DE1441457C - Zahleinrichtung mit einem den Zahler stand angebenden Anzeigeglied, insbesondere einem Ziffernrollenwerk - Google Patents

Description

Das Hauptpatent hat eine Zähleinrichtung mit einem den Zählerstand angebenden Anzeigeglied, insbesondere einem Ziffernrollenwerk, zum Gegenstand, weiches mit die Ziffernwerte wiedergebenden Codezeichen versehen ist, deren Elemente durch ein an dem Anzeigeglied entlangführbares Abtastorgan nacheinander abtastbar sind, wobei die aufeinanderfolgenden Einzelelemente eines einem Ziffernwert entsprechenden Codezeichens in verschiedenen Zeilen angeordnet sind und das Abtastorgan je ein Abtastelement für jede Zeile enthält.

Die Abfrage erfolgt durch Entlangführen der Abfrageorgane an den magnetisch beschrifteten Ziffern-ίο rollen. Nach dem Abfragevorgang werden die Abfrageorgane wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt. Den Abfrageorganen ist eine Auswerteeinrichtung zugeordnet, die die von den Abfrageorganen kommenden Signale in zur Fernübertragung geeignete Signale, beispielsweise in entsprechende IStromschritte, umformt. Zu diesem Zwecke ist den beiden Abfrageorganen eine gemeinsame Anpassungs- und Impulsformerstufe (bistabile Kippstufe) zugeordnet, die mit einer Leistungsstufe für die Signalübertragung verbunden ist. Die beiden Abfrageorgane werden mit Hilfe einer die Abfrageschritte bestimmenden Kippschaltung wechselweise dadurch zur Wirkung gebracht, daß der Steuerstrom des entsprechenden Hallgenerators für die Dauer des Schrittes einge-

»5 schaltet wird.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Weiterbildung im Sinne einer Vervollkommnung einer Zähleinrichtung nach dem Hauptpatent, insbesondere soll auch der Aufwand für die magnetische Beschriftung herabgesetzt werden. Gemäß der Erfindung ist jedem Abfrageorgan eine Anpassungs- und Impulsformerstufe nachgeschaltet, deren Ausgänge über je ein Und-Gatter, welche von die Abfrageschritte (Zeichentakt) und die Vorlaufzeit bestimmenden Zeitkippstufen weitere Und-Bedingungen erhalten, und über eine beiden Und-Gattern zugeordnete Umkehrstufe mit dem Eingang einer Leistungsstufe für die Signalübertragung verbunden sind.
Durch eine solche Schaltungsanordnung kann die Zahl der magnetischen Marken für eine bestimmte Codierung, z. B. für den Fernschreibcode, um fast 50% herabgesetzt werden, wie an Hand der Zeichnung (F i g. 2) noch näher erläutert werden wird.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird der Steuerstrom der vorzugsweise als Abfrageorgane verwendeten Hallgeneratoren mit Hilfe einer in bezug auf die Abfragefrequenz hohen Tastfrequenz getastet, so daß der Steuerstrom der Hallgeneratoren ein Vielfaches des normal zulässigen Stromes betragen kann. Das hat wiederum den Vorteil, daß die Feldstärke und somit auch die Trägermasse der magnetischen Information geringer gehalten werden kann, so daß die Beschriftung sich relativ leicht auf dem zur Verfügung stehenden Raum einer Ziffernrolle unterbringen läßt. Eine besonders einfach herzustellende Beschriftung ergibt sich, wenn als Trägermaterial ein magnetischer Lack od. dgl. verwendet wird, welcher vorzugsweise in Sicken od. dgl. der aus unmagnetischem Material bestehenden Ziffernrollen untergebracht ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt

Fig. 1 das Prinzip einer fernablesbaren Zähleinrichtung in Blockschaltung,

Fig. 2a eine Seitenansicht einer Ziffernrolle im vergrößerten Maßstab,

F i g. 2 b den abgewickelten Umfang einer Ziffernrolle nach F i g. 2 a,

Fig. 2c den abgewickelten Umfang einer Ziffernrolla mit einer magnetischen Beschriftung,

F i g. 3 eine Schaltung der Auswerteeinrichtung und

F i g. 4 eine grafische Darstellung der an den Ausgängen der einzelnen Stufen erscheinenden Signale in voneinander zeitlicher Abhängigkeit.

F i g. 1 zeigt eine Prinzipschaltung der fernablesbaren Zähleinrichtung nach der Erfindung. Mit 1 ist die Zähleinrichtung bezeichnet, die aus fünf Ziffernrollen 2 besteht, welche in üblicher Weise untereinander dekadisch gestuft sind und bei jedem Übergang von 9 auf 0 um eine Stufe weitergeschaltet werden. Die letzte Ziffernrolle wird von einer Achse 3 angetrieben, die mit einem Meßglied, ζ. Β. dem Läufer eines Elektrizitätszählers od. dgl., in Verbindung steht. Außer diesen Ziffernrollen können noch weitere Ziffernrollen für Kennung, Datum, Uhrzeit u. dgl. vorgesehen sein.

Die Ziffernrollen 2 sind mit einer magnetischen Beschriftung versehen, wie sie beispielsweise in F i g. 2 dargestellt ist. Diese magnetische Beschriftung wird mit Hilfe von zwei Abfrageorganen, z. B. Hall- »5 generatoren 4 und 5, abgefragt, welche auf einem Träger 6 angeordnet sind. Die beiden Abfrageorgane 4 und 5 fragen die vorzugsweise in zwei Zeilen angeordnete magnetische Beschriftung wechselweise ab. Der Träger 6 wird von einem Motor 7, beispielsweise mit Hilfe einer Spindel 8 od. dgl., in Pfeilrichtung 9 hin und her bewegt. Der Motor 7 ist in der Drehrichtung umkehrbar und wird von einer Auswerteeinrichtung 10 gesteuert, welcher über eine Leitung 11 die von den Abfrageorganen 4 und 5 kommenden Signale zugeführt werden. Über eine Fernleitung 12 wird eine Empfangseinrichtung 13 gesteuert, die beispielsweise ein druckender Empfangslocher sein kann.

Die Auswerteeinrichtung 10 besteht im wesentliehen aus fünf Teilen, und zwar der Impulsformerstufe 14, der Zeichentaktstufe 15, der Motorsteuerung 16, der Endverstärkerstufe 17 und der Starttaste 18.

In Fig. 2a ist eine Seitenansicht einer Ziffernrolle 2 im Maßstab 4 : 1 dargestellt. Die Rolle 2 ist aus unmagnetischem Werkstoff gefertigt und trägt am Umfang Sicken 20, in die magnetischer Lack eingetragen ist. Mit 21 ist eine Anformung mit einer Nut 22 bezeichnet, die zum Weiterschalten der einzelnen Ziffernrollen 2 dient. Aus Fig. 2b, in der die Oberfläche der Ziffernrolle 2 gemäß Fig. 2a abgerollt dargestellt ist, ist die Verteilung der magnetischen Punkte, welche die magnetische Beschriftung bilden, zu ersehen. Zur Beschriftung dienen sechs Spuren I bis VI, wobei die den einzelnen Spuren zugeordneten magnetischen Punkte in zwei verschiedenen Zeilen A und B abwechselnd angeordnet sind. In der ersten Spur I, Zeile A, ist jeweils ein Startsignal gesetzt, das die Zeichentaktstufe 15 anwirft. Es ist bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ein Südpol. Dieses Zeichen wiederholt sich entsprechend der Numerierung der Ziffernrolle 2 von 0 bis 9 zehnmal. Die weiteren fünf Spuren II bis VI sind dem Fernschreibcode zugeordnet. Entsprechend der gewählten Schriftform und Signalübertragung in Stromschritten sind alle einen Stromschritt auslösenden Punkte mit einem Südpol besetzt. Normalerweise müssen pro Zeichen sechs magnetische Punkte gesetzt werden, entsprechend F i g. 2 c. Durch die erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung, die in Fig. 3 dargestellt ist, werden erheblich weniger magnetische Punkte benötigt, wie Fig. 2b zeigt. Beispielsweise werden zur Wiedergabe der Ziffer 6 ein magnetischer Punkt, zur Wiedergabe der Ziffern 1, 4 und 5 drei magnetische Punkte, zur Wiedergabe der Ziffern 7 und 9 vier magnetische Punkte, zur Wiedergabe der Ziffern 0 und 2 fünf magnetische Punkte und für die Ziffer 8 alle sechs magnetischen Punkte benötigt.

In F i g. 3 ist die Schaltungsanordnung dargestellt. Als Antriebsmotor 7 für die Abfrageeinrichtung wird vorzugsweise ein Synchronmotor verwendet. Mit 23 und 24 sind seine beiden um 90° räumlich versetzten Ständerwicklungen bezeichnet. Mit Hilfe eines Kondensators 25 können die Ständerflüsse zeitlich um 90° in der Phase verschoben werden, je nachdem, ob der Kontakt 26 eines Relais 27 die linke oder die rechte Schaltstellung einnimmt. In der Mittelstellung des Kontaktes 26 sind beide Ständerwicklungen spannungslos. Mit 28 ist ein Vorschaltwiderstand des Mittelstellungsrelais 27 bezeichnet. Da das Doppelumkehrgatter 29 an beiden Ausgängen Signal führt, nimmt der Kontakt 26 eine Mittelstellung ein, bei der die beiden Ständerwicklungen 23 und 24 des Motors 7 keine Spannung erhalten.

Wird die Starttaste 18 betätigt, so erhält eine Zeitkippstufe 30 Signal und läuft ab. Die Zeit ist hierbei so eingestellt, daß die Abfrageorgane an sämtlichen Ziffernrollen vorbeigeführt werden. Der Ausgang A 1 der Kippstufe 30 führt also solange Signal. Durch ein Signal am Eingang 11 der Doppelumkehrstufe 29 verschwindet das Ausgangssignal am Ausgang Λ 0, so daß das Relais 27 Spannung erhält und nach einer Seite den Schaltkontakt 26 umlegt. Der Motor 7 läuft also in bestimmter Richtung an und bleibt so lange mit derselben Drehrichtung eingeschaltet, bis die Kippstufe 30 zurückkippt. In diesem Falle erhält die Umkehrstufe 29 am Ausgang A 0 Signal, eine Kippstufe 31 wird angeworfen, wodurch das Ausgangssignal A 1 an der Umkehrstufe 29 verschwindet. Der Motor 7 wird also in die andere Drehrichtung mit Hilfe des Schaltkontaktes 26 des Relais 27 umgeschaltet. Die Zeitkippstufe 31 ist auf die gleiche Zeit wie die Kippstufe 30 eingestellt. Sie überwacht den Rücklauf des Motors 7. Sobald der Rücklauf beendet ist, kippt die Stufe 31 zurück, so daß nach Verschwinden des Signals am Ausgang A 1 der Kippstufe 31 der Ausgang A 1 der Umkehrstufe 29 Signal erhält. Da nunmehr beide Ausgänge A 0 und A 1 Signal führen, nimmt der Kontakt 26 des Relais 27 die Mittelstellung ein.

Nach dem Einschalten der Starttaste 18 erhält von der Zeitkippstufe 30 über eine Leitung 32 auch ein Generator 33 Signal und beginnt zu arbeiten. Die Frequenz des Generators 33 beträgt etwa 2 bis 6 kHz. Mit Hilfe des Generators 33 werden über Leistungsstufen 34 und 35 die Steuerströme der Hallgeneratoren 4 und 5 getastet. Mit 36 ist die Stromversorgung der Leistungsstufen angedeutet. Diese an sich bekannte Schaltung dient zur Temperaturkompensation der beiden Hallgeneratoren, indem sie mit eingeprägter Spannung arbeiten. Als Generatorstufe 33 kann eine an sich übliche Multivibratorschaltung verwendet werden. Die Tastung der Steuerströme hat den Vorteil, daß ein erheblich höherer Steuerstrom, als normal zulässig, für die Hallgeneratoren 4, 5 ver-

wendet werden kann. Da die Hallspannung proportional dem Steuerstrom und der magnetischen Induktion ist, können auch Zeichen mit relativ kleiner magnetischer Induktion abgefragt werden. Das hat wiederum den Vorteil, daß zum Aufbringen der magnetischen Information erheblich einfachere und billigere Mittel verwendet werden können.

Die Hallgeneratoren 4 und 5 stehen über Anpassungsstufen 37,38 mit bistabilen Kippstufen 39 bzw. 40 in Verbindung. Die Ausgänge der bistabilen Kippstufen 39 und 40 sind mit dem Eingang je eines Und-Gatters 41 bzw. 42 verbunden. Weitere Und-Bedingungen erhalten die Und-Gatter 41 und 42 einmal von dem Ausgang A1 der Zeitkippstufe 30 und zum anderen Mal von den Ausgängen der Zeichentaktstufe 15. Über eine Umkehrstufe 43 wird eine Leistungsstufe 44 ausgesteuert, die beispielsweise wiederum ein Leitungsrelais 45 der Fernleitung 12 steue^. Die Zeichentaktstufe 15 besteht aus den beiden Umkehrgattern 46 und den beiden Zeitkippstufen 47 und 48. Die Zeitkippstufen 47,48 sind auf 20 ms entsprechend der Dauer eines Stromschrittes eingestellt. Die Zeichentaktstufe 15 wird über eine weitere Zeitkippstufe 49 und eine Umkehrstufe 50 angeworfen, . wenn am Ausgang A 7 der Impulsformerstufe 39 das Startzeichen in Spur I, Zeile A erscheint. Die Zeitkippstufe 49 ist auf die Gesamtlänge eines zu übertragenden Zeichens eingestellt. Da ein Teilschritt ungefähr 20 ms dauert, beträgt die eingestellte Zeit entsprechend der sechs Schaltschritte ungefähr 120 ms. Der Kippstufe 49 ist eine weitere Kippstufe 51 zugeordnet, mit der der Einsatz des Zeichentaktes entsprechend der eingestellten Zeit von etwa 10 ms verzögert werden kann. Diese Verzögerung ist deshalb erforderlich, weil der Spannungsanstieg der Hallspannung am Zeichenbeginn geringer ist als in der Mitte des Zeichens. Schließlich ist noch eine weitere Zeitkippstufe 52 vorgesehen, die nach Ablauf der in der Kippstufe 49 eingestellten Zeit in Gang gesetzt wird, um die bistabilen Kippstufen 39 und 40 in eine definierte Ausgangsstellung für die Abfrage des nächsten Zeichens zu bringen. Diese Rückstellung erfolgt nach

ίο Abfrage jeder einzelnen Ziffernrolle 2.

F i g. 4 zeigt eine grafische Darstellung der an den Ausgängen der Impulsformerstufen 39 und 40, der Kippstufen 47 und 48, der Kippstufe 30, der Und-Gatter 41 und 42, des Umkehrgatters 43 und der Kippstufe 49 zeitlich auftretenden Signale. Sie sind beispielsweise für die Ziffern 0, 4 und 6 dargestellt. Ist also die Starttaste 18 gedrückt und die Abfrageeinrichtung in Gang gesetzt, so werden beim Überfahren eines Zeichens an den Ausgängen der Impuls-

ao formerstufen 39 und 40 die in Zeile 1 und 2 dargestellten Signale auftreten. Mit Hilfe der in Zeilen 3 und 4 dargestellten, um 180° phasenverschobenen Abtastsignale werden nun über die Und-Gatter 41 und 42 die Ausgänge der Impulsformerstufen 39 und

as 40 wechselweise abgefragt. Ist bei der jeweiligen Abfrage ein Signal vorhanden, so wird es auf die Umkehrstufe 43 weitergeleitet, die die Leistungsstufe 44 entsprechend aussteuert. Bei einer bestimmten Magnetisierungsfolge werden sodann die in den beiden vorletzten Zeilen dargestellten Signalformen (Stromschritte) auftreten. Die letzte Zeile veranschaulicht, daß durch die Kippstufe 49 die Zeichentaktstufen 47 und 48 angehalten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Zähleinrichtung mit einem den Zählerstand angebenden Anzeigeglied, insbesondere einem Ziffernrollenwerk eines Zählwerkes, welches mit die Ziffernwerte wiedergebenden Codezeichen versehen ist, deren Elemente durch ein an dem Anzeigeglied entlangführbares Abtastorgan nacheinander abtastbar sind, wobei die aufeinanderfolgenden Einzelelemente eines einem Ziffernwert entsprechenden Codezeichens in verschiedenen Zeilen angeordnet sind und das Abtastorgan je ein Abtastelement für jede Zeile enthält, nach Patent 1424 851, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Abfrageorgan (4, 5) eine Anpassungs- und Impulsformerstufe (37, 39 bzw. 38, 40) nachgeschaltet ist, deren Ausgänge (A 7) über je ein Und-Gatter (41 bzw. 42), welche von die Abfrageschritte (Zeichentakt) und die Vorlaufzeit bestimmenden Zeitkippstufen (47,48 und 30) weitere Und-Bedingungen erhalten-, und über eine beiden Und-Gattern (41,42) zugeordnete Umkehrstufe (43) mit dem Eingang einer Leistungsstufe (44) für die Signalübertragung verbunden sind.

2. Zähleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Abfrageschritte bestimmenden Zeitkippstufen (47,48) durch eine weitere Zeitkippstufe (49) in Gang setzbar sind, welche gleichzeitig auch die Zahl der Abfrageschritte bestimmt.

3. Zähleinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer weiteren Kippstufe (51) der Einsatz der die Abfrageschritte bestimmenden Kippstufen (47, 48) verzögert ist.

4. Zähleinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsformerstufen (39, 40) der Hallgeneratoren (4, 5) nach Abfrage der Ziffer einer Ziffernrolle (2) mit Hilfe einer weiteren Kippstufe (52) in eine bestimmte Ausgangslage zurückstellbar sind.

5. Zähleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (7) für den Antrieb der Abfrageorgane über Zeitkippstufen derart gesteuert ist, daß er nach Ablauf der Vorlaufzeit auf Rücklauf und nach Ablauf der Rücklaufzeit abgeschaltet ist.

6. Zähleinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrom der Hallgeneratoren (4, 5) mit Hilfe einer in bezug auf die Abfragefrequenz hohen Tastfrequenz während des Abfragevorganges getastet ist.

7. Zähleinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus unmagnetischem Material bestehenden Ziffernrollen (2) mit Sicken (20) od. dgl. versehen sind, die mit magnetisierbarem Material gefüllt sind.

8. Zähleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß magnetisierbarer Lack verwendet ist.