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Gebührenzähler für Teilnehmergeräte in Drahtfunk- bzw. Drahtfemsehnetzen
Die Erfindung betrifft Gebührenzähler für Teilnehmergeräte in Drahtfunk- bzw. Drahtfernsehnetzen.
In derartigen Netzen sind die einzelnen Teilnehmergeräte jeweils über eine oder
mehrere Drahtleitungen an eine Signalquelle angeschlossen. In den einzelnen Teilnehmergeräten
werden Gebührenzähler jeweils so lange angetrieben, wie das betreffende Teilnehmergerät
über mindestens eine Drahtleitung Signale aufnimmt. Die Antriebsgeschwindigkeit
des Gebührenzählers hängt jeweils von dem für das jeweils empfangene Programm erhobenen
Gebührensatz ab. Der Gebührenzähler kann mit einem Münzautomaten gekoppelt sein,
welcher einen Schalter zur Steuerung der Empfangssignale des Teilnehmergerätes aufweist.
Infolgedessen kann die jeweilige Sendung nur so lange empfangen werden, wie der
Münzautomat noch einen unverbrauchten Gebührenvorrat enthält. Der jeweilige Gebührenvorrat
kann durch in den Münzautomaten eingesteckte Münzen bestimmt werden. Nach Verbrauch
des Gebührenvorrats wird .der Empfang unterbrochen.
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Es sind bereits Drahtfunknetzsysteme vorgeschlagen worden, bei welchen
der für das jeweilige Programm zu erhebende Gebührensatz :durch die Änderung der
Anzahl von während einer Grundperiode übertragenen Zählimpulsen festgelegt werden
kann.
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Bei Drahtfunk- bzw. Drahtfernsehnetzen sind im allgemeinen außerordentlich
viele Teilnehmergeräte über eine Sammelleitung parallel geschaltet, so daß sich
die einzelnen Benutzungszeiten überdecken. Diese Parallelschaltung ergibt mit Bezug
auf die auszusendenden Gebührenzählimpulse einen außerordentlich niedrigen Wechselstromwiderstand.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die am Verbraucherort
befindlichen Einrichtungen zur Gebührenzählung so empfindlich und trägheitslos auszubilden,
.daß eine einwandfreie Gebührenzählung insbesondere in Netzen der soeben kurz umrissenen
Art erfolgen kann.
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Im Sinne ,der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung einen
Gebührenzähler für Teilnehmergeräte in Drahtfunk- bzw. Drahtfernsehnetzen, der erfindungsgemäß
gekennzeichnet ist durch einen Energiespeicher sowie durch ein eine stufenweise
Energiefreigabe bewirkendes, mit dem Energiespeicher gekoppeltes Schrittschaltwerk,
welches von einem sich unter dem Einfluß von Lade- und Gebührenimpulsen bewegenden
Drehspulsystem weitergeschaltet wird.
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Es ist zwar bei über Klinkentriebe betätigten Gebührenzähler bereits
bekannt, mittels eines Drehmagnetsystems eine Signalklappe zu betätigen, welche
ein den Zählerstand freigebendes Fenster öffnet oder verschließt. Ferner sind auch
über Klinkentriebe betätigte Tippmechanismen bekannt, welche zur Rückstellung von
Gebührenzählern jeweils nach Erreichen eines bestimmten Zählerstandes dienen und
deren Antrieb über Elektromagneten erfolgt. Schließlich sind noch Zählmechanismen
bekannt, die über ein Klinkenrad- und Tauchspulensystem betätigt werden.
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Die bekannten Anordnungen haben jedoch alle den Nachteil, daß sie
für die Verwendung zur Gebührenzählung in Drahtfunk- bzw. Drahtfernsehnetzen ungeeignet
sind, da sie keine ausreichende Empfindlichkeit besitzen und trägheitsbehaftet sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Gebührenzähler dient normalerweise eine
Spiralfeder als Energiespeicher, welche von Hand oder auch automatisch beim jeweiligen
Münzeinwurf in den Münzautomaten aufgezogen wird. Man kann andererseits auch einen
elektrischen Aufzugmotor vorsehen, beispielsweise einen Synchronmotor oder einen
elektromagnetischen Aufzug.
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Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
einiger bevorzugter Ausführungsformen derselben an Hand der zugehörigen Zeichnungen.
Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Gebührenzählers nach der Erfindung
mit Münzautomaten, F i g. 2 bis 4 Einzelheiten des Gebührenzählers nach F i g. 1,
F i g. 5 einzelne Schaltkreise eines Drahtfunknetzes, in welchem ein Gebührenzähler
nach den F i g. 1 bis 4 Anwendung finden kann,
F i g. 6 eine weitere
Ausführungsform eines Schrittschaltwerkes für einen Gebührenzähler nach der Erfindung
und F i g. 7 einen erfindungsgemäßen Gebührenzähler mit Gebührenverrechnung.
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F i g. 1 der Zeichnungen zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Gebührenzählers
nach der Erfindung. Dabei findet ein an sich bekannter Münzautomat 10 mit einem
Drehgriff 11 Verwendung. Dieser Drehgriff wird jeweils zum Einwerfen und
zur Registrierung der eingeworfenen Münzen gedreht, indem eine Schaltwelle 12 jeweils
proportional dem Münzwert weitergedreht wird. Die Schaltwelle 12 kann sich infolge
der Wirkung eines Gesperrerades 13 und einer Sperrklinke 14 nur in. .einer Richtung
drehen. Derartige Gesperre oder ähnliche Einrichtungen finden normalerweise in Münzautomaten
Verwendung.
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Die Schaltwelle 12 ist mittels eines Ritzels 15 und eines Stirnrades
16 mit einem Zentralrad 17 eines Differentialgetriebes 18 formschlüssig verbunden.
Das andere Zentralrad 19 ist entsprechend mit einem Stirnrad 20 auf einer Welle
befestigt. Das Zahnrad 20 ist über ein Ritze121 und ein Untersetzungsgetriebe 22
von einem Schrittschaltwerk 23 angetrieben. Die Umlaufräder 24 des Differentialgetriebes
18 sind auf einem Zapfen 25 der Hauptwelle 26 gelagert, welcher selbst in geeigneter
Weise gelagert ist. Die Zentralräder 17 und 19 sowie die damit gekoppelten Stirnräder
16 bzw. 20 drehen sich frei auf der Hauptwelle 26. Eine Speicherfeder, beispielsweise
eine Spiralfeder 27, ist an der Hauptwelle 26 befestigt. Das äußere Ende dieser
Spiralfeder ist mittels eines an einer Gehäusewand verankerten Befestigungszapfens
28 verankert.
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Auf der Hauptwelle ist ein weiteres Stirnrad 29 befestigt, welches
über Ritzel 30 und 31 formschlüssig mit einem Stimrad 32 gekoppelt ist, welches
sich selbst auf der Hauptwelle 26 frei drehen kann.- Die Zähnezahlen .der Stirnräder
29, 30, 31 und 32 sind so gewählt, daß sich das Zahnrad 29 etwas schneller oder
langsamer als das Zahnrad 32 dreht. Die Zahnräder 29 und 32 halten jeweils Profilscheiben
33 und 34, welche einander nahe gegenüberstehen. Jede Scheibe weist an ihrem Umfang
jeweils ein Profil 35 bzw. 36 auf, dessen Gestalt in F i g. 2 zu erkennen ist. Auf
den Umfangsprofilen beider Scheiben liegt ein an einem Schwenkarm 38 angebrachter
Nocken 37 an, welcher durch eine Feder 39 gegen den Umfang der Scheiben 33 und 34
gedrückt wird. Der Schwenkarm 38 gehört zu einem Schalter 40, welcher in einer Leitung
41 angeordnet ist und beispielsweise zwischen Teilnehmergerät und Netzleitung oder
zwischen Signalleitung und Eingang des Teilnehmergerätes eingefügt ist. Solange
der Nocken 37 auf dem glatten Umfang der Scheiben 33 und 34 aufsitzt, ist der Schalter
40 geschlossen. Wenn jedoch die Profileinbuchtungen 35 und 36 miteinander fluchten,
rastet der Nocken 37 in .dieselben ein, und .der Schalter 40 wird geöffnet: Diese
Stellung entspricht dem vollständigen Verbrauch des Gebührenvorrats des Münzautomaten.
Infolge des geringen Unterschiedes der Drehzahl der Scheiben 33 und 34 wiederholt
sich diese fluchtende Stellung .der Nuten 35 und 36 jeweils nur nach mehreren Umdrehungen
der Hauptwelle 26. Eine derartige Wiederholung der fluchtenden Stellung tritt also
jeweils erst dann auf, wenn der maximal in dem Münzautomaten 10 speicherbare Gebührenvorrat
verbraucht ist.-Das Ankergesperrerad 23 ist durch die Speicherfeder 27 für eine
Drehung in .einer Richtung vorgespannt. Weiterhin gehört zu dem Ankergesperre ein
mittels eines Schwenkzapfens 44 gelagerter Klinkenhebel 42 mit einer Doppelklinke
43. In einer Gabel 45 des- Klinkenhebels 42 spielt ein Schaltstift 46, welcher am
Rand eines hin- und herschwingenden Schaltrades 47 angeordnet ist. Das Schaltrad
47 ist auf einer Welle 48 einer Drehspule 49 befestigt, welche zu einem an sich
bekannten Drehspulinstrument 50 gehört.
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Die Arbeitsweise des Gebührenzählers nach der Erfindung ist folgende:
Zunächst wird durch Einstecken einer- oder mehrerer Münzen in den Münzautomaten
10 ein Gebührenvorrat eingestellt, wobei der Handgriff 11 zur Verschwenkung der
Welle 12 um einen entsprechenden Winkel verschwenkt wird. Wenn das Ankergesperrerad
23 beim Münzeinwurf stillsteht, dreht sich auch das Zentralrad 19 des Differentialgetriebes
nicht, -so .daß das -von der Welle 12 über die Zahnräder 15 und 16 angetriebene
Zentralrad 17 durch Mitnahme der Umlaufräder 24 die Hauptwelle 26 verschwenkt. Hierdurch
wird die Feder 27 aufgezogen und speichert -Energie. Infolge der Drehung der Hauptwelle
26 werden die Nuten 35 und 36 der Scheiben 33 und 34 voneinander weggedreht. Dadurch
wird der Schalter 40 geschlossen, wenn er nicht infolge eines schön vorhandenen
Gebührenvorrats bereits geschlossen war, und das Teilnehmergerät kann Eingangssignale
empfangen.
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F i g. 5 zeigt schematisch den Aufbau eines Drahtfunknetzes, in welchem
ein Gebührenzähler nach der Erfindung Anwendung finden kann. An eine zentrale Sendestation
T sind zahlreiche Teilnehmergeräte angeschlossen, von welchen nur ein Teilnehmergerät
R angedeutet ist. Die Sendesignale, im Fall eines Drahtfernsehnetzes also Bild-;
Ton- und Gebührensignale, werden von der Sendestation T über Drahtleitungen N an
die verschiedenen - Teilnehmergeräte R weitergegeben. Die Teilnehmergeräte sind
alle parallel zueinander an das Netz angeschlossen.
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Die Sendestation T enthält beispielsweise einen Bildsignalgenerator
VS, welcher über Gegentakttransformatoren TI - und T 2 das Netz speist, sowie
einen mit dem- Transformator T3 gekoppelten Tonsignalgeneratör AS: Die Sekundärwicklung
des Transformators T3 ist geteilt, so daß die erforderlichen Lade- und Gebührenimpulse
von einem entsprechenden Generator PS eingespeist werden können. Man benutzt als
Lade- und Gebührenimpulse vorzugsweise Gleichstromimpulse, deren Pegel sich zwischen
0 und 50 V ändert. Die Amplitude der -Tonsignale beläuft sich beispielsweise auf
maximal 100 V. Der Kondensator C bildet für hohe Frequenzen einen Kurzschluß über
den Generator PS. Parallel zur Sekundärwicklung des Transformators T 3 können
weitere, nicht dargestellte Kondensatoren liegen, damit die Fernsehsignale über
den Transformator T3 kurzgeschlossen sind. -In jedem Teilnehmergerät steuert der
jeweilige Schalter 40 :des Gebührenzählers 10 den Empfang des Fernsehempfängers
VR mit der Fernsehröhre CRT über die Leitung N. Zur Steuerung eines an einen
Ausgangs-Tonfrequenztransformator T4 angeschlossenen Lautsprechers LS dient ein
Regelwiderstand VR. Parallel zu der Leitung N durch den Regelschalter liegt die
Drehspule 49 des Drehsputinstruments
50. Dazu in Reihe sind ein
Kondensator CX genau bekannter Kapazität von beispielsweise 10 gF sowie eine Drosselspule
L und ein Widerstand RX geschaltet.
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Während der Sendeperioden des Netzes werden neben .den Bild- und Tonsignalen
auch Lage- und Gebührenimpulse zu den verschiedenen Teilnehmergeräten übertragen.
Die von dem Generator PS an das Netz N abgegebenen Impulse laden jeweils
den Kondensator CX im Eingangsteil eines jeden Teilnehmergerätes auf. Die betreffenden
Kondensatoren entladen sich jeweils während der Impulspausen. Die Impulsfolgefrequenz
dieser Impulse richtet sich jeweils nach dem für das. betreffende Programm erhobenen
Gebührensatz. Bei der beschriebenen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gebührenzählers
liegt die Drehspule 49 mit dem Kondensator CX in Reihe, so daß der jeweilige Ladestrom
die Drehspule in einer Richtung, der jeweilige Entladestrom die Drehspule in der
entgegengesetzten Richtung auslenkt. Infolgedessen schwingt das Schaltrad 47 mit
dem Schaltstift 46 hin und her, so daß sich das Ankergesperrerad 23 auf Grund eines
jeden Impulses jeweils um einen Zahn weiterdreht. Diese schrittweise Bewegung wird
über .das Untersetzungsgetriebe 22 auf das Zentralrad 19 des Differentialgetriebes
übertragen, so daß sich das Zentralrad 19 in entsprechendem Maß dreht. Da das andere
Zentralrad 17 feststeht, nehmen die Umlaufräder 24 mittels des Zapfens
25 die Hauptwelle 26 mit, wobei die Bewegungsenergie für diese Bewegung der sich
entspannenden Speicherfeder 27 entnommen wird. Somit drehen sich auch die Scheiben
33 und 34 in die fluchtende Stellung .der Scheibenausnehmungen 35 und 36 zurück.
Diese fluchtende Stellung entspricht dem Aufbrauch des Gebührenvorrats. Beim Fluchten
der Ausnehmungen wird der Schalter 40 geöffnet und der Empfang unterbrochen. Selbstverständlich
sind weitere, beim Ausschalten des Teilnehmergerätes geöffnete Schalter vorgesehen,
welche den Empfang der Lade- und Gebührenimpulse durch .die Drehspule 49 und den
Kondensator CX unterbrechen.
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Vorzugsweise weist das Drehspulinstrument keine Nullstellung auf.
Auch die Zuleitungsdrähte üben auf die Drehspule kein merkliches Rückstellmoment
aus. Man kann allerdings nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch
eine vorgespannte Drehspule vorsehen, welche jeweils durch die Stromimpulse in .der
entgegengesetzten Richtung ausgelenkt wird.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann man nach F i g. 4 eine
zwischen Spitzen gelagerte Drehspule höchster Empfindlichkeit vorsehen, wo an das
Drehspulsystem 49 an Stelle eines Zeigers ein Schenkel 51 einer zweizinkigen
Schaltgabel 52 angesetzt ist. Die Schaltgabel 52 verschwenkt jeweils
einen auf einer Welle 54 sitzenden Schenkel 53 zur Betätigung des Schaltrades 47.
Die Welle 54 kann koaxial zu der Drehachse der Drehspule 49 liegen. Andererseits
können die Drehachsen der Welle 54 und der Drehspule 49 auch exzentrisch zueinander
angeordnet sein, so daß nach F i g. 6 die Länge des Schenkels 53 größer als die
Länge des Schenkels 51 ist. Hierdurch erzielt man eine übersetzung der Antriebskraft
der Drehspule für das Ankergesperre.
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Bei Netzen, bei welchen die Tonfrequenz unmittelbar und nicht als
Modulation einer Trägerfrequenz übertragen wird, können dadurch Störungen auftreten,
daß die Drehspule den niederfrequenten Tonschwingungen in geringem Maße folgt. Derartige
Kriechbewegungen können zu einer unbeabsichtigten Weiterschaltung des Ankergesperres
führen. Zur Verhinderung solcher Fehlschaltungen kann man eine Dämpfung für die
Drehspule vorsehen. Man verwendet beispielsweise ein vergleichsweise schweres Schwungrad
56 nach F i g. 6, welches unmittelbar mit der Drehspule oder mit dem Drehzapfen
derselben verbunden ist.
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Im vorstehenden wurde die Erfindung in Zusammenhang mit Teilnehmergeräten
mit Münzautomaten beschrieben. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei solchen
Teilnehmernetzen Anwendung finden, bei welchen die Gebührenzähler jeweils abgelesen
werden. Eine hierfür geeignete Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gebührenzählers
ist in F i g. 7 der Zeichnungen erläutert. In diesem Fall fehlen der Münzautomat
10, das Differentialgetriebe 18 und der Schalter 29, 40. Das
Ankergesperrerad 23 wird überein an die Antriebswelle 57 eines Federwerkes 58 angeschlossenes
Untersetzungsgetriebe angetrieben. Ein Aufzugsrad 59 für das Federwerk 58 ist über
eine Rutschkupplung 60 und ein Untersetzungsgetriebe 61 von einem Synchronmotor
62 angetrieben. Dieser Elektromotor läuft jeweils so lange, wie das betreffende
Teilnehmergerät eingeschaltet ist. An eine geeignete Zwischenwelle des Untersetzungsgetriebes
ist ein geeigneter Integrator 63, beispielsweise ein Zählwerk, angeschlossen. Dasselbe
registriert die Gesamtgebührensumme, welche in dem betreffenden Teilnehmergerät
verbraucht ist. Dieser Zähler wird von Zeit zu Zeit abgelesen, und die erfaßte Gebührensumme
wird dem betreffenden Teilnehmer in Rechnung gestellt.