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Verschlüsselungsmaschine Die Erfindung betrifft eine Verschlüsselungsmaschine,
die sich zur Aufgabe gestellt hat, elektrische Stromwege, die einzelnen Schriftzeichen
zugeordnet sind, zu vertauschen und den vertauschten Stromwegen Schriftzeichen willkürlich
zuzuordnen und diese durch Niederschrift oder durch ein Lichtsignal zu kennzeichnen.
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Geräte dieser Art sind bereits bekannt. Es werden bei den bekannten
Geräten .durch den Druck einer Schriftzeichentaste Stromwege geschlossen, die durch
eine oder mehrere Permutationswalzen führen und beispielsweise Lämpchen zugeleitet
werden. Die einzelnen Walzen enthalten so viel Kontakte, wie Schriftzeichen vorgesehen
sind, wobei die Leitungswege zwischen den Stromzuführungskontakten und den Stromabnahmekontakten
innerhalb der Walzen beliebig vertauscht sind. Bei jedem Tastendruck wird bei einer
der -bekannten Maschinen !die erste Walze jeweils um einen Schritt weitergeschoben,
die dann nach jeder Umdrehung ihrerseits die jeweils nächste Walze in Bewegung setzt.
Die Bewegung der einzelnen Walzen wird unmittelbar durch den Tastendruck ausgelöst.
Verschlüsselungsmaschinen dieser Art lassen nur eine sehr begrenzte Tastgeschwindigkeit
zu, nachdem der erforderliche Kraftaufwand beim Tasten, der die Reibungskraft der
Walzen überwinden muß, verhältnismäßig groß ist.
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Die Erfindung läßt eine bisher noch unerreichte Verschlüsselungsgeschwindigkeit
von sieben Anschlägen je Sekunde zu und ermöglicht .damit den unmittelbaren Anschluß
fder Verschlüsselungsmaschine an eine handelsübliche Fernschreibmaschine. Die erfindungsgemäße
Maschine enthält eine beliebige Zahl, beispielsweise fünf Permutationsscheiben,
die sämtlich auf einer Achse angeordnet
sind. Die einzelnen Permutationsscheiben
tragen auf beiden Stirnseiten die dem Tastwerk zugeordneten ITöntakte, (die kreisförmig
angeordnet sind. Zwischen je zwei Scheiben befindet sich eine Bürstenscheibe, .die
auf beiden Seiten federnde Kontaktbürsten trägt, die den einzelnen Kontakten derPermutatiönsscheibenzugeordnet
sind: Währenrd die Bürstenscheiben mit (der gemeinsamen Achse durch Mitnahmekeile
verbunden sind, sind die Permutationsscheiben auf (der gemeinsamen ,Achse frei .drehbar
gelagert. Die Achse wird motorisch angetrieben und jeweils bei Auslösen einer Taste
um mehrere Kontaktschritte gedreht. Mit dieser werden sich die Bürstenscheiben drehen
und durch die Kontaktreibung die Permutationsscheiben mitnehmen, sofern letztere
nicht ,durch besondere Magnete festgehalten wenden. Durch ,den motorischen Antrieb
des ganzen Schaltwerkes wird die hohe Schaltgeschwindigkeit gewährleistet. Weiterhin
wird durch die Reibung, die bei jedem Schritt zwischen den Kontaktbürsten und den
Kontakten entsteht, eine stetige Reinhaltung (der Kontakte und eine einwandfreie
Kontaktgabe gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens wird die Vorwärtsschaltung
der einzelnen Permutatiönsscheiben, die durch die Betätigung der den Scheiben .zugeordneten
Magnete 'während der Fortschaltzeit ausgelöst wird, durch die einzelnen Tasten verursacht,
so daß .die Fortschaltung der Scheiben im wesentlichen von .dem geschriebenen Text
abhängig ist. Es können beispielsweise die vorgesehenen Tasten in fünf Gruppen aufgeteilt
werden, wobei .die einzelnen Tasten willkürlich den verschiedenen Gruppenzugeordnet
sind. Jede :dieser fünf Gruppen beeinflußt Aden Magneten einer Permutationsscheibe,
so -daß die eine oder andere Permutationsscheibe weitergeschaltet wird, je nachdem
eine Taste der einen oder der anderen Gruppe betätigt wird.
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Gemäß einer weiteren Erfindung ist es möglich, zwischen den Tastleitungen
und den Magneten der Permutationsscheiben noch ein Vertauschungswerk zwischenzuschalten,
welches die Zuordnung der einzelnen Tastengruppen zu den Magneten an sich willkürlich
vertauscht.
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Gemäß einer weiteren Erfindung wird die Auslösung der einzelnen Permutationsscheiben
durch einen besonderen Fünferlochstreifen vorgenommen, mit dem das Gerät gespeist
wird. Jede Lochung des Fünferlochstreifens kann einem Magnet der Permutationsscheiben
zugeordnet sein, wobei die Zuordnung wieder durch ein zusätzliches Peranutationsglied
vertauscht werden kann. Dabei ist es beispielsweise möglich, eine Fortschaltung
dann vorzunehmen, wenn der Lochstreifen gelocht ist, während keine Fortschaltüng
vorgenommen wird, wenn der Lochstreifen nicht gelocht ist. Eine andere Möglichkeit
der Beeinflussung (des Schrittschaltwerkes durch einen Lochstreifen besteht .darin,
daß beispielsweise -der Reihe nach die erste, zweite, dritte usw. Permutationsscheibe
gedreht wird, wobei jeweils so viel Schritte durchgeführt wenden, wie .der Lochstreifen
Lochungen in der betreffenden Lochreihe aufweist. Auch hierin läßt sich eine nochmalige
Permutation der jeweiligen Zuordnung der Lochreihen zu den Permutationsscheiben
erzielen.
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Es ist möglich, außer dieser Fortschaltung der Permutationsscheiben
auch eine zusätzliche gegenseitige Beeinflussung der Permutatiorisscheben einzuführen,
und zwar derart, daß jede Permutätionsscheibe eine Folge unregelmäßiger Kontakte
auf ihrem Umfang trägt, wobei jeweils dann rdie nächste oder irgendeine beliebig
zugeordnete Scheibeweitergeschaltet wird, wenn der jeweilige Nocken einen zugeordneten
Kontakt schließt.
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Zur Durchführung der Verschlüsselung ist es notwendig, eine vorgeschriebene
Ausgangsstellung der einzelnen Permutationsscheiben einzuführen. Dies wird dadurch
erzielt, (daß den Magneten Handtasten zugeordnet werden, bei deren Druck die Magnete
bei gleichzeitig laufendem Antrieb der Hauptachse jeweils einen oder mehrere Schritte
weitergeschaltet werden, und zwar so lange, bis auf einem Schaufenster über den
Permutationsscheiben die gewünschte Einstellung der Scheibe -sichtbar ist: Die Aufzeichnung
des in die Maschine gestanzten Textes und des Schlüsseltextes erfolgt .durch ein
besonderes Schreibwerk. Bei diesem sind auf einer Achse ein umlaufender Stromabnehmer
für das Leitungsbündel, .das in die Permutationsscheibe eintritt, und ein Stromabnehmer
für Idas Leitungsbündel, das aus der Permutationsscheibe austritt, angeordnet. Gleichzeitig
trägt diese Achse zwei Typenräder, bei denen jedem einzelnen Leitungskontakt ein
Schriftzeichen zugeordnet ist. Unter den Typenrädern befindet sich ein Druckmagnet,
der in dem Moment betätigt wird, in .dem die Leitungsbündel Spannung führen. Dabei
wird die Spannung dem zugehörigen Leitungsbündel über das Tastwerk zugeführt. Es
wird daher das eine Typenrad den Buchstaben drucken, der dein getasteten Schriftzeichen
entspricht, während das zweite Typenrad .das zugeordnete verschlüsselte Schriftzeichen
druckt. Die Maschine kann .durch einfache Umschaltung sowohl zum Verschlüsseln als
auch zum Entschlüsseln benutzt werden.
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In der Abb.1 der Zeichnung; ist eine Verschlüsselungsmaschine schematisch
dargestellt, die die im einzelnen besprochenen Merkmale der Erfindung aufweist.
Der Übersicht halber ist die Darstellung in vier Gruppen 1 bis q. unterteilt. Die
unter 1 zusammengefaßte Gruppe enthält das Tastenwerk, -die Gruppe :2 das Parmutationswerk,
die Gruppe 3 das Schreibwerk und die Gruppe 4. den Antrieb.
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Im Tastenwerk sind drei Tasten schematisch dargestellt. Diese drei
Tasten 5, 6 und 7 tragen je einen Winkelhebel 8, 9 und ,o und sind über eine gemeinsame
Lagerschiene a r drehbar. Wird eine der Tasten gedrückt, so schließen sich die zugeordneten
Kontakte 12, 13, r4.. Gleichzeitig wird eine Sperrschiene 15, deren Lagerung nicht
weiter dargestellt, ist, dafür sorgen, @daß die einzelnen Tasten für die Dauer des
gesamten Vorgangs gesperrt
bleiben. Diese Tastensperre kann durch
eine Schiene 16, auf die die Hebel 8 und io -drücken, ausgelöst werden. Die Schiene
16 schließt gleichzeitig einen Kontakt 17, der zur Steuerung des Antriebswerkes
dient. Die Tastenkontakte 12 bis rd., von denen in der Regel entsprechend den 26
Tasten auch 26 Stück vorhanden sein werden, verbinden einen gemeinsamen Minuspol
mit einer der 26 Stromzuführungen .des Permutationswerkes 2. Das Permutationswerk
enthält auf einer gemeinsamen Achse 2o fünf Permutationsschei@ben 21 bis 25, zwischen
denen vier Bürstenscheiben 26 bis 29 angeordnet sind. Eine weitere Bürstenscheibe
31 dient zur Stromzuführung und eine Bürstenscheibe 32 zur Stromabnahme. Die Bürstenscheiben
26 bis 29 enthalten auf beiden Stirnseiten auf einem Kreisumfang gleichmäßig verteilt
je 26 Kontaktbürsten, von denen zwei gegenüberliegende Bürsten jeweils miteinander
verbunden sind, während die Permutationsschei#len auf jeder Stirnseite je 26 Kontakte
tragen. In den Permutationsscheiben sind die eingangsseitigen und ausgangsseitigen
Kontakte miteinander willkürlich verbunden. Es werden somit die zugeführten Stromkreise
in an sich bekannter Weise beliebig vertauscht. Die Bürstenscheiben 26 bis 29 sind
mit der Achse 2o verkeilt. Sie werden daher bei Drehung der Achse mitgenommen. Dagegen
sitzen die Permutationsscheiben 2i bis 25 frei drehbar auf der Achse. Lediglich
der Reibungsdruck der Bürsten wird bewirken, daß sie sich ebenfalls drehen, sofern
sie nicht durch ,die Magnetanker 4.1 bis .a.5 angehalten werden. Die Achse 2o läßt
sich leicht herausnehmen, wobei die Scheiben 21 bis 25 gegen andere ausgetauscht
werden können.
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In der Abb. 2 ist die Permutationsscheibe 21 im Querschnitt gezeichnet.
Der Magnetanker 41 greift in Sperrzähne q.6, die am Umfang der Scheibe 21 liegen,
ein, sofern der Magnet 47 angezogen wird. Bei nicht erregtem Magnet 47 dagegen ist
die Scheibe freigegeben; sie wird sich mit den Bürstenscheiben drehen. Die Magnete
47 bis 51 steuern somit die Zahl der Schritte einer jeden Permutationsscheibe. Die
Betätigung dieser Magnete kann auf mehrfache Weise erfolgen. Einmal sind die Kontakte
52 bis 56 angeordnet, die durch Nocken auf den Permutationsscheiben 21 bis 25 geschlossen
werden können. Damit erfolgt eine Steuerung der nachfolgenden Permutationsscheiben
.durch die vorhergehenden. Diese Steuerung ist in der Abbildung schematisch durch
eine Leitung dargestellt, die zu einer gesonderten Permutationsscheibe 57 führt
und eine Vertauschung der fünf Leitungen vornehmen kann. Der Antrieb dieser Permutationsscheibe
kann beispielsweise regelmäßig dadurch erfolgen, daß die Scheibe auf der Achse 20
liegt. An Stelle der Permutationsscheibe 57 kann ein beliebiges Vertauschungsglied
eingesetzt werden, Eine zweite Steuerung der Magnete 47 bis 51 erfolgt durch fünf
Wählschienen 6i bis 65, die durch .die Tasten 5 bis 7 in gleicher Weise wie bei
der Fernschreibmaschine verstellt werden. Diese Schienen schließen Kontakte 66 bis
7o, deren Stromkreise wieder der Permutationsscheibe 57 zugeführt werden.
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Diese Anordnung bewirkt eine Verstellung der Permutationsscheibe abhängig
von dem jeweils getasteten Schriftzeichen.
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Eine völlig andere Steuerung erfolgt .durch einen schematisch .dargestellten
Lochstreifen 71, der durch ein von der Fernschreibmaschine her bekanntes Abta.stwerk
fünf nicht dargestellte Wählschienen betätigen kann; deren Funktion entsprechend
den in der. Zeichnung dargestellten Wählschienen 61 bis 65 ist. Durch diese Anordnung
wird jede Lochstreifenreihe eine. der fünf Wählschienen steuern, wobei die Zuordnung
der Lochstreifenreihen zu den Wählschienen wieder durch die Permutationsscheibe
57 vertauscht wird. Auf die Permutationsscheibe 57 wirken damit in dem angeführten
Beispiel drei verschiedene Kontaktgruppen, und zwar erstens die Kontakte 52 bis
56, die von den Permutationsscheiben 21 bis 25 gesteuert werden, zweitens die tastengesteuerten
Wählschienen 6:1 Abis 65 und drittens nicht dargestellte, von einem Lochstreifen
gesteuerte Wählschienen. Diese Einwirkungen können gleichzeitig oder nacheinander
oder wahlweise einige derselben gleichzeitig erfolgen, je nach der Ausführung und
Kontaktwahl der Permutationsscheibe 57.
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Das Schreibwerk 3 der Verschlüsselungsmaschine befindet sich auf der
Achse ig. Es enthält zwei ruhende Kontaktscheiben 72 und 73, wobei die einzelnen
Kontakte der Scheibe 72 mit den Stromzuführungen der Taste .bz,w. der Bürstenscheibe
3 i und .die Scheibe 73 mit der Bürstenscheibe 32 verbunden ist. Auf der Achse ig
befinden sich zwei umlaufende Kontaktbürsten 7,4 und 75, die während einer Umdrehung
der Achse sämtliche Kontakte der Scheibe 72 bz.w. 73 abtasten. Auf der Achse befinden
sich gleichzeitig zwei Typenräder 76 und 77. Unter diesen laufen die Registrierstreifen
78 und 79 und je ein Druckanker 8o und 81, die durch die Magnete 82 und 83 betätigt
werden können. Wenn die Achse ig eine Umdrehung vollführt, so wird der Magnet 82
in dem Moment erregt, in dem derjenige Kontakt der Kontaktscheibe 72 von der Bürste
7.4 abgetastet wird, dessen elektrisch zugeordnete Taste gedrückt ist. Durch entsprechende
Anordnung,der einzelnen Typen auf dem Typenrad 76 erfolgt in diesem Fall der fliegende
Abdruck der gedrückten Taste. Auf :dem Registrierstreifen 78 wird somit der am Tastenwerk
gedruckte Klartext niedergeschrieben. Das aus dem Typenrad 77, dem Anker 81 und
dem Magnet 83 bestehende Schreibwerk, das analog geschaltet ist, wird dagegen den
verschlüsselten Text niederschreiben, nachdem die Stromzuführung durch die fünf
Permutationsscheiben 21 bis 25 vertauscht wurde. Durch Auswechslung ..des Typenrades
77 läßt sich noch eine zusätzliche Vertauschung der einzelnen Schriftzeichen in
einfachster Weise bewerkstelligen.
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Das Antriebswerk q. enthält den Antriebsmotor gi, der über ein Getriebe
92 und die Zahnkupplung 93 die Achse ig antreibt. Die Kupplung93 ist normalerweise
durch die Feder 94 ausgekuppelt
und kann durch Erregung des Magnets
9,5 engekuppelt werden. Der Magnet 95 wird .durch den Kontakt 17 im Tastenwerk i
jeweils dann betätigt, wenn irgendeine der Wählschienen gedrückt wird. Nach kurzem
Anlauf der Achse i9 -bewirkt eine Kontaktscheibe 97 und Kontakt 96, daß der Magnet
so lange ,gehalten wird, bis die Achse i9 eine ganze Umdrehung vollendet hat. Kurz
vor Vollendung einer jeden Umdrehung der Achse i9 wird die Achse 2o um den Betrag
eines oder mehrerer Sechsundzwanzigstel einer Umdrehung (das ist der Betrag, der
der Weiterschaltung der Permutationsscheiben um einen oder mehrere Kontakte entspricht)
weitergedreht. Diese Weiterdrehung kann durch ein normales Zahnradgetriebe oder
durch an sich bekannte Sperrgetriebe bewirkt werden. Dieses Getriebe ist nicht näher
dargestellt.
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Die Maschine läßt sich dadurch zum Entschlüsseln verwenden, daß die
Eingangsleitungen und Ausgangsleitungen .beim Verschlüsseln und Entschlüsseln vertauscht
wenden. Wird -die Fortschaltung der Permutationsscheiben abhängig von den Tasten
5 bis 7 bzw. .damit abhängig von der Stellung der Wählschienen 61 bis 65 gemacht,
so ist es selbstverständlich notwendig, bei der Entschlüsselung eine entsprechende
Fortschaltung vorzunehmen. Hierzu werden auf der Achse r9 fünf Kontaktnocken ioi
bis io5 angeordnet, die die Kontakte io6 bis iio betätigen, ,die ihrerseits wieder
über die Permutationsscheibe 57 auf die Fortschaltmagnete wirken. Nachdem ider Schaltstoß
in diesem Fall früher ausgelöst wird, als die Fortschaltmagnete 47 bis 5 i arbeiten
sollen, ist es notwendig, den Magneten eine -besondere Haltevorrichtung zu geben.
Dies kann auf mechanische Art oder durch einen elektrischen Haltekontakt in bekannter
Weise erfolgen.
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Wie die Maschine bisher beschrieben wurde, ist sie geeignet, Texte
zu verschlüsseln, die von Hand aus in das Tastenwerk geschrieben werden. Zur Verwendung
der Verschlüsselungsmaschine mit einer Fernschreibmaschine, die nach dem Fünferkode
arbeitet, wird -das Tastenwerk durch eine Fernschreibmaschine ersetzt, die, unmittelbar
die den Tasten zugeordneten Kontakte 12 bis 14, betätigt. Die Vorschübe der Permutationsscheiben
2,1 bis 25 können ,dann .gegebenenfalls unmittelbar durch die Wählschienen der Fernschreibmaschine
gesteuert werden. Ebenso kann der empfangsseitig verschlüsselte Text unmittelbar
von der Fernschreibmaschine in .das Permutationswerk gegeben werden.
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Soll die Verschlüsselungsmaschine dazu verwendet werden, daß an Stelle
der Niederschrift :des verschlüsselten Textes ein Fünferlochstreifen gestanzt wird,
so ist es möglich, statt des Typenrades 77 fünf Kontaktscheiben anzuordnen, die
entsprechend.dem Fünferkode Nocken enthalten, welche Nockenkontakte steuern, die
wiederum die Lochung eines zugeordneten Fünferlochstreifens veranlassen. Diese Anordnung
würde in ihrem mechanischen Aufbau ähnlich der Anordnung der Nocken Toi bis io5
und der zugeordneten Nockenkontakte io6 bis iio sein, wenngleich ihr Funktionszweck
anders ist.