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Zähler mit durchlaufendem Rollenzählwerk und einer Registriereinrichtung mit me- tallisiertem Papier als Aufzeichnungsträger
Die Erfindung betrifft Zähler mit durchlaufen- dem Rollenzählwerk als Aufzeichnungsträger und setzt sich bei gegebener unmittelbarer maschinel- ler Auswertung der Registrierungen solcher Zäh- ler eine derart einfache Ausgestaltung dieser Ge- räte-insbesondere von Elektrizitätszählern -- zum Ziele, dass ihre Verwendung im Grossen für
Haushaltungs-Zähler wirtschaftlich vertretbar ist.
Nach der Erfindung wird dies bei Zählern der oben beschriebenen Bauart dadurch erreicht, dass die den Ziffern 0 bis 9 zugeordneten Felder der einzelnen Zahlenrollen des Zählwerkes mit elek- trisch leitenden, an eine Spannungsquelle ange- schlossenen,
aus erhabenen Merkmalen bestehen- den Codezeichen versehen sind, in der Nähe des
Zählwerkes der Identifikation des Zählers die- nende, ebenfalls aus Codezeichen bestehende, elektrisch leitende Merkzeichen vorgesehen sind, und ferner die Registriereinrichtung eine vor dem
Zählwerk angeordnete, an die Spannungsquelle angeschlossene, elektromagnetisch betätigte An- druckvorrichtung aufweist, die mit einer Aufnah- meeinrichtung für eine auswechselbare, durch eine öffnung des Zählergehäuses einführbare Karte mit metallisiertem Papier versehen ist, deren Oberfläche beim Stromdurchgang sich örtlich verändert, wobei bei betätigter Andruckvorrichtung auf dem metallisierten Papier zu gleicher Zeit eine Registrierung sowohl aller den Zählerstand angebenden Codezeichen als auch derjenigen der Merkezeichen erfolgt.
Diese Ausbildung von Zählern eignet sich insbesondere für Elektrizitätszähler ; bei solchen dient dann erfindungsgemäss als Spannungsspule für die stromführenden Codezeichen und für die Andruckvorrichtung die als Spartransformator ausgebildete Spannungsspule des Zählers, welche vorzugsweise zugleich als Erregerspule für den Magneten der elektromagnetisch betätigten Andruckvorrichtung dient.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemässen Zählers ist neben dem Rollenzählwerk ein zweites Zählwerk vorgesehen, bei dem auf einem feststehenden Zeichenträger die Codezeichen elektrisch isoliert voneinander angeordnet sind und das für jeden Stellenwert einen elektrischen Schrittschalter aufweist, dessen feststehende, den Ziffern 0 bis 9 zugeordnete Kontakt-
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links unten und rechts unten die Ziffer 4. Vier Erhöhungen in allen vier Ecken des gedachten Rechteckes stellen die Ziffer 5 dar ; drei Erhöhungen links oben, links unten und rechts unten die
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;rechts oben, rechts unten und links unten die Ziffer 8 und drei Erhöhungen links oben, rechts oben und rechts unten die Ziffer 9.
Selbstverständlich könnte der Code auch anders gewählt sein, beispielsweise so, dass zur Darstellung jeder Ziffer stets nur zwei Erhöhungen benötigt werden.
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sich eine Andrückplatte 23, die an zwei Schwenkarmen 24 befestigt ist und somit um eine Achse 25 geschwenkt werden kann. Zum Betätigen der An- drückplatte 23 ist ein Elektromagnet 26,27 vorhanden, dessen Anker 27 mittels eines Lenkers 28 mit einem der Arme 24 in Wirkungsverbindung steht. Die Magnetspule 26 weist Anschlussklemmen 29 auf. Bei Erregung des Magneten 26,27 wird die Platte 23 gegen die zu registrierende Anzeige der Ziffernrollen 12-16 hingeschwenkt.
Die Andrückplatte 23 ist mit federnden Klammern 30 versehen, mit deren Hilfe eine Folie 31, auf der die Registrierung erfolgen soll, lösbar festgehalten ist. Die Folie 30 ist beispielsweise ein Papierblatt, dessen den Ziffernrollen 12-16 zugekehrte Seite einen dünnen Metallbelag trägt, welcher durch Aufdampfung erzeugt worden ist.
Derartige Folien sind unter der Bezeichnung metallisiertes Papier" bekannt und werden insbesondere zur Herstellung von elektrischen Kondensatoren verwendet. Auch die Verwendung als Registrierpapiere in schreibenden Oszillographen ist bekannt, wobei ein elektrischer Strom von der Schreibfeder zur Metallschicht der Folie oder umgekehrt geleitet wird und dabei eine örtliche Ver- änderung der Folienoberfläche entsteht, indem an den Stellen des Stromüberganges von der Schreibfeder zur Folie bzw. umgekehrt die Metallschicht ausgebrannt wird.
Die Klammern 30 sind mit einer elektrischen Anschlussklemme 32 verbunden, während eine andere Anschlussklemme 33 über einen Widerstand 34 mit der Achse 17 der Ziffernrollen 12-16 in leitender Verbindung steht. Die Rollen 12-16 und deren Erhöhungen 21 bestehen aus Metall und sind demzufolge elektrisch leitend.
Zum Registrieren der Anzeige des Zählwerkes 11 wird beispielsweise wie folgt verfahren :
An die Klemmen 32 und 33 wird eine Gleichstrom- oder Wechselstromquelle von z. B. 2 {) Volt Spannung angeschlossen. Ist der Magnet 26,27 nicht erregt, so hat die Folie 31 einen gewissen Abstand von den Erhöhungen 21 der Ziffernrollen und es kann kein Strom durch die Folie fliessen. Werden nun aber die Klemmen 29 des Elektromagneten 26,27 vorübergehend an eine
Stromquelle angeschlossen, so wird der Elektro- magnet erregt und die Folie 31 mittels der An- drückplatte 23 gegen die zu registrierenden Er- höhungen 21 angedrückt.
Dann fliesst elektrischer
Strom von der Klemme 33 über den Widerstand
34 zu den Ziffernrollen 12-16 und von den zu registrierenden Erhöhungen derselben zur Metall- schicht der Folie 31 und dann zur Klemme 32 bzw. umgekehrt, je nach der Polarität der ange- schlossenen Stromquelle. An den Stellen, wo der
Strom von den Erhöhungen 21 zur Metallschicht der Folie 31 übergeht oder umgekehrt, wird die Metallschicht ausgebrannt, wodurch auf der Folie die Anzeige des Zählwerkes 11 registriert wird.
Unmittelbar nachher wird der Elektromagnet 26, 27 entregt durch Unterbrechung des entsprechen- den Stromkreises, wonach die Andrückplatte 23 mit der Folie 31 von den Ziffernrollen 12-16 weggeschwenkt wird, z. B. mit Hilfe einer nicht dargestellten Rückführfeder. Die Folie 31 kann später von der Andrückplatte 23 abgenommen und an eine Auswertungsstelle transportiert und dort weiter verwendet werden. Die Registrierung ist durch die ausgebrannten Stellen entsprechend den Erhöhungen 21 bemerkbar und kann ge- wünschtenfalls maschinell von der Folie abgenommen und z. B. an eine Lochkarten-Stanzmaschine übermittelt werden.
Das maschinelle Ablesen kann entweder optisch oder elektromechanisch erfolgen, wobei im letzteren Fall von der Tatsache Gebrauch gemacht wird, dass an den Registrierstellen die Metallschicht der Folie eine geringere oder gar keine elektrische Leitfähigkeit besitzt.
Wenn die Ziffern 0, 1, 2,... 8,9 ebenfalls erhaben ausgebildet sind, wie bei Drucktypen, so lassen sich auf die angegebene Weise ebenfalls die Ziffern auf der Folie 31 registrieren. Für die mechanische Auswertung der Registrierung wird es aber immer zweckmässig sein, daneben die Registrierung in Code-Zeichen zu haben.
Die stromempfindliche Folie 31 braucht nicht in allen Fällen metallisiertes Papier zu sein, denn es sind auch Folien denkbar, deren Oberfläche sich bei Stromdurchgang örtlich in chemischer Beziehung verändert, so dass eine nachher wahrnehmbare Registrierung erfolgt.
In Fig. 3 ist eine Teilvariante der Registrierenrichtung gezeigt, bei welcher die Spule 26a des Elektromagneten als Spartransformator ausgebildet ist. Ein Teil der Spulenwicklung ist an Klemmen 36 und 37 angeschlossen, die mit den Klemmen 32 und 33 gemäss Fig. 1 in Verbindung stehen. Der Kern 35 des Spartransformators ist als Ring mit einem Luftspalt ausgebildet, in welchen der Anker 27a des Elektromagneten ingezogen wird, wenn man zwecks Erregung des Magneten die Klemmen 29 an eine passende Spannungsquelle, z. B. das Netz anschliesst. Dann erscheint gleichzeitig an den Klemmen 36 und 37 und somit an den Ziffernrollen 12-16 und der Folie
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chen 21 dient. Das Registrieren erfolgt hiebei durch Wechselstrom.
Fig. 4 zeigt eine andere Variante, bei welcher ein Teil der Magnetspulenwicklung 26a direkt mit einer Klemme 40 und über einen Widerstand 4'2 und einen Gleichrichter 43 mit einer Klemme 41 verbunden ist. Die Klemmen 40 und 41 werden wieder an die Klemmen 32 und 33 Fig. 1 angeschlossen. Bei Erregung des Elektromagneten gelangt gleichzeitig eine Gleichspannung an die Ziffernrollen 12-16 und die Folie, so dass die
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wenn die Folie die Ziffernrollen berührt.
Anstelle eines Elektromagneten könnte auch ein anderer elektromechanischer Wandler, z. B. ein Elektromotor, zur Betätigung der Andrückplatte 23 vorhanden sein.
Zum Festhalten der Folie 31 an der Andrückplatte 23 könnten anstelle der Klammern 30 auch andere Mittel vorgesehen sein, die das lösbare Anbringen der Folie gestatten, ohne dass hiezu die Andrückplatte abmontiert werden muss.
So könnte die Platte 23 z. B. Schlitze aufweisen, durch welche hindurch die Enden der Folie gesteckt werden können.
Es ist aber auch möglich, ein Stück Folie 31a auf einer festeren Unterlage 45, z. B. einer Pappekarte, aufzukleben oder sonstwie aufzubringen, wie Fig. 5 veranschaulicht. In diesem Falle wird die Unterlage 45 an der Andrückplatte 23 so befestigt, dass das Folienstück 31a der zu registrierenden Anzeige des Zählwerkes 11 gegenüber liegt, wobei durch ein Kontaktstück (nicht dargestellt) dafür gesorgt wird, dass der metallische Belag der Folie mit der Klemme 32 in Verbindung steht. Die Karte 45 mit dem darauf angeordneten Folienstück 31a kann mit Vorteil zum Postversand eingerichtet sein, damit die Registrierung vom Ort des Zählwerkes 11 an die Auswertungsstelle befördert werden kann. Zur Registrierung der Anzeige von Doppelzählwerken, z.
B. in Elektrizitätszählern mit Hoch- und Niedertarif, kann die Karte 45 noch ein zweites Stück Folie 31 oder ein einziges entsprechend grosses Folienstück aufweisen.
Das beschriebene Registrierverfahren lässt sich vorzugsweise für die Ablesung von Elektrizitätszählern anwenden, die in Privathaushaltungen aufgestellt sind. Die Registriereinrichtung bildet dann z. B. einen integrierenden Bestandteil eines Elektrizitätszählers. Das Zählwerk 11 kann direkt dasjenige des Elektrizitätszählers sein. Die Betätigung der Andrückplatte 23 lässt sich von einer Zentralstelle aus fernsteuern, z. B. durch einen tonfrequenten Steuerimpuls, der über das Stromverteilnetz übertragen wird und mittels eines im betreffenden Zähler vorhandenen Empfangsgerätes an sich bekannter Bauart die Klemmen 29 des Elektromagneten 26, 27 vorübergehend an das Netz anschaltet.
Auf diese Weise lassen sich die Anzeigen aller an das Netz angeschlossenen Zähler, deren Empfangsgeräte auf die gleiche Steuerfrequenz ansprechen, gleichzeitig re- gistrieren, und zwar in einem vom Werkunterneh- men gewählten Zeitpunkt.
Es ist aber auch möglich, in den Zähler ein
Zeitelement, z. B. eine Schaltuhr einzubauen, das jeweils in vorbestimmten, regelmässigen Abständen von z. B. einem oder zwei Monaten die Spule 26 des Elektromagneten 26, 27 vorübergehend, im- pulsmässig an das Netz anschliesst, so dass die Re- gistrierung erfolgt. Ein solches Zeitelement kann ein Federwerk oder einen durch die Netzfrequenz gesteuerten, synchronen Elektromotor zu seinem
Antrieb enthalten.
Anstelle der Magnetspule 26a des Elektroma- gneten kann die Spannungsspule des Zählers In zu Fig. 3 oder 4 analoger Weise als Spartransfor- mator ausgebildet sein, wobei ein Teil der Spu- lenwicklung als Stromquelle für die Spannung der Ziffernrollen 12-16 und der Folie 31 dient.
Zur Betätigung der Andrückvorrichtung ist dann ein separater Elektromagnet vorhanden. Es ist dabei möglich als Kern 35 des Elektromagneten das Eisen der Zählerspannungsspule zu verwen- den.
Die Spannungsspule des Zählers kann sogar zugleich die Magnetspule des Elektromagneten zur Betätigung der Andrückvorrichtung sein. Zum Beispiel mittels eines Vorschaltwiderstandes wird der Strom durch die Spule so begrenzt, dass wohl der Zähler richtig arbeitet, der Anker des Elektromagneten jedoch nicht angezogen wird. Wenn die Registrierung erfolgen soll, wird, z. B. durch einen tonfrequenten Steuerimpuls über das Netz, der Vorschaltwiderstand vorübergehend überbrückt, wobei ein gegenüber vorher erhöhter Stromimpuls durch die Wicklung fliesst und der Anker kurzzeitig angezogen wird. Die als Magnetspule und als Zählerspannungsspule wirkende Wicklung kann zudem eine Anzapfung aufweisen und als Spartransformator gemäss Fig. 3 oder Fig. 4 arbeiten.
In der Anwendung des Registrierverfahrens auf Elektrizitätszähler kann entweder die Folie 31 unter Verschluss stehen, der nur durch das Werkspersonal geöffnet werden kann zwecks Auswechseln der mit einer Registrierung versehenen Folie gegen eine frische oder es kann ein für jedermann zugänglicher Schlitz im Zählergehäuse vorhanden sein, durch den die Folie 31 bzw. eine Karte 45 mit darauf angeordneter Folie 31a eingeschoben und herausgenommen werden kann, so dass das Auswechseln der Folien durch die Abonnenten selbst geschehen kann. Dies ist dann von Vorteil, wenn die Folien gemäss Fig. 5 zum Postversand eingerichtet sind, weil dann kein werkeigenes Personal zum Einziehen der Folien benötigt wird.
Die das Auswechseln der Folien ermöglichende öffnung des Zählergehäuses ist zweckmässig so ausgebildet, dass durch dieselbe hindurch die Wirkungsweise der Ziffernrollen nicht beeinflusst werden kann.
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Die Registriereinrichtung kann auch als Zusatz- gerät zu einem Elektrizitätszähler ausgebildet sein, in welchem Falle die Ziffernrollen 12-16 der
Registriereinrichtung durch eine Impulssteuerung vom Zähler aus betätigt werden.
Im übrigen gilt das mit Bezug auf Zähler mit eingebauter Registriereinrichtung auch für die als
Zusatzgerät dienende Registriereinrichtung.
In beiden Fällen kann es zweckmässig sein, wenn jeweils nicht nur die momentane Anzeige des Zählerwerkes 11 auf der Folie 31 registriert wird, sondern zugleich auch noch ein stets gleich- bleibendes Merkzeichen, z. B. eine Kundennum- mer oder die Zählernummer, damit die mit Re- gistrierungen versehenen Folien später jederzeit wieder mit Sicherheit identifiziert werden können.
Die Ziffernrollen 12-16 des Zählwerkes 11 brauchen nicht in jedem Fall aus Metall zu be- stehen ; sie können auch aus Isoliermaterial ange- fertigt sein und nur einen metallischen Kranz mit den erhabenen Zeichen 21 aufweisen. Die Zeichen
21 könnten auch mit elektrisch leitendem Farb- stoff od. dgl. auf isolierende Rollen aufgedruckt sein, wobei es dann allerdings nötig ist, für eine elektrische Verbindung der zu registrierenden Zei- chen mit der zugehörigen Stromquelle zu sorgen.
Ferner ist es möglich, die an sich erhabenen, me- tallischen Zeichen 21 in einen Isolierstoff einzubetten, so dass die Rollen aussen zylindrisch werden und die Aussenflächen der Zeichen 21 bündig mit der Aussenfläche des Isolierstoffes sind.
Die Zeichen 21 können an sich ganz beliebige geometrische Form haben und z. B. auch Rippen von geradlinigem oder krummem Verlauf bilden.
Anstelle der beschriebenen und dargestellten Andrückplatte 23 könnte eine andere Andrückvorrichtung vorhanden sein.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6 enthält das Zählwerk 11a mehrere elektrische Schritt- schalter 51, 52 und 53, deren jedes einer Dezimalstelle der durch das Zählwerk anzuzeigenden Zahlen zugeordnet ist und zehn feststehende Kontaktelemente 0, 1, 2,... 8,9 aufweist, mit denen ein Schaltarm 54, 55 bzw. 56, der ein bewegliches Kontaktelement darstellt, zusammenarbeitet. Während der Schaltarm 54 schrittweise von einem zum nächsten feststehenden Kontaktelement 0-9 wandert, bleiben die beiden andern Schaltarme 55 und 56 stehen. Der Schaltarm 55 bewegt sich jeweils nur dann zum nächstfolgenden feststehenden Kontaktelement, wenn der Schaltarm 54 vom Kontaktelement 9 auf das Kontaktelement 0 hinüberwechselt.
In analoger Weise bewegt sich der Schaltarm 56 jeweils nur dann zum nächstfolgenden Kontaktelement, wenn der Schaltarm 55 vom Kontaktelement 9 zum Kontaktelement 0 wandert. Der Bewegungsantrieb der Schaltarme 55 und 56 erfolgt ähnlich wie derjenige der Ziffernrollen 13-16 mit Hilfe von Zehnertrieben. Alle Schaltarme 54-56 sind elektrisch leitend miteinander und mit einer An- ìchlussklemme 57 verbunden.
An einer Isolierplatte 60, die als Zeichenträger dient, sind für jede Dezimalstelle der durch das Zählwerk lia anzuzeigenden Zahlen die erhabenen, elektrisch leitenden Zeichen 21 angeordnet, die z. B. mit denjenigen gemäss Fig. 1 und 2 übereinstimmen.
Die Anordnung dieser Zeichen auf der Platte 60 kann an sich beliebig sein, beispielsweise so, dass die zur Darstellung der Ziffern 0-9 dienenden einer Dezimalstelle Zeichen in zwei Kolonnen zu je fünf Zeilen angeordnet sind.
Jedes der feststehenden Kontaktelemente der Schrittschalter 51-53 steht mit einem oder mehreren Zeichen 21 in elektrisch leitender Verbindung, entsprechend dem gewählten Code zur Darstellung der Ziffern 0-9 jeder Dezimalstelle der Zählwerkanzeige. Der Deutlichkeit wegen sind in Fig. 6 nur diejenigen elektrischen Verbindungen eingezeichnet, die zu den mit den Schaltarmen 54-56 verbundenen Kontaktelementen führen.
Mittels einer plattenförmigen Andrückvorrichtung 23a wird eine Folie 31 gegen sämtliche Zei-
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drückvorrichtung steht unter dem Einfluss von nicht dargestellten Federn, die bestrebt sind, die
Andrückvorrichtung 23a stets gegen die Zeichen
21 anzupressen. Die Folie ist in Schlitze der An- drückplatte 23a eingeschoben. Auf nicht näher dargestellte Weise ist die metallische Schicht der
Folie 31 über einen Schalter 61 mit einer An- schlussklemme 58 verbunden. Zum Auswechseln der Folie 31 lässt sich die Andrückvorrichtung
23a entgegen dem Einfluss der zugeordneten Fe- dern von den Zeichen 21 wegbewegen.
Die Klem- men 57 und 58 stehen mit einer in Fig. 6 nicht dargestellten Stromquelle in Verbindung.
Will man die Anzeige des Zählwerkes lla auf der Folie 31 registrieren, so braucht nur vorüber- gehend der Schalter 61 geschlossen zu werden, wonach beim Stromdurchgang von den unter Spannung stehenden Zeichen 21 zur Folie 31 bzw. umgekehrt die metallische Schicht der Folie an den betreffenden Stellen ausgebrannt wird, wie bereits mit Bezug auf das erste Beispiel erläutert worden ist. Das Betätigen des Schalters 61 kann mit Hilfe eines zugeordneten, nicht dargestellten Elektromagneten durch Fernsteuerung erfolgen.
Es kann jedoch auch ein Zeitelement, z. B. eine Uhr mit Federwerk oder elektrischem Synchronmotor, vorhanden sein, um den Schalter 61 automatisch in regelmässigen Zeitabschnitten zu schlie- ssen und wieder zu öffnen. Zwischen den nacheinander erfolgenden Registrierungen ist selbstverständlich jeweils die Folie 31 gegen eine noch unbenutzte auszuwechseln.
Die zuletzt beschriebene Registriereinrichtung gemäss Fig. 6 kann ebenfalls ein integrierender Bestandteil eines Elektrizitätszählers oder eines andern Zählers sein. Ebenso kann diese Registriereinrichtung als Zusatzgerät zu einem derartigen Zähler ausgebildet sein, wobei dann das Zählwerk 11a durch Impulssteuerung oder direkte mecha-
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nische Kupplung vom Zählwerk des betreffenden
Zählers angetrieben wird.
Das Zählwerk lla kann in jedem Fall für den Abonnenten vollkommen unzugänglich abge- schlossen sein, während der Zugang zur Folie 31 und zur Andrückvorrichtung 23a frei sein kann, da an den Zeichen 21 der richtige Lauf des Zähl- werkes lla nicht beeinflussbar ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zähler mit durchlaufendem Rollenzählwerk und einer Registriereinrichtung mit metallisiertem Papier als Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet, dass die den Ziffern 0 bis 9 zugeordneten Felder der einzelnen Zahlenrollen des Zählwerkes (11) mit elektrisch leitenden, an eine Spannungsquelle (32-33) angeschlossen, aus erhabenen Merkmalen bestehenden Codezeichen (21) versehen sind, in der Nähe des Zählwerkes der Identifikation des Zählers dienende, ebenfalls aus Codezeichen bestehende, elektrisch leitende Merkzeichen vorgesehen sind, und ferner die Registriereinrichtung eine vor dem Zählwerk angeordnete, an die Spannungsquelle angeschlossene, elektromagnetisch betätigte Andruckvorrichtung (23 bis 28) aufweist, die mit einer Aufnahmeeinrichtung für eine auswechselbare,
durch eine öffnung des Zählergehäuses einführbare Karte mit metallisiertem Papier (31) versehen ist, deren Oberfläche beim Stromdurchgang sich örtlich ver- ändert, wobei bei betätigter Andruckvorrichtung auf dem metallisierten Papier zu gleicher Zeit eine Registrierung, sowohl aller den Zählerstand angebenden Codezeichen (21) als auch derjenigen der Merkzeichen erfolgt.