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Mechanische Vorrichtung zum Abgreifen und Speichern der Arbeitsstellungen
eines beweglichen Maschinenelementes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Abgreifen der Arbeitsstellungen eines beweglichen Maschinenelementes. Die Aufgabe,
die Arbeitsstellungen eines Maschinenelementes zu ermitteln, tritt in der Technik
häufig auf; eines der bekanntesten Beispiele ist die Ermittlung der gerade betätigten
Drucktypen in Buchungs- oder Rechenmaschinen zum Zwecke des Duplizierens oder sonstigen
Speicherns des Textes.
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Die hierfür bekanntgewordenen Abgriffsvorrichtungen lassen sich grundsätzlich
in zwei Gruppen einteilen. Zu der ersten Gruppe zählen die Vorrichtungen, die die
Arbeitsstellung dort ermitteln, wo die Maschine betätigt wird, um in diese Arbeitsstellung
zu gelangen. Bei Buchungs- oder Rechenmaschinen ermittelt man also die gedrückte
Taste selbst, indem man z. B. die Tasten beim Niederdrücken elektrische Kontakte
bedienen läßt, wodurch Stromkreise geschlossen und Signale, die die entsprechende
Drucktype kennzeichnen, ausgelöst werden. Derartige Vorrichtungen besitzen jedoch
den Nachteil sehr vieler Kontakte und Leitungen, die auf relativ engem Raum zusammengedrängt
sind.
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Zu der zweiten Gruppe gehören die Vorrichtungen, die die Stellungen
der Maschinenelemente selbst hinsichtlich ihrer Ruhelage bzw. einer bestimmten Ausgangslage
ermitteln. Derartige Vorrichtungen sind auch für Buchungs- und Rechenmaschinen vorgeschlagen
worden, bei denen auf einer Drucktypenstange mehrere Drucktypen übereinander angeordnet
sind und die Typenstange zum Abdruck der einzelnen Typen mehr oder weniger angehoben
werden muß, wie es z. B. für die Ziffern 0 bis 9 der Fall ist. Zur Feststellung
der zum Abdruck eingestellten Type läßt sich daher die Lage der Drucktypenstange
hinsichtlich ihrer Ruhelage heranziehen. Hierfür sind viele unterschiedliche Vorrichtungen
bekanntgeworden. In dem einen Falle werden den einzelnen Stellungen Magnete zugeordnet,
und derjenige Magnet kann anziehen bzw. wird abgeworfen, vor dem die an der Typenstange
angebrachte Marke steht. An Stelle der magnetischen kann auch eine kapazitiv wirkende
Einrichtung verwendet werden. Eine andere Vorrichtung verwendet eine fotoelektrische
Abtastung der Typenstangenstellungen, wobei jedoch in der Regel noch Verstärkeranordnungen
nötig sind. Schließlich ist noch eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der an den
Typenstangen Bürsten vorgesehen sind, die über einer Kontaktbank schleifen. Dies
hat jedoch den Nachteil, daß infolge der großen Verschmutzungsgefahr leicht Störungen
oder Fehlauswertungen auftreten können.
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Allen aufgezählten Vorrichtungen haftet der Mangel an, daß für jede
Stellung der Typenstangen ein Abgriffselement vorgesehen sein muß, besonders, wenn
viele Typen auf einer Stange angebracht sind, wie es z. B. bei den Ziffernstangen
der Fall ist. Außerdem werden dann die Unterschiede in den Stellungen relativ gering,
so daß ein sicheres Arbeiten nicht mehr gewährleistet ist oder aber wegen der dann
notwendig werdenden speziellen Bauelemente kostspielig wird. Außerdem besteht auch
der Nachteil, daß bei Stromausfall Fehlmeldungen möglich sind.
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Es sind auch schon Kartenlochmaschinen mit Wählschienen bekanntgeworden,
bei denen die Wählschienen wertverkörpernde Glieder einer Tabelliermaschine abfühlen
und die Lochstanzwerke verschiedenen Lochsystemen angepaßt sind. Bei diesen Maschinen
findet also auch ein mechanischer Abgriff der Stellung von Maschinenelementen und
eine Speicherung und Umcodierung der abgegriffenen Werte statt. Bei dieser Anordnung
ist man jedoch bezüglich der Umcodierung auf einen ganz willkürlichen Code angewiesen,
so daß man vor allem keinen in der Technik sonst üblichen Code erhält. Ferner ist
die Wahl des Codes stark an den Hub des Einstellelementes gebunden, so daß bei kleinem
Hub, wie er bei Typenstangen vorkommt, die Umsetzung mittels des Codierkammes sehr
schwierig und kaum noch frei wählbar ist.
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Alle aufgezeigten Nachteile werden bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung
vermieden. Gegenstand der Erfindung ist eine mechanische Vorrichtung zum Abgreifen
und Speichern der Arbeitsstellungen eines beweglichen Maschinenelementes, insbesondere
der Stellungen eines Zeichenträgers in Buchungs-, Rechen-und
dergleichen
Maschinen. Erfindungsgemäß sind eine mittelbar oder unmittelbar mit dem beweglichen
Maschinenelement verbundene Schablone vorgesehen, in der mehrere Schlitze angeordnet
sind, die an ihrer einen Kante eine oder mehrere Auskerbungen enthalten, so daß
sich bezüglich einer Schar von Bezugslinien die der Anzahl der verschiedenen Arbeitsstellungen
des Maschinenelementes entsprechende Anzahl von verschiedenen Kombinationen der
Auskerbungen mehrerer Schlitze ergeben; ferner sind quer zu den Schlitzen bewegliche,
übereinander angeordnete Schieber vorgesehen, die jeder für sich zwei definierte
Stellungen einnehmen können, die dadurch bestimmt werden, ob ein starrer mit den
einzelnen Schiebern verbundener Zapfen 15 bei der Bewegung der Schieber zur Ermittlung
der Stellung der Schablone 12 auf eine Auskerbung trifft oder nicht, und deren Stellung
bis zum nächsten Abgriff fixiert wird, so daß eine Speicherung des Abgriffs erzielt
ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Abgriffsmittel für
die Auskerbungskombination so ausgebildet, daß mit ihrer Hilfe auch eine Speicherung
der abgegriffenen Stellung erfolgt, wobei eine neue Einstellung des Maschinenelementes
ohne Löschung der gespeicherten Stellung möglich ist. Dies wird dadurch erreicht,
daß die Querbewegung der Schieber zwischen den Schlitzkanten für alle Schieber gemeinsam
und eine relative gegenseitige Bewegung der Schieber von der auskerbungsseitigen
Schlitzkant° in Richtung der Auskerbungen möglich ist und die relative Verschiebung
festgehalten wird. Wegen der relativen Verschiebbarkeit können nämlich die entsprechenden
Schieber in die Auskerbungen einrücken. Die Abtastung der Auskerbungs-Kombinationen
und die Fixierung der gegenseitigen Lage der Schieber nach der Abtastung kann zweckmäßig
dadurch erzielt werden, daß zwangläufig hin und her bewegte, übereinander angeordnete
Raststangen vorgesehen sind, die die Querbewegung der Schieber bewirken und die
gegebenenfalls dadurch nach der einen oder anderen Richtung bewegt werden können,
ohne die Schieber mitzunehmen, daß sie in Aussparungen der Schieber eingreifen,
in denen sie zwei Rasterstellungen im Abstand von etwa der Auskerbungstiefe einnehmen
können.
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Die besonderen Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung bestehen
darin, daß mittels einer einzigen Schablone die Stellungen des Maschinenelementes
abgegriffen, in einen durch die Ausbildung der Schablone gegebenen und daher frei
wählbaren Code umgewandelt und mechanisch gespeichert werden können, ohne die nachfolgenden
Bewegungen des Maschinenelementes zu beeinflussen, und daß sie eventuell noch elektrisch
ausgespeichert werden können, wobei wesentlich weniger Kontakte erforderlich sind
als bei den bekannten Vorrichtungen der ersten Gruppe. Außerdem kann die Anordnung
sehr schmal ausgeführt werden, so daß auf engem Raum viele Schablonen nebeneinander
angeordnet werden können. Weitere Vorteile liegen in der Verwendbarkeit eines beliebigen
Codes, so daß eine Vielzahl von Stellungen im Bedarfsfalle abgegriffen werden kann,
sodann in dem geringen Aufwand, der geringen Störanfälligkeit, der einfachen Wartung
sowie darin, daß kein Eingriff in die Maschine beim Anbringen der Schablonen erforderlich
ist.
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Die Erfindung sowie deren weitere Vorteile werden an Hand der Fig.
1 bis 7 beispielsweise näher erläutert, in denen ein Arbeitsspiel für den Abgriff
einer Stellung einer Zifferntypenstange dargestellt ist. Auf der vertikal beweglichen
Typenstange 11 sind die Zifferntypen 0 bis 9 befestigt. Die Schablone 12 ist mit
der Typenstange gekoppelt und macht deren Vertikalbewegungen zwangläufig mit. In
der Schablone 12 sind die fünf Schlitze 13 vorgesehen, die an ihrer linken
Seite Auskerbungen 14 aufweisen. Hiermit lassen sich die zehn Einstellmöglichkeiten
in einen 2-aus-5-Code umwandeln. Die fünf Möglichkeiten sind durch die fünf Schlitze
gegeben, während die Kombinationen mit Hilfe der Auskerbungen zustande kommen. Als
Bezugsgeraden für die Kombinationen dienen die entsprechenden Parallelen zu der
gedachten Geraden 23, die die Zapfen 15 der Schieber 16 in dem Ausgangszustand,
wie er in Fig. 3 dargestellt ist, verbindet. Man erkennt, daß es genau zehn parallele
Geraden gibt, die jeweils zwei Kerben zweier Schlitze verbinden. Es ist weiter zu
erkennen, daß die so miteinander verbundenen Kerben zehn verschiedene Kombinationen
ergeben. Da die Schablone mit der Typenstange vertikal bewegt wird, lassen sich
die zehn Parallelen mit den fünf Zapfen 15 zur Deckung bringen, so daß die Typenstangenstellungen
durch die Kombinationen der Kerben definiert sind. Statt der Umcodierung in einen
2-aus-5-Code kann man jede beliebige Umcodierung vornehmen, wenn die Schablonen
entsprechend ausgebildet sind.
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Nachdem die Typenstange in die Abdruckstellung gebracht ist, ist also
auch ihre Stellung durch die entsprechende Kombination der Kerben in bezug auf die
Zapfen 15 definiert, so daß nunmehr diese Kombination zur Kennzeichnung der Drucktype
abgelesen werden kann. Dies geschieht mittels der hin- und herbewegten Schieber
16, die zwei Endstellungen einnehmen können. Die Bewegung der Schieber erfolgt durch
den Exzenter 17 und die gemeinsame Führungsschiene 18, indem zwangläufig mit der
Führungsschiene die in die Aussparungen 19 der Schieber 16 hineingreifenden Raststangen
20 bewegt werden. Über der Aussparung 19 jedes Schiebers befindet sich eine Rasterfeder
21, die mit der Nase22 in die Aussparung hineinragt. Die Raststangen 20 können
bezüglich der Rasterfeder 21 zwei Stellungen einnehmen, nämlich links oder rechts
von der Nase 22.
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Zur Beschreibung des Abtastvorgangs wird von der Fig. 1 ausgegangen,
bei der sich die Typenstange in dem Ausgangszustand befindet, während in den Schiebern
die vorhergehende Einstellung der Typenstange noch gespeichert ist.
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Der Exzenter 17 ist so ausgebildet und wird nach der Einstellung der
Typenstange so gedreht, daß sich die Führungsschiene 18 zunächst nach rechts, d.
h. auf die nicht unterbrochenen Kanten der Schlitze 13 hin bewegt. Wie aus Fig.
2 hervorgeht, befinden sich die Bolzen 20 des dritten und vierten Schiebers in der
rechten und die anderen Bolzen in der linken Rasterstellung. Ferner liegen die Zapfen
15 des dritten und vierten Schiebers an der linken und die Zapfen der anderen Schieber
an der rechten Schlitzkante an. Dies entspricht einer bestimmten Einstellung der
Typenstange aus dem vorhergehenden Arbeitsspiel. Eine 90°-Drehung des Exzenters
bewirkt nun eine Verschiebung des Führungsgliedes und damit der Raststangen 20 von
genau der Breite der Schablonenschlitze. Bei der ersten 90°-Drehung des Exzenters
werden die Raststangen 20 zwangläufig nach rechts bewegt. Da die Bolzen des dritten
und vierten Schiebers an der rechten Kante der Auskerbung 19 anliegen und sich die
Zapfen 15 dieser Schieber ungehindert von der linken zur rechten Schlitzkante bewegen
können, werden der dritte und vierte Schieber wegen
der Zwangsbewegung
der Bolzen nach rechts mitgenommen. Die Raststangen 20 des ersten, zweiten und fünften
Schiebers werden ebenfalls zwangläufig nach rechts bewegt und versuchen die entsprechenden
Schieber mitzunehmen. Da jedoch die Zapfen 15 dieser Schieber an der rechten Schlitzkante
anliegen, können sich diese Schieber nicht mehr nach rechts bewegen. Infolge ihrer
Zwangsbewegung überwinden diese Raststangen 20 die Federkraft der Federn 21 und
springen in die rechte Rasterstellung. Nach einer Drehung von 90° des Exzenters
befinden sich daher alle Raststangen 20 in der rechten Rasterstellung und alle Schieber
16 in der rechten Endlage, so daß die vorhergehende Speicherung gelöscht und ein
neutraler Ausgangszustand erreicht ist, wie Fig. 3 zeigt.
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Bei der weiteren Drehung des Exzenters wird die Führungsschiene 18
nach links bewegt. Da alle Zapfen 15 zunächst frei beweglich sind, bleiben alle
Raststangen 20 in ihrer rechten Rasterstellung, bis die Zapfen 15 die linke Schlitzkante
erreichen. Dieser Zustand ist nach einer 180°-Drehung des Exzenters erreicht (Fig.
4). Bei der weiteren Drehung des Exzenters bleiben diejenigen Raststangen 20 in
der rechten Rasterstellung, deren Schieberzapfen 15 sich weiter frei bewegen können,
d. h., deren Zapfen 15 auf eine Auskerbung 14 treffen. In dem vorliegenden Beispiel
sind es die Zapfen des zweiten und fünften Schiebers. Die Schieberzapfen der übrigen
Schieber schlagen an die linke Schlitzkante an, so daß die Raststangen 20 wegen
ihrer Zwangsbewegung die Federkraft der Federn 21 überwinden und in die linke Rasterstellung
überspringen. Nach der dritten 90°-Drehung ist damit der in Fig. 5 dargestellte
Zustand erreicht. Der dritte und fünfte Schieber sind gegenüber den anderen Schiebern
durch ihre besondere Stellung gekennzeichnet, und es ist damit eine Umcodierung
der Typenstangenstellung in einen 2-aus-5-Code durchgeführt. Die letzte 90°-Drehung
des Exzenters dient dazu, die Schieber 16 in die eigentliche Arbeitsstellung zu
bringen, d. h. die mechanische Speicherung für die weitere Verarbeitung elektrisch
abgreifbar zu machen. Dies kann am einfachsten mittels Kontakten geschehen, die
mit den besonders ausgebildeten Schiebern je nach ihrer Endlage geöffnet oder geschlossen
werden. Der elektrische Abgriff erfolgt erst, wenn das Arbeitsspiel zu Ende ist,
so daß die Betätigung der Kontakte während des Arbeitsspiels belanglos ist, wobei
ein Arbeitsspiel eine vollständige Hin- und Herbewegung der Raststangen 20 umfaßt.
Fig. 6 zeigt den Zustand nach einer vollen Exzenterumdrehung. Die Schieber behalten
die erreichte Stellung bis zum nächsten Abtastvorgang unabhängig von der vertikalen
Bewegung der Schablone bei, da die Rasterfedern 21 eine willkürliche Verschiebung
der Schieber verhindern; es ist also eine Speicherung erzielt.
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Die Speicherung wird also nicht durch die vertikalen Bewegungen der
Schablonen gelöscht. Fig.7 zeigt die neue Ausgangsstellung der Typenstange, wobei
die Speicherung der vorhergehenden Typenstangenstellung in den Schiebern erhalten
bleibt. Soll eine neue Einstellung der Typenstangen abgegriffen werden, dann wird
der beschriebene Abtastvorgang wiederholt. Für alle Abdrucke, die nicht abgegriffen
werden sollen, kann sich die Schablone frei bewegen, ohne die Speicherung der Schieber
zu beeinflussen.
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Der Anlauf des Exzenters wird über eine Kupplung, die durch ein Relais
gesteuert wird, ausgelöst. Die Kontakte des Relais werden von dem die Typenstangen
einstellenden Element betätigt. Nach einer vollen Umdrehung des Exzenters wird die
Kupplung selbsttätig wieder gelöst. Eine Sperre verhindert, daß vor Beendigung der
Abtastung der Schieberspeicherung eine neue Einstellung der Schieber erfolgen kann.
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Die Schablone kann auch so ausgebildet sein, daß die Elemente des
Codes durch die Auskerbungen dargestellt werden, wobei die Auskerbungen ebenso viele
unterschiedliche Tiefen besitzen wie Codeelemente erforderlich sind, und die Schieber
eine entsprechende Anzahl von Rasterstellungen aufweisen, um die Merkmale durch
Schlitze darzustellen. Es ist ferner möglich, die Schieberbewegung auch unter anderem
Winkel als 90° zur Bewegungsrichtung der Schablone durchzuführen, wenn die Auskerbungen
entsprechend in den Schlitzen angebracht sind. Bei einer nicht translatorischen
Bewegung des Maschinenelementes können die Schlitze z. B. auch auf Kreisbögen angeordnet
sein.