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Taxameter mit einer Einrichtung zum Zählen der jeweils schnelleren
von zwei Impulsfolgen Die Erfindung betrifft einen Taxameter mit einer Einrichtung
zum Zählen der jeweils schnelleren von zwei Impulsfolgen, von denen die eine mit
konstanter Impulsfolgefrequenz als Zeitnormal und die andere mit fahrgeschwindigkeitsabhängiger
Frequenz als Wegstrecke registriert und in Mietpreis umgerechnet und angezeigt wird.
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Der Berechnung des Mietpreises nach Mietzeit und gefahrener Wegstrecke
sind jeweils behördlich festgelegte Schaltzeiten und Schaltstrecken zugrunde gelegt,
nach deren Ablauf die Fortschaltung der Preisregistriermittel um eine Preiseinheit
erfolgt. Die Preisschaltstufen entsprechen meist nicht der kleinsten Währungseinheit,
sondern stellen in den überwiegenden Fällen ein ganzes Vielfaches davon dar, z.
B. 10 oder 20 Pfennige.
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Bei mehrtaxigen Taxametern sind die Schaltzeiten und Schaltstrecken
auf verschiedene Werte umschaltbar. Meist erfolgt die Umschaltung von einer Taxstufe
auf die andere durch manuelles Betätigen eines Umschaltknopfes. Es gibt aber auch
schon Taxameter mit automatischer Tarifumschaltung, die nach Erreichen eines bestimmten
Fahrpreiswertes oder einer bestimmten Wegstrecke eine Umschaltung auf eine andere
Tarifstufe selbsttätig vornehmen.
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Da die Wegstrecken am Getriebe oder an einem Rad des Fahrzeuges abgenommen
werden und nicht alle Fahrzeugtypen die gleiche Wegdrehzahl (Umdrehungen pro Meter
zurückgelegter Weg) haben, ist ein Angleich der jeweiligen Wegdrehzahl an eine im
Taxameter festgelegte Gerätekonstante erforderlich.
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Damit dem Taxibesitzer auch bei Kurzfahrten ein Mindestverdienst gewährleistet
ist, wird die sogenannte Grundgebühr oder Grundtaxe erhoben. Sie erscheint beim
Einschalten des Taxameters auf den Fahrpreisanzeigerollen. Bei längeren Mietzeiten
oder -fahrten wird diese Grundtaxe dem Kunden auf den sonst üblichen Fahrpreis pro
Schaltstrecke bzw. Schaltzeit angerechnet. Dies geschieht dadurch, daß eine ganz
bestimmte Anzahl und/oder Bruchteile von Schaltstrecken oder -zeiten abläuft, ohne
daß eine Fortschaltung der Preisrollen um jeweils einen Schaltschritt erfolgt. In
der einschlägigen Literatur wird diese Einrichtung oft fälschlicherweise mit Anfangsstreckeneinrichtung
bezeichnet. Diese Bezeichnung ist deshalb unrichtig, weil dem Fahrgast für die Grundgebühr
nicht nur eine bestimmte Fahrstrecke, sondern statt dessen auch eine entsprechende
Mietzeit zur Verfügung steht. Im folgenden wird dafür der Begriff Grundtaxengegenleistung
gebraucht.
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Außer dem rückstellbaren Zahlenrollenansatz, auf dem der vom Fahrgast
jeweils zu bezahlende Fahrpreis erscheint, hat der Taxameter mehrere fortlaufend
registrierende Kontrollzähler, die jeweils für sich die gefahrenen Kilometer, die
einzelnen Fahrpreisbeträge, die Anzahl der Einschaltungen des Taxameters, die Besetztkilometer
und die Zuschläge zum Fahrpreis registrieren.
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Während bei den bisher gebräuchlichen Taxametern schon üblich war,
den Zeitgeber durch elektrische Mittel anzutreiben, so wurden doch der Wegantrieb
und dessen Übertragung auf die Hubradwelle mit rein mechanischen Mitteln bewerkstelligt,
ebenso die Übertragung des Zeitantriebes.
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In der USA.-Patentschrift 3 157 352 ist ein Taxameter beschrieben,
bei dem sowohl der Weg als auch die Zeit in Form von elektrischen Impulsfolgen zur
Berechnung des Fahrpreises verarbeitet werden. Dabei wird die eine Impulsfolge von
einem wegabhängig angetriebenen Impulsgenerator und die andere Impulsfolge von einem
eine konstante Impulsfolgefrequenz liefernden Generator erzeugt. Die Selektion der
jeweils schnelleren der beiden Impulsfolgen erfolgt durch eine Vergleichsschaltung,
die im wesentlichen aus einer Grätzgleichrichterschaltung besteht, an deren Eingangspole
über jeweils ein L-Glied oder ein C-Glied die beiden Impulswege liegen. An den beiden
Ausgangspolen der Grätzschaltung liegen zwei Magnetwicklungen eines Schrittschaltwerks,
deren Antriebsschritte aus zwei durch jeweils eine der beiden Spulen erzeugten Halbschritte
erzeugt wird. Es wird dabei auch vorgeschlagen, die Ausgangsimpulse der Grätzgleichrichterschaltung
mit Hilfe eines Transistorverstärkers zu verstärken. Die vom Schrittschaltwerk registrierten
Impulse werden als Drehbewegungen über ein Untersetzungsgetriebe einerseits dem
Fahrpreisanzeiger und andererseits dem Fahrpreiskontrollzähler zugeführt. Die jeweils
geforderten Schaltzeiten und Schaltstrecken, nach deren Ablauf die Preisregistrier-
und -anzeigeorgane jeweils um eine Schalteinheit
weitergeschaltet
werden, werden mit rein mechanischen Mitteln eingestellt, und zwar durch die Übersetzungsverhältnisse
in dem Untersetzungsgetriebe. Der Gesamtkilometerkontrollzähler wird auch durch
ein elektromechanisches Schrittschaltwerk angetrieben, das direkt mit dem wegabhängig
angetriebenen Impulsgenerator in Verbindung steht. Der Kontrollzähler, der die Besetztkilometer
registriert, ist genau so aufgebaut, wie derjenige, der die Gesamtkilometer registriert,
steht aber über einen Schalter mit dem Wegimpulsgenerator in Verbindung. Dieser
Schalter wird vom Einschaltknopf des Taxameters betätigt. In der Druckschrift wird
dieser Taxameter zwar als vollelektrischer Taxameter bezeichnet, in Wirklichkeit
aber ist lediglich die mechanische Hubradwelle mit den beiden sonst üblichen Einwegkupplungen
durch elektronische Schaltmittel ersetzt. Weder auf den mechanischen Wegdrehzahlangleich
noch auf die mechanischen Getriebe zur Festlegung der Schaltstrecken und Schaltzeit
und der verschiedenen Taxen konnte dabei verzichtet werden. Ob der mit dieser Lösung
angestrebte Vorteil einer Verbilligung des Taxameters erreicht wird, ist zumindest
fraglich, denn die vorgeschlagenen Schrittschaltwerke bzw. der Schrittschaltmotor
und auch die Impulsgeneratoren, die Impulse mit positiven und negativen Halbwellen
erzeugen müssen, dürften wohl einen größeren Kostenaufwand erfordern als die bisher
übliche mechanische Hubradwelle. Außerdem werden die beiden im ersten Ausführungsbeispiel
dieser USA.-Patentschrift vorgesehenen Pufferkondensatoren 110 und 114, um die beiden
Magnete 102 und 104 erregen zu können, sehr groß ausfallen sowohl hinsichtlich ihrer
Kapazität als auch in ihren Abmessungen. Ein weiterer Nachteil besteht bei der bekannten
Lösung darin, daß die noch zählbare Impulsfrequenz auf Grund der Trägheit der elektromechanischen
Zähler sehr klein gehalten werden muß, was bedeutet, daß die Meßgenauigkeit nicht
gut sein wird. Auch die Möglichkeit, nach dem in der USA.-Patentschrift vorgeschlagenen
Prinzip einen mehrtaxigen Taxameter zu bauen, ist sehr beschränkt. Bei viertaxigen
Geräten beispielsweise können Tarifstufen gefordert sein, bei denen sich der niederste
vom höchsten Tarif um den Faktor 8 unterscheidet. Wenn nun eine maximale Frequenz
von 40 Hz = 40 Impulse pro Sekunde, wie in der Patentschrift angegeben, in den Magneten
bzw. den Schrittschaltmotoren noch verarbeitet werden kann, so müßte, bei einer
angenommenen Höchstfahrgeschwindigkeit von 144 km/h = 40 m/s eine Wegimpulszahl
von 5 m/Impuls gewählt werden. In bezug auf die kleinste Schaltstrecke, die beim
teuersten Tarif beispielsweise 50 m sein kann, wäre dann der Fehlerbereich
100/,. (Die Fehlerberechnung bezieht sich immer auf die erste durchfahrene
Schaltstrecke.) Die zugelassenen Fehlertoleranzen liegen aber innerhalb der Grenzen
von iL1 °/o.
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Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht
im wesentlichen darin, einen elektronischen Taxameter zu schaffen, der mit möglichst
wenig mechanischen Teilen auskommt, damit ein Mindestmaß an Verschleiß und damit
eine höchstmögliche Lebensdauer erzielt wird. Davon sind die Kontrollzähler bewußt
ausgenommen, weil ein Ersatz dieser Teile durch vollelektronische Mittel aus preislichen
Gründen zur Zeit keine Vorteile bringen würde. Aus demselben Grund ist auch vorgesehen,
die bisher üblichen rückstellbaren mechanischen Fahrpreisanzeigemittel beizubehalten.
Dagegen sollen aber der Wegdrehzahlangleich, die Anfangsstrecke bzw. -zeit, die
möglicherweise geforderte automatische Tarifumschaltung und die Errechnung der tarif-
und taxenabhängigen Schaltstrecken bzw. Schaltzeiten mit rein elektronischen Mitteln
durchgeführt werden, wobei als Bezugsgröße für den Weg eine in ihrer Frequenz geschwindigkeitsabhängige
Impulsfolge und als Bezugsgröße für die Zeit eine Impulsfolge von konstanter Frequenz
dienen.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die jeweils schnellere
der beiden Impulsfolgen durch eine elektronische Überholschaltung ermittelt und
einem mehrstufigen Binäruntersetzer zugeführt wird, von dem der Ausgangsimpuls vorzugsweise
verstärkt, entweder direkt oder über weitere Binäruntersetzer einem die Fahrpreisanzeige
bewirkenden Fortschalt-oder Zählorgan zugeführt wird.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung besteht die Überholschaltung
aus einem Flip-Flop und einem von diesem gesteuerten Und-Tor, wobei der eine Impulszweig
an die eine Seite des Flip-Flops und parallel dazu zum Ausgang geschaltet ist, während
der andere Impulszweig an die andere Flip-Flop-Seite und parallel dazu über das
von dieser Flip-Flop-Seite gesteuerte Und-Tor ebenfalls auf den Ausgang geschaltet
ist.
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Durch wählbare Festlegung der Anfangszustände der einzelnen Zählstufen
des ersten Binäruntersetzers vermittels eines vorübergehend an diese angelegtes
bestimmtes Potential werden einerseits die jeweils geforderte Grundtaxgegenleistung
in Form eines bestimmten Untersetzungsverhältnisses eingestellt und andererseits
durch Rückführung der Ausgangsimpulse des ersten Binäruntersetzers auf bestimmte
Zählstufen desselben die Schaltstrecke bzw. Schaltzeit, nach deren Ablauf e;ne Fortschaltung
der Preisrollen erfolgt, festgelegt.
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Die dabei verwendeten Binäruntersetzer sind an und für sich bekannt
und beispielsweise unter der Bezeichnung »binär codierte Dezimalzähler« in dem Taschenbuch
der Nachrichtenverarbeitung von K. S t e i n b u c h auf S. 554 und 555 im Prinzip
beschrieben.
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Die Funktion der bekannten mechanischen Hubradwelle mit den beiden
Einwegkupplungen, von denen die eine vom Zeitantrieb und die andere vom Wegantrieb
angetrieben wird und die nur jeweils die schnellere der beiden Antriebsbewegungen
auf die Hubradwelle übertragen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine
sogenannte Überholschaltung ersetzt. Diese Überholschaltung besteht im wesentlichen
aus einem Flip-Flop mit zwei Impulseingängen und einer Torschaltung.
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An Hand der Zeichnungen werden im folgenden zwei Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung be-Scb rieben. Dabei zeigt F i g. 1 ein Prinzipschaltbild
der Überholschaltung, F i g. 2 ein Impulsdiagramm der von der Überholschaltung verarbeiteten
Impulse, F i g. 3 ein Blockschaltbild eines viertaxigen Taxameters, bei dem die
Weberimpulse durch eine vierreihige Lichtschrankenlochscheibe erzeugt werden und
bei dem die Ermittlung der Grundtaxgegenleistung und eine automatische Einschaltung
des Doppeltarifs durch elektronische Mittel bewerkstelligt wird.
F
i g. 4 zeigt einen viertaxigen Taxameter mit elektronischem Drehzahlangleich, elektronischer
Berechnung der Grundtaxgegenleistung und mit einer elektronischen Doppeltarifeinrichtung,
wobei die Gru.ndtaxgegenleistung und der automatische Doppeltarif mit ein und demselben
Binäruntersetzer ermittelt werden. Überholschaltung oder elektronische Hubradwelle
Die in F i g. 1 dargestellte Überholschaltung ist das elektronische Äquivalent zur
mechanischen Hubradwelle und könnte sinngemäß auch als elektronische Hubradwelle
bezeichnet werden. Während die mechanische Hubradwelle die Aufgabe hat, die jeweils
schnellere von zwei Drehbewegungen - Zeitantrieb und Wegantrieb - auf die Preisanzeigerollen
zu übertragen, hat die Überholschaltung zu entscheiden, welche von zwei Impulsfolgen
von verschiedener Impulsfolgefrequenz zur Errechnung des Fahrpreises an die nachgeschalteten
Rechenglieder weitergeleitet werden soll.
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Die Erzeugung der beiden Impulsfolgen kann auf verschiedene Weise
erfolgen. Zur Erzeugung der Zeitimpulse mit konstanter Impulsfolgefrequenz wird
zweckmäßigerweise ein astabiler Multivibrator zur Anwendung kommen. Die Wegimpulse,
deren Impulsfolgefrequenz mit der Geschwindigkeit variiert, können beispielsweise
- wie nachfolgend noch beschrieben wird - entweder durch eine Lichtschranke mit
einer wegabhängig bzw. geschwindigkeitsabhängig angetriebenen Lochscheibe oder durch
eine Magnettrommel mit eingeschriebenen Bits erfolgen, wobei die Magnettrommel sich
wegabhängig dreht und die Bits dabei an einem Lesekopf vorbeigeführt und von diesem
abgelesen und als Impulse zur Verarbeitung an die Überholschaltung weitergegeben
werden.
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Die Überholschaltung gemäß F i g. 1 besteht im wesentlichen aus einem
Flip-Flop FF und einer Torschaltung T. Von einem Weggeber W gelangen
die Wegimpulse über die Leitung iv und eine Diode D1 zum Ausgang a. Gleichzeitig
werden sie über eine Eingangsleitung e 1 auf die eine Seite f 1 des Flip-Flops FF
geführt. Die Zeitimpulse, die von einem Zeitgeber Z erzeugt werden, gelangen über
eine Leitung z zu der Torschaltung T und über eine Leitung e2 zu der anderen Weite
f 2 des Flip-Flops FF. Durch eine Ausgangsleitung ta ist die Torschaltung
T über eine Diode D2 auf den Ausgang a geschaltet.
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Die Funktionsweise der Überholschaltung sei nun an Hand des in der
F i g. 2 dargestellten Impulsdiagramms beschrieben.
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Auf der obersten Zeile des Impulsdiagramms der F i g. 2 sind die Zeitimpulse
1z in gleichem zeitlichem Abstand dargestellt. Die Wegimpulse liv der zweiten Zeile
haben verschiedene zeitliche Abstände. Auf der dritten Zeile des Impulsdiagramms
-sind die Ausgangsimpulse la der Überholschaltung dargestellt.
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Dieser Schaltungsanordnung liegt die Überlegung zugrunde, daß die
Wegimpulse luv alle zum Ausgang a gelangen dürfen, wenn dafür gesorgt wird, daß
diejenigen Zeitimpulse, die einzeln zwischen zwei Wegimpulsen anfallen, unterdrückt
werden, und wenn für jeden Wegimpuls, der anfällt, wenn die Impulsfolgefrequenz
der Zeitimpulse größer ist als die der Wegirnpulsfolge, ein Zeitimpuls unterdrückt
wird. Das Unterdrücken der nicht zu zählenden Zeitimpulse Iz geschieht auf folgende
Weise: Die Torschaltung T läßt einen Zeitimpuls Iz nur passieren, wenn die Seite
f2 des Flip-Flops FF leitend ist. Jeder ankommende Wegimpuls hv kippt aber das Flip-Flop
FF
auf die Seite f 1. Der erste nach einem Wegimpuls In, ankommende Zeitimpuls
Iz kippt nun das Flip-Flop FF
auf die Seite f2, so daß diese leitend
ist. Kommen nun ein oder mehrere Zeitimpulse Iz vor dem nächsten Wegimpuls In, auf
der Seite f 2 bzw. am Tor T an, so können diese das Tor T passieren
und zum Ausgang a gelangen. Der nächste Wegimpuls hv, der über die Leitung iv und
die Diode D1 sowieso zum Ausgang a gelangt, kippt nun das Flip-Flop
FF wieder auf die Seite f 1, so daß das Tor für den nächsten Zeitimpuls 1z
wieder gesperrt ist und erst der übernächste, falls er vor dem nächsten Wegimpuls
Iiv ankommt, wieder Durchgang hat. Auf diese Weise entsteht die in der dritten Zeile
der F i g. 2 dargestellte Impulsfolge 1a. Allerdings entsteht dabei ein kleiner
Fehler. Es wird nämlich ein Zeitimpuls nicht mitgezählt, und zwar derjenige, der
unterhalb der Grenzgeschwindigkeit als erster an der Überholschaltung ankommt. Die
Grenzgeschwindigkeit ist diejenige Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges, unterhalb
welcher nur noch die Zeit, d. h. also die Zeitimpulse 1z zur Errechnung des Fahrpreises
herangezogen werden soll. Auf die Impulsfolgen übertragen bedeutet dies diejenige
Geschwindigkeit des Fahrzeuges, unterhalb welcher die Zeitimpulsfolgefrequenz größer
st als die Wegimpulsfolgefrequenz.
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Da es aber möglich ist, die Impulszahl pro gefahrene Meßstrecke beliebig
hoch zu legen, wird der durch den Verlust des einen Zeitimpulses entstehende Meßfehler
vernachlässigbar klein.
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Es wäre auch möglich, statt des Wegimpulsgebers W den Zeitimpulsgeber
Z direkt auf den Ausgang a der Überholschaltung zu schalten, also Z und W zu vertauschen.
Allerdings würde dann der oben erwähnte Fehler in bestimmten Fällen unbeherrschbar.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 ist ein elektronischer Taxameter
dargestellt, bei dem die Wegdiehzahlen, die an dem Getriebekasten 1 abgenommen werden,
über ein Zwischengetriebe 2 einerseits einem Wegimpulsgeber 3 und andererseits einem
Wegimpulsgeber4 zugeführt «erden. Der Wegimpulserzeuger 4 gibt seine Impulse
an einen Hubmagneten 5 ab dessen Anker 6 über ein Doppelschaltsystem 7 einerseits
den Kontrollzähler für die Besetztkilometer 8 und andererseits den Kontrollzähler
für die insgesamt gefahrenen Kilometer 9 bei jedem Impuls um einen Schaltschritt
weiterschaltet. Bei nicht eingeschaltetem Taxameter, also wenn das Mietfahrzeug
n#cht besetzt ist, wird der obere Finger 7', der auf den Besetztkilometer-Kontrollzähler
8 einwirkt, aus dem Bereich des Schaltrades 8' herausgeschwenkt. Dies kann entweder
auf rein mechanische Weise oder aber auf elektromechanische Weise, gesteuert von
der Schaltwelle 10 mit dem Schaltknopf 11, bewerkstelligt werden. Das Zwischengetriebe
2 dient in bekannter Weise zur Angleichung der Wegdrehzahl an eine gegebene Gerätekonstante.
Beispielsweise kann die Getriebeuntersetzung des Zwischengetriebes 2 so gewählt
sein, daß pro hundert Meter gefahrener Wegstrecke ein Impuls in dem Impulserzeuger
4 entsteht. Der Wegimpulsgeber 3 hat im vorliegenden Bespiel vier Lichtschrankensysteme,
denen jeweils ein Lochkreis auf einer Lochscheibe zugeordnet ist. D#e Lochscheibe
selbst ist nicht dargestellt, ebenso die Lichtschrankensysteme, da beides an und
für sich bekannt ist. Der Antrieb der Lochscheibe erfolgt ebenfalls von dem Zwischengetriebe
2 beispielsweise
über die Kegelräder 12. Die verschiedenen Lochkreise
der Lochscheibe haben verschiedene Lochzahlen, und die ihnen zugeordneten Lichtschranken
können mit Hilfe eines Schalters 13, der auf der Schaltwelle 10 des Taxameters sitzt,
einzeln eingeschaltet werden. Das bedeutet, daß ein viertaxiger Taxameter vorliegt,
bei dem vier verschiedene Schaltstrecken eingeschaltet werden können.
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Der Wegimpulsgeber 3 hat vier Ausgänge, die gemeinsam auf eine Leitung
14 geschaltet sind. Über die Leitung 14 gelangen die im Wegimpulsgeber 3 erzeugten
Impulse über einen Verstärker 15, der gleichze;tig Impulsformer ist, in das Flip-Flop
FF und gleichzeitig auf die Leitung a. Zweckmäßigerweise sind in F # g. 3 die gleichen
Teile, die in F i g. 1 vorhanden sind, mit Ausnahme des Wegimpulsgebers 3, mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Von der Ausgangsleitung a der Überholschaltung werden die
Impulse einem siebenstufigen Binärontersetzer 16 zugeführt. Die sieben Stufen F1
bis F7 bestehen jeweils aus einem Flip-Flop und sind in der Lage, jede Zahl zwischen
0 und 128 (2') zu zählen. Durch die vorwählbare Festlegung des Anfangszustandes
jeder Flip-Flop-Stufe F1 bis F7 ist es möglich, zu bestimmen, der wievielte Eingangsimpuls
gleichzeitig Ausgangsimpuls dieses Binäruntersetzers 16 wird.
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Diese Möglichkeit ist beim erfindungsgemäßen Beispiel mehrfach ausgenutzt.
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Zur Festlegung der Anfangszustände der einzelnen Flip-Flop-Stufen
F1 bis F7 hat jede Flip-Flop-Stufe zwei Vorwahlklemmen Wund Vr, wobei Vl jeweils
der linken Flip-Flop-Seite und Vr der rechten Flip-Flop-Seite zugeordnet ist. Durch
die Verbindung einer dieser beiden Vorwahlklemmen VZ oder Vr vermittels einer Lötbrücke
Vb 1 bis Vb7 mit einer Leitung v, die an einen Pol 17 des Schalters 13 geführt
ist, werden die einzelnen Flip-Flop-Stufen auf einen ganz bestimmten Anfangszustand
gebracht. Dies wird dadurch erreicht, daß der Schleifer 18 des Schalters 13 beim
Einschalten des Taxameters von der Frei-Stellung auf eine der Taxstellung I bis
IV über den Pol 17 gleitet und dort kurzzeitig ein positives Potential anlegt. Diese
Anfangszustände der einzelnen Flip-Flop-Stufen werden dann während des Zählvorganges
nacheinander wieder gelöscht. Außer den Vorwahlklemmen VI1 bis V17
haben die
linken Seiten der einzelnen Flip-Flop-Stufen F1 bis F6 Rückkopplungsklemmen
El bis E6. Diese Rückkopplungsklemmen E1 bis E6 können durch schließbare
Lötbrücken über Dioden D3 jeweils mit der Ausgangsleitung a1 des Binäruntersetzers
16 verbunden werden. Zur Verbesserung der Flankensteilheit und der Impulsamplitude
ist in der Ausgangsleitung a 1 ein Impedanzwandler 19 vorgesehen. Die Verbindung
zwischen der Ausgangsleitung a 1 und den Dioden D 3
wird durch eine
Rückkopplungsleitung r1 hergestellt. Die Ausgangsleitung a1 endet in einem Tor T2
und ist durch eine Leitung e3 über einen Kontakt K und eine Leitung e4 auf den Eingang
eines zweiten Binäruntersetzers 20 geschaltet. Der Binäruntersetzer 20 ist in seinem
Aufbau genau gleich wie der Binäruntersetzer 16 und unterscheidet sich von diesem
nur dadurch, daß er statt sieben nur sechs Flip-Flop-Stufen F8 bis F13 aufweist.
Er hat ebenfalls Voreinstellklemmen NS bis Vr13 und Rückkopplungsklemmen E8 bis
E13. Voreinstellklemmen Vl8 bis Vr 13 können ebenfalls beliebig mit der Leitung
verbunden werden, genauso wie die Lötbrücken b 8 bis b 13, die, wenn
sie geschlossen werden, eine Rückkopplung über die Leitung r3 zum Ausgang a2 des
zweiten Binäruntersetzers 20
herstellen. Die Ausgangsleitung a2 des Binäruntersetzers
20 geht ebenfalls auf die Torschaltung T2. Die Ausgangsleitung a3 der Torschaltung
T2 führt einerseits über einen Impulsverstärker 21 zu einem Schaltmagnet 22, der
die Fortschaltung der Preisanzeigerollen 23 bewirkt. Durch eine Leitung d1 ist der
Ausgang a2 des Binäruntersetzers 20 auf ein Und-Tor T3 geschaltet, ebenso wie die
Ausgangsleitung a3 der Torschaltung T2 über die Leitung d2. Der Ausgang
a4 des Und-Tores T3 geht auf ein Relais R, das den Kontakt k betätigt, und bei Erregung
umgelegt auf die Leitung a5, die mit dem Ausgang der Flip-Flop-Stufe F6 des Binäruntersetzers
16 verbunden ist. Für einen ganz bestimmten Fall, der später noch erwähnt wird,
ist noch eine Lötbrücke b 14 vorgesehen, durch deren Schließung eine direkte Verbindung
zwischen der Ausgangsleitung a1 und der Leitung a3 hergestellt werden kann, so daß
die Torschaltung T2 kurzgeschlossen ist. Sowohl die Anzahl der Flip-Flop-Stufen
der einzelnen Binäruntersetzer 16 und 20 als auch die Festlegung der Lochzahlen
auf der Lochscheibe des Wegimpulsgebers 3 sowie deren Drehzahl pro Meß- bzw. Schaltstrecke
wird bestimmt durch die erforderliche Genauigkeit und durch Festlegung der den einzelnen
Tarifstufen zugeordneten Schaltstrecken. Die Funktionsweise dieser in F i g. 3 dargestellten
Einrichtung sei an Hand eines praktischen Beispiels erläutert.
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Angenommen, es entspräche Taxe I einer Schaltstrecke von 150 m, Taxe
Ir einer Schaltstrecke von 114 m, Taxe III einer Schaltstrecke von 85 m, Taxe IV
einer Schaltstrecke von 50 m.
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Bei der Zugrundelegung einer Umdrehung der Lochscheibe pro 50 m gefahrener
Wegstrecke ergeben sich dann folgende Lochzahlen auf der Lochscheibe des Wegimpulsgebers
3 für die verschiedenen Taxstufen Der Lochkreis der Taxe I hat 42 Löcher, der Lochkreis
der Taxe II hat 55 Löcher, der Lochkreis der Taxe III hat 74 Löcher, der Lochkreis
der Taxe IV hat 126 Löcher.
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Die Lochzahl 55 der Taxe TI ergibt aber nicht genau eine Meßstrecke
von 14 m, sondern eine solche von 114,5 m. Ebenso weicht die Meßstrecke der Taxe
III, die man mit einem Lochkreis von 74 Löchern erhält, etwas von dem Sollwert ab,
es ergeben sich nämlich dort 85,1 statt 85 m. Diese Abweichungen liegen aber innerhalb
der zulässigen Toleranzgrenzen, und es wäre deshalb, vom wirtschaftlichen Standpunkt
ausgesehen, unvernünftig, die Anzahl der Flip-Flop-Stufen des Binäruntersetzers
16 zu erhöhen. Da nun mit diesen Lochkreisen bei jeder Taxstufe in dem Binäruntersetzer
16 in jedem Durchzählzykdus zur Erreichung der vollen Zählkapazität zwei Impulse
fehlen (27 =128 und 128-126 = 2), wird die Zählkapazität des Binäruntersetzers 16
dadurch um zwei Impulse verringert, daß die Rückschlußbrücke b2 geschlossen wird.
Das bedeutet, daß der 126. Impuls jedes Zählzyklus, der am Eingang des Binäruntersetzers
16 ankommt, gleichzeitig Ausgangsimpuls des Binäruntersetzers 16 ist.
Die
Schaltzeit des Taxameters bei Taxe I bis IV sei mit einer Minute angenommen, d.
h., der Zeitgeber Z muß pro Minute 126 Impulse erzeugen.
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Für die somit festgelegte Schaltzeit und die Schaltstrecken der einzelnen
Taxstufen ergeben sich vier verschiedene Grenzgeschwindigkeiten, die bei dem angenommenen
Beispiel für Taxe 1 bei 9 km/h, bei Taxe 1I bei 6,9 km/h, bei Taxe 111 5,1
km/h und bei Taxe IV 3 km/h liegen würden.
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Für das Einstellen der Grundtaxgegenleistung wird die Festlegung der
Anfangszustände der einzelnen Flip-Flop-Stufen der beiden Binäruntersetzer 16 und
20 herangezogen. Es ist bei den Taxameterfachleuten üblich, die Grundtaxgegenleistung
immer im Verhältnis zur Schaltstrecke bzw. Schaltzeit zu sehen. Bei dem vorliegenden.
Beispiel sei angenommen, die Grundtaxgegenleistung betrüge bei Taxe 1 eine Strecke
von 325 m = 21/,; von 150 m (Schaltstrecke Taxe I). Man zerlegt diesen Quotienten
von Grundtaxgegenleistung durch Schaltstrecke an der Kommastelle in die Ganzen und
in die Bruchteile. Die Bruchteile werden an dem Binäruntersetzer 16 verrechnet,
während die Ganzen am Binäruntersetzer 20 verrechnet werden. Da die Schaltstrecke
1.50 m beträgt und für diese 150 m 1261anpulse erzeugt werden, ergeben sich
für die 25 m = 1/,; von 150 = 21 Impulse. Das heißt, die Anfangskapazität des Binäruntersetzers
16 muß auf 21 Impulse beschränkt werden. Es müssen also 128 - 21 = 107 Impulse beim
Zähler unterdrückt bzw. voreingegeben werden.
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107 = 64. -E- 32 + 8 + 2 -f- 1 > das bedeutet, daß folgende Vorwahlklemmen
mit der Vorwahlleitung v verbunden werden müssen: 6#i#1, Vr-2, Y73, ff-4, Vr5, Vi-6
und yi-7. Nachdem dann eine Strecke von 25 m zurückgelegt ist oder eine entsprechende
Zeit ab 1-elaufen ist, wird der 21. Eingangsimpuls des Binäruntersetzers 16 gleichzeitig
Ausgangsimpuls werden. Dieser Ausgangsimpuls gelangt einerseits über die Ausgangsleitung
a1, die Leitung e3, über den Kontakt k und die Leitung e4 an den Eingang des Binäruntersetzers
20. Beim Durchlaufen des 21. Impulses durch den Binäruntersetzer 16 sind sämtliche
Flip-Flp-Stufen F1 bis F7 nach links gekippt worden, so daß die ursprünglich gegebenen
Anfangszustände, die durch die Vorwahlklemmen bestimmt waten, gelöscht sind. Der
erste Ausgangsimpuls gelangt aber auch über die Rückkopplungsleitung r1 und die
Diode D3 über die geschlossene Rückkopplungsbrücke b2 auf die zweite Stufe F2 des
Binäruntersetzers 16 und kippt diese wiederum nach rechts. Somit ist nun der Anfangszustand
für die erste ganze Schaltstrecke gegeben. Bevor nun der erste Schaltimpuls auf
den Schaltmagnet 22 gelangen darf, muß aber die Schaltstrecke von 150 m noch zweimal
durchfahren werden. Das bedeutet, daß nunmehr der Binäruntersetzer 16 noch zwei
Ausgangsimpulse an den Binäruntersetzer 20 liefern muß. Auf Grund der durch die
Rückkopplung über die Rückkopplungsbrücke b2 gegebenen Kapazität von 126 Impulsen
wird also der nächste Ausgangsimpuls nach weiteren 126 Eingangsimpulsen am Binäruntersetzer
16 auftreten. Auf Grund der angenommenen Grundtaxgegenleistung von 325 m oder einer
entsprechenden Mietzeit darf aber der erste Schaltimpuls, der den Schaltmagnet 22
erregt und damit die Preisanzeigerollen 23 um einen Schritt weiterschaltet, erst
dann das Tor T2 passieren, wenn nach den ersten 25 m noch weitere 300 m zurückgelegt
worden sind. In diesen restlichen 300 m ist die Schaltstrecke von 150 m der Taxe
I zweimal enthalten. Es müssen also noch zwei Ausgangsimpulse vom Binäruntersetzer
16 auf den Eingang des Binäruntersetzers 20 gelangen, bis das Tor T2 geöffnet wird.
Deshalb ist es erforderlich, die Anfangszustände der Flip-Flop-Stufen F8 bis F13
des Binäruntersetzers 20 durch Anschluß der entsprechenden Vorwahlklemmen 6'l8 bis
Vi-13 an die Vorwahlleitung v dessen Anfangskapazität von 26 = 64 auf 3 zu reduzieren.
Das heißt, es müssen folgende Vorwahlklemmen an die Vorwahlleitung v angeschlossen
werden: Vr8, 09, 1'i10, 6i11, Vr12 und 6't13. Dadurch wird erreicht, daß
der dritte Ausgangsimpuls des Binäruntersetzers 16 gleichzeitig Ausgangsimpuls des
Binäruntersetzers 20 und damit Öffnungsimpuls des Tores T2 wird. Der dritte Ausgangsimpuls
passiert also das Tor T2 und ist gleichzeitig erster Schaltimpuls, der den Magnet
22 erregt.
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Das Tor T2 ist so beschaffen, daß es durch den ersten Ausgangsimpuls
des Binäruntersetzers 20 geöffnet wird und anschließend bis zur Nullstellung des
Taxameters geöffnet bleibt, so daß alle nachfolgenden Ausgangsimpulse des Binäruntersetzers
16 das Tor passieren können und als Schaltimpulse auf den Schaltmagnet 22 einwirken.
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Die bis dahin geschilderten Schaltelemente und Schaltmaßnahmen stellen
einen viertaxigen Taxameter mit einer Grundtaxgegenleistung von 21/6 Schaltstrecken
dar, wobei die Schaltstrecken der einzelnen Taxen 150, 114, 85 und 50 m betragen.
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ivlit Hilfe der Rückkopplungsbrücken b8 bis b13 des zweiten Binäruntersetzers
20, dem Tor T3 und dem Umschaltrelais R mit dem Kontakt k und der zusätzlichen Ausgangsleitung
a5 sowie mit den beiden Eingangsleitungen dl und d2 des Und-Tores T3 kann
derselbe Taxameter mit einer automatischen Doppeltarifumschalteinrichtung versehen
werden. Allerdings ist hierzu Voraussetzung, daß das Tor T2 nicht die oben geschilderte
Funktionsweise hat, nach der der erste Öffnungsimpuls gleichzeitig Durchgangsimpuls
ist, sondern daß das Tor lediglich durch die gemeinsam und gleichzeitig von den
Leitungen a1 und a2 ankommenden Impulse geöffnet wird, derart, daß erst die nachfolgenden
von der Leitung a1 ankommenden Impulse Durchgang haben. Die Gründe hierfür werden
weiter unten beschrieben. Diese andere Funktionsweise des Tores T2 hat aber zur
Folge, daß die Anfangskapazität des Binäruntersetzers 20 um einen Impuls reduziert
werden muß, so daß nicht, wie vorher beschrieben, der dritte Eingangsimpuls, sondern
bereits der zweite Eingangsimpuls gleichzeitig Ausgangsimpuls am Binäruntersetzer
20 wird. Dadurch ist gewährleistet, daß der dritte Ausgangsimpuls des Binäruntersetzers
16 das Tor T2 wieder passieren kann und somit zum Schaltimpuls am Magnet 22 wird.
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Diese geänderte Funktionsweise des Tores T2 ist deshalb erforderlich,
weil verhindert werden muß, daß bereits nach Ablauf der Grundtaxgegenleistung das
Tor T3 geöffnet wird, was der Fall wäre, wenn die beiden auf der Leitung a1 und
a2 am Tor T2 ankommenden Öffnungsimpulse gleichzeitig Durchgangsimpuls
für den Schaltmagnet 22 wären, weil einerseits d1 mit der Ausgangsleitung a2 und
andererseits d2 mit der Ausgangsleitung a3 des Tores T2 verbunden ist. Zur Einstellung
der Fahrstrecke, nach welcher der Doppeltarif wirksam werden soll, dienen die Rückkopplungsleitung
r2 mit den Dioden D4 und die Rückkopplungsbrücken b8 bis b13. Soll die Umschaltung
auf den Doppeltarif beispielsweise nach 6 km
Fahrstrecke erfolgen,
so bedeutet dies, daß das Tor T3 nach vierzig durchfahrenen Schaltstrecken - eine
Schaltstrecke in Taxe I = 150 m - geöffnet werden muß, damit das Relais R erregt
und der Kontakt k auf die Ausgangsleitung a5 umgelegt wird. Nach dem ersten Zählzyklus
am Binäruntersetzer 20, der während des Ablaufens der Grundtaxgegenleistung vollzogen
wird, hätte der Binäruntersetzer 20 seine volle Kapazität von 26 = 64. Da der Binäruntersetzer
20 aber seinen nächsten Ausgangsimpuls nach weiteren 40 Schaltstrecken, d. h. nach
weiteren 40 Ausgangsimpulsen des Binäruntersetzers 16 abgeben soll, muß also seine
Kapazität um 24 (= 16 + 8) Impulse auf 40 reduziert werden, das bedeutet, daß die
Rückkopplungsbrücken b 11 der vierten Stufe Fil und b 12
der fünften
Stufe des Binäruntersetzers 20 geschlossen werden müssen.
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Funktionsweise Angenommen, der Taxifahrer schaltet den Taxameter durch
Drehung des Schaltknopfes 11 auf Taxe I, so steht der Kontaktarm 18 des Schalters
13 auf dem Pol I, was bedeutet, daß die Lichtschranke mit der Lochreihe von 42 Löchern
des Weggebers 3 eingeschaltet ist. Beim Einschalten des Taxameters wurde gleichzeitig
der Schaltarm 7' des Besetztkilometerkontrollzählers g in Eingriff mit dem Schaltrad
g' gebracht und das Vorwahlpotential am Pol 17 des Schalters 13 auf die Vorwahlleitung
v angelegt. Dadurch werden im gewählten Beispiel (mit Doppeltarifumschaltung) folgende
Zustände an den einzelnen Stufen der beiden Binäruntersetzer 16 und 20 hergestellt:
Am Binäruntersetzer 16 ist F1 rechtsleitend, F2 rechtsleitend, F3 linksleitend,
F4 rechtsleitend, F5 linksleitend, F6 rechtsleitend, F7 rechtsleitend.
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Am Binäruntersetzer 20 ist die Stufe FS linksleitend, und die Stufen
F9 bis F13 sind alle rechtsleitend. Auf den Preisanzeigerollen 23 des Taxameters
erscheint beim Einschalten die Grundtaxe von beispielsweise DM 2,-.
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Wird nun die Fahrt begonnen, so dreht sich die Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes
2 pro 100 m zurückgelegter Wegstrecke einmal, während sich die Lochscheibe pro 100
m zweimal dreht. Die Kegelräder 12 haben eine Übersetzung 1 : 2 ins Schnelle. Jeweils
nach 100 m Fahrtsrecke erhält der Schaltmagnet 5 einen Impuls, so daß die beiden
Kontrollzähler 8, 9 um eine Schalteinheit = 100 m weitergeschaltet werden. Nach
Überschreitung der Grenzgeschwindigkeit werden von der Überholschaltung, die aus
den Schaltelementen FF, T und D 1, D2 besteht, pro 50 m zurückgelegter Wegstrecke
42 Impulse oder nach 150 m 126 Impulse an den Binäruntersetzer 16 abgegeben.
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Die Funktionsweise der einzelnen Schaltstufen der beiden Binäruntersetzer
16 und 20 ist so, daß die ankommenden Impulse, wenn die betreffende Stufe linksleitend
ist, diese nach rechts kippen und, wenn sie auf eine bereits rechtsleitende Stufe
auftreffen, diese nach links kippen und gleichzeitig auf die nächste Stufe weitergegeben
werden.
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Bei den im Beispiel angegebenen voreingestellten Anfangszuständen
bzw. Anfangskapazitäten der beiden Binäruntersetzer wird also in Taxe I nach den
ersten 25 m zurückgelegter Fahrstrecke der 21ste Impuls als Ausgangsimpuls des Binäruntersetzers
16 auf der Ausgangsleitung a1 erscheinen und als Eingangsimpuls auf den Binäruntersetzer
20 geleitet. Gleichzeitig erscheint dieser erste Ausgangsimpuls aber wieder über
die Rückkopplungsleitung r1 und über die entsprechende Diode D3, über die geschlossene
Rückkopplungsbrücke b2 an der zweiten Flip-Flop-Stufe F2 des Binäruntersetzers 16.
Damit wird dann vom zweiten Zählzyklus an am Binäruntersetzer 16 jeweils der 126te
Eingangsimpuls gleichzeitig Ausgangsimpuls. Da durch die Voreinstellung am Binäruntersetzer
20 dessen Zählkapazität auf zwei Impulse reduziert wurde, wird nach dem zweiten
Zählzyklus am Binäruntersetzer 16 auch am Binäruntersetzer 20 ein Ausgangsimpuls
erscheinen, der durch die Ausgangsleitung a2 auf das Tor T2 geleitet
wird. Da dieser Ausgangsimpuls des Binäruntersetzers 20 aber auch gleichzeitig auf
der Leitung a1 als Ausgangsimpuls des Binäruntersetzers 16 erscheint, wird das Tor
T2 für die nachfolgenden Impulse geöffnet. Der nach dem dritten Zählzyklus am Binäruntersetzer
16 erscheinende Ausgangsimpuls kann kann das Tor T2 passieren und den Schaltmagnet
22 erregen. Nach diesem dritten Zählzyklus ist dann die Grundtaxgegenleistung abgelaufen,
d.h., es sind 1mal 25 in -j - 2mal 150 m = 325 m zurückgelegt und 21 + 2mal
126 = 273 Impulse gezählt, was auch einer Mietzeit von 2,16 Minuten entsprechen
kann. Danach hat nun der Binäruntersetzer 20 seine zweite Aufgabe übernommen, nämlich
die Anzahl der Schaltstrecken zu zählen, nach welcher der Doppeltarif automatisch
eingeschaltet werden soll. In der vorliegenden Schaltung ist das der Zeitpunkt,
in dem das Tor T3 geöffnet und das Relais R erregt werden soll. Bei dein angenommenen
Wert von 6 km = 40 Schaltstrecken zu 150 m (Taxe I) ist durch Schließen der Rückkopplungsbrücken
b 11 und b12 am Binäruntersetzer 20 dessen Zählkapazität von 64 auf
40 Impulse reduziert worden, so daß der 40ste Eingangsimpuls am Binäruntersetzer-20
gleichzeitig dessen zweiter Äusgangsimpuls ist. Dieser Ausgangsimpuls auf der Leitung
a2 und der Schaltimpuls auf der Leitung a3, der von der Leitung a1 über das Tor
T2 auch auf die Leitung d2
des Tores T3 gelangt ist, passiert nun das
Tor T3 und gelangt zum Relais R, so daß dieses erregt wird und den Kontakt
k umlegt an die Ausgangsleitung a5, die die letzte Stufe F7 des Binäruntersetzers
16 kurzschließt. Damit ist dann die Zählkapazität des Binäruntersetzers 16 auf die
Hälfte reduziert, was bedeutet, daß auch die Schaltstrecke nunmehr statt 150 m nur
noch 75 m beträgt.
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In Impulszahlen ausgedrückt bedeutet das, daß nunmehr bei jedem Zählzyklus
am Binäruntersetzer 16 jeweils der 63ste Eingangsimpuls gleichzeitig Ausgangsimpuls
und damit Schaltimpuls für den Fortschaltmagnet 22 wird.
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Wird beim Einschalten des Taxameters eine andere Taxe als Taxe I eingeschaltet,
so reduzieren sich nicht nur die Schaltstrecken auf die im angenommenen Beispiel
festgelegten Werte von 114,5 m für Taxe II, 85,1 m für Taxe III und 50 m für Taxe
IV, sondern in demselben Verhältnis auch die Grundtaxgegenleistung
und
die Doppeltarifstrecke, nach deren Ablauf der Doppeltarif eingeschaltet wird. Beim
Einschalten der Taxe 1I beispielsweise würde sich die Grundtaxgegenleistung von
325 m um den Quotienten 150: 114,5 m auf 248,08 m verkürzen. Der Strecke von 325
m als Grundtaxgegenleistung entspricht bei Taxe 1 eine Zeit von 195 Sekunden (3,25
- 1 Minute). Bei Taxe 1I würde sich diese Zeit von 195 Sekunden im Verhältnis 150:
114,5 auf 148,85 Sekunden reduzieren. Bei Taxe lII ergäbe sich eine Verkürzung im
Verhältnis 150: 85,1 und bei Taxe IV im Verhältnis 150: 50 = 1/3. Entsprechend reduziert
sich bei Taxe II die Doppeltarifschaltstrecke von 6 km auf 4,58 km.
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Im Falle, daß die Grundtaxgegenleistung - gemessen in Metergefahrene
Wegstrecke - beispielsweise gleich der Schaltstrecke von 150 m der Taxe I oder von
114,5 m entsprechend der Taxe II sein soll, muß durch Schließen der Lötbrücke b14
das Tor T2 kurzgeschlossen werden. Dabei muß dann die Voreinstellung am Binäruntersetzer
16 ebenfalls auf die gegebene Schaltstrecke von beispielsweise 150m eingestellt
werden, d. h., seine Kapazität muß um zwei Impulse auf 126 reduziert werden, was
bedeutet, daß folgende Voreinstellklemmen mit der Voreinstellung v verbunden sind:
Vll, Vr2, V13, V14, V15, Vl6 und V17.
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Mit Rücksicht auf den beispielsweise beibehaltenen Doppeltarif wird
der Binäruntersetzer 20 auf eine Anfangskapazität von einem Impuls eingestellt,
d.h., die Vorwahlklemmen Vr8, Vr-9, Vr10, Vrll, Vr12 und Vy-13 sind an die Vorwahlleitung
v angeschlossen. Beim Eintreffen des ersten Ausgangsimpulses des Binäruntersetzers
16, der gleichzeitig Ausgangsimpuls des Binäruntersetzers 20 ist, wird dann das
Tor T2 geöffnet, und durch die eingestellte Rückkopplung b2 am Binäruntersetzer
16 und b10 am Binäruntersetzer 20 werden dann in der vorbeschriebenen Weise
dieselben Zählkapazitäten wieder eingestellt, wie sie beim obigen Beispiel vorlagen.
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Statt den Fahrpreis mit Hilfe von mechanischen Zahlenrollen 23 anzuzeigen,
ist es bei der erfindungsgemäßen Lösung auch leicht möglich, eine elektronische
Anzeige mit Hilfe von Ziffernanzeigeröhren vorzusehen. Dazu wäre allerdings ein
zusätzlicher Zählspeicher nötig, der die Schaltimpulse des Binäruntersetzers 16
zählt und speichert und sie gleichzeitig auf den Ziffernanzeigeröhren sichtbar macht.
Insbesondere dann, wenn Anzeige- und Rechenteil des Taxameters getrennt voneinander
im Fahrzeug angeordnet werden sollen, würde sich eine elektronische Fahrpreisanzeige
mit Hilfe von Ziffernröhren als sehr vorteilhaft erweisen. Die Grundtaxe könnte
dann im Zählspeicher fest eingestellt werden.
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Gegenüber der mechanischen Fahrpreisanzeige durch Zahlenrollen hätte
eine elektronische Fahrpreisanzeige den Vorteil, daß sie mit viel weniger Aufwand
nullgestellt bzw. auf die Grundtaxe rückgestellt werden kann. Während das Nullstellen
von Zahlenrollen in der bei einem Taxameter vorgesehenen Größenordnung immer mit
einem verhältnismäßig großen Aufwand an Teilen und vor allen Dingen an Raum verbunden
ist, könnten die Rückstellmittel für eine elektronische Fahrpreisanzeige in einem
einfachen Löschkontakt im Schalter 13 der Schaltwelle 10 des Taxameters bestehen.
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Bei einer eventuell vorzunehmenden Tarifänderung muß im eben beschriebenen
Ausführungsbeispiel die Lochscheibe im Wegimpulsgeber 3 ausgewechselt werden, und
es müssen außerdem an den beiden Binär-Untersetzern 16 und 20 andere Vorwahl- und
Rückkopplungseinstellungen getroffen werden. Angenommen die neuen Tarifstufen sollen
folgende Schaltstrecken beinhalten: Taxe I ........................ 200 m, Taxe
11 ........................ 160 m, Taxe 111 ........................
128 m, Taxe IV ........................ 100 m, so ergeben sich folgende Lochreihen
auf der Lochscheibe für Taxe I Lochreihe I mit 32 Löchern, für Taxe Il Lochreihe
II mit 40 Löchern, für Taxe lII Lochreihe III mit 50 Löchern, für Taxe 1V Lochreihe
IV mit 64 Löchern.
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Bei der festgelegten Drehzahl der Lochscheibe von einer Umdrehung
pro 50 m ergibt sich dann eine Zählkapazität am Binäruntersetzer 16 von 128 Impulsen
pro Zählzyklus (200: 50 # 32 = 128, 160: 50 - 40 = 128, 128: 50 - 50 = 128, 100:
50 - 64 = 128, d. h. die zuvor geschlossene Rückkopplungsbrücke b2 müßte wieder
geöffnet werden, und die anderen Rückkopplungsbrücken b 1 bis b 6
müßten ebenfalls offen bleiben). Bei einer ebenfalls geänderten Grundtaxgegenleistung
von nunmehr 400 m, in denen die Fortschaltstrecke der Taxe I genau zweimal enthalten
ist, müßten also auch die Voreinstellklemmen Vll, V12, V13, V14, V15, V16
und V17 an die Voreinstellleitung v angeschlossen werden, damit auch in diesem Falle
die ganze Zählkapazität des Binäruntersetzers 16 zur Verfügung steht. Da die Schaltstrecke
der Taxe 1 von 200 m in der Grundtaxgegenleistung von 400 m genau zweimal enthalten
ist, muß der Binäruntersetzer 20 so voreingestellt werden, daß bereits der erste
Ausgangsimpuls des Binäruntersetzers 16 am Binäruntersetzer 20 gleichzeitig erster
Ein- und Ausgangsimpuls wird, der das Tor T2 leitend macht. Am Binäruntersetzer
20 muß deshalb die Zählkapazität auf einen Impuls reduziert werden, also die Voreinstellung
von sämtlichen Stufen rechts liegen, d. h., es müssen die Vorwahlklemmen Vr8, Vr-9,
Vr10, Vr-11, Vr12, Vr13 mit der Voreinstellung v verbunden werden.
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Falls die Strecke von 6 km, nach der der Doppeltarif eingeschaltet
werden soll, beibehalten wird, ergibt sich folgende Änderung an den Rückkopplungsbrücken
b9 bis b13 des Binäruntersetzers 20: Die Schaltstrecke der Taxe 1 von 200 m ist
in 6 km dreißigmal enthalten, das bedeutet, daß nach 30 Zählzyklen bzw. nach 30
Schaltungen das Relais R über das Tor T3 erregt werden soll. Die Kapazität des Binäruntersetzers
20 ist also von 26 = 64 auf 30 zu verringern. Durch Schließen der Brücken b9 und
b12 wird die Kapazität des Binäruntersetzers 20 von 64 um 34 auf 30 reduziert.
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Zweckmäßigerweise wird man um den Kundendienstleuten, die eine Tarifumstellung
vorzunehmen haben, das Rechnen abzunehmen, Tabellen anfertigen, aus denen sowohl
die Lochzahlen der einzusetzenden Lochscheibe als auch die zu schließenden Rückkopplungsbrücken
b1 bis b8 sowie die Voreinstellbr ücken Vb 1 bis Vb 13 zu entnehmen
sind.
Damit bei einer Tarifänderung keine zusätzlichen elektrischen
Bauteile benötigt werden, sind die Dioden D3 und D4 fest installiert. Auch dann,
wenn sie für die momentan geforderten Rückkopplungsverbindungen nicht benötigt werden.
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Um bei einem Tarifwechsel auch ein Auswechseln der Lochscheibe am
Wegimpulsgeber 3 zu vermeiden und um das Untersetzungsgetriebe 2 des Wegdrehzahlangleiches
und den Impulsgeber 4 für den Kilometerkontrollzähler zu ersparen, ist in einem
zweiten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 für den Wegdrehzahlangleich ein zusätzlicher
Binäruntersetzer 24 vorgesehen, dem ein weiterer Binäruntersetzer 25 zur Erzeugung
der 100-m-Impulse für die Kilometerkontrollzähler 8 und 9 nachgeschaltet ist.
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Als Wegimpulsgeber ist eine Magnettrommel 26
mit einem Lesekopf
27 vorgesehen. Die Magnettrommel 26 wird vom Fahrzeuggetriebe direkt angetrieben
und hat auf ihrem Umfang eine bestimmte Anzahl Bit aufmagnetisiert, die beim Vorbeigleiten
am Lesekopf 27 je einen Impuls erzeugen. Vom Lesekopf 27 gelangen die Wegimpulse
über einen Verstärker 28 und einen Impulsformer 29 in den Binäruntersetzer 24, der
aus acht Flip-Flop-Stufen F14 bis F21 besteht. Die Ausgangsimpulse des Binäruntersetzers
24 gelangen verstärkt durch einen Verstärker 30 über eine Leitung a5 einerseits
an den Eingang des Binäruntersetzers 25 und andererseits gleichzeitig an die Überholschaltung
FF, T und D 1,
D2, an welche auch der Zeitgeber Z angeschlossen ist.
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Ein Verstärker 31 verstärkt die Ausgangsimpulse des Binäruntersetzers
25, die über die Leitung a6 zum Magnet 5 gelangen, der die beiden Kilometerkontrollzähler
8 und 9 fortschaltet. Die kleinste Zähleinheit der Kilometerkontrollzähler 8 und
9 ist 100 m. Den beiden Binäruntersetzern 24 und 25 sind jeweils vier Rückkopplungsleitungen
r3, r4, r5, r6 und r7, r8, r9,
r1® zugeordnet, die vermittels Schaltern
S1, S2, S3
und S4 paarweise mit den Ausgangsleitungen a5 und a6 verbunden
werden können, derart, daß r3 und r7, r4 und r8, r5 und r9, r6 und r10 jeweils gleichzeitig
an a5 bzw. a6 liegen. Durch Lötbrücken b14/1 bis b21/4 können die Rückkopplungsklemmen
E14 bis E21 über Dioden D5 mit den einzelnen Rückkopplungsleitungen r3,
r4, r5, r6 verbunden werden. Beim Binäruntersetzer 25 können die RückkopplungsklemmenE22
bis E29 ebenfalls über Dioden D6 vermittels Lötbrücken b22/1 bis
b29/4 mit den einzelnen Rückkopplungsleitungen r7, r8, r9
und r10 verbunden
werden. Die Rückkopplungsleitungen r3 bis r1® haben dieselbe Aufgabe wie die Rückkopplungsleitungen
r1 und r2 im Ausführungsbeispiel der F i g. 3 und dienen dazu, die Zählkapazitäten
der Binäruntersetzer 24 und 25 auf bestimmte Werte mi reduzieren. Die Schalter Si,
S2, S3 und S4 dienen zur Einstellung der verschiedenen Taxen. Im Ausführungsbeispiel
der F i g. 4 liegt wiederum ein viertaxiger Taxameter vor.
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Der Überholschaltung, bestehend aus dem Flip-Flop FF, dem Tor
T und den beiden Dioden D 1 und D2, ist wie im Ausführungsbeispiel
gemäß F i g. 3 der Binäruntersetzer 16 und der Binäruntersetzer 2® in analoger Weise
nachgeschaltet. Grundtaxgegenleistung und Umschaltung auf Doppeltarif werden in
gleicher Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel eingestellt.
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Für die Beschreibung der Funktionsweise des Ausführungsbeispieles
gemäß F i g. 4 seien die gleichen Werte wie im Ausführungsbeispiel gemäß F i g.
3 angenommen Taxe 1 Schaltstrecke 150 m, Taxe 1I Schaltstrecke 115 m, Taxe
III Schaltstrecke 85 m, Taxe IV Schaltstrecke 50 m.
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Die Bitzahl auf der Magnettrommel 26 wird mit Rücksicht auf
den eventuell zu bewältigenden Wegdrehzahlbereich von 0,4 bis 1,28 Umdr./m empirisch
ermittelt und im vorliegenden Beispiel mit 160 Bit angenommen. Die Zählkapazitäten
des Binäruntersetzers 24 für die verschiedenen Taxstufen bzw. deren Schaltstrecken
werden ebenfalls empirisch im Verhältnis der Schaltstrecken ermittelt. Im vorliegenden
Beispiel ergeben sich dabei folgende Kapazitäten: Taxe I ....................
240Impulse Taxe 11 .................... 184 Impulse Taxe III . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 136 Impulse Taxe IV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
80 Impulse Diese Werte gelten für eine angenommene Wegdrehzahl von 1 Umdr./m Fahrstrecke.
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Damit bei den verschiedenen Schaltstrecken der einzelnen Taxen I bis
IV am Ausgang ab des Binäruntersetzers 25 pro 100 m gefahrene Wegstrecke ein Impuls
für die Fortschaltung der Kontrollzähler 8 und 9 erscheint, muß die Zählkapazität
des Binäruntersetzers 25 für die verschiedenen Taxstufen auf folgende Werte reduziert
werden: Taxe I 66,6.............. 67 Impulse Taxe I1 86,95 ............. 87 Impulse
Taxe III 117,64 . . . . . . . . . . . . . 118 Impulse Taxe IV . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 200 Impulse
Die Zählkapazität des Binäruntersetzers 16 wird
| demgemäß auf 100 reduziert ( 16 24ö 50 = 100) Die |
Einstellung der Zählkapazitäten der Binäruntersetzer 16, 24 und 25 erfolgt durch
die Rückkopplungsleitungen r1 und r3 bis r1® und durch Schließung der entsprechenden
Lötbrücken b. Während die Zählkapazität der beiden Binäruntersetzer 24 und 25 sich
mit der jeweils eingeschalteten Taxstufe ändern, bleibt die Zäblkapazität des Binäruntersetzers
16 von der Umschaltung auf eine andere Taxstufe unabhängig konstant. Am Binäruntersetzer
24 werden für die
einzelnen Taxstufen I, lt, 111 und IV folgende
Lötbrücken geschlossen: Taxe I
618/1,
. Taxe .11
b17/2, und
b20/2,
Taxe 111
b17/3, b1813, b1913 und
b20/3,
Taxe 1V
b18/4,
b19/4 und
b21/4;
am Binäruntersetzer 25 entsprechend bei Taxe
I' b22/1, b24/1,
b25/1, b26/1,
b27/1
und b29/1, Taxe Il 622/2,
b25/2, b27/2 und
b29/2;
Taxe III
b23/3, b25/3 und
b29/3,
Taxe IV
b25/4, b26/4 und
b27/4. -
Da der Kontrollzähler 9 auch dann zählen muß, wenn der Taxamater
nicht eingeschaltet bzw. auf »freie geschaltet ist, damit auch die »Leerkilometer«
registriert werden, müssen der Wegimpulsgeber, bestehend aus der Magnettrommel 26,
dem Lesekopf 27 mit Verstärker 28 und Impulsformer 29 sowie die beiden
Binäruntersetzer 24 und 25, immer eingeschaltet sein, d. h. an Spannung
liegen. Deshalb sind auch nicht die einzelnen Zählstufen dieser beiden Binäruntersetzer
24
und 25 mit Vorwahlklemmen zu versehen, wie das bei 16 und 20 der Fall ist.
Beim Einschalten des Taxameters werden an den beiden Binäruntersetzern
24
und 25 noch die Kapazitäten der zuvor eingeschaltet gewesenen Taxstufe
vorliegen. Das kann allerdings zu geringen Meßfehlern führen, wenn auf eine andere
. Taxstufe umgeschaltet wird, weil nach dem Umschalten in jedem Falle der gerade
begonnene Zählzyklus mit der Kapazität der vorhergegangenen Taxstufe erst beendet
sein muß, bevor der daraus resultierende Ausgangsimpuls die neue Zählkapazität einstellen
kann. Diese Registrierfehler sind aber auch schon bei den zur Zeit verwendeten Taxametern
nicht zu vermeiden und sind außerdem so klein, daß sie nicht ins Gewicht fallen.
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Die Schalter S1, S2, S3 und S4 sind in der Praxis zu einem 6stufigen
Doppelschalter zusammengefaßt, von denen die ersten vier Stufen den Taxstufen
1, 2, 3
und 4 und die beiden letzten Stufen der Stellung »Kassa« und
der Stellung »frei« zugeordnet sind. Doppelschalter deswegen, weil, wie schon erwähnt,
jeweils gleichzeitig eine Rückkopplungsleitung des Binäruntersetzers 24 an
die Ausgangsleitung a5 und eine Rückkopplungsleitung des Binäruntersetzers 25 an
die Ausgangsleitung a6 geschaltet werden muß. Betätigt werden die Schalter S1 bis
S4 ebenfalls durch die Steuerwelle 10 mit dem Schaltkopf 11. Der Schalter 13 ist
in diesem Falle überflüssig.
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Da aber die Binäruntersetzer 16 und 20 den beiden Binäruntersetzern
24 und 25 über die Überholschaltung FF, T, D1, D2 nachgeschaltet sind, muß
der eben erwähnte sechsstufige Doppelschalter auch den Pol 17 besitzen, der die
Voreinstellung der einzelnen Zählstufen der Binäruntersetzer 16 und
20 vor Beginn jeder neuen Registrierung voreinstellt.
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Beim Einschalten des Taxameters auf Taxstufe 1 werden durch Schließen-
der beiden Kontakte des Schalters S1 die Rückkopplungsleitung r3 an die Ausgangsleitung
a5 des Binäruntersetzers 24 und die Rückkopplungsleitung r7 an die
Ausgangsleitung a6 des Binäruntersetzers 25 angeschlossen. Gleichzeitig wird
der Zeitimpulsgeber Z eingeschaltet. Wenn das Fahrzeug nach dem Einschalten des
Taxameters die Fahrt gleich aufnimmt, ist der erste Zählzyklus am Binäruntersetzer
24 spätestens nach 1,5 m Fahrstrecke beendet, da die Kapazität des Binäruntersetzers
24,
wenn zuvor auch die Taxstufe 1 eingeschaltet war, 240 Impulse beträgt
und auf der Magnettrommel 26, die sich pro Meter gefahrene Wegstrecke um 360° dreht,
160 Impulse abgibt. Falls aber am Ende der vorhergegangenen Fahrt eine höhere Taxstufe
eingeschaltet war, so wird der erste Ausgangsimpuls am Binäruntersetzer
24 schon früher kommen, beispielsweise, wenn esTaxe 111 war, nach
136 Impulsen = 0,88 in Weg. ' Nachdem der erste Ausgangsimpuls des Binäruntersetzers
24 auf die Ausgangsleitung a5 und über die Schalter S1 und die Lötbrücke
b18/1 auf die Stufe F18 gelangt ist, ist die Zählkapazität für alle folgenden Zählzyklen
am Binäruntersetzer 24 auf 240 Impulse eingestellt. Nach weiteren 1,5 m Fahrstrecke
wird also bereits der nächste Ausgangsimpuls auf der Leitung a5 des Binäruntersetzers
24 erscheinen. Dies gilt entsprechend auch für den Binäruntersetzer25.
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Die Ausgangsimpulse des Binäruntersetzers 25 auf der Ausgangsleitung
a6 gehen einerseits an den Schaltmagnet 5, andererseits über den geschlossenen Schalter
S1 und die in diesem Falle geschlossenen Lötbrücken b22/1, b24/1, b25/1,
b26/1, b27/1 und b29/1 auf die entsprechenden Schaltstufen, so daß die Zählkapazität
nach dem ersten Zählzyklus des Binäruntersetzers 25 auf 67 eingestellt ist.
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Die Ausgangsimpulse des Binäruntersetzers -24 gehen über die
Leitung a5 auch auf die Überholschaltung FF,
T und D1 und
D2 und über dessen Ausgangsleitung a
an den Binäruntersetzer 16, wie
das im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 auch der Fall war. Der Binäruntersetzer
16 und der nachfolgende Binäruntersetzer 20 erfüllen auch in diesem Falle die gleichen
Aufgaben wie im zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Da die Zählkapazität des Binäruntersetzers 16,
nachdem die Grundtaxgegenleistung
bereits abgegolten ist, 100 Impulse beträgt, wird also nach jeweils 150 m gefahrener
Wegstrecke ein Schaltimpuls auf den Schaltmagnet 22 gelangen, der die Preisanzeigerollen23
jeweils um eine Einheit fortschaltet. (-i6ö- # 100 = 150, wobei 240 = Zählkapazität
des Binäruntersetzers 24,
160 = Zahl der Impulse pro Meter gefahrene Wegstrecke,
100 = Kapazität des Binäruntersetzers 16): Der Zeitimpulsgeber Z, der, wie
bereits erwähnt, vorzugsweise aus einem astabilen Multivibrator besteht, muß bezüglich,
seiner Impulsfrequenz variabel sein. Dies ist durch zwei Gründe bedingt: einmal
können sich die Schaltzeiten ändern und zum anderen, wie die beiden -vorliegenden
Beispiele zeigen, die Zählkapazität des Binäruntersetzers 16.
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Wird beispielsweise an der Schaltzeit des ersten Ausführungsbeispiels
von einer Minute festgehalten, so muß im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 der
Zeitimpulsgeber pro Minute nicht 126 Impulse, sondern nur 100 Impulse liefern, da
der 100ste Zeitimpuls jeweils Ausgangsimpuls am Binäruntersetzer 16 werden muß.
Dann entspricht 1 Minute Mietzeit einer gefahrenen Wegstrecke von 150 m, unabhängig
davon, welche Taxstufe eingeschaltet ist.
Das Umstellen des Zeitgebers
Z auf eine andere Impulsfolgefrequenz ist auf einfache Weise mittels eines Potentionieters
zu bewerkstelligen.
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Bezüglich der Dioden D5 und D6 wäre noch zu erwähnen, daß es mit Rücksicht
auf die Kundendienstwartung zweckmäßig sein wird, sie auch fest zu installieren,
wie das bei den Dioden D3 und D4 (s. F i g. 3)- vorgeschlagen wurde. Selbstverständlich
wird man bei einem eintaxigen Taxameter nur die Dioden der Rückkopplungsleitung
r3 und r7 instal= fieren, um unnötige Dioden zu sparen, die Dioden D 3 und D4 müssen
aber in jedem Falle installiert sein. Als besondere Vorteile der vorliegenden Erfindung
ist folgendes zu erwähnen: Es entfallen alle mechanischen, besonders verschleiß-.
anfälligen Getriebeteile. Die Umschaltung auf andere Tarife kann durch einfaches
Öffnen und Schließen vorhandener Lötbrücken bewerkstelligt werden, * ohne daß irgendwelche
Teile ausgewechselt werden müssen. Im Hinblick darauf, daß die elektronischen Bausteine
zur Zeit schon sehr kleine Abmessungen haben, ist es möglich, die nötigen Teile
auf einem sehr kleinen Raum unterzubringen: Da praktisch kein mechanischer Verschleiß
mehr auftritt, kann eine viel größere Lebensdauer gewährleistet werden, und die
Wartung des erfindungsgemäßen Taxameters wird - auf ein Minimum reduziert.