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Lochkartenregistriergerät für in Impulsform eingegebene Meßgrößen
Es sind bereits Lochkartenregistriergeräte vorgeschlagen worden, die mit einer einzigen
Stanze arbeiten. Dabei kann man die einzelnen Dezimalstellen des dekadischen Meßwertes
nacheinander in der Weise ablochen, daß eine Lochkarte von Spalte zu Spalte verschoben
wird und in jeder Spalte die Stanze auf die der abzulochenden Ziffer entsprechende
Position gebracht wird. Man kann aber auch bei feststehender Lochkarte die Stanze
sowohl von Spalte zu Spalte als auch von irgendeiner Position in jeder Spalte in
die zu lochende Position verschieben. Die in Impulsform eingegebenen Meßwerte werden
bei diesen Registriergeräten als Umdrehungen eines Gliedes gespeichert und periodisch
auf die Lochkarte übertragen. Da man durch Impulse darstellbare Meßwerte in einfacher
Weise mit Hilfe von Zählern gewinnen kann, eignen sich diese Registriergeräte vorwiegend
für die Erfassung von Zählwerksständen.
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Darüber hinaus ist bereits eine Waage mit einer Druck- und Lochungseinrichtung
für die Wiegeergebnisse bekanntgeworden, die folgenden Aufbau hat: Entsprechend
der Stellenzahl des Meßwertes sind mehrere Gruppen von Stanzen vorgesehen, von denen
jede aus zehn Einzelstanzen für die Ziffern 0 bis 9 besteht. Je nach Größe des Meßwertes
werden diese Stanzen ausgewählt und betätigt. Zu ihrer Steuerung dient eine Nachlaufvorrichtung,
die mit einem treppenförmigen Abtaster gegen mehrere nach Dezimalstellen des Wiegeergebnisses
unterteilte Stufenscheiben geführt wird. Die endgültige Stellung der Nachlaufvorrichtung
bestimmt die zur Markierung bestimmten Stanzen. In jeder Stanzengruppe wird einer
der zehn Stanzstempel von einem Taststift ausgewählt, der die betreffende Stanze
so festhält, daß sie bei der gemeinsamen Bewegung einer Stanzmatrize eine Lochung
ausführt. Diese Lochungsvorrichtung ist nicht nur teuer in der Herstellung, sondern
sie muß auch sehr genau angefertigt werden, um Fehlregistrierungen zu vermeiden.
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Außer der beschriebenen Lochungseinrichtung für Waagen gibt es bereits
seit vielen Jahrzehnten die Lochmaschinen für Maschinenlochkarten, die durch Tastendruck
von Hand betätigt werden. Für die Zwecke der Registrierung sind diese Maschinen
jedoch nicht geeignet, weil sie erstens zu unhandlich sind und zweitens nicht die
erforderlichen Steuereinrichtungen haben.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Lochkartenregistriergerät für in
Impulsform eingegebene Meßgrößen, insbesondere zur Erfassung von Zählerständen,
mit einem die Meßimpulse in eine Drehbewegung umwandelnden Schrittschaltwerk und
einer der Stellenzahl der zu registrierenden Meßgröße entsprechenden Anzahl von
Stanzengruppen mit je mindestens zehn Stanzen. Gemäß der Erfindung werden die einzelnen
Stanzstempel jeder Stanzengruppe durch von dem Schrittschaltwerk angetriebene Zahnräder
mittels an diesen angebrachter Nockenstifte so gesteuert, daß für jeden durch Betätigen
einer gemeinsamen Stanzmatrize bewirkten Stanzvorgang aus jeder Stanzengruppe der
der betreffenden Ziffer des zu registrierenden Meßwertes zugeordnete Stanzstempel
zur Wirkung gebracht wird.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
erläutert. In den Zeichnungen stellt dar Fig. 1 eine Seitenansicht des teilweise
aufgeschnittenen Lochkartenregistriergerätes, Fig. 2 den zur Stanzensteuerung dienenden
Teil des Gerätes in Draufsicht, Fig. 3 die Wirkungsweise des Schrittschaltwerkes,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in Form eines Standgerätes,
in das die Karten von oben eingeführt werden, Fig. 5 einen Antriebsmechanismus für
die Stanzensteuerung, der an Stelle eines Schrittschaltwerkes einen Schrittmotor
oder einen Synchronmotor aufweist, und Fig. 6 das Schema eines doppelten Meßwertspeichers,
von denen einer abwechselnd die Meßimpulse pro Registrierperiode erfaßt, während
der andere die Meßimpulse der vorhergehenden Registrierperiode bis zur Ablochung
speichert.
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Das Lochkartenregistriergerät gemäß Fig. 1 weist eine Grundplatte
I auf, die durch die beiden Führungssäulen
2 und 3 mit der Deckplatte
4 verbunden ist. Die Platte 5 trägt die gemeinsame Stanzmatrize 6 und ist mit Hilfe
der Buchsen 7 und 8 in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert. Mit 9 ist ein
Motor bezeichnet, der mit Hilfe des Untersetzungsgetriebes 10 und der Schnecke
11 das Schneckenrad 12 antreibt. Dieses Schneckenrad ist mit einer Nockenwelle
13 verbunden, auf der ein mit der Platte 5 verschraubter Bügel 14 aufliegt. Das
Schneckenrad 12 und die Nockenwelle 13 sind in Platinen 15 gelagert. Bei jeder Umdrehung
der Nockenwelle 13 wird der Bügel 14 und damit die Matrize 6 gegen die Kraft der
Federn16 und 17 nach oben bewegt. Der Motor wird über einen nicht dargestellten
Nockenkontakt so gesteuert, daß er sich jeweils nach einer vollen Umdrehung der
Nockenwelle 13 selbsttätig stillsetzt. Die von dem eigentlichen Meßgerät, z. B.
Zähler, kommenden Meßimpulse erregen die Spule 18 eines Schrittschaltwerkes. Mit
dem Anker 19 des Schrittschaltwerkes ist ein Hebel 20 verbunden, der in dem Punkt
21 drehbar gelagert ist und durch die Blattfeder 22 nach unten gedrückt wird.
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Eine Schaltklinke 23 des Hebels 20 greift in ein Schaltrad 24 ein,
das neun normale Zähne und eine besondere Vertiefung hat, deren Funktion im Zusammenhang
mit Fig. 3 noch erläutert wird. Mit 25 ist eine Sperrklinke bezeichnet, die von
der Feder 26 gegen das Schaltrad gepreßt wird und dessen Rückdrehung verhindert.
Mit dem Schaltrad 24 ist ein Zahnrad 27 verbunden, das über das Zahnrad 28 eine
Kette von zehn Zahnrädern 29 bis 38 antreibt. Jedes dieser Zahnräder 29 bis 38 trägt
einen exzentrisch befestigten Steuerstift. Die Teile 39 bis 48 stellen die Stanzstempel
einer Stanzengruppe dar. Jedem dieser Stanzstempel ist ein Zahnrad mit exzentrisch
befestigtem Steuerstift zugeordnet. Da die sehr kleinen Abstände der einzelnen Stanzstempel
durch die Zeilenabstände auf der Lochkarte gegeben sind, wurden die Zahnräder 29
bis 38 aus Platzgründen in zwei Ebenen angeordnet. Dadurch ergeben sich für die
Stanzstempel verschiedene Längen. Die einzelnen Steuerstifte sind an den Zahnrädern
29 bis 38 so gegeneinander versetzt, daß in jeder Schaltstellung ein Steuerstift
über einem Stanzstempel steht. In der gezeichneten Stellung befindet sich der Steuerstift
des Zahnrades 38 über dem Stanzstempel 48. Beim nächsten Fortschaltimpuls werden
sämtliche Zahnräder um einen solchen Winkel verdreht, daß der Steuerstift des Zahnrades
37 über dem Stanzstempel 47 steht. Nach jeweils zehn Impulsen wiederholt sich das
Spiel. Die einzelnen Stanzstempel sind mit schwarz ausgezeichneten Halteringen versehen,
die auf der Platte 49 aufliegen und die Bewegung der Stanzstempel nach unten begrenzen.
Außerdem ist jedem Stanzstempel eine im Schnitt gezeichnete Schraubenfeder zugeordnet,
die sich zwischen der Platte 50 und den genannten Halteringen abstützt. Die Stanzstempel
sind außer in den Platten 49 und 50 auch in der Platte 51 geführt. Diese Platte
ist mit Hilfe der Schraubenbolzen 52, 53 nach oben verschiebbar gelagert. Die Druckfedern
54 und 55 halten die Platte 51 in der gezeichneten Lage. Die zu lochende Karte wird
in den Schlitz 56 eingeführt. Bei Einschaltung des Motors 9 wird die Matrize 6 nach
oben gepreßt. Sie schiebt die Platte 51 sowie sämtliche Stanzstempel nach oben.
Die Bewegung des Stanzstempels 48 ist durch den Steuerstift des Zahnrades 38 begrenzt,
so daß der Stanzstempel 48 in die mit der Matrize 6 nach oben gehende Karte ein
Loch stanzt. Die Stanzstempel 39 bis 47 drücken sich zwar ebenfalls gegen die Karte,
jedoch kommt es hier nicht zu einer Stanzung, weil infolge der Stellung der Steuerstifte
die Stanzstempel nach oben ausweichen können. Die den Stanzstempeln zugeordneten
Schraubenfedern dürfen natürlich nicht so stark sein, daß die Stanzstempel durch
die Karte gedrückt werden.
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In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist .nur eine Gruppe von Stanzen mit
der zugehörigen Zahnradkette und dem antreibenden Klinkschaltwerk zu sehen. In Wirklichkeit
hat das Gerät eine ganze Anzahl von hintereinanderliegenden Stanzengruppen mit den
dazugehörigen Zahnradketten und Klinkschaltwerken. Die Zahl der Stanzengruppen hängt
von der Stellenzahl des zu erfassenden Meßwertes ab. Bei einmaligem Umlauf der Nockenwelle
13 wird also der gesamte, beispielsweise fünfstellige Meßwert auf einmal eingelocht.
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In Fig. 2 sind mit 57 und 58 die Aufbauwinkel bezeichnet, in denen
die einzelnen Zahnradketten gelagert sind. Mit 28 sind wie in Fig. 1 Zahnräder bezeichnet,
die von den nicht dargestellten Zahnrädern der Klinkschaltwerke angetrieben werden.
Die Aufbauwinkel 57, 58 sind durch Schrauben 59 und Zentrierstifte 60 mit der Deckplatte
4 in Fig. 1 fest verbunden. Fig. 3 veranschaulicht die Übertragung der vom Schrittschaltwerk
18 (Fig. 1) aufgenommenen Zählimpulse auf die den einzelnen Dezimalstellen des Meßwertes
zugeordneten Zahnradketten. Die im unteren Teil der Figur in Vorderansicht dargestellten
Zahnradketten sind summarisch mit 69 bezeichnet. Diese Zahnradketten werden von
Zahnrädern angetrieben, die mit den Schalträdern 24, 65, 66, 67, 68 fest verbunden
sind. Das Schaltrad 24 und die Schaltklinke 23 sind in Fig. 1 in Seitenansicht zu
sehen. Mit dem Hebel 20 gemäß Fig. 1 sind außer der Schaltklinke 23 auch die Schaltklinken
61, 62, 63 und 64 verbunden, die in ihrer Länge abgestuft sind. Sämtliche Schaltklinken
bilden eine Art Rechenkamm, der bei der Betätigung des Schrittschaltwerkes 18 (Fig.
1) über die Schalträder 24, 65, 66, 67 und 68 gezogen wird. Das Schaltrad 23 weist,
wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, außer neun normalen Zähnen eine Vertiefung auf, die
der Länge der Schaltklinke 23 angepaßt ist. Ebenso haben die Schalträder 65, 66,
67 und 68 an einer Stelle ihres Umfanges je eine Vertiefung, die in ihrer Größe
der Länge der Schaltklinken 61, 62, 63, 64 entspricht. Während die normalen Zähne
der Schalträder den Ziffern 1 bis 9 zugeordnet sind, entsprechen die Vertiefungen
derZiffer 0. Das Schaltrad 23 wird bei jedem Impuls um eine Einheit weitergeschaltet.
Bei jedem zehnten Impuls fällt die Schaltklinke 23 in die Vertiefung des Schaltrades
24. Dadurch erfaßt die Schaltklinke 61 einen Zahn des Schaltrades 65, so daß das
Schaltrad 65 bei jedem zehnten Impuls um eine Einheit verstellt wird. Bei jedem
hundertsten Impuls gelangen die Schaltklinken 23 und 61 in die Vertiefungen der
Schalträder 24 und 65, wodurch unter anderem die Schaltklinke 62 das Schaltrad 66
um eine Einheit weiterdreht. Analog arbeiten die Schaltklinken 63, 64, die jeweils
nach 1000 und 10 000 Impulsen die zugehörigen Schalträder um eine Einheit verstellen.
Durch die unterschiedlichen Vertiefungen der Schalträder und die unterschiedlichen
Längen der Schaltklinken wird also eine Zehnerübertragung erreicht. Man kann mit
dieser Anordnung einen Meßwert erfassen, der einer
fünfstelligen
Zahl von Meßimpulsen entspricht. Da die Zählergebnisse durch die einzelnen Zahnradketten
auf die Lochstanzen übertragen werden, erhält man bei der Auslösung des Stanzimpulses
den Meßwert auf der Lochkarte als gestanzte fünfstellige Dezimalzahl.
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In Fig. 4 ist ein Lochkartenregistriergerät dargestellt, in das die
Karten einzeln von oben her eingeführt werden. Die Grundplatte des Gehäuses ist
mit 70 bezeichnet. Sie ruht auf Füßen 71 und 72. Das Gehäuse 73 hat an seiner Oberseite
einen trichterförmig erweiterten Schlitz 74, in den die Karte eingeschoben wird.
Mit 75 ist die Stanzmatrize bezeichnet. Aus der Zahl der Lochreihen ist ersichtlich,
daß das Gerät zur dezimalen Ablochung eines fünfstelligen Meßwertes dient. Damit
die Lochkarte im Gerät ohne seitliches Spiel geführt wird, ist die Wand 76 verschiebbar
angeordnet. Sie wird durch Druckfedern 77 und 78 so gegen die Karte gepreßt, daß
diese der linken Wand 79 anliegt. Damit ist gewährleistet, daß die Lochungen immer
genau an den vorgesehenen Stellen erfolgen. Das Gerät ist so aufgebaut, daß nur
die ersten fünf Spalten einer Lochkarte ausgenutzt werden. Da nur ein Meßwert auf
einer Karte registriert wird, ist die Auswertung erleichtert. Außerdem entfällt
die für die Unterbringung mehrerer Meßwerte auf einer Karte erforderliche Transportvorrichtung.
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Fig. 5 stellt eine Antriebsvorrichtung für die Zahnradketten dar,
die an Stelle eines Schrittschaltwerkes mit Schaltklinken gemäß Fig. 3 einen Schrittmotor
80 sowie Zehnerübertragungsgetriebe 81 aufweist, wie sie von normalen Rollenzählwerken
her bekannt sind. Die erste der Zahnradketten 69, die die Einer erfaßt, wird über
das Getriebe 82 direkt verstellt. Die übrigen Zahnradketten sind durch die Zehnerübertragungsgetriebe
81 jeweils im Verhältnis 10: 1 gegeneinander untersetzt.
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Mit 83 ist ein Motor bezeichnet, der zur Rückstellung der Zahnradketten
in die Nullage nach Ablochung des erfaßten Meßwertes dient. Die Rückstellung erfolgt
in an sich bekannter Weise dadurch, daß der Motor 83 die Welle 84 um 360° verdreht.
Der Antrieb des durch die einzelnen Zahnradketten gebildeten dekadischen Nockenspeichers
durch einen Synchronmotor hat den Vorteil einer wesentlich schnelleren Einstellung,
als sie mit einem Zählmagneten oder Schrittmotor möglich ist. Man kann daher einem
solchen Gerät die Ergebnisse mehrerer Meßstellen zuführen, wenn an jeder Meßstelle
ein Speicherwerk, z. B. in Form eines Umdrehungszählers, vorhanden ist. Jeder Meßstellenspeicher
erhält außerdem einen Synchronmotor, der zwecks Abtastung des betreffenden Speichers
eingeschaltet wird. Durch eine Fernschaltvorrichtung wird gleichzeitig der Synchronmotor
im Lochkartenregistriergerät zum Anlauf gebracht. Der Synchronmotor im Meßstellenspeicher
stellt das Speicherwerk in die Nullage zurück und wird zusammen mit dem Synchronmotor
im Registriergerät beim Erreichen der Nullstellung selbsttätig abgeschaltet.
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Bei der Erfassung der Ergebnisse mehrerer Meßstellen mit einem zentralen
Lochkartenregistriergerät in der beschriebenen Form sind die Registrierperioden
der einzelnen Meßstellen zwangläufig zeitlich gegeneinander verschoben. Wenn für
sämtliche Meßstellen zeitlich gleichliegende Meßperioden verlangt werden, so kann
an jeder Meßstelle ein doppelter Meßwertspeicher eingesetzt werden. Ein derartiges
Speicherwerk ist in Fig. 6 dargestellt. Mit 85 ist ein Schrittmotor bezeichnet,
der die Meßimpulse erfaßt. Der Schrittmotor treibt über die Zahnräder 86, 87 und
88 die beiden elektromagnetischen Kupplungen 89 und 90 an. über die Kupplungen wird
die Eingabe des Meßwertes in die Speicher 91 und 92 gesteuert. Mit 93 und 94 sind
Zahnritzel von ziemlicher Längsausdehnung bezeichnet. Ferner sind Zahnräder 95,
96, 97 und 98 vorgesehen, die mit den Ritzeln 93 und 94 ständig im Eingriff stehen.
Die Zahnräder 95 und 98 verschieben sich bei Verdrehung auf je einer feststehenden
Gewindespinde199 und 100. In der gezeichneten Grundstellung werden von den Zahnrädern
95 und 98 Kontakte 101 und 102 betätigt. Wenn nun beispielsweise der Meßwert einer
Periode mit Hilfe der Zahnräder 86, 87 und der elektromagnetischen Kupplung 89 auf
den Meßwertspeicher 91 gegeben wird, so läuft das Zahnrad 95 auf der feststehenden
Gewindespindel 99 um einen der Impulszahl entsprechenden Betrag nach rechts. Zu
Beginn der nächsten Meßperiode wird die elektromagnetische Kupplung 89 abgeschaltet
und die Kupplung 90 eingeschaltet, so daß nunmehr die Meßwerte in den Speicher 92
laufen. Sobald der Inhalt des Meßwertspeichers 91 auf das zentrale Lochkartenreb
striergerät übertragen werden soll, wird ein Synchronmotor 103 eingeschaltet, der
über die Zahnräder 104, 105, die elektromagnetische Kupplung 106 und das Zahnrad
96 das Zahnrad 95 in die gezeichnete Ausgangsstellung zurückdreht. Mit dem Synchronmotor
103 wird gleichzeitig der erwähnte Synchronmotor im Registriergerät eingeschaltet,
so daß die gespeicherten Meßwerte auf das Nockenspeicherwerk des Registriergerätes
übertragen werden. Beim Erreichen der Ausgangsstellung des Speichers 91 wird der
Kontakt 101 geschlossen, der über Relais die Stromkreise des Synchronmotors 103
und des Synchronmotors im Registriergerät unterbricht. In genau der gleichen Weise
erfolgt die Rückstellung des Speichers 93 über die Zahnräder 104, 107, die elektromagnetische
Kupplung 108 und das Zahnrad 97. Nach der Abtastung des Speichers 92 werden die
Synchronmotoren mit Hilfe des Kontaktes 102 stillgesetzt.
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Während also einer der beiden Speicher ständig mit dem Meßwertgeber
verbunden ist, kann der Inhalt des anderen Speichers zu einem beliebigen Zeitpunkt
innerhalb dieser Registrierperiode auf das Registriergerät übertragen werden. Man
kann diese Doppelspeicher sowohl an den einzelnen Meßstellen selbst als auch zentral
in der Nähe des Registriergerätes unterbringen. Im letzteren Fall sind von jeder
Meßstelle zwei Impulsleitungen zum zugehörigen Doppelspeicher vorgesehen. Wenn man
dagegen die Doppelspeicher an den einzelnen Meßstellen unterbringt und die Start-
und Stoppsignale für die Synchronmotoren der Speicher und des Registriergerätes
über eine Rundsteueranlage des Netzes gibt, können die Leitungspaare zu den Meßstellen
eingespart werden.