte aus mit einer Zählvorrichtung 63 verbunden, die z. B. ein Umdrehungsmesser ist und laufend die geschuldete Gebühr für die Programmzeit registriert. Der Zähler wird selbstverständlich von Zeit zu Zeit zum Zwecke der Rechnungsstellung an den Abonnen ten abgelesen.