DE1196040B

DE1196040B - Gear for step movements

Info

Publication number: DE1196040B
Application number: DEJ21138A
Authority: DE
Inventors: Malcolm Jay White
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1961-01-09
Filing date: 1962-01-08
Publication date: 1965-07-01

Description

Getriebe für Schrittbewegungen Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Umformung einer ständigen Drehbewegung in Schrittbewegungen mittels eines Klinkenschaltwerkes, bei dem eine zu ihrer tangentialen Bewegung nockenbetätigte Antriebsklinke mit einem abtriebsseitigen Schaltrad zusammenwirkt.Gear for step movements The invention relates to a gear for converting a constant rotary movement into step movements by means of a ratchet mechanism, in which a drive pawl, which is cam-actuated for its tangential movement, has a The output side ratchet cooperates.

Schrittweise Bewegungen erzeugende Anordnungen finden in zahlreichen Bereichen der Technik Verwendung. Solche Vorrichtungen mit hohen Taktfrequenzen benutzt man beispielsweise bei datenverarbeitenden Maschinen für den Transport von Aufzeichnungsträgern durch eine Schreib- bzw. Lochstation oder eine Lese- bzw. Abfühlstation, für den Vorschub von Schreibwagen u. a., wobei in Verbindung mit den hohen Schrittfrequenzen auch sehr hohe Vorschubgeschwindigkeiten auftreten.Step-by-step motion generating arrangements are found in numerous Areas of technology use. Such devices with high clock frequencies is used, for example, in data processing machines for the transport of Recording media through a writing or punching station or a reading or sensing station, for the advance of writing trolleys, among others, in connection with the high step frequencies very high feed rates also occur.

Die zur Erzeugung von Schrittbewegungen gebräuchlichen Getriebe und Anordnungen arbeiten meist mit einem Nockenantrieb, mit hydraulischen Getrieben oder, in den häufigsten Fällen, mit Maltesergetrieben. Reine Nockenantriebe sind jedoch teuer und bei sehr hohen Beschleunigungs- und Verzögerungswerten starker Abnutzung ausgesetzt. Auch entwickeln sie durch die entstehenden Reibungskräfte beträchtliche Wärme, was ebenfalls nachteilig ist. Im hydraulischen Getriebe sind zwar diese Nachteile mechanischer Anordnungen vermieden, sie sind aber, auch im Hinblick auf die erforderlichen Antriebsaggregate, teuer und nur bei größeren Anlagen wirtschaftlich. Maltesergetriebe hingegen haben den Nachteil, daß die Kennlinie festliegt und nicht angepaßt oder verändert werden kann; außerdem treten hier unerwünschte Wärme- und Abnutzungserscheinungen auf, wenn sie für die bei der Datenverarbeitung geforderten hohen Arbeitsgeschwindib keiten eingesetzt werden.The gears commonly used to generate step movements and Arrangements mostly work with a cam drive, with hydraulic gears or, in the most common cases, with Geneva gears. They are pure cam drives however expensive and stronger at very high acceleration and deceleration values Exposed to wear and tear. They also develop due to the resulting frictional forces considerable heat, which is also disadvantageous. In the hydraulic transmission are Although these disadvantages of mechanical arrangements are avoided, they are, even in the With regard to the necessary drive units, expensive and only for larger systems economically. Geneva gears, on the other hand, have the disadvantage that the characteristic is fixed and cannot be adapted or changed; also occur here undesirable Heat and wear and tear when used for data processing Required high Arbeitsgeschwindib speeds are used.

Es sind demgegenüber zahlreiche Vorrichtungen bekanntgeworden, in denen zur Erzeugung schrittweiser Vorschubbewegungen Klinkenschaltwerke Anwendung finden, die im allgemeinen nur verhältnismäßig geringe bewegte Massen aufweisen, billig hergestellt werden können und nur geringem Verschleiß ausgesetzt sind. Insbesondere ist solchen Getrieben auch der Vorteil der besonders leichten Steuerbarkeit zu eigen, indem die die tangentiale Antriebsbewegung übertragende Klinke durch nur äußerst geringe Kräfte ausgehoben und somit unwirksam gemacht werden kann.In contrast, numerous devices have become known in which are used to generate step-by-step feed movements find, which generally only have relatively small moving masses, can be manufactured cheaply and are subject to little wear and tear. In particular such transmissions also have the advantage of being particularly easy to control, in that the pawl which transmits the tangential drive movement by only extremely low forces can be excavated and thus rendered ineffective.

In einer bekannten Vorrichtung zur Regelung der Arbeitstaktzahl eines absatzweise arbeitenden Gerätes wird ein Schaltrad von einer Nullstellung mittels einer nockengetriebenen Klinke schrittweise in einer festgelegten Drehrichtung um eine vorbestimmbare Anzahl von Schritten weitergeschaltet; die starr ausgebildete, drehbeweglich gelagerte Antriebsklinke und die Halteklinke liegen während des Betriebes der Vorrichtung ständig unter Federkraft am Umfang des Schaltrades an und werden erst nach Erreichen der Endstellung des Schaltrades über ein vielgliedriges Gestänge durch Ausheben unwirksam gemacht, damit das Schaltrad zurückgestellt werden kann. Diese Vorrichtung ist als selbststeuerndes Zählwerk wirksam und für einen Dauerbetrieb bei hohen Schrittfrequenzen ungeeignet.In a known device for regulating the number of working cycles of a intermittent working device is a ratchet from a zero position by means of a cam-driven pawl step by step in a specified direction of rotation advances a predeterminable number of steps; the rigidly trained, The rotatably mounted drive pawl and the retaining pawl lie during operation the device constantly under spring force on the circumference of the ratchet wheel and are only after reaching the end position of the ratchet wheel via a multi-link linkage made ineffective by lifting so that the ratchet can be reset. This device is effective as a self-regulating counter and for continuous operation unsuitable for high step frequencies.

In der Patentanmeldung J 19233 XII/47h (deutsche Auslegeschrift 1 171226) ist ein Getriebe offenbart. das frei von den aufgezählten Nachteilen ist und für hohe Schriftfrequenzen vorteilhaft eingesetzt werden kann, ohne daß sich die bei der Verzögerung und Beschleunigung der bewegten Teile auftretenden Kräfte schädlich auswirken. Nach der Patentanmeldung J 19233 X11/ 47h wird dies dadurch erreicht, daß die Klinke jeweils für ihre Tangentialbewegung in einem bestimmten Drehsinn mittels eines synchron nockenbetätigten Klinkensteuerhebels aus dem Eingriff mit dem Schaltrad aushebbar und in an sich bekannter Weise radial zum Schaltrad werkstoffelastisch beweglich ausgebildet ist. Dadurch werden schnelle, sehr leicht steuerbare Schrittbewegungen ohne nennenswerte Beanspruchung der Getriebeteile ermöglicht.A transmission is disclosed in patent application J 19233 XII / 47h (German Auslegeschrift 1 171226). which is free from the disadvantages listed and can be used advantageously for high writing frequencies without the forces occurring during the deceleration and acceleration of the moving parts having a detrimental effect. According to patent application J 19233 X11 / 47h, this is achieved in that the pawl can be lifted out of engagement with the ratchet wheel for its tangential movement in a certain direction of rotation by means of a synchronously cam-actuated ratchet control lever and, in a manner known per se, is designed so that it can be moved radially to the ratchet wheel in a material-elastic manner. This enables fast, very easily controllable step movements without significant stress on the gear parts.

Die Erfindung betrifft eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstandes der Patentanmeldung J19233 XIi/47h und besteht darin, daß für zwei wahlweise einschaltbare Geschwindigkeiten bei der schrittweisen Abtriebsbewegung zwei Klinken gleichsinnig wirkend angeordnet sind, die wahlweise entweder beide abwechselnd wirksam sind oder von denen jeweils die eine oder andere elektromagnetisch verriegelbar und somit unwirksam ist.The invention relates to a further advantageous embodiment of the Subject of the patent application J19233 XIi / 47h and is that for two Optionally switchable speeds for the step-by-step output movement two pawls are arranged acting in the same direction, either both are alternately effective or one or the other of which is electromagnetic is lockable and therefore ineffective.

Eine Anordnung, bei der ein Schaltrad über zwei gleichsinnig wirkende Schaltklinken angetrieben wird, ist bereits bekannt. Bei diesem Antrieb sind aber die beiden Klinken stets wechselweise wirksam und können nicht durch Steuersignale wahlweise ausgehoben und somit unwirksam gemacht werden; nach der Fortschaltbewegung schleifen sie vielmehr zum Eingriff hinter den nächsten Zahn über die Zahnköpfe des Schaltrades hinweg. Somit ist mit dieser bekannten Anordnung nur eine entsprechend dem Takt der Klinkenbetätigung gleichmäßige Drehgeschwindigkeit des Schaltrades erzielbar.An arrangement in which one ratchet wheel acts in the same direction over two Switching pawls is driven is already known. But with this drive the two pawls always work alternately and cannot be controlled by control signals optionally be excavated and thus rendered ineffective; after advancing Rather, they grind over the tooth tips to engage behind the next tooth of the ratchet wheel. Thus, with this known arrangement, only one is equivalent steady rotation speed of the ratchet wheel in accordance with the cycle of the pawl actuation achievable.

Demgegenüber ist bei der vorliegenden Erfindung die schrittweise Abtriebsbewegung des Schaltrades durch Steuersignale auf einfache Weise veränderbar. Durch die Erfindung wird die in der Patentanmeldung J 19233 XII / 47h beschriebene Lösung in vorteilhafter Weise weitergebildet, indem mit Hilfe der Erfindung eine Einrichtung mit Schrittantrieb mit einer ersten, langsameren Geschwindigkeit betrieben werden kann, wozu in jedem Takt jeweils nur ein Schritt ausgeführt wird, und zwar in der ersten Hälfte des Taktes, während in der zweiten Hälfte des Taktes der angetriebene Teil in Ruhe bleibt. Soll die Schriftfrequenz auf das Doppelte erhöht werden, so wird der vorher unwirksame Klinkenbetätigungsarm freigegeben und ist nun wechselweise mit dem anderen Arm so wirksam, daß der erste Betätigungsarm in der ersten Hälfte jedes Taktes und der zweite Betätigungsarm in der zweiten Takthälfte den Schrittantrieb übernimmt. Dabei ist es nicht erforderlich, irgendwelche mechanische Teile der Einrichtung für die zweite, höhere Geschwindigkeit schneller anzutreiben; lediglich die geringe Masse der zusätzlich wirksam gemachten Federklinke nimmt bei der höheren Schrittgeschwindigkeit zusätzlich am Bewegungsablauf teil. Dadurch sind gemäß der Erfindung viele Probleme ausgeschaltet, die bei derartigen Einrichtungen durch die wechselnden Geschwindigkeiten, die entsprechenden Beschleunigungen und Verzögerungen bestehen.In contrast, in the present invention, the step-by-step output movement of the ratchet wheel can be changed in a simple manner by means of control signals. Through the invention the solution described in patent application J 19233 XII / 47h is more advantageous Way further developed by means of the invention a device with step drive can be operated at a first, slower speed, for which purpose in each Only one step is performed at a time, namely in the first half of the Cycle, while the driven part remains at rest in the second half of the cycle. If the font frequency is to be doubled, the previously ineffective one becomes ineffective The latch actuation arm is released and is now alternately with the other arm effective that the first actuator arm in the first half of each stroke and the second actuating arm takes over the stepper drive in the second half of the cycle. Included It is not necessary to have any mechanical parts of the facility for the second, higher speed to drive faster; only the small mass the spring pawl, which is additionally activated, decreases at the higher walking speed also participate in the sequence of movements. This poses many problems in accordance with the invention switched off, which in such facilities due to the changing speeds, the corresponding accelerations and decelerations exist.

Um die Abnutzung der bewegten Teile des erfindungsgemäßen Betriebes gleichmäßig zu halten, kann man beim Betrieb mit der geringeren Schrittgeschwindigkeit entweder die eine oder die andere der Klinken arbeiten lassen.To the wear and tear of the moving parts of the operation according to the invention You can keep it evenly when running at a slower walking pace let either one or the other of the pawls work.

Zur Erläuterung der Erfindung werden anschließend an Hand der Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt F i g. 1 die schaubildliche Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels, das den Schrittantrieb einer Lochkarte betrifft, F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem das Abtriebselement als linear bewegliche Zahnstange ausgebildet ist, und F i g. 3 a bis 3 e und F i g. 4 a bis 4 c Teilansichten des Klinkenantriebes in verschiedenen Betriebsstellungen.In order to explain the invention, the drawings are used below two embodiments described. It shows F i g. 1 the graphical representation a first embodiment, which concerns the stepper drive of a punch card, F i g. 2 shows a second embodiment in which the output element is linear movable rack is formed, and F i g. 3 a to 3 e and F i g. 4 a to 4c partial views of the ratchet drive in different operating positions.

In F i g. 1 ist eine Vorrichtung gezeigt, in der eine Lochkarte in einer gegebenen Transportrichtung schrittweise mit einer von zwei Geschwindigkeiten bewegt werden kann, wobei die Schrittlänge der Breite einer Kartenspalte entspricht. Dabei dient die erste Geschwindigkeit dazu, die Karte an einer Lochstation auf verschiedene, unmittelbar aufeinanderfolgende Lochpositionen einzustellen, während die zweite, höhere Geschwindigkeit dazu verwendet wird, die Karte nach Beendigung des Lochvorganges auszuwerfen oder ein Überspringen ausführen zu lassen, wenn mehrere Spalten nicht gelocht werden sollen. In einer kombinierten Einrichtung zum Lochen und Abtasten kann die zweite, höhere Geschwindigkeit zum Transport der Karte durch die Abtaststation verwendet werden, die eine höhere Kartengeschwindigkeit erlaubt.In Fig. 1 shows a device in which a punch card in a given transport direction step by step at one of two speeds can be moved, the stride length being the width of a column of cards. The first speed is used to put the card at a punch station on different, set directly consecutive hole positions, while the second, higher speed is used to punch the card after the punching process is complete eject or skip if several columns fail should be punched. In a combined device for punching and scanning can use the second, higher speed for transporting the card through the scanning station which allows a higher card speed.

Der Antrieb für den Transport der Lochkarte 11 erfolgt von einem ständig laufenden Motor (nicht gezeigt) über eine Antriebswelle 12, die in einer Lagerplatte 10 geführt ist. Das Ende der Antriebswelle trägt zwei Nocken 13a und 13 b. Der innere Nocken 13 6 arbeitet mit zwei Klinkenbetätigungsarmen 14 a und 14 b über Rollen 15 a und 15 b zusammen, die mit diesen Armen verbunden sind und auf der Oberfläche des Nockens 13 b abrollen. Die Betätigungsarme 14a und 14b sind drehbar auf Zapfen 16a bzw. 16b gelagert; jeder Arm wird durch eine zugehörige Schraubenfeder 18a bzw. 18 b an den Nocken 13 b gedrückt. Die Federn 18 a und 18b sind einstellbar gegen Winke119a bzw. 19b abgestützt und durch Schrauben 21a und 21b mit diesen verbunden.The drive for transporting the punch card 11 is provided by a continuously running motor (not shown) via a drive shaft 12 which is guided in a bearing plate 10. The end of the drive shaft carries two cams 13a and 13b. The inner cam 13 6 works with two ratchet actuating arms 14 a and 14 b via rollers 15 a and 15 b, which are connected to these arms and roll on the surface of the cam 13 b. The actuator arms 14a and 14b are rotatably mounted on a pin 16 or mounted 16 b; each arm is b by a respective coil spring 18a and 18 b is pressed to the cam. 13 The springs 18a and 18b are adjustably supported against Winke119a and 19b, respectively and connected by screws 21a and 21b therewith.

Die den drehbar gelagerten entgegengesetzten oberen Enden der Klinkenarme 14 a, 14 b sind mit Federklinken 26a und 26b verbunden, die vorzugsweise die Form von langen U-förmigen Federn haben und an einem Ende fest mit den zugeordneten Klinkenbetätigungsarmen verbunden sind. Das andere Ende jeder Federklinke 26a und 26b greift, und zwar an entgegengesetzten Seiten des Schaltradumfanges, in die Nuten eines Gesperres ein, das in dem Ausführungsbeispiel von F i g. 1 aus zwei Schalträdern 28a und 28b mit am Umfang axial verlaufenden Nuten 30 besteht. Die entsprechenden Nuten der Schalträder fluchten miteinander, sind aber durch einen bestimmten Abstand voneinander getrennt, so daß zum Abheben der Federklinken dienende Teile zwischen den Rädern frei beweglich sind. Die Schalträder 28 treiben eine in der Lagerplatte drehbar gelagerte Welle 29, mit der sie verdrehfest verbunden sind. Auf dieser Welle ist außerdem eine Kartentransportrolle 31 befestigt. Der Antrieb der Karte 11 erfolgt durch das Andrücken einer unter Federspannung stehenden Druckrolle 32 gegen die intermittierend umlaufende Transportrolle 31.The rotatably mounted opposite upper ends of the pawl arms 14 a, 14 b are connected to spring pawls 26a and 26b, which preferably have the shape of long U-shaped springs and fixed at one end to the associated pawl actuating arms are connected. The other end of each spring pawl 26a and 26b engages, to be precise opposite sides of the ratchet wheel circumference, in the grooves of a locking mechanism, that in the embodiment of FIG. 1 from two ratchet wheels 28a and 28b with there is axially extending grooves 30 on the circumference. The corresponding grooves of the ratchet wheels are aligned with each other, but are separated from each other by a certain distance, so that parts used to lift the spring pawls can move freely between the wheels are. The switching wheels 28 drive a shaft which is rotatably mounted in the bearing plate 29, with which they are connected in a torsion-proof manner. There is also a card transport roller on this shaft 31 attached. The card 11 is driven by pressing it on one spring-loaded pressure roller 32 against the intermittently rotating one Transport roller 31.

Der äußere Nocken 13a bewegt einen Klinkensteuerhebel 34, der abwechselnd die Federklinken 26a; 26b aus der jeweiligen Nut 30 der Schalträder 28 abhebt. Der Klinkensteuerhebel34 ist auf einem Lagerzapfen 35 drehbar gelagert und mit Fingern 36a und 36b versehen, die so zwischen die Schalträder 28 a und 28 b eingreifen, daß sie wahlweise die Enden der zugeordneten Federklinken 26a, 26b erfassen. Das nockengetriebene Ende des Klinkensteuerhebels 34 wird durch eine an einem stationären Stift 34d befestigte Zugfeder 34c in Kontakt mit der Oberfläche des Nockens 13a gehalten. .The outer cam 13a moves a pawl control lever 34, which alternately the spring pawls 26a; 26b lifts out of the respective groove 30 of the ratchet wheels 28. The Klinkensteuerhebel34 is mounted on a bearing pin 35 is rotatably and provided with fingers 36a and 36b, which engage as the shift between gears 28 a and 28 b to sense either the ends of the associated spring pawls 26a, 26b. The cam-driven end of the ratchet control lever 34 is held in contact with the surface of the cam 13 a by a tension spring 34 c attached to a stationary pin 34 d. .

An der Lagerplatte 10 sind weiterhin zwei Steuermagnete 41 und 42 angeordnet, durch die wahlweise eine Verriegelung der Klinkenbetätigungsarme 14a, 14 b bewirkt wird. Die Magnete sind beispielsweise mit magnetischen Polflächen 42c (wie für den Magnet 41' gezeigt) ausgestattet, die an dem zugehörigen Klinkenbetätigungsarm anliegen oder dicht an ihn heranreichen, wenn er in der in F i g. 1 gezeigten Stellung ist. Die Steuermagnete 41 und 42 haben vorzugsweise jeder zwei Wicklungen 41a, 41 b bzw. 42a, 42b. Die Haltewicklungen 41a und 42a sind ständig erregt und leiten einen magnetischen Fluß durch einen Magnetkreis, der aus den zugeordneten Polstücken und dem Klinkenbetätigungsarm besteht. Ist nur die Haltewicklung eines Magnets erregt, so wird der zugeordnete Klinkenbetätigungsarm, wenn er mit der Polfläche der Magnete in Berührung kommt, an diesen festgehalten, so daß er dem Rad 28 keinerlei Antriebsbewegung erteilen kann. Wird jedoch die zugehörige zweite Wicklung 41b bzw. 42b erregt, solange die Arme an den Polflächen anliegen, so wirkt die dadurch entstehende magnetische Kraft der von den Haltewicklungen erzeugten Kraft entgegen und hebt den wirksamen Kraftlinienfluß im Magnetkreis auf, so daß der Klinkenbetätigungsarm von der Polfläche gelöst wird. Demnach wird, wenn sowohl die Haltewicklung als auch die Kompensationswicklung erregt ist, die periodische Bewegung des Klinkenbetätigungsarmes durch den Steuermagnet nicht beeinflußt.Two control magnets are further arranged 41 and 42 to the bearing plate 10, is effected b by the selective locking of the pawl actuator arms 14a, 14th The magnets are equipped, for example, with magnetic pole faces 42c (as shown for the magnet 41 ') which rest on the associated pawl actuation arm or reach close to it when it is in the position shown in FIG. 1 is the position shown. The control solenoids 41 and 42 preferably have each two windings 41a, 41b and 42a, 42b. The holding windings 41a and 42a are constantly energized and conduct magnetic flux through a magnetic circuit consisting of the associated pole pieces and the pawl actuator arm. If only the holding winding of a magnet is excited, the associated pawl actuating arm, when it comes into contact with the pole face of the magnets, is held by the magnet so that it cannot give the wheel 28 any drive movement. However, if the associated second winding 41 b or 42 b is excited as long as the arms are in contact with the pole faces, the resulting magnetic force counteracts the force generated by the holding windings and cancels the effective flux of lines of force in the magnetic circuit, so that the ratchet actuating arm of the pole face is solved. Accordingly, when both the holding winding and the compensation winding are energized, the periodic movement of the pawl actuating arm is not affected by the control magnet.

Die Verwendung der Halte- und Kompensationswicklungen hat den Vorteil, daß die Steuerung mit sehr hoher Geschwindigkeit arbeiten kann, ohne daß wesentliche Energiemengen für die Wicklungen des Steuermagnets benötigt werden. Die Steuermagnete leisten keine Arbeit im Sinne des Anziehens oder Bewegens der Klinkenbetätigungsarme. Diese mechanische Arbeit des Bewegens der Klinkenbetätigungsarme zum Steuermagnet hin wird von dem Nocken 13b über die Rollen 15a, 15b geleistet, während das Abrücken der Arme von den Magneten die Federn 18a, 18b bewirken. Die durch die Wicklungen erzeugten, magnetischen Felder brauchen also nur schwach zu sein.The use of the holding and compensation windings has the advantage that the control can operate at a very high speed without the need for substantial amounts of energy for the windings of the control magnet. The control magnets do no work in terms of attracting or moving the pawl actuating arms. This mechanical work of moving the pawl actuating arms towards the control magnet is performed by the cam 13b via the rollers 15a, 15b , while the moving away of the arms from the magnets causes the springs 18a, 18b. The magnetic fields generated by the windings therefore only need to be weak.

Zur Beseitigung des Restmagnetismus in den durch die Haltewicklungen gebildeten Spulen kann auch jeweils bei der Freigabe eines Klinkenbetätigungsarmes, während der Arm sich der Polfläche nähert, die Haltewicklung abgeschaltet werden, während die Kompensationswicklung erregt wird. Dadurch ist ein etwaiges unerwünschtes Haftenbleiben an der Polfläche vermieden. Die Wirkungsweise des Klinkenschaltwerks ist in den F i g. 3 a bis 3 e veranschaulicht, in denen die Arbeitsweise des Antriebs durch nur eine Klinke gezeigt ist. Bei dieser Antriebsart entspricht die Antriebsgeschwindigkeit der halben Durchschnittsgeschwindigkeit beim Antrieb durch beide Klinken. Die Klinke 26b ist als Antriebselement wirksam, während die Klinke 26 a im Sinne des Antriebs unwirksam ist. Der zur Klinke 26a gehörige Klinkenbetätigungsarm 14a ist durch seinen Steuermagnet 41 verriegelt. In F i g. 3 a befindet sich die Federklinke 26b noch in einer Nut 30a des Schaltrades und wird unmittelbar darauf von dem zugehörigen Finger36b ausgehoben werden, während die unwirksame Klinke 26a gerade in die Nut 30c eintritt. In F i g. 3 b hat die Klinke 26b aus der Nut 30 a unter Einwirkung des Fingers 36b gehoben und wird nach rechts in Richtung zur Nut 30b angetrieben. Zu dieseln Zeitpunkt befindet sich die nichttreibende Klinke 26a in der Nut 30c, um das Rad 28 zu sperren, solange die treibende Klinke 26 b zwischen zwei benachbarten Nuten bewegt wird. In F i g. 3 c nähert sich die Klinke 26 b der Nut 30 b, während die nichttreibende Klinke 26 a durch den Finger 36 a aus der Nut 30 c gehoben wird. In F i g. 3 d ist dann die Klinke 26 b in die Nut 30 b eingerastet, während die Klinke 26a durch den Finger 36a aus der Nut 30 c herausgehoben ist. In F i g. 3 e treibt sodann die Klinke 26b das Schaltrad 28 im Uhrzeigersinn, indem die Nut306 um einen Schritt weiterbewegt wird, so daß diese Schrittbewegung über die Welle 29 übertragen wird. Während die Klinke 26b auf diese Weise das Rad 28 antreibt, übt die Klinke 26a keine Wirkung auf die Nuten aus, sondern gleitet am Umfang des Rades zwischen den nebeneinanderliegenden Nuten ab. Nach Beendigung dieses Schaltschrittes wird die Klinke 26 b aus der Nut 30 b ausgehoben, und die Nut 30 b befindet sich in der in den F i g. 3 a, 3 b und 3 c mit 30 a bezeichneten Stellung. Gleichzeitig rastet wieder die nichttreibende Klinke 26a in die Nut 30 d ein und sperrt das Rad 28, und der nächste Schaltschritt schließt sich in der beschriebenen Weise an.To eliminate the residual magnetism in the coils formed by the holding windings, the holding winding can also be switched off when a pawl actuating arm is released while the arm is approaching the pole face, while the compensation winding is excited. This avoids any unwanted sticking to the pole face. The mode of operation of the ratchet mechanism is shown in FIGS. 3 a to 3 e illustrates, in which the operation of the drive is shown by only one pawl. With this type of drive, the drive speed corresponds to half the average speed when driven by both pawls. The pawl 26b is effective as a drive element, while the pawl 26a is ineffective in terms of the drive. The pawl actuating arm 14a belonging to the pawl 26a is locked by its control magnet 41. In Fig. 3a, the spring pawl 26b is still in a groove 30a of the ratchet wheel and is immediately lifted by the associated finger 36b, while the inoperative pawl 26a is just entering the groove 30c. In Fig. 3 b, the pawl 26b has lifted out of the groove 30 a under the action of the finger 36b, and is driven in the direction b to the groove 30 to the right. At this point in time, the non-driving pawl 26a is in the groove 30c in order to lock the wheel 28 as long as the driving pawl 26b is moved between two adjacent grooves. In Fig. 3 c, the pawl 26 b approaches the groove 30 b, while the non-driving pawl 26 a is lifted out of the groove 30 c by the finger 36 a. In Fig. 3 d, the pawl 26 b is then locked into the groove 30 b, while the pawl 26 a is lifted out of the groove 30 c by the finger 36 a. In Fig. 3e then the pawl 26b drives the ratchet wheel 28 in a clockwise direction, in that the groove 306 is moved one step further, so that this step movement is transmitted via the shaft 29. While the pawl 26b drives the wheel 28 in this way, the pawl 26a has no effect on the grooves, but slides on the circumference of the wheel between the adjacent grooves. After this switching step has been completed, the pawl 26 b is lifted out of the groove 30 b, and the groove 30 b is located in the position shown in FIGS. 3 a, 3 b and 3 c with 30 a designated position. At the same time re-engaged the non-driving pawl 26a into the groove 30 d and blocks the wheel 28, and the next shift step is followed in the manner described.

Bei der ersten geringen Geschwindigkeit ist demnach nur eine, nicht verriegelte Klinke antreibend wirksam, und zwar für die Dauer eines halben Taktes, wobei ein Takt einer Umdrehung der Welle 12 und der Nocken 13 a, 13 b entspricht. In der zweiten Hälfte jedes Taktes steht diese Klinke still, während die andere Klinke, deren Betätigungsarm verriegelt ist, nur in eine der Nuten 30 einrastet und ausgehoben wird, ohne eine Tangentialbewegung auszuführen. Im ersten Halbtakt wird demnach die Lochkarte um einen Bewegungsschritt fortbewegt, während im zweiten Halbtakt die Karte zum Lochen stillsteht.At the first low speed, only one unlocked pawl is drivingly effective, for the duration of half a cycle, with one cycle corresponding to one revolution of the shaft 12 and the cams 13 a, 13 b. In the second half of each cycle, this pawl stands still, while the other pawl, the actuating arm of which is locked, only engages in one of the grooves 30 and is lifted out without performing a tangential movement. In the first half cycle, the punch card is accordingly moved forward by one movement step, while in the second half cycle the card stands still for punching.

Zur Erzeugung der zweiten, höheren Transportgeschwindigkeit bleiben beide Klinkenbetätigungsarme urverriegelt, so daß abwechselnd eine Klinke während eines Halbtaktes einen Schaltschritt auf die Schalträder überträgt, nach Ablauf eines Taktes also zwei Schritte ausgeführt worden sind, wodurch für den Vorschub der Lochkarte genau die doppelte Durchschnittsgeschwindigkeit erzielt wird. In diesem Fall arbeitet die Klinke 26a in entsprechender Weise wie die Klinke 26 b, wobei, wie erwähnt, beide Klinken wechselweise wirksam sind.Stay to generate the second, higher transport speed both latch actuation arms locked so that alternately a latch during transmits a switching step of a half cycle to the ratchet wheels after expiry one cycle so two steps have been carried out, whereby for the feed the punch card achieves exactly twice the average speed. In this In the case, the pawl 26a works in the same way as the pawl 26b, wherein, as mentioned, both pawls are effective alternately.

Von wesentlicher Bedeutung für eine möglichst geringe Reibungswärme bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit ist die Form der Nuten in den Schalträdern 28. Die F i g. 4 a bis 4 c veranschaulichen die Wirkungsweise dieser Nuten, die die Federklinken für eine maximale Zeit aufnehmen, so daß ein Maximum an Bewegungsenergie aufgenommen wird. In F i g. 4 a bis 4 c soll das Schaltrad 28 um einen Bewegungsschritt nach rechts bewegt, also entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden. F i g. 4 a zeigt das Rad 28 in Ruhe, die Klinke 26 a befindet sich in der Nut 30 d. Während die Nocken 13 b zur Beschleunigung des Rades entgegen dem Uhrzeigersinn wirksam und die Klinke 26a von ihrem Betätigungsarm nach rechts getrieben wird, übt die Klinke eine Druckkraft auf die rechte Flanke der Nut aus (Pfeil in F i g. 4 b), so daß das Schaltrad entgegen dem Uhrzeigersinn beschleunigt wird; die Feder 18a steht dabei nur unter geringem Druck, so daß sie keine nennenswerte Gegenwirkung ausübt. In F i g. 4 c tritt wieder eine Verzögerung ein, die Klinke 26a drückt gegen die linke Flanke der Nut 30 d und übt so eine nach links gerichtete Kraft aus (durch Pfeil angedeutet). Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Feder 18a unter erhöhter Spannung und nimmt die kinetische Energie der verzögerten Masse auf. Auf diese Weise wird über den Betätigungsarm 14 a und den Nocken 13 b eine gesteuerte Massenverzögerung mit nur äußerst geringer Entwicklung von Reibungswärme erreicht. Die im wesentlichen parallelen Flanken der Nuten fördern dabei das möglichst lange Verbleiben der Klinke in der Nut, so daß die Feder ein Maximum an kinetischer Energie aufnehmen kann. Diese Energie wird von der Feder gespeichert und wieder abgegeben, um den Klinkenbetätigungsarm 14 a und die Klinke 26a beim nächsten Takt zu beschleunigen.The shape of the grooves in the ratchet wheels 28 is of essential importance for the lowest possible frictional heat at high working speed. 4 a to 4 c illustrate the mode of operation of these grooves, which accommodate the spring pawls for a maximum time, so that a maximum of kinetic energy is absorbed. In Fig. 4 a to 4 c, the ratchet 28 is to be moved one step to the right, that is, rotated counterclockwise. F i g. 4 a shows the wheel 28 at rest, the pawl 26 a is located in the groove 30 d. While the cam 13 b effective for acceleration of the wheel in the counterclockwise direction and the pawl is driven 26a from its actuating arm to the right, the latch exerts a compressive force on the right flank of the groove (arrow in F i g. 4 b) such that the ratchet accelerates counterclockwise; the spring 18a is only under slight pressure so that it does not exert any significant counteraction. In Fig. 4c, a delay occurs again, the pawl 26a presses against the left flank of the groove 30d and thus exerts a force directed to the left (indicated by the arrow). At this point in time, the spring 18a is under increased tension and absorbs the kinetic energy of the decelerated mass. In this way, a controlled mass deceleration with only extremely little development of frictional heat is achieved via the actuating arm 14 a and the cam 13 b. The essentially parallel flanks of the grooves encourage the pawl to remain in the groove for as long as possible, so that the spring can absorb a maximum of kinetic energy. This energy is stored by the spring and released again in order to accelerate the pawl actuating arm 14a and the pawl 26a at the next cycle.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 hat das Gesperre die Form einer Zahnstange 51 mit Nuten 50. Die Zahnstange 51 ist mit den in einer von zwei Geschwindigkeiten schrittweise zu bewegenden Teilen der Einrichtung verbunden und kann z. B. einen Schreibwagen antreiben, der lineare Schrittbewegungen ausführen muß, die den Abständen zwischen benachbarten Druckpositionen entsprechen. Der Wagen muß zum Abdruck in jeder Position für kurze Zeit angehalten werden. Hierfür bewegt die Vorrichtung den Wagen während der einen Hälfte des Taktes mit der ersten Geschwindigkeit zwischen den Druckpositionen fort, wobei nur eine Klinke treibend mit der Zahnstange zusammenwirkt und der Wagen während des zweiten Taktteiles an der Druckposition angehalten wird. Die zweite, doppelte Geschwindigkeit wird eingeschaltet, wenn eine Druckzeile beendet ist oder wenn angezeigt wird, daß ein Feld des Aufzeichnungsträgers übersprungen werden soll.In the embodiment according to FIG. 2 the locking mechanism has the form a rack 51 with grooves 50. The rack 51 is in one of two Speeds gradually connected to moving parts of the facility and can e.g. B. drive a carriage that perform linear step movements that correspond to the distances between adjacent print positions. The car must be stopped for a short time in any position for printing. Moved for this the device drives the carriage at the first speed for one half of the cycle between printing positions, with only one pawl driving with the rack cooperates and the carriage during the second cycle part at the printing position is stopped. The second, double speed is switched on when one Print line is ended or when it is indicated that a field of the recording medium should be skipped.

Gemäß F i g. 2 treibt die Antriebswelle 29 Nocken 53 a und 53 b, an denen bei 55 a und 55 b gelagerte Klinkenbetätigungsarme 54 a und 54 b anliegen. Die Kraftübertragung zwischen den Nocken und den Armen erfolgt über Rollen 56a und 56b. Durch Schraubenfedern 57a und 57b werden die Klinkenbetätigungsarme 54a, 54b gegen die Nocken 53a, 53b gezogen. Die Form der Nocken 53a und 53b ist im wesentlichen gleich, doch sind sie auf der Welle 12 um 180° gegeneinander versetzt befestigt, so daß die Bewegungen, die sie den Klinkenbetätigungsarmen übermitteln, ebenfalls um 180° phasenverschoben sind. Die Klinkenbetätigungsarme 54 a und 54 b tragen Federklinken 58 a und 58 b, die mit den Nuten 50 in der Zahnstange 51 zusammenwirken.According to FIG. 2 drives the drive shaft 29 cams 53 a and 53 b, on which at 55 a and 55 b mounted latch actuation arms 54 a and 54 b rest. The power transmission between the cams and the arms is via rollers 56a and 56b. The pawl actuating arms 54a, 54b are pulled against the cams 53a, 53b by coil springs 57a and 57b. The shape of the cams 53a and 53b is essentially the same, but they are mounted on the shaft 12 offset from one another by 180 ° so that the movements they transmit to the pawl actuating arms are also 180 ° out of phase. The pawl actuation arms 54 a and 54 b carry spring pawls 58 a and 58 b, which cooperate with the grooves 50 in the rack 51.

Die Nocken 53a und 53b betätigen zusätzlich Klinkenlösehebe159a und 59b, die am entgegengesetzten Teil des Umfanges der Nocken 53a, 53b mittels Zugfedern 64a, 64b anliegen und bei 63a und 63 b drehbar gelagert sind. Die Rollen 61 a und 61b (letztere nicht sichtbar) sind an den Klinkensteuerhebeln befestigt und übertragen die Bewegung der Nocken auf die Hebel. Am anderen Ende der Klinkensteuerhebel befinden sich Finger 62a und 62b, die zum Ausheben der Federklinken dienen und zwischen den parallelen Teilen der Zahnstange 51 angeordnet sind. Die Finger 62a und 62b haben die gleiche Funktion und Wirkungsweise wie die Finger 36a und 36b im ersten Ausführungsbeispiel, in dem sie zum Ausheben der Klinken 58 a und 58 b aus den Nuten 50 betätigt werden.The cams 53a and 53b operate in addition Klinkenlösehebe159a and 59b, which are rotatably supported at the opposite part of the circumference of the cams 53a, 53b b by means of tension springs 64a, 64b bear against and 63a and 63rd The rollers 61a and 61b (the latter not visible) are secured to the pawl control levers and transmitting the movement of the cams on the lever. At the other end of the pawl control levers are fingers 62a and 62b, which are used to lift out the spring pawls and are arranged between the parallel parts of the rack 51. The fingers 62a and 62b have the same function and mode of operation as the fingers 36 a and 36 b in the first exemplary embodiment, in which they are actuated to lift the pawls 58 a and 58 b out of the grooves 50.

Auch die Steuermagnete 41 und 42 sind von gleicher Anordnung und Funktion wie die Steuermagnete im ersten Ausführungsbeispiel und verriegeln wahlweise die Klinkenbetätigungsarme 54a und 54 b aus ihrem Zusammenwirken mit den Nuten der Zahnstange 51.The control magnets 41 and 42 also have the same arrangement and function as the control magnets in the first exemplary embodiment and optionally lock the pawl actuating arms 54a and 54b from their interaction with the grooves of the toothed rack 51.

Die Arbeitsweise der Ausführung nach F i g. 2 entspricht im wesentlichen derjenigen des vorher beschriebenen Beispiels und wird deshalb nur kurz erläutert.The mode of operation of the embodiment according to FIG. 2 corresponds essentially that of the previously described example and is therefore only briefly explained.

Zum Antrieb der Zahnstange 51 mit der ersten, geringeren Geschwindigkeit, d. h. Schrittfrequenz, wird einer der beiden Magnete 41 und 42 erregt und dadurch der zugehörige Klinkenbetätigungsarm 54a und 54 b verriegelt. Der andere Klinkenbetätigungsarm treibt dann die Zahnstange 51 an, während die verriegelte Klinke unter Einwirkung des Klinkensteuerhebels lediglich aus den Nuten 50 heraus und in diese hineinbewegt wird. Im ersten Teiltakt wird also die Zahnstange um einen Schritt fortbewegt, während sie im zweiten Teil des Taktes unbewegt bleibt, wobei die treibende Klinke in ihre Ausgangslage zurückkehrt.To drive the rack 51 at the first, lower speed, ie step frequency, one of the two magnets 41 and 42 is excited and the associated pawl actuating arm 54a and 54b is thereby locked. The other pawl actuating arm then drives the rack 51, while the locked pawl is only moved out of and into the grooves 50 under the action of the pawl control lever. In the first partial cycle, the rack is moved forward by one step, while it remains stationary in the second part of the cycle, the driving pawl returning to its starting position.

Um die Zahnstange mit der zweiten, doppelten Schrittfrequenz zu bewegen, bleiben beide Steuermagnete abgeschaltet, so daß beide Klinkenarme 54a und 54b und die mit ihnen verbundenen Klinken 58 a und 58 b treibend auf die Zahnstange 51 einwirken. Jede der Klinken 58 a und 58 b schiebt die Zahnstange 51 während des jeweiligen Teiltaktes in die gleiche Richtung um einen festen Betrag vor.In order to move the rack at the second, double step frequency, both control magnets remain switched off so that both pawl arms 54a and 54b and the pawls 58 a and 58 b connected to them act drivingly on the rack 51. Each of the pawls 58 a and 58 b pushes the rack 51 during the respective partial cycle in the same direction by a fixed amount.

Claims

Patent claim: Gear for converting a constant rotary movement into step movements by means of a ratchet mechanism, in which a drive pawl, which is pock-actuated for its tangential movement, interacts with a ratchet wheel on the output side, the ratchet being designed to be elastically movable radially to the ratchet wheel and in each case for its tangential movement in a certain direction of rotation by means of a synchronously smallpox-actuated pawl release lever can be lifted out of engagement with the ratchet wheel, according to patent application J 19233 XII / 47 h (German Auslegeschrift 1171226), characterized in that two pawls (26 a, 26 b; 58 a , 58 b) are arranged acting in the same direction in a manner known per se, which either both are alternately effective or one or the other of which can be locked electromagnetically (41, 42) and is thus ineffective. Considered publications: German Patent Nos. 372 535, 500 737, 902 701; Dipl.-Ing. R. v. Voss, »Construction and Operation of Switching Mechanisms«, magazine »Maschinenkonstrukteur-Betriebstechnike, Verlag der Polytechn. Gesellschaft München, 2930, No. 22, pp. 422 to 426.