DE1424113C - Mechanische Vorrichtung, insbesondere zur Ausfuhrung logischer Operationen - Google Patents

Description

Es sind bereits derartige Vorrichtungen mit einem io kann sie beispielsweise bei der Umformung von

Sternradgetriebe bekannt, deren beide Räder jeweils Dezimal-Datcn in Binär-Daten verwendet werden, die

zwei Zahnsektoren mit verschiedenen Übersetzungs- in elektronischen oder anderen Geräten gebraucht

Verhältnissen aufweisen. Diese Sternradgetriebe wei- werden.

sen jedoch den Nachteil auf, daß ihre Teile sich in Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsständiger Verbindung befinden und stets nur eine 15 gemäßen Vorrichtung besteht darin, daß bei einem zyklische Wiederholung ermöglichen und eine Ände- Rad mit in verschiedenen Ebenen befindlichen, un-

rung desselben nicht zulassen. Dadurch können sie nicht gesteuert werden und sind ungeeignet, Signale zu empfangen und durch Umsetzung in andere Drehbewegungen zu verarbeiten.

Ferner ist es bei einer Vorrichtung mit Rädern mit Zahnsektoren mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen bekannt, den Umfangswinkel der Zahnsektoren überlappen zu lassen. Diese Vorrichtung ermöglicht jedoch ebenfalls nur unveränderlich in üblicher Form sich wiederholende intermittierende Bewegungen mit stabilisiertem Stillstand oder Änderungen.der Gescli\vindi»keitsverhältnisse. Sie kann daher ebenmittelbar aufeinanderfolgenden Verzahnungen deren benachbarte Zähne so geformt sind, daß die von den Verzahnungen verschiedener Ebenen gebildeten unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse bezüglich des Verhältniswertes ineinander übergehen.

Die Zeichnung veranschaulicht die mechanische Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung beispielsweise in einer Ausführungsform.

Fig. 1 bis 5 zeigen in Ansicht ein erstes und ein zweites Rad und die an diesem für die Herstellung eines Bewegungseingriffs erfindungsgemäß vorzusehenden Mittel in den verschiedenen bei der Be

falls nicht für die Verarbeitung von Signalen verwen- nutzung der Vorrichtung eingenommenen gegenseitidet werden, deren Hauptmerkmal es-ist. nicht vor- 30 gen Stellungen;

herbestimmbar zu sein und unterbrochen aufzutreten. Fig. 61 bringt ein Kurvenbild, das die Relativ-

Es ist aber auch schon eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, deren Antriebsräder jedoch voneinander abhängig angetrieben werden, so daß die Variationsmöglichkeit der Getriebeübersetzung nur sehr gering ist. Das gleiche gilt auch für bereits bekannte Vorrichtungen mit wahlweise antreibbaren Zahnrädern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu beschaffen, mit der in Form von Drehbewegungen vorliegende Signale bearbeitet, insbesondere logische Operationen mit größeren Änderungsmöglichkeiten ausgeführt werden können.

Diese Aufgabe ist bei einer solchen mechanischen 45 der Wirkungsweise des zweiten der beiden in Fig. 1 Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bis 5 dargestellten Räder, der einem der durch das mindestens zwei Antriebsräder unabhängig voneinander antreibbar sind und die in verschiedenen Ebenen befindlichen Verzahnungen zweier benachbarter
Räder bei einem derselben mit ihren Zähnen auf un- 50
mittelbar aufeinanderfolgenden Kreisbögen liegen
und bei dem anderen mit ihren Zähnen umfänglich
sich wenigstens teilweise überlappen. Auf Grund die-

bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten in Fig. 1 bis 5 wiedergegebeneri Rad in vier verschiedenen Arbeitszuständen veranschaulicht;

Fig. 7 zeigt das Kurvenbild der Bewegung des zweiten Rades in Abhängigkeit von einem Bezugsmaßstab;

Fig. 8 läßt das Kurvenbild des ersten Rades in Abhängigkeit von einem Bezugsmaßstab erkennen;

Fig. 9 gibt schematisch ein Beispiel für eine in vollständiger gegenseitiger Abhängigkeit erfolgende Wirkungsweise des ersten und des zweiten der aus F i g. 1 bis 5 ersichtlichen beiden Räder wieder; Fig. 10 veranschaulicht im Kurvenbild einen Fall

ses voneinander unabhängigen Antriebs zweier An-

Kurvenbild nach Fig. 7 wiedergegebenen Bewegungsvorgänge entspricht, bei dem aber dieses zweite Rad außerdem die Informationen empfängt;

Fig. 11 zeigt im Kurvenbild einen Fall der Wirkungsweise des ersten der zwei aus F i g. 1 bis 5 ersichtlichen Räder, der einem der durch das Kurvenbild nach Fig. 8 veranschaulichten Bewegungsvorgänge entspricht, bei dem jedoch dieses Rad .auch triebsräder wird die Variationsmöglichkeit der Ge- 55 Nachrichten empfängt;

triebeübersetzung mit einfachen Mitteln vergrößert. Fig. 12 läßt im Kurvenbild die unter Zugrunde-

Gegenüber den bekannten Vorrichtungen, die nur legung eines Bezugsmaßstabes erfolgenden Beweguneinc zyklische Wiederholung der gleichen Bewegungs- gen des Rades erkennen, das antreibend auf das ablaufe ermöglichen, weist die erfindungsgemäße zweite der beiden in Fig. 1 bis 5 dargestellten Räder Vorrichtung den Vorteil auf, daß in Form von belie- 60 wirkt.

bigen Drehbewegungen vorliegende Signale durch Fig. 1 bis 5 zeigen zwei ausgebildete Räder A

Umformung in andere Drehbewegungen verarbeitet und B in verschiedenen relativ zueinander eingenomwerden können. Dadurch ist die erlindungsgemäße menen Winkeleinstellungen und lassen die Ausgestal-Vorrichtung nichl nur insbesondere für Rechenwerke tung der nach der F.rfmdimg an ihnen vorgesehenen verwendbar, sondern auch bei allen kinematischen 65 mechanischen Verbindungsmittel und die Wirkungs-Meclianismen oder Ketten, die eine oder mehrere weise dev durch diese erreichbaren Bewegungsiiberlimpfängerwclleii antreiben können, die direkt oder (Tilgungen erkennen. Von diesen beiden Rätlern sitzt indirekt An/.cigevoirichtungen oder sonstige Arbeits- das Rad H, das als erstes Rad der Vorrichtung he-

zeichnet sei, auf einer Welle 33 und das Rad/l, das als zweites Rad bezeichnet sei, auf einer Welle 34, und sowohl beim ersten wie beim zweiten Rad sind die zur Herstellung bzw. zur Unterbrechung der mechanischen Verbindung der beiden Räder erfindungsgemäß ausgestalteten Mittel in zwei übereinanderlicgende Ebenen angeordnet und verteilt und dadurch eine Ebene mit kleinem und eine Ebene mit großem Übersetzungsverhältnis geschahen.

in welchem die Verzahnung 5, 6 und 7 mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis am Rad A gleichzeitig mit der Verzahnung 16 bis 22 von kleinem und mit der Verzahnung 23 bis 32 von großem Übersctzungs-5 verhältnis am Rad B zusammenwirkt.

F i g. 4 veranschaulicht die Räder A und B in dem Zeitpunkt, wo die Verzahnung 5, 6 und 7 mit veränderlichem Übersctzunusverhältnis am Rad A ihr Zusammenarbeiten mit der Verzahnung 23 bis 32

Das erste Rad B weist auf einer Scheibe eine aus io mit großem Übersetzungsverhältnis am Rad B begleichen Zähnen 16 bis 22 bestehende Verzahnung endet, d. h., das Zusammenwirken der Verzahnunmit kleinem Übersetzungsverhältnis und auf einer gen8 bis 11 und 23 bis 32 mit großem Übersetzungskleir.eren Scheibe eine aus gleichen Zähnen 23 bis 32 verhältnis an den beiden Rädern /1 und B beginnt, gebildete Verzahnung mit großem Übersetzungsvcr- und F i g. 5 läßt die bei diesem Zusammenarbeiten hältnis auf, und die beiden Scheiben liegen übercin- 15 von den Rädern A und B zueinander eingenomme

ander und stellen die Ebene mit kleinem und die Ebene mit großem Übersetzungsverhältnis dar. In ähnlicher Weise wie das Rad B besieht das Rad /1 aus einer Scheibe mit gleichen, das kleine Übcr-

nen Stellungen erkennen.

Bei dem aus Fig. 6 ersichtlichen Kurvenbild sind zur Veranschaulichung der Relativbewegungen zwischen den beiden aus F i g. 1 bis 5 ersichtlichen

Setzungsverhältnis bildenden Zähnen 1 bis 4 und aus co Rädern A und B als Abszissen die Winkelstellunuen

einer Scheibe mit gleichen, das große Übersetzungsverhältnis darstellenden Zähnen 8 bis 15, und die beiden Verzahnungen 1 bis 4 und 8 bis 15 liegen in zwei parallelen, durch diese Scheiben gegebenen Ebenen.

Das Rad A weist auch noch eine Verzahnung mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis auf, die einerseits durch die besonderen, in der Ebene des kleinen Übersetzungsverhältnisses nach dessen letztem Zahn 4

des Rades A und als Ordinaten die Winkclstellungen des Rades B aufgetragen, und außerhalb des Koordinatensystems sind die jeweils die mechanische Verbindung zwischen den Radern A und B herstellenden 25 Verzahnungen symbolisch seitlich der Ordinatcnachse für das Rad B und unter der Abszissenachse für das Rad A in Übereinstimmung mit den Stellungen des mit ihnen versehenen Rades angedeutet, in denen die Verzahnungen an diesem mit den entliegenden Zähne 5 und 6 und andererseits durch 3° sprechenden Verzahnungen am anderen Rad zueinen in der Ebene des großen Übcrsetzungsverhält- sammenarb^iten können.

nisses vor dessen erstem Zahn 8 vorgesehenen beson- Unter der Abszissenachsc ist gemäß F i g. 6 die

deren Zahn 7 gegeben ist. Das Profil der" Besonderen am Rad A vorhandene Verzahnung 1 bis 4 mit klei-Zähne 5 und 6 ist so geformt, daß ihr Zusammen- nem Übersetzungsverhältnis durch eine gestrichelte arbeiten mit irgendeinem Zahn der am Rad B 35 Gerade wiedergegeben, die erkennen läßt, daß diese angeordneten Verzahnung 16 bis 22 mit kleinem Verzahnung in den Stellungen 0 bis 4,5 des Rades /1 Übersetzungsverhältnis eine Veränderung des An- mit der Verzahnung 16 bis 22 mit kleinem Übertriebsübersetzungsverhältnisses zwischen den beiden Setzungsverhältnis am Rad B zusammenwirken kann, Rädern A und B von dem Wert des kleinen Über- während eine voll ausgezogene Gerade die an dem Setzungsverhältnisses aus bis zu einem zwischen dem 40 Rad A geformte Verzahnung 5, 6 und 7 mit verkleinen und dem großen Übersetzungsverhältnis ge- änderlichem Übersetzungsverhältnis andeutet und legenen Wert bewirkt. Das Profil des besonderen deren Zusammenarbeiten mit dem Rad B für die Zahnes 7 ist so gewählt, daß sein Zusammenarbeiten Stellungen 4,5 bis 5,5 des Rades A festlegt. Auf diese mit irgendeinem Zahn der Verzahnung 23 bis 32 mit voll ausgezogene Gerade folgt eine strichpunktierte großem Übersetzungsverhältnis am Rad B die Ver- 45 Gerade, welche die am Rad A vorgesehene Verzahänderung des Antriebsübersetzungsverhältnisses zwi- nung 8 bis 15 mit großem Übersetzungsverhältnis sehen den beiden Rädern A und B von einem zwi- und deren Zusammenwirken mit der Verzahnung 23 sehen den Wert des kleinen Übersetzungsverhältnisses bis 32 mit großem Übersetzungsverhältnis am Rad B und dem Zwischenwert zwischen den beiden Über- für den Bereich der Stellungen 5,5 bis 9,5 des Rasetzungsverhältnissen gelegenen Wert bis zu dem 50 des A versinnbildlicht.

Wert des großen Übersetzungsverhältnisses hervor- Seitlich der Ordinatenachse deutet eine zu dieser

ruft. Die Antriebsdrehungen mit konstantem kleinem parallele unterbrochene Linie die am Rad B ausge- oder großem Übersetzungsverhältnis sind durch das bildete Verzahnung 16 bis 22 mit kleinem Über-Zusammenwirken der an den beiden Rädern vorge- Setzungsverhältnis und die von der Stellung 5 bis zur sehenen Verzahnungen mit kleinem oder großem 55 Stellung 10 des Rades B währende Dauer ihres ZuÜbersetzungsverhältnis erreicht. sammenwirkens mit der Verzahnung 1 bis 4 von Fig. 1 veranschaulicht die beiden Räder A und B kleinem und/oder mit der Verzahnung 5, 6 und 7 beim Zusammenarbeiten der zwei Verzahnungen 1 von veränderlichem Übersetzungsverhältnis am bis 4 und 16 bis 22 mit kleinem Übersetzungsver- Rad A an, und eine strichpunktierte, zur Ordinatenhältnis und F i g. 2 in den am Ende dieses Zu- 60 achse parallele Linie veranschaulicht die Verzahnunsammenarbeitens mit kleinem Übersetzungsverhältnis gen 23 bis 32 mit großem Übersetzungsverhältnis am eingenommenen Stellungen, d. h. in den Winkellagen Rad B und deren Zusammenarbeiten mit der Verbei Beg^;iin des Zusammenwirkens der Verzah- zahnung 5, 6 und 7 von veränderlichem und/oder nung 5, f> n;it veränderlichem Übersetzungsverhältnis mit der Verzahnung 8 bis 15 mit großem Überam Rad A mit der Verzahnung 16 bis 22 von klei- 65 Setzungsverhältnis am Rad Λ im Bereich der Steinern Übersetzungsverhältnis am Rad B. hingen 1,5 bis 15,5 des Rades B.

Fig. 3 gibt die Rüder/1 und B in den Stellungen Jedes der beiden Räder A und B kann nach Be-

wieder, in denen sie sich in dem Zeitpunkt befinden, lieben entweder als antreibend und steuernd oder

als angetrieben und gesteuert zur Wirkung gebracht werden, und die Bewegungsübertragung zwischen den beiden Rädern kann mit kleinem Übersetzungsverhältnis beginnen und mit großem Übersetzungsverhältnis enden, oder umgekehrt. Bei dem Kurven- bild nach F i g. 6 ist beispielsweise angenommen, daß das Rad A das Rad B antreibt und das Übersetzungsverhältnis beim Zusammenwirken der beiden Räder/1 und B zuerst klein und zuletzt groß ist, und die vier in l⁷ig. 6 wiedergegebenen Kurven entsprechen den vier unterschiedlichen Fällen desZusammenarbeitens der beiden Räder, die durch je eine andere relative Lage dieser Räder gekennzeichnet sind.

In dem durch die links erste Kurve in Fig. 6 veranschaulichten Fall der Bewegungsübertragung vom Rad A auf das Rad B beginnt das Zusammenarbeiten zwischen den an den Rädern vorgesehenen Verzahnungen mit kleinem Übersetzungsverhältnis für die Stellung 5 des Rades B und die Stellung 0 des Rades/), um anzudauern, bis die beiden Räder A und B je 4,5 Schallschritte gemacht haben und dann das Rad B die Stellung 9.5 und das Rad A die Stellung 4.5 einnimmt. In diesem Zeitpunkt fängt das Zusammenwirken der Räder A und B mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis an. währenddessen das Rad B durch das Rad A bis auf das Doppel der dem kleinen Übersetzungsverhältnis entsprechenden Geschwindigkeit beschleunigt wird und so die Räder A und B in die Stellung 5,5 bzw. 11 gelangen.

In diesem Zeitpunkt beginnt das Zusammenwirken der Verzahnungen mit großem Übersetzungsverhältnis, bei welchem das Rad /ibis zur Stellung 16 homokinetisch durch das dabei nach der Stellung 8 gelangende Rad A mit einer Geschwindigkeit mitgenommen wird, die doppelt so groß wie die dem Zusanimenarbeiten der Verzahnungen mit kleinem Übersetzungsverhältnis entsprechende Geschwindigkeit ist. Für den durch die Pfeile in den F i g. 1 bis 5 angedeuteten !Drehsinn tier Räder A und B stellt das Zusammenarbeiten mit veränderlicher Geschwindigkeil den mit Beschleunigung verbundenen Übergang des Rades B von der kleinen auf die große Geschwindigkeit dar. Beim entgegengesetzten Drehsinn der Räder .1 und B bewirkt das gleiche Zusammenarbeiten den mit Verlangsamung verbundenen Übergang des Rades B von der großen auf die kleine Geschwindigkeit,

Dieser ganze Vorgang wiederholt sich bei den durch die den übrigen Kurven in F i g. 6 veranschaulichten Fällen der Bewegungsübertragung zwischen den Rädern A und // mit der einzigen Abweichung, dali die von diesen relativ zueinander eingenommenen Winkcllagen verschieden sind, was dadurch bedingt ist, daß die Anl'angsstellung unterschiedlich ist. Für den der von links zweiten Kurve in F i g. 6 entspreehenden Fall ties Zusammenarbeiteiis der Räder A und B beginnt tlieses in der Stellung 5 des Rades B und in tier Stellung I ties Ratles A und für den durch die dritte Kurve veranschaulichten Fall in der Stellung 5 des Ratles B und in tier Stellung 2 des Rades A sowie für den durch die vierte Kurve wiedergegebenen I all in tier Stellung 5 ties Ratles B und in tier Stellung 3 ties Katies A. Infolgedessen ist die Stellung des Ratles B, bei welcher das Zusammenarbeiten tier beiden Räder mit veränderlichem Überset/ungsverliältnis bcüinnl, auf der Ordinalenachse durch den Punkt X,5 für den zweiten Fall iiiitl durch di-n Punkt 7,5 für den drillen Fall sowie durch ilen Punkt 6,5 für den vierten Fall bestimmt und die Stellung des Rades B, bei der dieses Zusammenarbeiten endet, durch die Punkte 10 und 9 sowie 8 festgelegt. In allen Fällen gilt für das Rad A der gleiche zugehörige Stellungsbereich, der für dieses Zusammenwirken mit der Stellung 4,5 beginnt und mit der Stellung 5,5 endet.

Im Anschluß an das Zusammenarbeiten mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis setzt nunmehr bei den Rädern A und B das Zusammenwirken der Verzahnungen mit großem Übersetzungsverhältnis ein, bei dem das Rad Z? mit großer Geschwindigkeit vom Rad A bis zur Stellung 16 mitgenommen wird und das Rad A in die Stellung 8,5 für den zweiten Fall und 9 für den dritten sowie 9,5 für den vierten Fall gelangt. Wie die vier Kurven in Fi g. 6 erkennen lassen, ist die Stellung, bei welcher die Änderung des Übersetzungsverhältnisses eintritt, für jeden Fall bezüglich des Rades B verschieden, während sie für das Rad A gleichbleibt.

Gemäß F i g. 7 ist die Bewegungskurve des Rades B dadurch erhalten, daß seine Stellungen als Ordinaten in Abhängigkeit von einem Bezugsmaßstab E aufgetragen sind, der in Sehaltschritten ausgedrückt und auf der Abszissenachse wiedergegeben ist. Fig. 7 zeigt eine sich in zwei Aste verzweigende Kurve, welche zwei Fällen der Bewegungsübertragung durch das Rad A auf das Rad B entspricht und den additiven Charakter der mechanischen Verbindung der beiden Räder erkennen läßt. Diesen beiden Bewegungsübertragungsfällen entsprechen die zwei aus Fig. 8 ersichtlichen Kurven, welche die Bewegungen des Rades A durch Aufzeichnung seiner Stellungen als Ordinaten in Abhängigkeit von dem in Sehaltschritten ausgedrückten und die Abszissen darstellenden Bezugsmaßstab veranschaulichen und zwei Bewegungsübertragungsfälle durch den Wert zweier verschiedener Abszissen für die Stellung 0 des Rades A festlegen. Wie beim Kurvenbild nach F i g. 6 kann dabei das Rad A für die Änderung des Übersetzungsverhältnisses in den Stellungen 4,5 bis 6,6 mit Rad B zusammenarbeiten.

Das Kurvenbild nach Fig. 7 zeigt eine Anfangsbewegung des Rades B, welche durch den Wert der Abszisse b für die Stellung 5 dieses Rades bestimmt und auf zwei verschiedene, den beiden Bewegungsübertragungsfällen des Rades A entsprechende Arten veränderbar ist. In dem einen dieser beiden Fälle, wo das Rad A (vgl. Fig. 8) eine Bewegung O₁ erfährt, wird (vgl. Fig. 7) die Bewegung des Rades B von der Stellung 7,5 bis zur Stellung 9 beschleunigt und setzt sich mit doppelter Geschwindigkeit fort, während in dem anderen Fall, wo das Rad A (vgl. Fi g. 8) die Bewegung«., ausführt, das Rad B (vgl. Fig. 7) von der Stellung 9,5 bis zur Stellung I I beschleunigt und dann mit doppelter Geschwindigkeit bewegt wird. Von diesen beiden mit doppelter Geschwindigkeit ausgeführten Bewegungen des Rades B ist die erste in Fig. 7 durch die Abszisse/), mit Bezug auf die Stellung 5 des Ratles B und die zweite durch die Abszisse b., mit Bezug auf die Stellung 5 des Rades B bestimmt.

Die Verzögerung der in I⁷ i g. <S durch die Abszisse α., gekennzeichneten Bewegung des Ratles A gegenüber der durch die Abszisse </, bestimmten, im IJezugsmaßslab/·.' gemessene Bewegung beträgt (<;., ^₁). Die Verzögerung der durch die Abszisse />., dargestellten Bewegung ties Rattes B mil Bezug auf die

der Abszisse b_i entsprechende und im Bezugsmaßstab E gemessene Bewegung beträgt (O₂-O₁), und der Wert (O₂-O₁) ist dabei eine lineare Funktion der Größe (U₂-O₁). Man kann sagen, daß die Bewegung b₂ gleich der Bewegung O₁ ist, der man noch eine j Verzögerung K (a₂-O₁) hinzugefügt hat. Dies gilt für mehrere Werte von b, von U₁ und von O₂. Auf j diese Art verwirklicht man einen Additionsvorgang, j der z. B. für zahlenmäßige Informationen anwendbar ist. In ähnlicher Weise kann man einen Subtraktionsvorgang herbeiführen, wenn die zweite Ge-• schwindigkeit des Rades B nicht das Doppel, sondern die Hälfte der ersten Geschwindigkeit ist.

Diese additive Wirkung des Zusammenarbeitens der Räder A und B zeigt sich auch beim Ermitteln des Wertes b₁ als Funktion von f>, und a_v In dem Beispiel nach F i g. 7 und 8 ist die Schräge oder Steilheit der die Bewegungen der Räder A und B in Abhängigkeit vom Bezugsmaßstab E darstellenden Geraden gleich dem Wert a, mit Ausnahme der in Fig. 7 der Bewegung des Rades B mit doppelter Geschwindigkeit entsprechenden, von den Ordinaten 9 und 11 ab beginnenden Geraden, für weiche die Schräge gleich dem Wert 2 ist. Die Abszisse &., ist in F i g. 7 durch den Punkt des Zusammentreffens der Geraden bestimmt, welche die durch die Abszissen b und Zj₁ gekennzeichneten Bewegungen des Rades B darstellen, und in F i g. 8 ist die Abszisse, weiche dem gleichen Punkt der die Bewegung mit der Abszisse O₁ darstellenden Geraden entspricht, durch den Wert a_:i gegeben. Es gilt dabei die Gleichung b_t -= a_v da die Ausgangspunkte dej Abszissen in den beiden Kurvcnbildcm nacli Fig. 7 und 8 nicht gegeneinander versetzt sind.

Im Kurvenbild nach Fig. 8 gehört zur Abszisse α., bei der die Bewegung mit der Abszisse n, wiedergebenden Geraden die Ordinate 5, was für a_:l als Funktion von O₁ die Gleichung ergibt:

a., = a_x + 5 .

In dem Kurvenbild nach Fig. 7 gilt andererseits die Gleichung:

2 .

da die Neigungen oder Steilheiten der die Bewegungen mit den Abszissen b und b_x darstellenden Geraden die Werte 1 und 2 haben.

Aus diesen beiden Gleichungen ergibt sich für die Abszisse b_x in Abhängigkeit von den Abszissen o, und b die Gleichung

40

^b\ ⁼

55

60

Wenn die Größe b eine Nachricht/71 nach der Vereinbarung b = 2 m und die Größe «, eine Information nach der Vereinbarung

G₁ = In -5

darstellt, erhält man für den Wert /j, in Abhängigkeit von m und /1 die Gleichung:

b. — /71 I /1,

65

was den additiven Charakter der nach den Kurvenbildcrn von Fig. 7 und 8 arbeitenden mechanischen "Verbindung der Räder A und B kennzeichnet.

Die Einführung von Informationen in eine derartige Verbindungsvorrichtung kann mit Hilfe von verschiedenen zusätzlichen Rädern bewirkt werden, deren geometrische Anordnung und deren gegenseitige Verbindungen in einem Beispiel in Fig. 9 wiedergegeben sind, in welcher die vorgesehene Verbindung durch eine Wellenlinie zwischen den die zu verbindenden Räder wiedergebenden Kreisen angedeutet ist. Bei der Anordnung nach Fig. 9 empfängt das Rad B Nachrichten mittels einer nichthomokinetischen Verbindung von dem Rad F, das auf irgendeine bekannte Weise oder nach der Erfindung angetrieben werden kann. Das Rad B wird durch das Rad C in den Stellungen mitgenommen, in denen es nicht von den Rädern F oder A abhängig ist. Das Rad C ist homokinetisch mit dem Bezugsrad E. Das Rad A andererseits erhält Informationen durch eine nichthomokinetische Verbindung von dem Rad D, das in irgendeiner bekannten Weise oder nach der Erfindung angetrieben werden kann. Das Rad A wird durch das Rad E in den Stellungen mitgenommen, in denen es nicht von dein Rad D abhängig ist.

Das 'Kurvenbild nach Fig. 10 veranschaulicht einen im Laufe einer vollständigen Umdrehung des Rades B auftretenden Bewegungsvorgang durch Aufzeichnung der Stellungen des Rades B als Ordinaten und der Stellungen des Bezugsrades E als Abszissen. Seitlich der Ordinatenaclisc sind die Beschaffenheit und die Verteilung der an dem Rad B vorgesehenen Verzahnungen durch verschiedene Arten von Linien angedeutet. Die unterbrochene Linie C deutet eine am Rad B geformte unvollständige Verzahnung und das am oberen Hnde der Linie C wiedergegebene, mit der Spitze nach unten gerichtete und in der Höhe der Abszisse 2 liegende Dreieck die Verblockung dieser Verzahnung im Rückkehrsinn durch einen Zahn an.

Die voll ausgezogene, von der Stellung 2 nach der Stellung 6 des Rades B sich erstreckende, von einem Punkt ausgehende und in einem Pfeil endende Gerade F stellt Zähne des Rades B für dessen Ingangsetzung und Mitnahme dar, und das mit der Spitze nach oben gerichtete, am unteren Ende der Geraden F angegebene Dreieck veranschaulicht einen im Drehsinn des Rades B wirksamen Verblockungszahn. Die von dem Punkt 5 bis zum Punkt 10 der Ordinatenaclise reichende gestrichelte Gerade A versinnbildlicht eine Mitnahmcvcrzahnung des Rades A mit kleinem Übersetzungsverhältnis. Die sich vom Punkt 7,5 bis zum Punkt 15,5 der Ordinatenaclise crstrekkcndc strichpunktierte Gerade deutet eine Mitnahmcvcrzahnung des Rades A mit dem großen Übersetzungsverhältnis an.

Die Stellung 2 des Rades B ist die Stellung, in welcher dieses von dem Rad F abhängig ist, von dem es die Anfangsinformationen empfängt. Gemäß Fig. 10 ist diese Information so beschallen, daß das Rad B von seiner Stellung 2 aus bei der Abszisse O des Bczugsmaßstabes E in Gang gesetzt wird. Die Mitnahme dieses Rades B erfolgt zuerst durch das Rad /·" bis etwa zum Punkt 6 der Ordinatenaclise und weiterhin durch das bereits etwa von der Ordinate 5 ab wirksam werdende Rad A. Die Beschleunigung und der Antrieb mit doppelter Geschwindigkeit bis zur Stellung 15 sind durch das Rad A wie im Falle von Fig. 6 und 7 gewährleistet. Von der Stellung 15 ab wird mit einem genügenden /alinungseingrilT die

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Mitnahme des Rades E bis zur Stellung 2 durch das Rad C bewirkt, das dauernd umläuft und in dieser Stellung 2 die Rückstellung des Rades B bewirkt. Die Verblockung in der Richtung des Drehsinns wird durch das Rad F- gewährleistet.

Wie bei der Erläuterung des Kurvenbildes von F i g. 7 dargelegt, führt die Bewegung des Rades B nach dem mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis durchlaufenen Teil der Drehung zu einem Punkt auf der Abszissenachse, der linear von der durch dieses Rad B in der Stellung 2 empfangenen Information und von der durch das Rad A in der Stellung 0 empfangenen und nach dem Rad B beim Übergang des Rades A von 4,5 auf 5,5 übertragenen Information abhängt. Diese additive oder subtraktive Eigenschaft der Räder A und B kann für die Übertragung einer Nachricht benutzt werden. Es genügt hierfür, daß die Anfangsinformation des Rades B konstant ist und beispielsweise gleich 0 für die Bewegung dieses Rades nach der Beendigung der mit veränderlichem Über-Setzungsverhältnis erfolgenden Bewegungsübertragung angenommen wird und die Information des Rades A darstellt oder zu dieser, wenn die auf die Bewegungsübertragung mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis folgende Bewegung die Übertragung mit der kleinsten und nicht mit der größten Geschwindigkeit ist, die Ergänzung ist.

Das Kurvenbild nach Fig. 11 veranschaulicht einen Bewegungsfall des Rades A während einer vollständigen Umdrehung. Als Ordjnaten sind in Fig. 11 die Stellungen des Rades A und als Abszissen die Stellungen des Bezugsrades E aufgetragen. Links neben der Ordinatenachse sind die in dem Rad A vorgesehenen Verzahnungen angedeutet, durch die es angetrieben wird, und rechts vom Kurvenbild sind die Verzahnungen dieses Rades veranschaulicht, durch welche es selbst als Antrieb wirkt. Die gestrichelte Gerade E und das mit der Spitze nach unten weisende Dreieck auf der linken Seite von Fig. 11 stellen die Antriebszahnung und die Rückkehrzahnung am Rad A dar. Der Punkt, auf den eine voll ausgezogene, in einem Pfeil endende Gerade folgt, und das mit der Spitze nach oben weisende Dreieck D veranschaulichen einen Anlaß- und Verblockungszahn. Die gestrichelte Linie B am rechten Rand von Fig. 11 deutet eine Mitnahmeverzahnung 1 bis 4 des Rades A mit kleinem Übersetzungsverhältnis gemäß den Fig. 1 bis 5 an, und die voll ausgezogene Linie gibt eine Mitnahmeverzahnung 5 bis 6 des Rades A mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis nach den Fig. 1 bis 5 und die strichpunktierte Linie den Mitnahmezahn 7 des Rades A mit großem Übersetzungsverhältnis nach den F i g. 1 bis 5 wieder.

Im Falle der Fig. 11 wird das Rad A in den beiden Drehrichtungen durch die Räder D und E stabilisiert, und in der Stellung 16 empfängt es Informationen von dem Rad D, und diese Information ist derart, daß das Rad A von seiner Stellung 16 nach der Stellung 19 des Bezugsrades E in Gang gesetzt wird.

Das Kurvenbild nach Fig. 12 veranschaulicht die Bewegung eines Antriebsrades C und zeigt als Ordinaten die Stellungen dieses Rades und als Abszissen die Stellungen des Bezugsrades E. Auf dem rechten Rand von Fig. 12 ist durch eine gestrichelte Ge- | rade B die Antriebsverzahnung des Rades C angedeutet. Die Zähne, welche homokinetisch in dem Übersetzungsverhältnis 2: 1 das Rad C mit dem Rad E verbinden, sind nicht dargestellt und können von irgendwelcher Form sein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mechanische Vorrichtung, insbesondere zur Ausführung logischer Operationen, mit mindestens drei auf parallelen Wellen drehbaren, durch in mehreren parallelen Ebenen befindliche, unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse bildende Verzahnungen im Bewegungseingriff stehenden Rädern, von denen zumindest die angetriebenen Räder nur auf einem Teil ihres Umfangs verzahnt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Antriebsräder (A, C) unabhängig voneinander antreibbar sind und die in verschiedenen Ebenen befindlichen Verzahnungen zweier benachbarter Räder bei einem (A) derselben mit ihren Zähnen (1 bis 6, 7 bis 15) auf unmittelbar aufeinanderfolgenden Kreisbögen liegen und bei dem anderen (B) mit ihren Zähnen (16 bis 22, 23 bis 32) umfänglich sich wenigstens teilweise überlappen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Rad (A) mit in verschiedenen Ebenen befindlichen, unmittelbar aufeinanderfolgenden Verzahnungen (1 bis 6, 7 bis 15) deren benachbarte Zähne (5, 6, 7) so geformt sind, daß die von den Verzahnungen verschiedener Ebenen gebildeten unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse bezüglich des Verhältniswertes ineinander übergehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen