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Aus mechanischen Schaltgliedern aufgebautes Speicherwerk Im Patent
gig oi7 und dessen Hauptpatent
907 948 sind mechanische Schaltglieder beschrieben,
deren Aufgabe es ist, zweifach variable Angaben ähnlich elektrischen Relais miteinander
rechnerisch zu kombinieren. Beim mechanischen Schaltglied werden die Angaben durch
Blechstellungen dargestellt, und die Übertragung bzw. Neubildung von Angaben erfolgt
durch Blechausschnitte, die mit Stiften im Eingriff stehen. In den erwähnten Patentschriften
sind in der Hauptsache drei Arten von Schaltgliedern beschrieben: i. das Normalschaltglied,
bei dem durch ein Steuerblech zwei senkrecht dazu bewegliche Bleche miteinander
verbunden werden (Patent
907 948, Abb. 2), 2. das Verteilerschaltglied, bei
dem Angaben von einem Blech auf ein anderes übertragen werden (Patent gig 017, Abb.
i, 2, 3, 5), 3. das Speicherschaltglied, das die Aufgabe hat, eine zweifach variableAngabe
zu speichern (Patent
907 948, Abb. 3, b, 7).
Bei vorliegender
Erfindung werden diese Schaltglieder zu einem Speicherwerk zusammengesetzt, mit
dem beliebige Angaben, z. B. Zahlen, gespeichert werden können. Solche Vorrichtungen
spielen insbesondere bei Rechenmaschinen eine Rolle. Sie können aber auch zur Speicherung
anderer Angaben, z. B. von Befehlen an Arbeitsmaschinen (Schaltspeicherung), von
Buchstabenkombinationen (z. B. Telegrammspeicherung), vonBuchstabenschlüsselungen
(Chiffriermaschinen) od. dgl., benutzt werden, sofern die zu speichernde Angabe
sich in eine Kombination von mehreren zweifach variablen Angabeelementen auflösen
läßt. Diese Auflösung ist eine Sache für sich und wird hier nicht besprochen. Die
zu speichernden Kombinationen seien daher im folgenden einfach als Sekundalzahlen,
d. h. als Zahlen des Zahlensystems mit der Basis 2 (Sekundalsystem im Gegensatz
zum Dezimalsystem), bezeichnet, die nur die Ziffern o oder i haben. Sollen Dezimalzahlen
gespeichert werden, so müssen die Dezimalziffern in vier Sekundalziffern aufgelöst
werden, da jede einzelne Dezimalziffer bereits zehnfach variabel ist und durch Kombinationen
von mindestens vier zweifach variablen Angaben dargestellt werden muß.
| Beispiel: 73 7 3 |
| oxxx ooxx |
Das Speicherwerk ist in Zellen eingeteilt, in denen je Zelle eine mehrstellige (im
Beispiel 8) Sekundalzahl gespeichert werden kann. Jede Zelle kann mit einer Einstell-
und Ablesevorrichtung verbunden werden, an der zu speichernde Zahlen eingestellt
und abgelesen werden können. Die Verbindung der gewünschten Zelle mit dieser Vorrichtung
erfolgt über ein Wählwerk, an dem die Nummer ebenfalls als Sekundalzahl eingestellt
wird. Es zeigt Abb. i ein Schema der Gesamtanlage, Abb. 2 die Schaltgliedgruppe
WH des Wählwerks, Abb. 2 a ein einzelnes Schaltglied
WH,
Abb. 3 die
Schaltgliedgruppe Z und SV des Wählwerks, Abb. 4 die Bleche der Speicherzellen,
Abb. 5 die Einstell- und Ablesevorrichtung, Abb. 6 die Zusammenarbeit der Schaltglieder
während des Speicherns, Abb. 7 die Zusammenarbeit der Schaltglieder während des
Ablesens, Abb. 8 eine Bewegungsübertragung für Bleche verschiedener Schichten.
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Die Anlage besteht aus den Speicherzellen Sp, in denen die eigentliche
Speicherung erfolgt, aus dem Wählwerk WV, Z, SV, N, WH und SH, das der Auswahl
der Zelle dient, der Einstell- und Ablesevorrichtung L, A, E, F, R und der
Impulswelle J (Abb. i).
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Da die Bezeichnung waagerecht und senkrecht nur für die zeichnerische
Darstellung Geltung hätte und räumlich sinnlos wäre, werden in folgendem die Begriffe
x- und y-Richtung benutzt.
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Die eigentliche Speicherung erfolgt in den Speichergliedern Sp (Abb.
i, 4, 6, 7), von denen jedes eine Sekundalziffer speichern kann. Der Stift liegt
in Ruhestellung entweder im linken (Ziffer o) oder rechten Schenkel (Ziffer i) des
Ausschnittes des Bleches Sp1 (Abb. 4, 6, 7).
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Die in y-Richtung nebeneinanderliegenden Schaltglieder bilden eine
Zelle und haben je Zelle ein über alle Glieder führendes Blech SP2, das vom Wählwerk
aus gesteuert wird. Die in x-Richtung nebeneinanderliegenden Schaltglieder sind
der gleichen Stelle der zu speichernden Sekundalzahlen zugeordnet und haben ein
über alle Glieder einer Stelle laufendes Blech SP3, das von der Einstell- und Ablesevorrichtung
aus gesteuert wird. Die Speicherglieder lassen sich in Schichten übereinander anordnen,
wodurch eine große Zellenzahl auf einem kleinen Raum konzentriert werden kann. Zu
diesem Zweck sind die Bleche Spe, Sh durch die Schaltglieder S unterbrochen, mit
deren Hilfe die ganze Schicht ein- oder ausgeschaltet werden kann (Abb. i).
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Das Wählwerk zerfällt dementsprechend in den Vertikalwähler WV,
Z, SV, der die Gruppe der übereinanderliegenden Zellen bestimmt, und den
Horizontal- oder Schichtwähler WH, SH, der die Schicht bestimmt, so daß immer
nur eine Zelle in Aktion tritt.
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Die Abb. 2 und 3 zeigen das Vertikalwählwerk. Die Auswahl der Zellen
erfolgt durch die eigentlichen Wählschaltglieder WV. Abb. 2a zeigt ein einzelnes
Schaltglied. Es ist vom Typ des im Patent 907 948 in Abb. 2 dargestellten
Schaltgliedes. . Nur die Gestaltung der Bleche ist etwas anders. Wir haben das Grundblech
WV, das steuernde Blech WV, das bewegende Blech W Y, und das bewegte Blech W V,
Das Steuerblech WV, ist in x-Richtung verschiebbar und hat einen länglichen Ausschnitt
in y-Richtung. Durch das Steuerblech wird der Stift in linke oder rechte Stellung
gebracht. Das bewegte Blech WV, ist in y-Richtung verschiebbar und hat einen länglichen
Ausschnitt in x-Richtung. Das bewegende Blech W V, ist ebenfalls in y-Richtung verschiebbar
und hat einen Ausschnitt in Form eines rechten Winkels, so daß bei linker Lage des
Stiftes die Bleche WV4 und WV, miteinander verbunden sind, bei rechter Lage nicht.
Das Grundblech WV, hat ebenfalls einen rechtwinkligen Ausschnitt, der den Stift
in der linken Lage freigibt und in der rechten Lage in y-Richtung sperrt. Das Blech
WV, ist also entweder an das Grundblech WV, angeschlossen und somit gesperrt oder
an das Blech W V4, d. h., das Schaltglied ist geschlossen.
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Schaltet man diese Schaltglieder in y-Richtung hintereinander, so
daß immer das bewegte Blech des einen als bewegendes Blech des nächsten Schaltgliedes
dient, so erhält man eine Kette, bei der sämtliche Glieder geschlossen sein müssen,
damit eine Verschiebung des ersten Bleches auch eine Verschiebung des letzten Bleches
bewirkt.
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Bei dem Wählwerk WV ist jeder Zelle eine Kette von drei Schaltgliedern
zugeordnet: Jedes Glied entspricht einer Stelle der Sekundalnummer. Die Steuerbleche
WV2 laufen über sämtliche Glieder der gleichen Stelle. Die Ausschnitte des Grundbleches
WV, und der bewegenden Bleche WV, WV4, WV, sind nun so angeordnet, daß für jede
Kombination der Steuerblechstellungen,
also für jede eingestellte
Sekundalnummer, die Schaltgliedkette einer Zelle geschlossen ist. Die Ketten reichen
für acht Stellen (23 = 8). In Abb. 2 ist das Blech WVE der zweiten Zelle von links
mit dem Ausgangsblech WV3 verbunden. Die Stellung der Bleche W V, wird nun durch
die Zwischenschaltglieder Z vom Verteilertyp auf die in x-Richtung verschiebbaren
Bleche Z bis SV übertragen, die wiederum den Schaltgliedern SV als Steuerbleche
dienen (Abb. 3). Die Glieder SV sind normale Schaltglieder, bei denen das Blech
SP2 bei rechter Stellung des Stiftes an das für alle Glieder SV gleiche, in y-Richtung
bewegende Blech SV, angeschlossen ist, wodurch schließlich das Blech Spe der ausgewählten
Stelle gezogen wird, während alle anderen in Grundstellung bleiben.
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Der Schichtwähler ist entsprechend gebaut und nicht im einzelnen gezeichnet.
Die Schaltgliedketten WH liegen hier in Schichten übereinander. Die Verbindung
der übereinanderliegenden Steuerbleche erfolgt durch Drahtbügel (Abb. 8). Durch
die Schaltgliedketten WH werden die Schichteinstellungsglieder SH (Verteilertyp)
gesteuert, worauf durch Betätigung der Glieder SH die gewählte Schicht eingeschaltet
und die vorherige ausgeschaltet wird, durch Schließen bzw. Öffnen der Schaltglieder
S.
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Durch eine Schaltgliedreihe N vom Verteilertyp, an deren in y-Richtung
verschiebbaren Steuerblechen die Wählnummer eingestellt wird, werden die Steuerbleche
der Glieder WV und WH eingestellt.
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Die Einstell- und Ablesevorrichtung L; A, E, F, R
(Abb. i, 5,
6, 7) besteht aus der Ableseschaltgliedreihe A, der Einstellreihe E, aus der Vorrichtung
F zum federnden Anziehen der Bleche Sp3, SP3' und der Löschvorrichtung L der Bleche
SP3".
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Abb. 5 zeigt einen Teil der Draufsicht. Die Bleche Sp. finden über
Drahtbügel (vgl. Abb. 8) ihre Fortsetzung in den Blechen Sp3 . Durch die Ausrichtvorrichtung
R werden die Bleche SP3', SP3 auf die Grundstellung (Mittelstellung) gebracht, so
daß in den Speichergliedern Sp die Zähne Z der Bleche Sp3 (Abb. q., 6, 7) in der
Mitte stehen. Die Ableseschaltglieder A sind vom Verteilertyp, bei denen die Stellung
der Bleche SP3 , SP3" auf die in y-Richtung verschiebbaren Bleche A-E übertragen
wird. Die Bleche SP3', SN' sind so miteinander verbunden, daß bei Bewegung in Richtung
x des Bleches SP3' das Blech SP3" vermittels des Stiftes mitgenommen wird und bei
Rückbewegung liegenbleibt, mit dem Zweck, die Stellung des Bleches SP3 festzuhalten,
da der Übertragungsvorgang einige Zeit dauert. Die Bleche SP3' werden durch die
Löschvorrichtung L in Grundstellung gebracht. Die Einstellglieder E sind ebenfalls
vom Verteilertyp, jedoch in der- Spezialform, daß das Blech SP3' von der Mittelstellung
aus in Richtung + x öder -x verschoben wird, je nach Lage des in y-Richtung
verschiebbaren steuernden Bleches A-E. Die eigentliche Arbeitsbewegung der bewegenden
Bleche El, X, E2 findet in x-Richtung statt. Das Blech Ei., ist jedoch außerdem
in y-Richtung verschiebbar, um während des Ablesens den Ausschnitt des Grundbleches
freizugeben, damit die Bleche SP3' und A-E frei verschiebbar sind. Die Bleche A-E
sind die eigentlichen Einstell- und Ableseglieder der zu speichernden oder abzulesenden
Zahlen.
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Abb.6 zeigt das Ineinanderarbeiten der Teile während des Speicherns
in zeitlicher Reihenfolge von der Grundstellung (i) aus. Die an den Blechen A-E
eingestellte Zahl wird durch die Schaltglieder E auf die Bleche SP3' übertragen,
die bei der Ziffer o nach rechts und bei der Ziffer i nach links verschoben werden
(2). Die Zähne Z der Bleche Sp. liegen nun entweder links oder rechts von den Speichergliedern
Sp. Jetzt wird durch das Wählwerk das Blech Spe der Zelle, in der die Zahl gespeichert
werden soll, in Arbeitsstellung gebracht (3). Die Stifte der Speicherglieder können
sich im Ausschnitt des Bleches Spe frei in x-Richtung bewegen. Werden nun durch
den Ausrichter R die Bleche Sp3 , SP3 wieder in Mittelstellung gebracht (q.), so
kommt in den Speichergliedern bei linker Stellung des Bleches Sp, der Stift nach
rechts (Ziffer i), bei rechter Stellung nach links (Ziffer o). Das Blech Spe nimmt
wieder die Grundstellung ein, und die Zahl ist gespeichert.
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Abb. 7 zeigt das Ineinanderarbeiten der Teile während des Ablesens
einer gespeicherten Zahl. Das Blech Sp, der ausgewählten Zahl wird durch das Wählwerk
in Arbeitsstellung gebracht (2). Die Stifte der Speicherglieder liegen nun ihrer
Speicherstellung entsprechend bei der Ziffer o links, bei der Ziffer i rechts von
den Zähnen der Bleche Sp3. Tritt nun die federnde Anziehvorrichtung F in Tätigkeit,
so wird bei der Ziffer o die Bewegung der Bleche SP3, SP3' durch den Stift verhindert,
bei der Ziffer i jedoch verschieben sich die Bleche nach links (3). Die Bleche SP3,
SP3, SN' nehmen also die der gespeicherten Zahl entsprechenden Stellungen ein, und
die Zahl wird durch die Schaltglieder A auf die Bleche A-E übertragen (q.).
Es werden dann die Bleche SN, SP3 durch die Ausrichtvorrichtung und darauf die Bleche
SN' durch die Löschvorrichtung L und die Bleche Sp,, durch das Wählwerk in Grundstellung
gebracht (i).
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In den Abb. 6 und 7 sind die Schichtschaltglieder 8 (Abb. i) fortgelassen.
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Es bleibt noch das Impulsproblem zu besprechen. An den Stellen WV,
Z, SV, WH, SH, L, A, E, F, R
(Abb. i) müssen die Bleche von außen her bewegt
werden. Diese Impulse müssen in einem bestimmten Rhythmus erfolgen. Der zeitliche
Ablauf wird in Spiele und Schritte eingeteilt. Ein Spiel umfaßt die Periode einer
Speicherung oder Ablesung. Ein Schritt ist die Zeit, die zur einmaligen Verschiebung
eines Bleches erforderlich ist. Jedes Spiel umfaßt sechs Schritte. In folgender
Tabelle sind die Zeiten, in denen die einzelnen Bewegungen entsprechend der beschriebenen
Zusammenarbeit stattfinden, zusammengestellt. a bedeutet die Arbeits-, y die Rückbewegung
des betreffenden Gliedes. Es ist zu beachten, daß bei den Schaltgliedern vom Verteilertyp
die Rückbewegung der bewegenden Bleche nicht die Rückbewegung der bewegten Bleche
verursacht. Das gleiche gilt für die Ausrichtvorrichtung R und die Löschvorrichtung
L. Beispielsweise geht das Schichtumstellglied SH sofort zurück, die Schichten bleiben
aber bis zur nächsten Umstellung eingeschaltet.
| Tabelle |
| Speichern Ablesen |
| 123456123456 12345612345612 |
| N ay ay |
| WV a - y a y |
| Z ar ar |
| SV a r a- y |
| WH a- v a- r |
| SH ar ay |
| E ar |
| F ay |
| A ar |
| L ar |
| R ay |
In der Tabelle sind nur die Impulse eingezeichnet, die zur Ausführung einer Ablesung
oder Speicherung erforderlich sind. Wenn sich auch der Gesamtvorgang auf mehr als
ein Spiel erstreckt, so können doch alle Impulse in Perioden von vier Schritten
erfolgen, wobei die Nummernwahl stets ein Spiel vorausgeht. Während des Speicherns
verläuft Schritt 4 und während des Ablesens Schritt 1 ohne Arbeitsbewegung, wodurch
erreicht wird, daß die Impulse von
N, WV,
Z, SV,
WH, SH und
R für Ablesen und Speichern gleich sind. Die Impulse A und
L können auch
während des Speicherns erfolgen, da sie nicht stören. Somit hängen lediglich die
Impulse E und F von der Art der Operation ab.
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Der Antrieb der einzelnen Glieder erfolgt durch eine Nockenwelle.
Derartige Konstruktionen sind zur Genüge bekannt und brauchen nicht näher beschrieben
zu werden. Auch die Bewegungsübertragung im einzelnen folgt üblichen Regeln und
ist in Abb. 1 nur schematisch durch Linien angedeutet.
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Die Übertragungsglieder von E und F sind durch Impulsschaltglieder
IE und IF (Normaltyp) unterbrochen, deren Steuerbleche durch das Umstellschaltglied
U (Verteilertyp) eingestellt werden. Es ist entweder IF oder IE eingeschaltet, je
nachdem ob abgelesen oder gespeichert werden soll. Das Umstellschaltglied arbeitet
im Schritt 6 und wird von außen gesteuert. Es bewirkt auch die Verschiebung des
Bleches El in y-Richtung während des Ablesens [vgl. Abb.7 (2), (3), (4)].
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Zum Schluß seien im ganzen unter Vernachlässigung der Einzelheiten
die Vorgänge noch einmal dargestellt. Angenommen, es solle die Sekundalzahl 10010101
(14g) auf Zelle 1 gespeichert werden. Die Zahl wird an den Einstellgliedern A-E
(Abb. 5) eingestellt. In Abb. 5 sind nur die beiden letzten Bleche A-E gezeichnet;
sie nehmen bei Ziffer o die linke, bei Ziffer 1 die rechte Stellung ein. Hierauf
wird die Nummer der Speicherzelle an den Steuerblechen (nicht gezeichnet) der Schaltglieder
N (Abb. 1) als Sekundalzahl (Beispiel oo1) eingestellt. Schließlich wird das Steuerblech
des Umstellschaltgliedes U auf Speichern gestellt. Diese Einstellungen können von
Hand oder durch mechanische Glieder erfolgen, welche nicht zur Erfindung gehören
(Abtasten eines Rechenplans). Wird nun der Impulsgeber J betätigt, so laufen nacheinander
die bereits im einzelnen beschriebenen Vorgänge selbsttätig ab.
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Über U werden JE und somit die Einstellschaltglieder
E betätigt. Die Nummer der Speicherzelle wird durch die Schaltglieder N auf
-die Steuerbleche WV2 übertragen, worauf durch das Wählwerk das der Zelle
ooi zugeordnete Blech Spe gezogen wird; in der Einstellvorrichtung wird über E die
an den Blechen A-E eingestellte Zahl auf die Bleche Spe übertragen, und weiterhin
werden durch das bereits beschriebene Zusammenspiel der Bleche Spe und Sp3
die Stifte der Speicherglieder der Zelle ooi auf die der betreffenden Sekundalziffer
zugeordnete Stellung gebracht, worauf sämtliche Glieder die Grundstellung einnehmen.
Die Zahl ist gespeichert.
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Bei Ablesen wird die Nummer der Speicherzelle bei N eingestellt
und das Umstellschaltglied U auf Ablesen gestellt. Durch Betätigen des Impulsgebers
J erfolgt dann wieder alles weitere selbsttätig. Die Zelle wird wie vor ausgewählt,
über U und JF, F
eingeschaltet und in der bereits beschriebenen Weise
die auf der ausgewählten Zelle gespeicherte Zahl auf die Bleche A-E (Abb. 5) zurückübertragen.