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Druckwerk für eine Waage.
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Die Erfindung betrifft ein Druckwerk für eine Waage mit elektrischer
Ansteuerung von schrittweise in die Druckposition einstellbaren Typenrädern für
Meßwerte und Beizeichen.
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Bei Druckwerken dieser Gattung ist es bekannt, zum Abdruck der in
einer Zeile zu registrierenden Ziffern oder Buchstaben die entsprechenden Typenräder
nacheinander so einzustellen, daß sich die abzudruckenden Typen in der Druckposition
befinden, und sodann für alle eingestellten Typenräder gemeinsam den Abdruck durchzuführen
(Reimpell-Krackau: Handbuch des Waagenbaues, Band 2, 1. Aufl. 1960, Seite 148, Bild
11)). Derartige Vorrichtungen sind konstruktiv sehr aufwendig und arbeiten verhältnismäßig
langsam.
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Es sind für andere Zwecke sogenannte Schnelldrucker bekannt, bei welchen
auf dem Umfang einer Typenwalze für jede Druckspalte ein vollständiger Satz Typen
so angeordnet ist, daß sich in jeder Zeile gleiche Typen befinden. Im Betrieb rotiert
die Walze andauernd. Wenn sich eine abzudruckende Type in der Druckposition befindet,
erfolgt durch Auslösung des zugeordneten Druckhammers ein fliegender Abdruck für
alle in der Zeile abzudruckenden gleichen Zeichen gleichzeitig, gesteuert durch
eine elektrische Schaltvorrichtung. (Tafel: "Neue mechanische'Druckprinzipien beim
Siemens-Schnelldrucker", Feinwerktechnik 67 (1963) 3, Seite 81-85). Derartige Vorrichtungen
sind zu Verwendung in Verbindung mit Waagen wenig geeignet, weil bei fliegendem
Druck ein exakter Abdruck einen sehr hohen Aufwand erfordert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zur> Verwendung bei
einer Waage geeignetes Druckwerk zu schaffen, welches bei verhältnismäßig hoher
Arbeitsgeschwindigkeit und geringem Aufwand
einen exakten Andruck
gewährleistet und dessen Druckprdgramm mit einfachen Mitteln veränderbar ist. Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Druckwerk der eingangs angegebenen Gattung
erfindungsgemäß mehrere für den Abdruck in einer Zeile vorgesehene Typenräder von
einem kontinuierlich laufenden Antriebsmotor unter Zwischenschaltung.eines Schrittschaltwerkes
gemeinsam schrittweise weiterschaltbar sind und nach jedem Schaltschritt durch eine
an sich bekannte, vom Meßwertgeber der Waage gesteuerte elektrische Schaltvorrichtung
diejenigen Typenräder, deren in Druckposition befindliche Typen für den Abdruck
an der betreffenden StelLe bestimmt sind, gleichzeitig zum Abdruck heranziehbar
sind.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind die Typenräder unter
gleichzeitiger Einschaltung einer Drehsperre und Geradstellvorrichtung einzeln aus
der Wirkverbindung mit dem Schrittschaltwerk heraus gegen eine Anschlagleiste schwenkbar.
Vorteilhafterweise wird hierzu jedes Typenrad an einem Hebelarm eines zwei armigen,
um eine Achse drehbaren Typenradträgers gelagert, dessen anderer Hebelarm sich in
einen starren, als Rücksteller dienenden Teil und in einen elastischen, eine Mitnehmerklinke
tragenden Federteil gabelt.
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Gemäß weiterem Erfindungsgedanken ist jede Mitnehmerklinke durch einen
von der elektrischen Schaltvorrichtung betätigbaren Elektromagnet in den Bereich
einer synchron mit dem Antriebsmotor laufenden Steuerwelle verbringbar, wobei sie,
von entsprechend an der Steuerwelle angeordneten Nocken mitgenommen, den Typenradträger
mit dem daran gelagerten Typenrad in Richtung auf die Anschlagleiste verschwenkt.
Zweckmäßigerweise sind Mitnehmerklinke und Steuernocken so gestaltet und angeordnet,
daß die eine vorgegebene Strecke von einem Steuernocken mitgenommene Mitnehmerklinke
vom Steuernocken aus seinem Umlaufkreis herausgehoben
und damit
außer Eingriff mit der Steuerwelle gebracht wird. Es ist vorteilhaft, eine Vorrichtung
zur Verhinderung einer unbeabsichtigten Betätigung der Mitnehmerklinke vorzusehen.
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Der Rücksteller ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung so ausgebildet
und angeordnet, daß er beim weiteren Drehen der Steuerwelle, von einem Steuernocken
betätigt, den Typenradträger mit dem Typenrad und der Mitnehmerklinke wieder in
die Ausgangslage zurückstellt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist an jedem Typenradträger eine an
sich bekannte Geradstellvorrichtung drehbar gelagert, die beim Ausschwenken des
Typenradträgers, durch ortsfeste Leitflächen gesteuert, in ein Zahnrad am Typenrad
einrastet und damit das Typenrad in exakte Druckposition ausrichtet und darin festhält.
In an sich bekannter Weise wird die Geradstellvorrichtung beim Zurückschwenken des
Typenradträgers durch ihr Eigengewicht, Federkraft oder Leitflächen wieder außer
Eingriff mit dem Zahnrad gebracht.
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In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in schematischer
Darstellung:.
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Fig. 1 den mechanischen Antriebsteil, die elektrische Schaltvorrichtung
und den diese steuernden Meßwertgeber, Fig. 2 einen Typenradträger mit zugeordneten
Funktionselementen in Ausgangsstellung, Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 in Druckstellung
und Fig. 4 das Arbeitsdiagramm für eine Umdrehung der Antriebswelle.
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In Fig. 1 wird von der Antriebswelle 1 eines nicht dargestellten Antriebsmotors
eine Antriebsscheibe 2 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles P 1 angetrieben.
Die Antriebsscheibe 2 trägt zwei
Zapfen 2a, 2b, die mit einem Malteserkreuz
4 zusammenwirken und dieses bei einer Umdrehung der Atriebswelle 1 um zwei Schritte
in Richtung des pfeiles P 2 verdrehen. In der abgebildeten Stellung verläßt der
Zapfen 2b gerade das Malteserkreuz 4 und leitet damit eine später noch zu erläuternde
Stillstandsphase ein; im Arbeitsdiagramm gem. Fig. 4 entspricht dies dem Winkelweg
00, die Typenräder und ihre Funktionselemente nehmen dabei die Ausgangsstellung
gem. Fig. 2 ein. Die Drehungen des Malteserkreuzes 4 werden über ein fest mit diesem
verbundenes Zahnrad 5 und ein weiteres Zahnrad 6 auf'eine Welle 7 übertragen, die
in Richtung des Pfeiles P 4 umläuft.
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Auf der Welle 7 sind so viele Zahnräder 8 angeordnet, wie im Druckwerk
Typenräder 10 und damit Druckspalten vorgesehen sind (Fig. 2). Die Zahnräder 8 kämmen
mit fest mit den Typenrädern 10 verbundenen Zahnrädern 9. Das Übersetzungsverhältnis
der Zahnräder 5 und 6 entspricht der für alle Typenräder gleichen Zahl von am Umfang
eines Typenrades angeordneten Typen dividiert durch 4. Bei 15 Typen auf einem Typenrad
ist das bersetzungsverhältnis somit 3,75, z.B. 6o : 16 Zähne. Bei einem Drehschritt
des Malteserkreuzes 4, d.h. 1/4 Umdrehung, werden somit alle Typenräder 10 um eine
Type weitergeschaltet.
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Jedes Typenrad 10 ist am einen Hebelarm eines zweiarmigen Typenradträgers
11 gelagert. Alle Typenradträger 11 sind auf einer gemeinsamen Achse 12 drehbar
gelagert und werden mittels eines Führungskammes 13 im Abstand voneinander gehalten
und seitlich geführt. Der andere Hebelarm jedes Typenradträgers 11 gabelt sich in
einen starren Teil, den Rücksteller 15, und in einen Federteil 14. Jeder Federteil
14 trägt drehbar gelagert eine Mitnehmerklinke 16, welche mittels eines durch einen
Elektromagneten 18 betätigbaren.Hebels 17 in den Wirkungsbereich von Nocken 3a auf
einer für alle Mitnehmerklinken gemeinsamen, von der Antriebswelle 1 synchron in
Richtung des Pfeiles P 3 angetriebenen Steuerwelle
3 geschwenkt
werden kann. Um die inxthrer Anzahl mit der Zahl der vorhandenen Typenräder 10 übereinstimmenden
Elektromagnete 18 platzsparend unterzubringen, sind die Elektromagnete auf Lücke
gesetzt.
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Die in Fig. 1 ersichtliche Schaltvorrichtung besteht im wesentlichen
aus einem Kontaktgeber 19 und einem Kontaktwähler 20. Der Kontaktgeber 19 besitzt
eine kreisringförmige Kontaktbahn liga, zwei einander gleiche kreisringsegmentförmige,
konzentrisch zur Kontaktbahn 19a und einander diametral gegenüberliegende Kontaktbahnen
l9b sowie einen um den gemeinsamen Mittelpunkt der Kontaktbahnen rotierenden und
dabei die Kontaktbahnen überstreichenden Kontaktschleifer l9c. Der Kontaktschleifer
l9c läuft synchron mit der Welle 1 in Richtung des Pfeiles P 5 um. Die Kontaktbahn
19a ist elektrisch mit dem einen Pol einer Spannungsquelle 23 verbunden; von den
beiden Kontaktbahnen l9b führt eine elektrische Leitung zu einer kreisringförmigen
Kontaktbahn 20a des Kontaktwählers 20. Konzentrisch zur Kontaktbahn 20a sind kreisringsegmentförmige
Kontakte 20b angeordnet. Die Zahl der Kontakte 20b ist gleich der für alle Typenräder
10 gleichen Zahl von auf einem Typenrad angeordneten Typen. Die Kontaktbahn 2oa
und die Kontakte 20b werden von einem um ihren gemeinsamen Mittelpunkt drehbaren
Kontaktschleifer 20c überstrichen. Der Kontakt schleifer 20c wird synchron mit der
Welle 7 in Richtung des Pfeiles P 6 bewegt und damit mit jedem Schaltschritt des
Malteserkreuzes 4 und entsprechend der Weiterschaltung der Typenräder 10 jeweils
um einen Kontakt 20b verstellt. Von jedem der Kontakte 20b rührt eine elektrische
Leitung zum Meßwertgeber der Waage.
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Während für das gesamte Druckwerk nur 1 Kontaktgeber 19 und ein Kontaktwähler
20 vorgesehen sind, besitzt der Meßwertgeber der Waage für jede Druckspalte, d.h.
für jedes Typenrad, einen Geberschalter 24, wie in Fig. 1 für fünf Typenräder dargestellt.
Jeder Geberschalter 24 besitzt einen um eine Drehachse einstellbaren
Kontaktschleifer
24a und konzentrisch um die Drehachse angeordnete Kontakte 24b in einer der Zahl
der Typen auf dem dem betrefm fenden Geberschalter 24 zugeordneten Typenrad 10 entsprechenden
Anzahl. Von den einzelnen Kontakten 20b führt jeweils eine Leitung zu einem bestimmten,
dem betreffenden Kontakt 20b fest zugeordneten Kontakt 24b, wobei alle einander
entsprechenden Kontakte 24b der verschiedenen Geberschalter 24 untereinander parallelgeschaltet
sind. Jeder Kontaktschleifer 24a ist elektrisch mit dem Eingang eines bestimmten
Elektromagneten 18 verbunden, der wiederum einem bestimmten Typenrad 10 zugeordnet
ist. Die Ausgänge der Elektromagnete 18 sind über eine gemeinsame Sammelleitung
an den anderen Pol der Spannungsquelle 2-3 geführt.
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Kommt beim Drehen der Welle 1 einer der Zapfen 2a, 2b in Eingriff
mit dem Malteserkreuz 4, so wird dieses um eine 1/4 Drehung in Richtung des Pfeiles
P 2 gedreht und verstellt über die Zahnräder 5, 6 die Welle 7 und die Zahnräder
8, 9 alle Typenräder 10 um eine Type weiter (Bewegungsphase). Auf den die gleichen
Zifferntypen tragenden Typenrädern sind alle Ziffern in gleicher Reihenfolge und
zeilengleich angeordnet. Nach jeder Typenraddrehung stehen somit in der gesamten
Zeile jeweils dieselben Ziffern in Druckposition. Aufbau und Wirkungsweise bezüglich
der Buchstabentypen tragenden Typenräder wird später erläutert.
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Nach Verstellung aller Typenräder durch das Malteserkreuz 4 bleiw
ben dieses und alle Typenräder so lange stehen, bis der nächste der Zapfen 2a, 2b
in Eingriff mit dem Malteserkreuz 4 kommt (Stillstandsphase). Wie aus dem Arbeitsdiagramm
gem. Fig. 4 ersichtlich, ist der Kontaktschleifer l9c des Kontaktgebers 19 schon
während der Bewegungsphase auf eine der beiden Kontaktbahnen lgb aufgelaufen und
hat somit die Spannungsquelle 23 mit der Kontaktbahn 20a im Kontaktwähler 20 verbunden.
Nach dem während der Bewegungsphase erfolgenden Auflaufen des Kontaktschleifers
20c
auf einen der Kontakte 20b liegt daher über die von dem betreffenden Kontakt 20b
ausgehende Leitung in allen Geberschaltern 24 Spannung an einem an diese Leitung
angeschlossenen Kontakt 24b.
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Die Kontaktschleifer 24a aller Geberschalter 24 sind von der Waage
auf diejenigen Kontakte 24b eingestellt, die einer in der von dem dem betreffenden
Geberschalter zugeordneten Typenrad 10 zu bedienenden Druckspalte abzudruckenden
Ziffer entsprechen.
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Alle diejenigen Geberschalter 24, deren Kontaktschleifer 24a auf einem
während der augenblicklichen Stillstandsphase durch den Kontaktwähler 20 an Spannung
gelegten Kontakt 24b stehen, schalten somit die Spannung auf die ihnen zugeordneten
Elektromagnete 18 durch, so daß diese anziehen.
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Jeder anziehende Elektromagnet 18 bewegt über seinen Hebel 17 die
zugeordnete Mitnehmerklinke 16 in den Wirkungsbereich der Nocken 3a der Steuerwelle
3, so daß die Nase der Mitnehmerklinke an der in Drehrichtung P 3 gesehenen vorderen
Flanke des Nockens 3a zur Anlage kommt und der Nocken bei seiner weiteren Drehung
die Mitnehmerklinke 16 mitnimmt und damit der Typenradträger 11 um die Achse 12
geschwenkt wird. Das am betreffenden Typenradträger 11 gelagerte Typenrad 10 wird
dabei mit der gerade in Druckposition befindlichen Type gegen die ortsfeste Anschlagsleiste
22 geschleudert ünd damit der Abdruck bewirkt.
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Die größte Flächenpressung ist in dem Augenblick vorhanden, in dem
die Beschleunigung des Typenradträgers am größten ist. Der Federteil 14 dient als
ausgleichendes Element und speichert gleichzeitig Arbeit, die er bis zur Hälfte
des vom Typenradträger zurückzulegenden Weges an diesen abgibt und damit dessen
Vorschnellgeschwindigkeit erhöht. Die Aufgabe der Mitnehmerklinke 16 ist damit beendet,
so daß sie schon zu diesem Zeitpunkt außer Eingriff mit dem Nocken 3a kommen kann.
Zu diesem Zweck ist die Mitnehmerklinke 16 in ihrer Gestalt so an die Oberfläche
des Nockens 3a angepaßt, daß der Nocken die Mitnehmerklinke
zum
erwähnten Zeitpunkt aus seinem Wirkungsbereich heraushebt. Damit kann die Nase der
Mitnehmerklinke den Nocken ohne Reibung verlassen (Fig. 3). Der Abdruck selbst erfolgt
im freien Flug des Typenradträgers. Die Stärke des Anschlages der Typenräder 10
gegen die Anschlagleiste 22 kann durch Veränderung der Vorspannung der Zugfeder
25 einreguliert werden, indem die Au£-hängung 26 in Pfeilrichtung verlagert wird.
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Während des Ausschwenkens des Typenradträgers 11 kommen die Zahnräder
8, 9 außer Eingriff miteinander. Um sicherzustellen, daß während dieser Trennung
das Typenrad 10 ni-cht verstellt wird, ist am Typenradträger 11 ein Hebel 21 schwenkbar
gelagert. Beim Verschwenken des Typenradträgers 11 wird der Hebel 21 durch am ortsfesten
Führungskamm 13 befindlicheg nicht dargestellte Leitflächen in Richtung auf das
Zahnrad 9 geschwenkt und rastet mit einer entsprechend geformten Aussparung in einen
Zahn des Zahnrades 9 ein. Damit wird das Typenrad 10 in seiner Stellung arretiert
und gleichzeitig eine eventuell erforderliche Geradstellung der betreffenden Type
in exakte Druckposition bewirkt Die im Augenblick des Abdrucks auftretenden Verformungskräfte
im elastischen Bereich der beteiligten Materialien werden anschliessend als Reaktionskräfte
frei und tragen wesentlich zur Rückstellung des Typenradträgers in die Ausgangslage
bei. Der Rücksteller 15 hat in der Regel lediglich eine Richtfunktion. Er wird,
falls die Rückstellung nicht allein durch die Reaktionskräfte und die Feder 25 bewirkt
wird, kurz nach dem Abdruck von dem folgenden Nocken 3a ausgelenkt und schwenkt
dabei den Typenradträger 11 wieder in die Ausgangslage zurück. Das Typenrad 10 gelangt
wieder in die in Fig. 2 gezeigte Lage, das Zahnrad 9 kommt wieder mit dem Zahnrad
8 in Eingriff und der Hebel 21 wird durch sein Eigengewicht, Federkraft oder ortsfeste
Leitflächen wieder außer Eingriff mit dem Zahnrad 9 gebracht.
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Etwa zur Zeit des Abdruckes läuft der Kontaktschleifer l9c im Kontaktgeber
19 von der Kontaktbahn l9b ab und unterbricht damit den Stromkreis für die Elektromagnete
18, so daß diese abfallen und ihre Hebel 17 den Weg für die Rückstellung der Mitnehmerklinken
16 freigeben, welche nach Rückstellung durch die Nase 17a des zugeordneten Hebels
17 abgestützt werden.
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Mit der Beendigung der Rückstellung der Typenradträger 11 fällt das
Ende der Stillstandsphase zusammen, die Welle 1 hat inzwischen die Antriebsscheibe
2 weitergedreht, der nächste Zapfen 2a kommt mit dem Malteserkreuz 4 in Eingriff.
Es beginnt die nächste Bewegungsphase, während der - wie zuvor beschrieben -alle
Typenräder 10 um einen Schritt weitergedreht werden, der Kontaktschleifer l9c auf
die nächste Kontaktbahn l9b und der Kontaktschleifer 20c auf den nächsten Kontakt
20b aufläuft. In der anschließenden Stillstandsphase wiederholt sich sodann der
beschriebene Abdruckvorgang für alle diejenigen Typenräder 10, deren zugeordnete
Geberschalter 24 für diese Einstellung auf Stromdurchgang geschaltet sind.
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Während der Bewegungsphase erfüllt der Rücksteller 15 eine zusätzliche
Aufgabe: er gleitet während dieser Zeit auf der Oberfläche eines Nockens 3a und
verhindert so ein unbeabsichtigtes Schwenken des Typenradträgers 11 aus der in Fig.
2 gezeigten Ausgangslage.
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Die Grundstellung des Druckwerkes kann z.B. durch einen Nocken auf
der Welle 7 markiert werden. Nach einem vollen Umlauf der Welle 7 und damit aller
Typenräder 10 wird bei Erreichen der Grundstellung das Malteserkreuz 4 durch ein
Schaltsegment auf der Antriebswelle 1 ausgekuppelt und erforderlichenfalls arretiert.
Damit bleibt das Druckwerk in der genau definierten Grundstellung stehen, während
sich die Antriebswelle 1, die Antriebsscheibe 2 und die Steuerwelle 3 weiterdrehen
und ihre Drehenergie
für einen neuen Start des Druckwerkes verfügbar
bleibt. Erfolgt durch entsprechendes Signal zu einem neuen Start wieder eine Einkupplung,
so beginnt der Arbeitsvorgang wieder - wie eingangs beschrieben - in einer Stillstandsphase.
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Buchstabentypen tragende Typenräder- 1C entsprechen im wesentlichen
in Aufbau und Wirkungsweise den zuvor beschriebenen Ziffern-Typen tragenden Typenräder.
In den den Buchstaben-Typenrädern zugeordneten Geberschaltern 24 sind die Kontakte
24b den entsprechenden Buchstaben zuzuordnen und die Kontaktschleifer 24a entsprechend
den abzudruckenden Buchstaben manuell oder programmgesteuert einzustellen.
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Durch die Erfindung wird ein einfach aufgebautes, schnell und funktionssicher
arbeitendes Druckwerk für eine Waage geschaffen.
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Ein leichter Austausch der einzelnen Typenräder, z.3. solcher mit
Ziffern- gegen solche mit Buchstabentypen, und die Mögliche keit, in einfacher Weise
Typenräder mit ihren zugeordneten Funktionselementen zusätzlich anzubringen oder
zu entfernen, erleichtern die Programmierung des Druckwerkes zur Anpassung an die
Erfordernisse des individuellen Einsatzes einer Waage. Auch können einzelne Spaltenstellen
oder Gruppen nichtschreibend programmiert werden. Für die bei Waagen meist erforderliche
Eichfä higkeit sind keine zusätzlichen Einrichtungen erforderlich. Der Aufwand an
Verdrahtung zwischen Geber und Druckwerk ist minimal.
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Dadurch, daß in der Ebene der Anschlagleiste 22 und dahinter keinerlei
Mechanik des Druckwerkes vorhanden ist, steht dieser Raum allen anderen Einrichtungen,
wie Formulars und Kartenführungen horizontal wie vertikal, Transporteinrichtungen
für Kontrollstreifen, Endlosformulare, Zeilenfindungenund dergl. zur Verfügung.