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Zusammenfassung
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Lire Lochereinheit für Fernschreiber mit einem ochrittschaltmotor,
der mit einem Schneckengetriebe, welches mit einem stiftetragenden Schaltrad zum
Antriebdes Tochpapierstreifens kämmt und mit einem Kurvenlied, welches geeignet
ist, alle Stanzdorne gleichzeitig zu betätigen, direkt gekoppelt ist. Dabei sind
zwischen dem Kurvenglied und jedem Stanzdorn zurückziehbare Abstandseinrichtungen
vorgesehen, die von Solenoiden so betätigbar sind, daß der entsprechende Stanzdorn
gegenüber dem Kurvenglied wahlweise außer Betrieb gesetzt wird.
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Hintergrund der Erfindung Die Erfindung betrifft Lochvorrichtungen
für Papierstreifen, insbesondere für Fernschreiber, die aber auch für andere Zwecke,
z.B. für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen, selbstkorrigierende Schreibmaschinen
und, am wichtigsten, für Rechner geeignet ist.
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Wie bekannt, sind Lochvorrichtungen der oben genannten Art normalerweise
mit dem Fernschreiberpult gekoppelt und geeignet, Löcher in einen Papierstreifen
zu stanzen, die nach einem vorherbestimmten und international akzeptierten Code
die erhaltene Information darstellen, die üblicherweise gleichzeitig von der Druckeinheit
des Telexbüros gedruckt wird. Der Lochstreifen kann dann jeder Zeit anschließend
weiterverarbeitet und die Information vom Drucker nachgedruckt werden.
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Herkömmliche Lochvorrichtungen weisen im wesentlichen eine zweiteilige
Matrize auf, die der Papierstreifen zur Bearbeitung durchläuft. Die Matrize hat
zwischen fünf und acht Datenlöcher und mindestens ein Steuerloch für das Stiftrad
oder Zahnrad zum Streifentransport.
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Bei Empfang eines Stanzimpulses wird einer oder alle Stanzdorne einer
Serie betätigt. Die Anzahl Perforationen, die im Papier entstehen und deren relative
Lage stellen gemäß dem Code ein Symbol dar, welches dem von der Teledruckvorrichtung
gedruckten Symbol entspricht, wobei diese Vorrichtung und die Lochvorrichtung auf
die gleichen Strom/Spannungs-Eingangsimpulse ansprechen, die an der gleichen Empfangsstation
ankommen.
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Bei einem bekannten Verfahren erfolgt die Betätigung jedes beliebigen
einzelnen Stanzdornes dadurch, daß der Dorn entweder direkt oder über ein Ilebelsystem
mit seinem ihm zugeordneten Solenoid verbunden ist. Die Bewegung des Eisenkerns
des Solenoids wird folglich in die tatsächliche Arbeitsbewegung des Stanzdornes
umgeformt.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, daß selbst bei Verwendung geeigneter
Hebelsystene die Solenoide oft iwLerlastet werden. Das hat zur Anordnung größerer
und dauer;rfterer Solenoide auf Kosten von Platzbedarf, Stroverrücn und Reaktionsgeschwindigkeit
geführt. Um diese unangenehmen Folgeerscheinungen zu vermeiden, sind systeme entticlçelt
worden, bei denen die hauptsächliche Stanzbewegung aller Dorne von einer mechanischen
Einrichtung bewirkt wird, die einen elektrischen Schrittschaltmotor aufweist, der
eine Scheibe mit vielen Kurven oder Nocken antreibt, wobei gleichzeitig noch die
auf Codierimpulse ansprechenden Solenoide vorgesehen sind, jedoch nur zur Betätigung
einer Einrichtung zum wahlweisen Neutralisieren oder Aufheben der genannten Bewegung
gegenüber den zugehörigen Stanzdornen.
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Auch dies Verfahren hat sich nicht recht als zufriedenstellend erwiesen.
Es erfordert den Einbau einer zusätzlichen getrennten Einheit, die mit der Lochvorrichtung
verbunden ist und große mechanische und elektronische Synchronisierprobleme schafft.
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Lochsysteme umfassen ferner eine Zugeinrichtung für den Papierstreifen
mit einem stifte tragenden Schaltrad oder Zahnrad, welches in Bewegungsrichtung
hinter der Matrize angeordnet und geeignet ist, mit der zusätzlichen Reihe von Steuerperforationen
zu kommen, die bei jedem Hub der Stanzdornanordnung ausgestanzt werden.
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Normalerweise wird dies Zahnrad stufenweise von irgendeinem Solenoid
einer weiteren Solenoidgruppe angetrieben, die jeweils auf die ankommenden Druckimpulse
ansprechen und eine vorher eingestellte Umdrehung des Rades bewirken. Wiederum führt
die große Anzahl benötigter Solenoide zu Konstruktionsproblemen und beeinträchtigt
die Auslegung und Leistung der Anlage.
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Zusammenfassung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es ganz allgemein,
die Ieistung und Geschwindigkeit der genannten Anlagen zu ver-Hinblick auf bessern,
und zwar insbesondere im die Erfordernisse bei Anwendungsfällen für Rechner.
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Aufgabe der Erfindung ist es auch, die Konstruktion herkömmlicher
Anlagen hinsichtlich ihrer beiden Unteranordnungen zu vereinfachen, nämlich in der
Stanzanordnung und auch in der Antriebsanordnung für den Papierstreifen.
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Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, das Kurvenglied für die
Stanzdorne und das Zahnrad für den Streifentransport mit dem gleichen elektrischen
Schrittschaltmotor zu koppeln.
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Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Leistung der herkömmlichen
Einrichtung zum wahlweisen Neutralisieren oder Aufheben der Dornbewegung zu verbessern.
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Gemäß der Erfindung wird eine Lochvorrichtung zum Ausstanzen von
Reihen kodierter Perforationen aus einem kontinuierlichen Streifen gemäß elektrischen
Hingangsimpulsen geschaffen, die eine Stanzmatrize, eine Reihe von Stanzdornen,
die der Stanzmatrize zugeordnet sind, ein von einem Motor angetriebenes Kurvenglied
zum abwechselnden Eingriff mit den Stanzdornen und zur Freigabe derselben, welches
zwischen einer Betriebsstellung, bei der die Stanzdorne die Stanzmatrize durchdringen
und einer Zwangsstellung arbeitet, bei der die Stanzdorne von der Matrize zurückgezogen
werden, eine 'ahlereinrichtung zum wahlweisen Ausführen der Betätigung und Stillsetzung
der Stanzdorne und ein stiftetragendes Schaltrad zum Ziehen des Streifens aufweist.
Diese Lochvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das stiftetragende Schaltrad
von einem mit dem Motor gekoppelten Schneckenrad angetrieben wird.
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Vorzugsweise weist die genannte Wählereinrichtung eine Reihe von
verschiebbaren Abstandsmitteln auf, die zwischen dem Kurvenglied und jedem der Stanzdorne
vorgesehen sind und jeweils an eine elektromechanische Vorrichtung angeschlossen
sind, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß bei Betätigung jeder dieser Vorrichtungen
der entsprechende Stanzdorn entweder mit dem Kurvenglied in Eingriff oder außer
Eingriff gebracht wird und damit entweder in die Betriebsstellung verschoben oder
in der Ruhestellung gehalten wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht der kompletten Anlage;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Anlage gemäß Fig. 1; Fig. 3 eine schematische Ansicht
der Stanz- und Wählerunteranordnungen; Fig. 3a eine Draufsicht auf die Stanzmatrize;
Fig. 3b einen Querschnitt längs der Linie B-B in Fig. 3; Fig. 4 ein Detail des mit
dem Schneckenrad kämmenden stiftetragenden Schaltrades; Fig. 5 die Anordnung der
Schneckengewinde in vergrößertem Maßstab; Fig. 5a einen Querschnitt eines Schneckengewindes
längs der Linie A-A in Fig. 5; Fig. 5b einen Querschnitt eines Schneckengewindes
längs der Linie B-B in Fig. 5 und Fig. 5c einen Querschnitt eines Schneckengewindes
längs der Linie C-C in Fig. 5.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele Die in den Fig.
1 und 2 gezeigte Anlage weist insgesamt einen elektrischen Schrittschaltmotor 10
auf, der geeignet ist, sich bei jeder Betätigung um einen vorherbestimmten Bruchteil
einer Umdrehung zu drehen. Diese Steuerung des Motors kann durch einen beliebigen
herkömmlichen elektronischen Zeitgeber oder eine andere bekannte Einrichtung bewirkt
werden. Es hat sich jedoch für die
besonderen Zwecke der Erfindung
als ratsam erwiesen, eine Steuerung auf der Basis einer lichtempfindlichen Einrichtung
zu verwenden, wozu Einzelheiten nachfolgend beschrieben werden.
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Auf der Abgabewelle 12 des Schrittschaltmotors 10 ist eine Schlitzscheibe
14 zum Zummenwirken mit einem lichtempfindlichen Element 16 sowie eine Kurvenscheibe
18 und eine besonders konstruierte Schneckengewinde scheibe 20 fest angebracht.
Die Schneckengewindescheibe 20 Xz.t mit einem stiftetragenden Schaltrad 22, dessen
Stifte 24 über die Oberfläche 26 der Führungsplatte 42 für den Sapierstreifen (Fig.
3) der Stanzmatrize 28 hinausragen.
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Es ist eine Gruppe von Solenoide 30 (bei dem gezeigten Beispiel fünf
Einheiten) vorgesehen, die einen «estand voneinander haben und längs eines Bogens
angeordnet sind. Mit den Ankern 36 der Solenoide 30 sind Hebel 32 mit einem Ende
gelenkig verbunden, die insgesamt zum Krü:nmungsmittelpunkt des Bogens weisen und
jeweils um £rehpunkte 34 schwenkbar sind, welche in geeigneten Schlitzen in Platten
35 abgestützt sind. An ihrem anderen Ende sind die Hebel mit Wählerstangen 38 verbunden.
Die Hebel eind von Zugfedern 39 in Richtung der Wählerstangen 38 gezogen.
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Die in Fig. 3 gezeigte Stanzunteranordnung weist die Stanzmatrize
28 auf, die aus einem Oberteil 40 und einem Unterteil 42 zusammengesetzt ist, zwischen
denen ein Schlitz 44 gebildet ist, durch den der hier nicht gezeigte Papierstreifen
laufen kann. Oberteil und Unterteil 40 und 42 sind mit fluchtenden Kodierstasizbohrungen
46 sowie einer zusätzlichen, normalerweise kleineren Steuerbonrung 48 (siehe Fig.
3a) versehen, die dazu ausgestanzt ist, das hier nicht gezeigte, stiftetragende
Schaltrad 22 zu betätigen.
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Mit den Bohrungen 46 und 48 sind die Stanzdorne 50 in
senkrechter
Richtung ausgerichtet und in einer Reihe von Bohrungen 52 verschiebbar geführt,
die in einem Block 54 vorgesehen sind. Jeder Stanzdorn hat einen ersten ausgesparten
Bereich 56 und einen zweiten ausgesparten Bereich 58. Der ausgesparte Bereich 58
wirkt mit einem Blockierstück 60 zusammen, welches die unterste Ruhestellung des
Stanzdornes bestimmt. Imerhalb des vom ausgesparten Bereich 56 begrenzten Raumes
kann ein vorspringender Teil 62 eines von der Kurvenscheibe angetriebenen Schlaggliedes
64 sich hin und herbewegen, um die Stanzdorne abzusenken, wenn das Schlagglied von
einem Kurvenfolgeglied 66 in Form eines Kugellagers angehcben ist. Der aufwärts
gerichtete Antriebshub der Stanzdorne wird von einem Teil 68 des Schlaggiledes 64
in einer unten näher beschriebenen Weise ausgeführt. Die Abwärtsbewegung des Schlaggliedes
64 wird von Druckfedern 70 gewährleistet, die auf das Schlagglied wirken, wie aus
der Zeichnung hervorgeht.
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Wie schon erwähnt, ist eine Vielzahl von Wählerstangen 38 vorgesehen,
die von den Solenoiden 30 über die Hebei 32 betätigbar sind. Diese ählerstangen
38 erstrecken sich so, daß ihre freien Enden auf der Oberfläche des Teils 68 unterhalb
der Köpfe der Stanzdorne 50 ruhen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der
freie Endbereich der jeweiligen Wählerstange 38 bei Betätigung eines beliebigen
der Solenoide 30 den Raum zwischen dem Teil 68 und dem Kopf des Stanzdornes freigibt.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des für
die Zwecke der Erfindung besonders geeigneten Getriebes aus dem stifte tragenden
Schaltrad und der Schneckengewindescheibe. In Anbetracht der außerordentlich hohen
Geschwindigkeit und der erforderlichen Genauigkeit hat sich erwiesen, daß ein einfaches
Schneckengetriebe, bei dem zu jedem Zeitpunkt jeweils nur ein Stift mit dem Schneckenrad
in Eingriff steht, nicht ausreichend
ist. Deshalb ist eine Schnecke
mit einem Vielfachgewinde mit Doppelspur entwickelt worden, bei dem jede Spur so
profiliert ist, daß ständig Eingriff mit mindestens zwei Stiften beibehalten ist.
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Die Schneckengewindescheibe 20 hat eine Anzahl von herausgearbeiteten
Gewindeanfangsstellen 20a, 20b, 20c usw., die der Anzahl von Stufen pro Umdrehung
des Schrittschaltmotors 10 entspricht (siehe unten). Jedes Gewinde verläuft längs
einer gebrochenen Linie mit zwei in Umfangsrichtung parallelen Abschnitten, die
zwischen drei geneigten Abschnitten verlaufen. Das Gewinde mit der Gewindeanfangsstelle
20a hat also parallele Abschnitte 20a1 und 20a2 und geneigte Abschnitte 20a3, 20a4
und 20a5. Das gleiche trifft für die übrigen Gewinde 20b, 20c usw. zu, wie teilweise
aus Fig. 5 zu entnehmen ist.
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Um einen wirksamen Eingriff bei minimalem Schlupf der Stifte 22a
und 22b in den Gewinden 20a und 20b zu gewährleisten (wobei es sich natürlich um
einen vorübergehenden Zustand handelt), sind die entsprechenden Vertiefungen der
Gewinde so geschnitten, wie in den Fig. 5a, 5b und 5c beispielhaft gezeigt, d.h.
der axiale Querschnitt der Gewinde ändert sich kontinuierlich entsprechend der tatsächlichen
Neigung der Stifte 22a und 22b im Verhältnis zur Schneckengewindescheibe 20, was
durch die Winkel Al, A2 und A3 dargestellt ist.
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Dies zuletzt beschriebene Merkmal der Erfindung wird für sehr wichtig
gehalten, insbesondere wenn es darum geht, die schweren Betriebsanforderungen und
hohen Geschwindigkeiten wie bei Rechnern zu erfüllen.
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Es sei noch einmal daran erinnert, daß die Kurvenscheibe 18 (Fig.
1 und 2) und die Schlitzscheibe 14 beide mit der Antriebswelle 12 des Schrittschaltmotors
10 fest gekoppelt sind. Die Kurvenscheibe hat eine Anzahl von Kurven oder Nocken
18a, 18b, 18c usw. entsprechend
der Anzahl von Gewindeanfangsstellen
20a, 20b, 20c usw., wobei jeder Nocken so weit vorsteht, daß er das Kurvenfolgeglied
66 (und das Schlagglied 64) so weit anheben kann, wie es für den Stanzhub der Stanzdorne
50 nötig ist. Die Nocken sind vorzugsweise so gestaltet, daß sie zunächst die Stanzdorne
ziemlich rasch anheben, daß sie beim tatsächlichen Stanzhub die Geschwindigkeit
mäßigen, um die größtmögliche Kraft zu erreichen, und daß sie einen raschen Rückzug
unter der Kraft der Federn 70 ermöglichen.
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Die relative Winkel- und axiale Stellung der Schneckengewindescheibe
20 und der Kurvenscheibe 18 kann mit Hilfe von Befestigungsmitteln 72 in Form von
Schlitzen und Schrauben bzw. Stellschrauben 74 eingestellt werden.
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Die Schlitzscheibe 14, die geeignet ist, das lichtempfindliche Element
16 zu aktivieren, ist mit einer Anzahl von radialen Schlitzen 14a, 14b, 14c usw.
längs ihres Umfangs versehen, die der Anzahl der Nocken und Gewindeanfangsstellen
entsprechen.
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Oben an der Lochvorrichtung kann oberhalb der Stanzmatrize 28 eine
Sammelvorrichtung 76 für Papierschnitzel in Form einer umgekehrten Schüttrinne angeordnet
sein, die die ausgestanzten Papierscheibchen aufnimmt.
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Die für den Betrieb der Lochvorrichtung nötige elektrische Installation
umfaßt die Stromversorgung für den Motor, die Impulseingangsleitungen an die entsprechenden
Solenoide und eine geeignete elektronische Schaltung fur das lichtempfindliche Element
16, wozu, wie weiter unten näher erläutert, eine automatische "Verdunklungs-" oder
Deaktivierungsanordnung gehört, die bei Jedem Kodierzyklue betätigbar ist.
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Bei Beginn des Betriebes der Lochvorrichtung gemäß
dem
hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der erfindung wird der Schrittschaltmotor
10 eingeschaltet und dreht die Schlitzscheibe 14 um einen Bruchteil einer Umdrehung,
nämlich so weit bis einer der Schlitze 14 in der Scheibe in der Nähe des lichtempfindlichen
Elements 16 angeordnet ist. Auf die Fotozelle fallendes Licht bewirkt dann, daß
diese in bekannter Weise den Motor sofort anhält, indem sie die Stromzufuhr unterbricht.
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Die Winkelstellungen der Schneckengewindescheibe 20 und der Kurvenscheibe
18 sind so voreingestellt, daß in diesem Zeitpunkt das stiftetragende Schaltrad
22 mit einem beliebigen der geraden Gewindeabschnitte kämmt, z.B.
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20a1 und 20a2, während ein Nocken der Kurvenscheibe 18 gerade dabei
ist, mit dem Kurvenfolgeglied 66 in eingriff zu treten. Die Anlage ist ferner so
synchronisiert, daß jetzt Eingangskodierimpulse ankommen, die eins oder mehrere
der Soleroide 30 erregen. Ein erregtes Solenoid zieht seinen Anker 36 an und zieht
folglich aufgrund der Hebelverbindung mit der Wählerstange 38 die Wählerstange weg
aus der Stanzunteranordnung 28 (Fig. 3). Das freie Ende der Wählerstange 38 ist
folglich nicht mehr unter dem Kopf des entsprechenden Stanzdornes 50 angeordnet.
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Nach einem vorherbestimmten Intervall schaltet die oben genannte
automatische Deaktivierungseinrichtung des lichtempfindlichen Elements 16 den Schrittschaltmotor
10 ein, was einen weiteren Umdrehungsschritt. der Anordnung aus Schlitzscheibe,
Kurvenscheibe und Schneckengewindescheibe auslöst. Zunächst wird der Stanzhub des
Schlaggliedes 64 ausgeführt. Allerdings ist das Anheben des Schlaggliedes 64 so
ausgelegt, daß bei Abwesenheit der dazwischen angeordneten Wahlerstange 38 die Oberfläche
des Teils 68 nicht die nötige Höhe erreicht, um auf den Stanzdorn 50 einen Schlag
auszuüben. Für diesen speziellen Stanzdorn fällt also der Stanzvorgang aus, aber
nicht
für irgendeinen der anderen Stanzdorne, deren zugehöriges
Solenoid nicht durch einen Eingangskodierimpuls aktiviert wurde.
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Es liegt ohne weiteres auf der Hand, da13 die Betriebsweise auch
leicht umgekehrt sein kann, d.h. daß die Aktivierung eines Solenoids das Ausstanzen
des Papiers bewirkt und nicht das Aufheben des Stanzvorganges.
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Um dies Ergebnis zu erreichen, ist es (als Beispiel) lediglich nötig,
die Solenoide an der anderen Seite der Hebel 32 anzuordnen.
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In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß gemäß einer Alternativlösung
die Hebel 32 auch ganz weggelassen sein und die wählerstangen 38 direkt mit den
Ankern der Solenoide verbunden sein können.
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Die restliche Umdrehung des Schrittschaltmotors bis zum erneuten
Anhalten durch die lichtempfindliche Vorrichtung bewirkt, daß der hier nicht gezeigte
Papierstreifen von dem stiftetragenden Schaltrad 22 weitergezogen wird und der oben
beschriebene Betriebsablauf sich wiederholt.
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Versuche mit der erfindungsgemäß konstruierten Lochvorrichtung haben
bewiesen, daß selbst unter schweren Belastungs- und Geschwindigkeitsbedingungen
ein dauerhafter und zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist.
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Zusätzlich zu diesen und weiteren Vorteilen liegt ohne weiteres auf
der Hand, daß die hier vorgeschlagene Konstruktion einen unbegrenzten Rückschaltbereich
erlaubt (zum Zweck der Korrektur von Informationen). Dies war bei den bisher bekannten
Anlagen nicht möglich.
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Diese Merkmale sind in erster Linie der integralen, raumsparenden
Konstruktion zuzuschreiben, die das Sohneckengetriebe und die Kurvenscheibe aufweist,
welche
beide auf der gleichen Abgabewelle des Motors angebracht
sind, in Kombination mit der oben beschriebenen Anordnung der verschiebbaren Wählerstangen,
Es liegt für den Fachmann auf der Hand, daß verschiedene Änderungen, Abwandlungen
und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu
verlassen. So kann z.B. die lichtempfindliche Vorrichtung durch geeignete mechanische
Kontaktanordnungen, Kupplungen oder durch elektronische Speichervorrichtungen ersetzt
sein, mit denen die genaue schrittweise Umdrehung des Motors erreioht wird.
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