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Kodiergerät Die Erfindung betrifft ein Kodiergerät mit manuell betätigter
digitaler Eingabe und binär kodiertem Ausgang, das mit Wählscheiben für wertniedere
und werthöhere Eingangswerte versehen ist. Es enthält einrastbare Kodierräder und
einen Ubertragungsme chanismus vom niedrigeren zum höheren Stellenwert.
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Bekannte handbetriebene Eingabe-Kodiergeräte zur Registrierung
wertniederer
und werthoher Daten auf Rädern als mechanischen Speichern und Zählwerkes enthalten
Uebertragsmechanismen, die dauernd in Eingriff stchen, so dass es unmöglich ist,
Daten direkt in das werthohe Rad einzugeben. Statt dessen müssen alle Daten auf
das wertniedere Rad gegeben werden.
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Es sollte jedoch die Möglichkeit bestehen. das werthohe Rad nur bei
einem Uebertrag vom wertniederen Rad mit dem Uebertragsmechanismus in Eingriff zu-
bringen. Eine weitere Aufgabe ist der einseitig gerichtete Uebertrag mit nur der
Kraft, die zum Bewegen des Eingaberades erforderlich ist.
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Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass der malteserkreuzgetriebeartige
Uebertragsmechanismus in der Weise sperrfrei ausgebildet ist, dass eine Scheibe
des wertniederen Kodierrades einen bis auf eine Uebertragskerbe glatten Rand aufweist,
dass auf einer gegen die Kraft einer Feder schwenkbaren Brücke ein Zapfenrad so
gelagert ist, dass bei Nicht-Uebertrag zwei Zapfen am Umfang der Scheibe des wertniederen
Kodierrades schleifen und bei Uebertrag ein Zapfen
in die Uebertragskerbe
einfällt und deshalb das Zapfcnrad zu einer Dreh-Schwenkbewegung veranlasst, und
dass die Einkerbungen am Rande einer Scheibe des wertliöheren Kodierrades nur beim
Uebertrag mit einem Zapfen des Zapfenrades in Eingriff kommen und um eine Einheit
verstellt werden.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles
und der zugehörigen Zeichnungen näher erklärt.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf die Steuerkonsole mit den Betriebsart-Wahl
schaltern sowie den Wählscheiben für Brüche und ganze Zahlen, Fig. 2 eine perspektivische
Darstellung der Stcuerkonsole mit einem Teilausschnitt aus der Frontplatte zur Darstellung
des in Form eines Malte serrade s ausgebildeten Uebcrtragsmechanismus zwischen dem
wertniederen Bruchrad und dem werthöheren Zahlrad,
Fig. 3 eine Draufsicht
auf die Steuerkonsole mit teilweisem Ausschnitt der Frontplatte, in welchem die
einzelnen Radmechanismen in Zusammenarbeit mit den werthohen und den wertniederen
Kommutatoren und Rädern sowie das als Uebertragsmechanismus dienende Malteserrad
zwischen diesen beiden Rädern dargestellt sind, Fig. 3A die Unterfläche eines der
von den Wählscheiben gesteuerten Kodierräder und darauf die leitenden Positionskodierwege
fúr die binäre Kodierung und Fig. 4 eine Seitenansicht im Schnitt der Steuerkonsole.
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Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Steuerkonsole 54 ist eine elektrische
Steuertafei mit Schaltern zur Wahl der Betricbsart, sowie den Wähischeiben des im
weiteren kurz so genannten
Zahirades'1 und des "Bruchrades", utn--
das gesteuerte Be arbeitungsgerät durch Eingabe digitaler Werte von Hand in Probeeinstellungen
zu bringen oder der Einstellung entsprechende binär kodierte Eingangswerte für einen
Streifenlocher zur Herstellung eines Lochbandes für spätere automatische Steuerung
zu liefern, wenn die Probeeinstellungen annehmbar sind. In der Betriebsstellung
"Probe" bewirken die Einstellungen auf der Steuerkonsole eine Steuerung des Bearbeitungsgerätes,
und es werden keine Daten auf den Streifenlocher gegeben. In der Betricbsstellung
der Steuerkonsole "Markierung" wird nur der Streifenlocher betätigt und dazu veranlasst,
-ein binär kodiertes 5-Bit Zeichen zu lochen, welches die Einstellung der Konsole
wiedergibt.
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Normalerweise wird die Steuerkonsole jedoch zunächst auf verschiedene
Versuchseinstellungen des Bearbeitungsgerätes eingestcllt, bis eine ausprobierte
Betriebsart die gewünschten Ergebnisse bringt. Dann wird diese s-pezielle Einstellung
dadurch gelocht, dass der Markierungsschalter die Uebertragung der Impulse durchschaltet.
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Gemäss den Darstellungen in den Fig 1 und 2 umfasst die Steuerkonsole
54 ein Gehäuse 77 mit einer Reihe von elektrischen Schaltern 78 bis 83 im Oberteil.
Diese Schalter sind von links nach rechts bezeichnet als Startknopf 78, Markierungs-
oder Probe schalter 79, Armwahlschalter 80 für die Längenkoordinaten X, Y, Z oder
die Winkeleinstellung, ein Greifer-AUF-ZU-Schaltcr 81, ein Ablenkung-EIN-AUS -Schalter
82 und ein Suchc-EIN-AUS-Schalter 83.
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Unter dem Zahl-Wahlknopf 56 links befindet sich ein Lochring 84, durch
welchen vom Knopf 56 aus ein Stift 85 sich nach unten erstrecken kann. Der Stift
ist im Ende eines um eine Welle drehbaren Armes 86 axial verschiebbar. Ein grosses
sägeartig eingekerbtes Sternrad 88, das zur Kodierung der ganzen Zahlen dient, dreht
sich um eine Welle 102. Ein Ring von 32 Oeffnungen 89 und eine gleiche Anzahl von
Zähnen zum Einrasten des Randes sind über den Umfang des Rades 88 verteilt. Die
lcreisrunden Oeffnungen 89 sind vorgesehen, um das zugespit?zte Ende des Stiftes
85
aufzunehmcn, um damit das Rad 88 kurbelartig zu drehen. Eine
Scheibe 111 unter dem Rad 88 ist am Rande mit einer entsprechenden Reihe von rechteckigen
Einkerbungen 90 versehen. Diese Einkerbungen 90 bilden einen Teil des näher zu beschreibenden
malteserkreuzgetriebeartigen Uebertragsmechanismus.
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Gcmäss der Darstellung in Fig. 1 gehören zu dem Loch -ring 84 zwei
Zahlenreihen 0 bis 10 und 10 bis 0, die ganze Zahlen für die Steuerung derBewegung
des Bearbeitungsgerätes in bestimmten Einheiten darstellen, die durch kurbelartiges
Drehen des Rades 88 gewählt werden können.
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Dieses Drehen oder Wählen erfolgt von Hand durch Ergreifen des Knopfes
56 und anschliessendes kreisförmiges Bewegen auf zunächst die O-Markierungen, entweder
der Additions-oder der Subtraktionsreihe. Dann wird der Knopf nach unten gedrückt,
wodurch der Stift 85 in eine der Oeffnungen 89 des Rades 88 eingreift. Jetzt kann
der Knopf 56 mit dem Arm 86 gedreht werden, um das Rad 88 einzustellen, bis die
Anzeigespitze 91 am Knopf 56 auf der gewünschten Zahl steht.
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Die drei Angaben 00, 1200 und 2400 bezeichnen die Einsteilmarken für
die Winkeleinstellung(2). Wie in Fig. 3 gezeigt, stösst ein Anschlagstift lllA auf
der Scheibe 111 gegen den Anschlag lllB, um eine Einstellung der Zahl-Wählscheibe
über 31 Positionen hinaus zu verhindern.
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Der Bruchkodierer ist in ähnlicher Weise mit einem vollständigen Lochring
92 ausgestattet, durch den gemäss der Darstellung in Fig. 2 von einem Knopf 57 aus
ein Stift 93 eingeführt werden kann, der im Ende eines Armes 94 axial verschiebbar
angeordnet ist, welcher sich um die Welle 103 dreht. Auf einer Lagerung 95 ruht
ein einstellbares Sternrad 96 zur Bruchkodierung und ist mit 32 Zähnen 105 zum Einrasten
sowie einer entsprechenden Anzahl von randnahen Oeffnungen 97 ausgestattet, die
zur Aufnahme des Stiftes 93 dienen. Eine Scheibe 104 ist an der Unterseite des Sternrades
96 befestigt. Am Umfang der Scheibe 104 ist eine einzelne Kerbe 98 zum Antrieb des
malteserkreuzgetriebeartigen Uebertragsmechanismus vorgesehen, um eine ganze Zahl
zu übertragen, die sich durch Addition von zwei Brüchen.
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ergibt.
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Gcmäss der Darstellung in Fig. 1 sind zwei Ringe mit Bruchmarkierungen
durch Angabe der Zähler 0 bis 31 und 31 bis 0 um den Lochring 92 herum-angeordnct.
Sie zeigen die Additions- und Subtraktionseinstellungen für die gewünschte Anzahl
von 1/32- Schritten an, die mit dem Bruch-Wahlknopf 57 gewählt wird. Um den gewünschten
Bruch einzustcllen, wird der Wahlknopf 57 zunächst auf die Null-Marke gestellt und
dann durch Niederdrücken des Knopfes der Stift 93 in eine OeS£nung 97 eingeführt
Wenn zur Addition das Rad 96 im Uhrzeigersinn auf die gewünschte Brucheinstellung
wie zum Beispiel 8/32 gemäss der Darstcllung eingestellt ist, zeigt die Anzeigespitze
99 am Wahlknopf 57 auf diese Marke. Dann wird der Wahlknopf 57 wieder losgelassen
und kehrt durch die Fcderspannúng wieder in die Stellung zurück, in welcher der
Stift 93 nicht mehr in eine Bohrung im Lochring eingreift. Das Rad 96 bleibt in
der eingestellten Stellung stehen, da die beiden Rader 88 und 9b' als einrastbare
Kommutato-rspeicher ausgebildet sind;
Der innere Aufbau der Steuerkonsole
54 ist am klarsten in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Eine Grundplatte 100 ist an den
vier Ecken mit Bolzen 101 im Gehäuse 77 befestigt.
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Eine hochstehende Welle 102 trägt das Lager 87 für das Zahlrad 88
und die Scheibe 111, eine andere Welle 103 das Lager 95 für das Bruchrad 96 und
die Scheibe 104.
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In die Rasten 105 am Sternrad greift die abgerundete Spitze lot eines
Rastarmes 107 ein, der um seinen Lagerpunkt 108 drehbar und durch eine Feder 109
so vorgespannt ist, dass er die Einstellung des Sternrades festhält. Ein entsprechender
Rastarm 110 arbeitet in gleicher Weise mit den Rasten am Zahlrad 88 zusammen.
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Um die in Fig. 4 gezeigte Welle 103 läuft lose eine Hülse 112, die
den auf die Welle gesetzten Arm 94 trägt. Das Lager 95 trägt das Bruchrad 96 und
die Scheibe 104. An der Unterseite der Scheibe 104 befindet sich eine Isolierschicht
113, auf der Leitungsbahnen 114 gemäss der Darstellung in Fig. 3A ausgebildet sind.
Diese Leitungsbahnen
114 geben Ausgangssignale in binäre; Form
ab, die der gewählten Einstellung der Scheibe in Bezug zu einem Satz Aufühlbürsten
115 entsprechen, welche von einem Isolierblock 116 ausgehen und auf den Leitungsbahnen
114 schleifen. In Fig. 3 ist die Lage des Blockes 116 auf der Grundplatte 100 so
dargestellt, dass die Bürsten 115 auf den mit den Bahnen 114 in Verbindung stehenden
Bürstenbahnen 115A so schleifen, dass die Wählscheibe in beiden Richtungen be-.
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wegt werden kann.
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Gemäss der Darstellung in Fig. 4 ist ein ähnlicher Bürstensatz 117
auf einem Block 118 befestigt und drückt auf die in einer Isolierschicht 120 an
der Unterseite der Zahlscheibe 111 ausgebildeten Leitungsbahnen 119. Die Bürsten
folgen den in Fig. 3 gezeigten Bürstenbahnen 117A. Gemäss der Darstellung in Fig.
4 sind die Einzelteile auf der Welle 102 für die Zahl-Scheibeneinsteilungen praktisch
genauso angeordnet wie die auf der Bruch-Scheibenwelle 103. Der Arm 86 läuft lose
auf der Welle 102 während das Rad 88 und die Scheibe 111 am Lager 87 befestigt sind,
das sich lose auf der Welle 102
dreht. Die Zahl-Einstellung wird
beim Zahlrad genau wie beim Bruchrad auch durch einen Rastarm 110 festgehalten,
der in die sägezahnförmig ausgebildeten Vertiefungen der Rasten des Sternrades 88
eingreift.
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Die oben beschriebene Steuerkonsole 54 ist eine wirtschaftlich brauchbare
Schalttafel mit 2 Wählscheiben zur digitalen Eingabe ganzer Zollwerte und deren
Bruchteile zwecks' Umkodierung in binäre 5-Bit-Zeichen. Solche Zeichen werden in
den Koordinaten-Betriebsarten X, Y, Z zur Steuerung der Grösse einer Bewegung oder
in der BctriebsartOzur Steuerung der Winkeleinstellung eines Bearbeitungsgerätes,
bzw. bei der Betriebsart "Markierung" zur Lochung eines Lochstreifens mit 5 Binärstellen
verwendet.
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Die Verstelldaten zur Steuerung eines Bearbeitungsgerätes von der
Steuerkonsole her müssen seriell in zwei aufeinander folgenden Binär zeichen gegeben
werden, die eine
ganze Zahl (1 bis 31 und einen Bruch (0 bis 31/32
- in 1/32 Schritten) darstellen. -Demzufolge sind die Kodierräder 88 und 96 für
die Einstellung auf 32 Positionen ausgelegt, die jeweils ein Binärzeichen aus 5
Bits darstellen, das elektrisch ablesbar ist-. Für Addition oder Subtraktion werden
die Räder durch die Arme 86 und 94 im Uhrzeigersinn oder diesem entgegengesetzt
eingestellt.
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Wenn der Bruchwahlknopf 57 z. B. zuerst auf 24/32 und dann auf weitere
16/32 gestellt wird, so dass die Gesamtverstellung des Bearbeitungsgerätes 1 1/4
Einheiten beträgt, dann macht die Bruchscheibe 104 insgesamt 1 1/4 Umdrehungen und
eine t2Einst' muss daher auf das Zahlrad 88 übertragen werden.
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Zum Uebertrag einer "Eins" ist ein malteserkreuzgetriebeartiges Zapfenrad
121 zwischen den-beiden Scheiben 104 und 101 angeordnet. Wcnn die Bruchscheibe 104
eine volle Umdrehung ausführt, greift einer der vier Zapfen 121A
des
Zapfenrades 121 in die einzelne Uebertragskerbe 98.am Rande der Bruchscheibe 104
ein. Das Zapfenrad 121 dreht sich leicht auf einem Lagerbolzen 122, der sich auf
einer schwenkbaren Brücke 124 befindet, welche am Punkt 123 gelagert und durch eine
Feder 125 so vorgespannt ist; dass das Zapfenrad 121 irnmer mit zwei Zapfen 121A
am äusseren glatten Rand der Bruchscheibe 104 anliegt. Wenn jetzt einer der Zapfen
121A in die Uebertragskerbe 98 einfällt, führt das Zapfenrad 121 eine Viertelumdrehung
aus und ein anderer seiner vier Zapfen 121A schwingt in eine der Einkerbungen 90
des Zahlrades 111 und dreht dieses um einen Schritt weiter. Dadurch wird der Wert
einer Einheit, d. h. im Ausführungsbeispiel eine 1 addiert und auf das Zahl rad
übertragen. Subtraktionsüberträge erfolgen in umgekehrter Richtung.
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Während eines Uebertrages führt das Zapfenrad 1Z1 nicht einfach eine
Drehbewegung aus, sondern eher eine Sc.hubbewegung, durch welche das Zahlrad 88
vor und nach einer
Uebertragsbewegung -sich ausreichend frei bewegen
kann.
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Die Schubbewegung des Zapfenrades 121 wird durch die geringe Tiefe
der Uebertragskerbe 98 ermöglicht. Dadurch bewegt sich der Stift 121A bei Eingriff
in die Kerbe 98 relativ zur Scheibe 104 nur wenig. Während der Drehung um den Drehpunkt
122 stellt der eingreifendc Zapfen 121A selbst das Momentanzentrum einer Drehbewegung
dar und wird gemäss der Darstellung in Fig. 3 leicht nach links verschoben, während
sich die Scheibe 104 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Während dieser Drehung der
Bruchscheibe 104 schwenkt der diametral gegenüberliegende Zapfen 121A um die Welle
122. Der gegenüberliegende Zapfen 121A wird ausserdem in einem angehobenen Bogen
um den eingreifenden Zapfen 121A herum abgelenkt, der ihn weit in die Einkerbung
90 hineinführt, und die Zahlscheibe 111 um einen Schritt weiterdreht. Durch diese
Schubbewegung um den Drehpunkt 123 läuft der gegenüberliegende Zapfen weiter nach
rechts zurück, als dies bei einer einfachen Drehung um die Welle 122 der Fall wäre.
Demnach können die Einstellungen der Zahl scheibe 1 11
beliebig
gewählt werden, ohne dass die Einstellung der Bruchscheibe 104 dadurch gestört wird,
weil ja die Zapfen 121A des Uebertragsrades jetzt ausscrhall.r der Bcwegungsbahn
der Einkerbungen 90 an der Zahl scheibe 111 liegen.
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Dic allgemeine Arbeitsweise der Steuerkonsole wird kurz an Hand der
Fig. 1 beschrieben. Wenn z. B. der Arm des Bearbeitungsgerätes um fünf Einheiten
ausgefahren werden soll, wird die Zeiger spitze 91 am Zahl-Wahlknopf 56 zunächst
auf die Zahl Null gestellt und dann der Knopf gedrückt bis der Stift in eine Bohrung
einfällt. Dann wird der Knopf mit dem Zeiger und der Scheibe im Uhrzeigersinn gedreht.
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bis die Zeiger spitze auf 5 steht. Wenn die Arme des 3arbeitungs gerätes
zusammengefaltet werden sollen, wird das Kodierrad 88 entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht. Die Null-Positionen der beiden Kodierräder 88 und 96 sind für das nruchrad
96 durch eine Marke 126 neben einer Oeffnung 97 und für das Zahlrad 88 durch eine
Marke 127 neben einer Oeffnung 89 gekennzeichnet.
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In Fig. 1 sind für Winkeleinstellungen links neben dem Lochring 84
die Grobeinstellungen von 00, 1200 und 240° (neben den Marken für 0, 1 und 2 Einheiten)
angegeben, während die Feineinstellung mittels des Bruchrades rechts in Schritten
von 3 3/40.erfolgt, entsprechend 1/32 von 1200.