-
Binäres Rollenzählwerk für Gesprächszähler Die Erfindung betrifft
ein binäres Rollenzählwerk mit elektrischer Abtastung für Gesprächszähler in Fernmelde-,
insbesondere Fernsprechanlagen, mit mehreren durch ein impulsweise erregtes Antriebssystem
fortgeschalteten Zählrollen. Derartige Gesprächszähler werden unmittelbar am Ort
der Nebenstelle oder in Nebenstellenzentralen oder in Ämtern benötigt, um die vom
Teilnehmer verbrauchten Gesprächseinheiten zu erfassen.
-
Bisher wurden in der überwiegenden Anzahl aller Fälle Rollenzählwerke
verwendet, bei denen jede Zählrolle Markierungen, z. B. die Ziffern 1 bis
10,
trug und mehrere Zählrollen hintereinander dekadisch gekuppelt waren.
Die Auswertung der Zählergebnisse geschah durch Ablesung der auf dem Zähler aufgelaufenen
Zahl. Im Zuge der Rationalisierung, insbesondere der lohnintensiven Arbeiten, ist
man dazu übergegangen, Methoden zur Femablesung von Zählern anzuwenden. Damit wird
erreicht, daß die an vielen Stellen verteilten Gesprächszähler von einer Zentrale
aus überwacht und abgelesen werden können.
-
So gibt es beispielsweise die Methode der photoelektrischen Ablesung,
bei der die Zahlenwerte kodiert über die Ableseleitung zur Zentrale geführt werden.
Eine ähnliche Methode versieht jeden Zahlenwert mit einem bestimmten magnetischen
Fluß, der ebenfalls einen kodierten Wert für die Ablesung ergibt. Gemäß einer weiteren
bekannten Ausführung werden den Zahlenwerten bestimmte Widerstandswerte zugeordnet,
die auf Grund der Spannungswerte in der Zentrale eine genaue Ablesung erlauben.
Die erstgenannte photoelektrische Lesemethode hat den Nachteil eines relativ großen
Aufwandes, der nur lohnend erscheint, wenn von einem Lesegerät gleichzeitig oder
nacheinander eine Vielzahl von Zählern abgelesen werden kann. Ähnlich verhält es
sich bei der Kodierung über magnetische Flüsse, da auch hier ein besonderes Lesegerät
erforderlich ist. Bezüglich der Ablesung von Widerstandswerten oder unterschiedlichen
Magnetflüssen besteht die Gefahr, daß die Ablesegenauigkeit bezüglich der letzten
Stellen des Zählers leidet, da insbesondere bei den Messungen von Magnetflüssen
äußere Einflüsse hinzukommen können, die der Meßgenauigkeit über große Entfernungen
Grenzen setzen.
-
Es ist auch bereits eine Schaltungsanordnung bekanntgeworden, die
in der Lage ist, selbsttätig schriftliche Gebührenbelege für Ferumeldeanlagen anzufertigen.
Dabei ist jede Zählrolle mit einem Kontakt ausgerüstet, der in jeder ihrer zehn
Winkelstellungen eine bestimmte Anschlußklemme einer ihr zugeordneten, feststehenden
Segmentscheibe berührt. Dadurch ist eine bestimmte Leitung aus zehn vorhandenen
ausgewählt, mit deren Hilfe sich die Stellung der Zählrolle beim Abfragen feststellen
läßt. Nachteilig ist hierbei der außerordentlich hohe Verdrahtungsaufwand, da für
jede ZäWrolle elf Leitungen zur Ablesestelle geführt werden müssen. Darüber hinaus
müssen zur Abfrage eines fünfstelligen Zählers aus fünfzig vorhandenen Leseleitungen
die fünf belegten ausgewählt werden. Die Anordnung hat also entweder eine sehr große
Abfragezeigt, oder aber sie bedarf zur wirtschaftlichen Verwendung einer eigenen
automatischen.Abfrageeinrichtung.
-
Bei einer weiteren bekannten Anordnung werden die Zählrollen mit
je einem gleichachsigen Isolierstoffzylinder versehen, auf dem elektrisch
leitende Segmentbahnen angeordnet sind. Dabei können beispielsweise die elektrisch
leitenden Bahnen in Spuren derart kodiert werden, daß jeder Stellung der Zählrolle
eine eigene Kontaktkombination von fünf abtastenden Bürsten zugeordnet ist. Auch
hier ist der Aufwand der zum Abfrageplatz zu führenden Leitungen sehr groß. Für
jede Zählrolle müssen eine gemeinsame und je Spur eine einzelne Leitung zum
Abfrageplatz geführt werden und dort im übrigen ebenfalls in einer automatischen
Leseeinrichtung dek-odiert werden. Daneben bilden die bei der Anordnung verwendeten
Schleifkontakte nachteiligerweise zusätzliche Fehlerquellen. Der größte Nachteil
dieser Anordnung dürfte jedoch in der außerordentlichen Vergrößerung der Baulängen
eines derartigen Zählers liegen, da jeder der jeder einzelnen Zählrolle zugeordneten
Isolierstoffzylinder ein Mehrfaches der Länge einer einzelnen ZäWrolle hat.
-
Zweck der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und
mit Hilfe eines mechanisch speichernden Gebührenzählers die anfallenden Gebühreneinheiten
in
leicht dekodierbarer Form über möglichst wenige Le4ungen zum Abfrageplatz zu übertragen.
-
Erreicht wird dieser Zweck dadurch, daß jede Zählrolle mit Hilfe eines
Antriebsnockens auf die ihr nnchgeordnete, mit einer geraden Zahl am-Umfang verteilter,
kurvengesteuerter Schieber versehene Zählrolle einwirkt, wobei bei jedemScliritt
entweder alle geradzahligen Schieber: einer Zählrolle und bei dem folgenden Schritt
die dazwischen angeordneten, oder umgekehrt, zur Einwirkung zur Verfügung stehen,
und daß je ein mit jeder Zählrolle verbundener Nocken einen Kontakt beeinflußt.
-
Der erfindungsgemäße Gesprächszähler hat zunächst einen bei derartigen
Rollenzählwerken üblichen Antrieb. Beispielsweise wirkt ein Klappankersystem mit
Hilfe - einer Stoßklinke auf eine erste Zählrolle, so daß diese bei jedem
ankommenden Impuls einen Drehschritt macht. Die Übersetzung dieser Drehschritte
von der ersten Zählroffe auf die ihr nachgeordnete und von dieser auf die weiteren
geschieht jedoch nicht wie üblich mit einem Schritt der nachgeordneten Zählrolle
für eine Drehung der antreibenden Zählrolle, sondern auf Grund der erfindungsgemäßen
Konstruktion in einem Verhältnis von zwei Schritten der treibenden Rolle für einen
Schritt, der getriebenen Rolle. Eine derartige Anordnung bietet den Vorteil, eine
beliebige Anzahl von Informationen speichern und durch einfache Ja-Nein-Aussagen
wiedergeben zu können. Werden beispielsweise auf den Zählrollen jedem Schritt eine
der beiden Zahlen Null oder Eins zugeordnet, so ist die eingespeicherte Zahl von
Impulsen jederzeit an den Zählrollen im binären Zahlenkode ablesbar. Da erfindungsgemäß
jeder Zählrolle zumindest ein Kontaktfedersatz zugeordnet ist, der mit Hilfe eines
Nokkens gesteuert wird, ist die eingespeicherte Zahl über diese Kontaktfedersätze
jederzeit auch elektrisch ablesbar. Wenn beispielsweise der jeder Zählrolle zwgeordnete
Kontakt vor dem ersten Schritt der Zählrolle geöffnet ist, nach dem ersten Schritt
geschlossen ist und nach jedem weiteren Schritt abwechselnd öffnet bzw. schließt,
so ergibt sich beim elektrischen Abfragen des Zählers, für die eine gemeinsame Leitung
und pro Kontaktfedersatz je eine Leitung erforderlich ist, derselbe binäre
Zahlenkode für die in den Zähler eingespeicherten Impulse, der, wie oben gesagt,
bei einer Kennzeichnung der Zählrollen von diesen ablesbar wäre. Dabei ist die Ausbildung
der Zählrollen und ihre gegenseitige Einflußnahme relativ einfach, da die Anordnung
der Schieber in jeder Zählrolle und ihre Steuerung mit Hilfe einer Kurvenscheibe
weniger Aufwand erfordert als beispielsweise die Herstellung von Zahnrädern oder
Triebstockverzahnungen. Einziger Nachteil gegenüber den bekannten Gebührenzählern
mit dekadisch angeordneten und gelmppelten Zählrollen ist die erforderliche größere
Anzahl von Zählrollen, um in binärem Zahlenkode die gleiche Summe zu speichern,
die dekadisch gespeichert werden sollte. Dieser Nachteil wird aber ohne weiteres
aufgewogen durch den einfachen Aufbau der Anordnung und die Tatsache, daß die eingespeicherte
Summe jederzeit von einer zentralen Stelle aus über die Abfrageleitung fehlerfrei
abgelesen werden kann.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung kann jeder Zählrolle
eine Steuerkurve zugeordnet werden, die fest auf der Drehachse, um die sich die
Zählrolle bewegt, angeo - rdnet ist. Die -Steuerkurve bewirkt die'jeweilige
Lage -der Schiebe'r, die für eine Betätigung durch den Antriebsnocken der
vorhergehenden Zählrolie zur Verfügung stehen ,sollen. Mit Hilfe ihrer Betätigungsflanken
beeinflußt sie nun diese Schieber, die mit der drehenden Zahleniolle bewegt Werden,
dabei-übei die* Betätigüngsflän' ken der Steuerkunre gleiten und so die gewünschten
Lagen einnehmen. Eine Kurvenscheibe für Zählrollen mit vier Schiebern» wird also
beispielsweise etwa S-förmige Gestalt haben und über je gegenüberliegende
901 der Zählrolle einen großen Durchmesser haben, während die übrigen zweimal
90' von einem Minimum bis zum größten Durchmesser ansteigen. Eine entsprechende
Ausbildung von Kurvenscheiben für Zählrollen mit sechs oder mehr Schiebern ist ohne
weiteres möglich. Die Anzahl der Schieber wird stets begrenzt sein durch den notwendigen
Platzbedarf des Antriebsnockens, der innerhalb der zwischen zwei Schiebern verbleibenden
Teilung Raum finden muß.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann jeder
Zählrolle ein Nocken zugeordnet werden, der mit einer der Hälfte der Zahl der Schieber
entsprechenden Anzahl von Betätigungsflanken versehen ist. Der der Betätigung des
Kontaktfedersatzes dienende Nocken bewirkt damit, daß der Kontaktfedersatz bei jedem
Schritt der Zählrolle seine Funktionslage wechselt, also entweder öffnet oder schließt.
-
Zweckmäßigerweise können die Schieber radial angeordnet werden und
mit ihrem inneren Ende an den Betätigungsflanken der Steuerkurve anliegen. Eine
derartige Anordnung ergibt die günstigste Betätigungsrichtung bei Drehbewegungen
der Zählrollen, da die Form der Steuerkurve linear als Bewegung der Schieber erscheint.
-
In vorteilhafter Weise können alle Schieber unter dem Druck einer
gemeinsamen Ringfeder an der Steuerkurve anliegen. Die erforderliche Rückfederungskraft
der Schieber wird so auf einfachste Weise erreicht und bietet den Vorteil, daß die
Dehnung der Feder durch das Herausschieben des Schiebers bewirkt, daß die jeweils
vor- und nachgeordneten Schieber in diesem Moment unter einer erhöhten Rückfederungskraft
liegen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform des Gebührenzählers können
alle Zählrollen, Steuerkurven und Nocken auf einer feststehenden Vierkantachse angeordnet
werden, wobei die Zählrollen und Nocken auf ihnen zugeordneten Lagerbüchsen drehen.
Die Teile des Gebührenzählers können somit in vorteilhafter Weise auf eine einzige
Welle nacheinander aufgefädelt werden, so daß nur jewils an den Enden der Welle
eine abschließende Befestigung oder Verriegelung erforderlich ist, die gleichzeitig
Befestigungsteil, beispielsweise in einem Gehäuse oder an einer Grundplatte, sein
kann. Die hierdurch erreichte Schichtbauweise erlaubt eine einfache Montage und,
da das tragende Teil, die Vierkantwelle, ohne großen Aufwand in beliebigen Längen
herstellbar ist, die Herstelliing von Zählern mit einer beliebigen Anzahl von Zählerrollen.
-
Selbstverständlich kann das Zählwerk auf beliebigen Trägerbauteilen
untergebracht werden. Die Anordnung des Zählwerkes gemeinsam -mit dem Antriebsaggregat
auf einer Grundplatte, auf der auch gleichzeitig die Kontaktfedersätze sitzen, erscheint
zweckmäßig. Zum Schutz gegen Staub oder andere
Verutireinigungen
kann über dieser Grundplatte ein Gehäuse angeordnet werden. Dieses kann beispielsweise
auch an einer seiner Schmalwände alle Anschlüsse, also die Anschlüsse für das Antriebsaggregat
und die zum Abfragen der Kontaktfedersätze erforderlichen, tragen. Zweckmäßig wird
es sein, die Außenform der Grundplatte und des Gehäuses den jeweils erforderlichen
Gegebenheiten des Einsatzortes anzupassen, so daß Einzelzähler, wie oben beschrieben,
oder Zähler, bei denen mehrere Zähler auf einer gemeinsamen Grundplatte mit einem
gemeinsamen Gehäuse abgedeckt sind, gebaut werden können. Die letztgenannten können
etwa in Ämtern eingesetzt werden, wo eine Vielzahl von Zählern nebeneinander benötigt
wird.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung mögen dem im folgenden dargestellten
Ausführungsbeispiel entnommen werden. Es zeigen F i g. 1 und 2 die Ausführung
eines steckbaren Gebührenzählers, F i g. 3, 4 und 5 vergrößerte Einzelheiten
des Zählwerkes.
-
In einem gemeinsamen Gehäuse 1, das etwa der üblichen Form
der Gehäuse von Gebührenzählern entspricht, ist ein elektromagnetisches Antriebssystem
2 mit einem Klappanker 3 und einer Stoßklinke 4 untergebracht. Daneben ist
das Zählwerk 5
mit sechzehn Zählrollen und den jeder Zählrolle zugeordneten
Kontaktfedersätzen 6 angeordnet. Die Schmalseite 7 des Gehäuses
1 ist mit einer Isolierstoffplatte versehen und trägt die Anschlüsse der
Kontaktfedersätze und des Antriebsaggregates. Diese Gehäuseseite 7 ist in
F i g. 2 in der Draufsicht dargest ellt. Zwei Steckanschlüsse 8 dienen
dem Antriebsaggregat zur Aufnahme der Zählimpulse. Für die sechzehn Kontaktfedersätze
sind sechzehn Steckanschlüsse 9
vorgesehen, von denen je einer jedem
Kontaktfedersatz zugeordnet ist, während der Steckanschluß 10
allen Kontaktfedersätzen
gemeinsam ist.
-
F i g. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des in F i
g. 1 strichpunktiert umrandeten Bereiches. Ein Träger 11, der mit
dem Gehäuse 1 fest verbunden ist, umfaßt ein Ende der vierkantigen Welle
12, die in ihm mit Hilfe einer Splintscheibe 13 gesichert ist. Die erste
Zählrolle 14 sitzt auf einer besonderen Laufbuchse 15, die innen vierkantig
und außen rund ausgebildet ist, um der Zählrolle 14 eine freie Drehung zu erlauben.
An der dem Wellenende zugekehrten Seite der Zählrolle ist ein Zahnring
16 für den Angriff der Stoßklinken angeordnet. Die Zählrolle selbst hat etwa
die Form eines Spulenkörpers, mit beiderseits hochragenden Flanschen, von denen
der dem sichtbaren Ende der Welle abgekehrte an einer Stelle einen Antriebsnocken
17 trägt. Dieser ragt in den Drehbereich der nachgeordneten Zählrolle
18 hinein, so daß er bei Drehbewegungen über den Durchmesser dieser Zählrolle
hinausragende Teile mitnehmen würde. Die Zählrolle 18 ist mit allen folgenden
Zählrollen vollkommen gleich. Sie unterscheidet sich von der Zählrolle 14 durch
das Fehlen des Zahnkranzes 16 an dessen Stelle eine Steuerkurve
19 und mehrere Schieber 20 treten. Die Steuerkurve 19 ist dabei auf
der ebenfalls für alle folgenden Zählrollen gleichen Laufbuchse 21, die gleichzeitig
als Distanzteil dient, angeordnet, die einen der Welle entsprechenden Vierkantdurchbruch
und einen runden Außenmantel für die freie Drehbewegung der Zählrolle hat. Die Einwirkung
des Antriebsnockens 17 der Zählrolle 14 auf die Schieber 20 der Zählrolle
18 sei an Hand der F i g. 4 erläutert. In F i g. 4 ist von
der Zählrolle 14 nur der Antriebsnocken 17 gezeichnet. Die Figur stellt also
einen Schnitt durch die F i g. 3
etwa in der Mitte des Antriebsnockens
17 dar. Dieser bewegt sich schrittweise in Pfeilrichtung um den Umfang der
Zählrolle 18. Er legt dabei bei jedem Schritt 90' des Umfanges zurück.
Von der gezeichneten Stellung ausgehend, kann der Antriebsnocken 17
während
des ersten Schrittes keinerlei Einfluß auf einen der Schieber 20 nehmen. Beim ersten
Schritt wird also nur die Zählrolle 14 bewegt. Bei Beginn des zweiten Schrittes
liegt aber der Antriebsnocken 17
vor einem der über den Umfang der Zählrolle
18 herausragenden Schieber 20. Er wird also bei diesem Schritt die Zählrolle
18 um - 901 mitdrehen. Dabei gleitet der Schieber mit seinem inneren
Ende über die Betätigungsflanke der Steuerkurve 19 und wird am Ende des Schrittes
von dieser abgleiten und in die Vertiefung 22 der Steuerkurve einfallen. Der Antriebsnocken
17, der sich am Ende des zweiten Schrittes genau gegenüber der gezeichneten
Stellung befindet, wird also während des dritten Schrittes wiederum keinen der Schieber
20 beeinflussen. Erst beim vierten Schritt stellt die Steuerkurve 19 einen
Schieber zur Verfügung, und die Zählrolle 18 wird beim vierten Schritt um
weitere 900 gedreht werden. Während nun die Zählrolle 14 in der beschriebenen.
Art die Zählrolle 18 beeinflußt hat, hat diese auf die ihr nachgeordnete
Zählrolle in gleicher Weise eingewirkt, so daß beispielsweise beim vierten Schritt
der Zählrolle 14, der gleichzeitig den zweiten Schritt der Zählrolle 18 verursacht
hat, der erste Schritt der in F i g. 3 mit 23 bezeichneten Zählrolle
erfolgte.
-
Für die Steuerung der Schieber ist noch zu erwähnen, daß sie Führungen
24 und 25 am Umfang der Zählrolle bzw. in der Nähe der Steuerkurve besitzen
und von einer gemeinsamen Ringfeder 26 mit ihren inneren Enden gegen die
Steuerkurve 19 gedrückt werden. Die Anordnung der Ringfeder 26 in
einem schrägen Schlitz der Schieber ist in F i g. 3 besonders gut zu erkennen.
-
Der bei der obenerwähnten spulenkörperartigen Ausbildung der Zählrollen
zwischen den Flanschen verbliebene Raum dient der Schaltung der Kontakte. F i
g. 5 zeigt einen Schnitt durch die Zählrolle 18 an dieser Stelle.
Fest mit der Zählrolle 18 verbunden und mit dieser gleichmäßig drehend ist
dort der Nocken 27 zu erkennen, der an gegenüberliegenden Seiten zwei erhöhte
Betätigungsflanken 28 hat. In den Raum zwischen die Flansche der Zählrolle
18 ragt ein Kontaktfedersatz 29 hinein. Jeder Schritt der Zählrolle
bedeutet also auch eine Drehung des Nokkens um 901, so daß, wie aus der Figur
ohne weiteres erkennbar ist, der Federsatz 29 im Rahmen einer ganzen Umdrehung
der Zählrolle zweimal geschlossen wird und zweimal wieder öffnet. Die bei der Erläuterung
der F i g. 4 geschilderte Drehfolge der nachgeordneten Zählrollen wirkt sich
also direkt auf die Kontaktsätze 29 aus. Wenn also, wie oben beschrieben,
die Zählrolle 14 vier Schritte zurückgelegt hat, was zur Folge hat, daß die Zählrolle
18 zwei Schritte und die Zählrolle 23 einen Schritt zurückgelegt hat,
wird der Kontakt 29 der Zählrolle 23 geschlossen sein, während die
Kontakte 29 der Zählrollen 18 und 14 beide offen sind. Eine Abfrage
der drei Leitungen, die den jeweiligen Kontaktfedersätzen zugeordnet
sind,
würde die Antwort Ja-Nein-Nein ergeben, was in der genannten Reihenfolge die Zahl
100 bedeutet, die der binäre Zahlenkode für die Ziffer 4 ist.
-
Die Ausbildung der Zählrollen, Laufbüchsen und Nocken sowie der Schieber
kann, abgesehen von den geschilderten Notwendigkeiten, beliebig erfolgen. Es scheint
jedoch zweckmäßig, alle diese Teile aus wärmebeständigem, abriebfestem Kunststoff
auszubilden und beispielsweise mit Spritzwerkzeugen herzustellen, da so die Fertigung
besonders rentabel ist und das Zählwerk kein großes Gewicht erhält. Darüber hinaus
haben gerade bei den drehenden Tei-Jen die Kunststoffe den Vorteil, daß sie keiner
Schmierung, also auch keiner Wartung des fertigen Zählwerkes bedürfen.