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Einstellvorrichtung für ein Stiftregister einer Buchungs-oder
Rechenmaschine
Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung für eiri Stiftregister einer Buchungs-oder Rechenmaschine. Übliche Stiftregister-Einstellvorrichtungen sind rein mechanischer Art und umfassen eine Tastatur, deren Tasten, wenn sie betätigt werden, die Stifte des Stiftregisters einstellen. Es ist nun in manchen Fällen erwünscht, das Stiftregister auch mittels elektrischer Impulse einstellen zu können, die von Impuls- gebervorrichtungen verschiedener Art, z. B. Lochkartenvorrichtungen, geliefert werden. Zu diesem Zwekke könnte man z. B. die Tasten einer üblichen mechanischen Einstellvorrichtung mit Hilfe von impulsgesteuerten Elektromagneten betätigen.
Dabei ergeben sich aber Schwierigkeiten, die hauptsächlich davon herrühren, dass der in den üblichen Buchungs- oder Rechenmaschinen für die Einstellvorrichtung verfügbare Raum relativ klein ist. Die elektrisch steuerbare Einstellvorrichtung muss in diesem kleinen Raum untergebracht werden, wenn eine wesentliche Umkonstruktion in der ganzen Maschine vermieden werden soll.
Die Erfindung ermöglicht die Einstellvorrichtung in einem kleinen Raum, von z. B. zirka 30 mm Höhe, zirka 75 mm Länge und zirka 55 mm Breite unterzubringen.
Die Einstellvorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich aus durch eine Tastatur mit elektrischer Kontaktgabe bewirkenden Tasten, durch einen Impulsumformer, welcher von der Tastatur empfangene Tastimpulse in Impulse von vorbestimmter Dauer und Amplitude umwandelt und durch eine Baueinheit, welche Elektromagnete aufweist, welchen die vom Impulsumformer erzeugten Impulse zugeführt werden und welche Stössel betätigen, die ihrerseits auf die Stifte des Stiftregisters einwirken.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es ist Fig. 1 ein Schema einer Einstellvorrichtung ; Fig. 2 ein Schnitt durch die Tastatur und den oberen Teil des Maschinengestells ; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine mit Elektromagneten versehene Baueinheit ; Fig. 4 ein Schnitt gemäss der Linie 5-5 von Fig. 3 ; Fig. 5 ein Schnitt gemäss der Linie von Fig. 3.
Die dargestellte Einstellvorrichtung umfasst gemäss Fig. l eine Tastatur 10, die neun mit den Ziffern 1-9 versehene Tasten 11 und eine mit der Ziffer 0 versehene Taste 11a aufweist. Die Tasten 11 mit den Ziffern 1 - 9 sind wie üblich in drei Dreierkolonnen angeordnet, während die Taste 11a mit der Ziffer 0 länglich und grösser als die andern Tasten ist. Unter jeder der Tasten 11 und lla befindet sich gemäss Fig. 2 ein Druckknopf-Mikroschalter 12, der durch Drücken der Taste geschlossen gehalten wird.
Die Tasten 11 sind auf dem Schalter 12 geführt und ferner noch mit einer Führungsschraube 13 versehen, die in einem Loch 14 eines länglichen, die Schalter 12 durchsetzenden Montageteils 15 geführt ist und auf der sich eine Feder 16 befindet, die bestrebt ist, die Taste 11 nach oben in ihre Ruhelage zu drücken. Die längliche Taste 11a ist in der Nähe ihrer Enden mit zwei, in Fig. 2 nicht sichtbaren Führungsschrauben und entsprechenden Federn versehen. Mit 17 ist eine Isolierplatte bezeichnet, die auf einer Montageplat- te 18 ruht, die im oberen Teil des generell mit 19 bezeichneten Gestells einer Buchungs- oder Rechenmaschine vorgesehen ist. In einem von diesem oberen Gestellteil begrenzten Raum 20, dessen Höhe H z. B. 28 mm und dessen Länge L z.
B. 73 mm beträgt, ist bei einer bekannten Buchungsmaschine eine rein mechanische, ebenfalls mit einer Zehnertastatur versehene Einstelleinrichtung für ein Stiftregister 21 (s. Fig. 1) vorhanden.
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Im oberen Teil dieses durch die Montageplatte 18 unterteilten Raumes 20 ist nun die soeben beschriebene, mit elektrische Kontaktgabe bewirkenden Tasten versehene Zehnertastatur 10 angeordnet, während sich im unteren Teil dieses Raumes 20 eine Baueinheit 22 befindet, die später an Hand der Fig. 3-5 aus- fuhrlich beschrieben werden wird. Die Baueinheit 22 ist mit neun Elektromagneten 23 versehen. die zur Betätigung von neun Stösseln 24 dienen und ferner mit einem Elektromagneten 25, der zur Betätigung eines Stössels 26 dient. Die neun Elektromagnete 23 sind den neun Tasten 11 mit den Ziffern 1-9 zu- geordnet, während der Elektromagnet 25 die Stellenfortschaltung bewirkt, welche nach Drücken einer jeden der neun Tasten 11 und der Nulltaste lla nötig ist.
Der beim Drücken einer Taste 11 durch das Schliessen des Schalters 12 erzeugte elektrische Impuls ("Tastimpuls") wird nicht unmittelbar dem zugeordneten Elektromagneten 23 zugeführt, sondern einem Impulsumformer 27. Der vorzugsweise unter Verwendung von Leistungstransistoren aufgebaute Impulsumformer 27 erzeugt von jedem Tastimpuls It, der von einer der Tasten 11 herrührt, zwei nach einem vor-bestimmten, sehr kurzen Intervall (z. B. 5 mi) aufeinanderfolgende kurze Impulse Je und Jf von genau vorbestimmter Dauer und Amplitude (z. B. 15 ms, 3 Amp), von denen der erste je dem zugeordneten Elektromagneten 23 zugeführt wird, während der zweite Jf, dem Elektromagneten 25 zugeführt wird.
Ein vonder Nulltaste 11a herrührender Tastimpuls Jto wird dagegen in einen einzigen Impuls Jfo vorbestimmter Dauer und Amplitude umgeformt, der dem Elektromagneten 25 zugeführt wird.
Bei Erregung eines Elektromagneten 23 durch den Impuls Je wird der betreffende Stössel 24, der die den Raum 20 unten begrenzende, mit entsprechenden Löchern 28 versehene Platte 29 durchsetzt (s. Fig. 2). nach unten bewegt, so dass er auf einen Registrierstift 30 des Stiftregisters 21 trifft und denselben aus seiner Ruhelage in seine Registrierlage drückt. Die Stifte 30 sind in üblicher Weise in Neunerkolonnen angeordnet, von denen in Fig. 1 nur zwei dargestellt sind. Da die Impulse Je zur Einstellung der Stifte 30 dienen, werden sie nachfolgend als Einstellimpulse bezeichnet.
Bei Erregung des Elektromagneten 25 durch den Impuls Jf drückt der Stössel 26 einen Fortschaltestift 31 nach unten. so dass dessen oberes Ende ausser Eingriff lit einem gestellfesten Anschlag 32 kommt.
Infolgedessen kann das Stiftregister 21 sich unter der Einwirkung einer Feder 21a in Richtung des Pfeiles 33 fortbewegen, bis das obere Ende des nächsten Fortschaltstiftes 31 auf den Anschlag 32 trifft. Das Stiftregister 21 wird somit um einen Schritt fortgeschaltet, so dass die nächste Stiftenkolonne unter die Stössel 24 und den Stössel 26 kommt. Der Impuls Jf wird daher als Fortschalteimpuls bezeichnet.
Bei Betätigung der Nulltaste 11a wird durch den vom Impulsumformer 27 gelieferten Impuls Jfo lediglich eine Fortschaltung des Stiftregisters 21 bewirkt, während keiner der Stifte 30 eingestellt wird. Die Benützung des eingestellten Stiftregisters und die Löschung der in ihm registrierten Zahl erfolgt in üblicher Weise und wird daher nicht beschrieben.
Gegenüber einer rein mechanischen Einstellvorrichtung besteht der Vorteil, dass man in den Impulsumformer 27 an Stelle der von der Tastatur 10 kommenden Impulse Jt bzw. To ach Impulse Ja einführen kann, die von irgend einer andern Impulsgebervorrichtung 34. geliefert werden, um das Stiftregister 21 einzustellen. Die Gebervorrichtung 34 kann z. B. eine Lochkartenvorrichtung sein oder eine Ablesevorrichtung, die auf Grund einer optischenAbtastung von geschriebenen oder gedruckten Zahlen diesen Zahlen entsprechende Impulse liefert. Selbstverständlich können auch mehrere Gebervorrichtungen 34 vorhanden sein.
Eine Doppelbetätigung des Impulsumformers 27 durch die Tastatur 10 und die Gebervorrichtung 34 kann auf einfache Weise vermieden werden, indem bei Einschaltung der Gebervorrichtung 34 automatisch die Spannung für die Schalter 12 abgeschaltet wird.
Selbstverständlich wäre es möglich, das Problem der wahlweisen Einstellung eines Stiftregisters durch Handbetätigung einer Tastatur oder durch elektrische Impulse auch auf andere, scheinbar sogar einfachere Weise zu lösen. Man könnte z. B. bei einer bekannten, rein mechanischen Tasteneinstellvorrichtung jede Taste als den Anker eines Elektromagneten ausbilden, der von der Gebervorrichtung gespeist wird. Diese Lösung bedingt aber sehr starke, viel Platz beanspruchende Elektromagnete.
Die Baueinheit 22 mit den Elektromagneten 23 und 25 ist dagegen so klein, dass sie zusammen mit der Tastatur 10 nicht mehr Raum beansprucht als bisher übliche, lediglich für Handeinstellung dienende Einstellvorrichtungen. Dies ist ein sehr grosser Vorteil, weil die beschriebene Einstellvorrichtung somit ohne irgendwelche sonstige Änderungen bei bestehenden Buchungs-und Rechenmaschinen verwendet werden kann.
Die Baueinheit 22 weist gemäss Fig. 3 - 5 eine Grundplatte 35 auf, welche auf die Platte 29 des Maschinengestells 19 zu liegen kommt. Die Elektromagnete 23 sind nebeneinander in einer Reihe angeordnet. JederElektromagnet 23 weist zwei in Serie geschaltete Spulen 36 auf, die auf zwei Spulenkörpern 37 aus Aluminium gewickelt sind, um die Wärmeableitung zu erhöhen. Die Spulenkörper 37 sind auf zwei
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Spulenkerne 38. gesteckt, die aneinem allen Elektromagneten 23 gemeinsamenU-förmigenMagnetspulen- träger 39 angenietet sind. An dem einen Schenkel 40 des Magnetspulenträgers 39 ist eine Platte 41 befestigt, z.
B. angenietet oder angeschweisst, die oben mit zu Ösen 42 gebogenen Fortsätzen versehen ist, in denen eine Stange 43 verschiebbar gelagert ist.
Der Anker eines jeden Elektromagneten 23 weist eine rechteckige Platte 44 auf, die an einem Ende mit einem Loch 45 versehen ist, das lose auf einem nach oben ragenden Vorsprung 46 des Trägerschen- kels 40 steckt, wobei die Stange 43 ein Abheben der Platte 44 von dem Vorsprung 46 verhindert. Am andernEnde der Platte 44 ist ein mit derselben vorzugsweise aus einem Stück bestehender, abgekröpfter Fortsatz 47 vorgesehen, dessen Ende 48 in einem vertikalen Schlitz 49 des andern Schenkels 50 des U-förmigen Trägers 39 geführt ist. Der Trägerschenkel 50 ist an seinen beiden Enden mit zwei Konsolen 51 versehen, auf denen die beiden Enden einer Leiste 52 ruhen, auf denen wiederum zwei Lappen 53 einer Anschlagschiene 54 ruhen. Die Konsolen 51, die Lappen 53 und die dazwischen liegende Leiste 52 sind durch Schrauben 55 aufeinander befestigt.
Der obere, horizontale abgekröpfte Teil 56 der Anschlagschiene 54 dient als Anschlag für die Enden 48 der Ankerfortsätze 47, so dass dieselben nicht nach oben aus den Schlitzen 49 hinaus gelangen können.
Der Anker 44,47 stellt einen Hebel dar, der um die linke obere Kante 57 des Trägerschenkels 40 schwenkbar ist, wegen seiner losen Lagerung auf dem Vorsprung 46 aber auch um eine zur Kante 57 senkrechte Achse, nämlich um die Mittellinie des Ankers ein erhebliches Schwenkspiel hat. Infolgedessen sind grosse Toleranzen zulässig, was die Fabrikation sehr erleichtert. Die Leiste 52 ist mit Führungslö- chern 58 für die oberen Enden der Stössel 24 versehen, die ausserdem noch in Löchern 59 der Grundplatte 35 geführt sind. Eine Feder 60, die an einem Bund 61 des Stössels 24 angreift, ist bestrebt, denselben nach oben gegen das Ende 48 des Ankerfortsatzes 47 zu drücken und dadurch den Anker 44,47 in die strichpunktiert dargestellte Lage 44', 47'zu bringen.
Diese Lage ist die Ruhelage des Ankers, d. h. die Lage, die er bei nicht erregten Elektromagneten 23 einnimmt. Die entsprechende Ruhelage des Stössels 24 ist mit 24'bezeichnet. Die ausgezogen dargestellte Lage des Ankers 44,47 entspricht dagegen der Erregung des Elektromagneten 23.
Es ist ersichtlich, dass bei Erregung des Elektromagneten 23 der magnetische Kreis durch die Ankerplatte 44 geschlossen wird, während die Ankerlagerung praktisch feldfrei ist. Der Arbeitsluftspalt ist in der Ruhelage des Ankers klein, so dass schon zu Beginn der Erregung eine relativ starke Kraft auf den Anker einwirkt. Durch den Ankerfortsatz 47 wird eine Hebelübersetzung bewirkt, bei welcher der Weg des Stössels 24 grösser ist als der maximale Arbeitsluftspalt. Dementsprechend muss die auf die Ankerplatte 24 einwirkende Magnetkraft grösser sein als die zur Einstellung der Stifte 30 erforderliche Stösselkraft, die z. B. zirka 80 g beträgt und auf einem Weg von 4 mm wirksam sein soll. Jedes Spulenpaar 36-36 kann dauernd mit zirka 8 W belastet werden, ohne eine als zulässig erachtete Übertemperatur von 400C zu überschreiten.
Die vom Impulsumformer 27 gelieferten Einstellimpulse Je haben nur eine kurze Zeitdauer von z. B. 10-20 ms ; bei Impulsabständen von z. B. 100 ms, ist somit der Elektromagnet nur etwa 1/10 bis 1/5 der gesamten Zeitdauer belastet, so dass die Stromstärke des Impulses Je (Impulsamplitude) sehr viel grösser sein darf als die bei Dauereinschaltung zulässige Stromstärke. Man kann daher trotz der Kleinheit der Magnetsysteme und der ganzen Baueinheit 22 die Impulsamplitude so hoch wählen, dass die erforderliche Stösselkraft von z. B. zirka 80 g erreicht wird.
Würde man die Tastimpulso J ; ; direkt den Elektromagneten 23 zuführen, so hätte man keine Gewähr dafür, dass einerseits die Amplitude dieser Impulse zur Betätigung der Stössel genügt, und dass anderseits die Dauer dieser Impulse (bei langem Drücken einer Taste) nicht so gross werden könnte, dass die Elektromagnete durch Überlastung beschädigt würden.
Bei den hohen Amplituden der Einstellimpulse Jg, von z. B. 3 Amp, genügen relativ kleine Windungszahlen der Spulen 36, um die notwendigen Amperewindungszahlen zu erzielen, so dass die Induktivität der Spulen relativ klein ist, was eine hohe Ansprechgeschwindigkeit zur Folge hat, die hohe Impulskadenzen gestattet.
Da zur Betätigung der Fortschaltestifte 31 erheblich grössere Stösselkräfte erforderlich sind als zur Betätigung der Registrierstifte 30, ist der Elektromagnet 25 wesentlich stärker als die Elektromagnete 23.
Der Elektromagnet 25 weist ebenfalls zwei in Serie geschaltete Spulen 62 auf, deren Magnetkern 63 an einem U-förmigen Bügel 64 befestigt sind, dessen nach oben ragende Schenkel mit 65 und 66 bezeichnet sind. Die Spulen 62 sitzen auf Aluminium-Spulenkörpern 67.
Ein Anker 68 weist an einem Ende ein Loch 69 auf, in das ein nach oben vorstehender Vorsprung 70 des Bügelschenkels 66 lose hineinragt und wird gegen Abheben von diesem Vorsprung durch eine in zwei Ösen 71 geschobene Stange 72 gesichert. Die Ösen 71 werden von eingerollten Fortsätzen eines Plättchens 73 gebildet, das am Schenkel 66 befestigt ist. Das andere Ende des Ankers 68 ist zwischen zwei nach
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oben ragenden Fortsätzen 74 des Schenkels 65 geführt und mit einem Arm 75 versehen, der in einem Schlitz 76 des Trägerschenkels 50 geführt ist und auf dem oberen Ende des Stössels 26 liegt. Der Stössel 26 wird in gleicher Weise wie die Stössel 24 durch eine Feder nach oben in die Ruhelage gedrückt.
In den Fig. 3-5 ist auch der Anker 68 in der Anzugslage gezeichnet, während die Ruhelagen des Ankers und des Stössels in Fig. 5 strichpunktiert angedeutet und mit 68'bzw. 26'bezeichnet sind.
Der Umstand, dass ein besonderer Elektromagnet 25 vorhanden ist, um die Fortschaltestifte 31 zu betätigen, trägt wesentlich zur Kleinhaltung der Elektromagnete 23 bei. Würde man den Elektromagneten 23 auch die Aufgabe der Betätigung der Fortschaltestifte 31 zuweisen, ähnlich wie den Tasten der rein mechanischen Einstellvorrichtung, so müssten die Elektromagnete 23 erheblich grösser gemacht werden.
Falls man zur Beschleunigung der Bedienung die Tastatur 10 ausser mit der beschriebenen Nulltaste lla auch noch mit Nulltasten versieht, durch deren Betätigung nicht nur ein, sondern zwei bzw. drei Fortschalteschritte bewirkt werden, so werden nicht wie bei der mechanischen Einstellvorrichtung zwei bzw. drei Fortschaltestifte 31 zugleich gedrückt, sondern im Impulsumformer zwei bzw. drei Fortschalteimpulse Jfo nacheinander erzeugt, so dass der Elektromagnet 25 zwei-bzw. dreimal nacheinander anspricht.
Die elektrischen Verbindungen, Anschlussfahnen u. dgl. sind in den Fig. 2-5 nicht dargestellt. Von einer ausführlichen Beschreibung des Impulsumformers 27 ist abgesehen worden, da derartige Umformer unter Anwendung wohlbekannter Prinzipien, z. B. unter Verwendung von Transistoren, Elektronenröhren oder Relais aufgebaut werden können. Der Impulsumformer 27 kann selbstverständlich an irgend einer geeigneten Stelle der Maschine angeordnet werden, ohne den beschränkten Raum 20 (Fig. 2) zu beanspru- chen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einstellvorrichtung für ein Stiftregister einer Buchungs-oder Rechenmaschine, gekennzeichnet durch eine Tastatur (10) mit elektrische Kontaktgabe bewirkenden Tasten (11, fla), durch einen Impulsumformer (27), welcher von der Tastatur empfangene Tastimpulse (Jt bzw. J to) in Impulse (Je, Jf bzw. Jfo) von vorbestimmter Dauer und Amplitude umwandelt und durch eine Baueinneit (22), welche Elektromagnete (23, 25) aufweist, welchen die vom Impulsumformer erzeugten Impulse zugeführt werden und welche Stössel (24, 26) betätigen, die ihrerseits auf die Stifte (30, 31) des Stiftregisters (21) einwirken.