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Elektromechanischer Zähler für Rechengeräte Es sind elektromechanische
Zähler für Rechengeräte bekannt, die insbesondere für Rechenmaschinen Bedeutung
haben, welche durch Aufzeichnungsträger, z. B. Lochkarten, gesteuert werden. Diese
Anordnungen enthalten einen Elektromagneten, dem die einzuführende Ziffer in Form
von Impulsen zugeführt wird. Der Anker des Magneten betätigt in irgendeiner Weise
ein Zählrad od. dgl., welches über Kontakte schleift und damit die eingeführte Ziffer
darstellt. Diese bekannten Zähler sind für viele Zwecke ausreichend, jedoch ist
ihre Arbeitsgeschwindigkeit beschränkt, ihre Stromaufnahme relativ hoch, und die
Herstellungskosten sind .vielfach zu groß, so daß sie für kleine und billige Maschinen
weniger in Frage kommen.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Sie betrifft einen elektromechanischen
Zähler kleiner und leichter Bauart sowie relativ geringer Stromaufnahme, der mit
hoher Geschwindigkeit arbeiten kann. Es ist ein Schrittmagnet vorgesehen, der in
Abhängigkeit von zugeführten Impulsen ein Sperrrad um eine der eingeführten Ziffer
entsprechende Anzahl von Schritten weiterdreht. Erfindungsgemäß ist mit der Achse
des Sperrades ein Kontakt verbunden, der im Ruhezustand die Ziffernkontakte berührt,
bei Bewegung des Sperrades jedoch frei drehbar ist. Zu diesem Zweck dient ein Bürstenrelais,
das
im erregten Zustand über seinen Anker den Kontakt während der Bewegung freigibt,
indem sein Anker ferner Kontakte betätigt, die mit der Erregerwicklung des Schrittmagneten
in Reihe geschaltet sind.
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Die Vorteile des neuen Zählers bestehen darin, daß er einfach und
billig- in der Herstellung ist sowie nur kleine Abmessungen aufweist und einen geringen
Strombedarf hat. Außerdem kann er den Zählvorgang mit großer' Geschwindigkeit durchführen.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung
und den Zeichnungen ersichtlich. In den .
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Fig. i und 2 ist ein Ausführungsbeispiel im Querschnitt und in der
Aufsicht dargestellt; die Fig. 3 und 3 a stellen eine Einzelheit dar, die sich auf
den Zehnerübertrag und die Neunerkontrolle bezieht, während die Fig. 4 und 5 zwei
Ausführungsbeispiele für den rotierenden und verschiebbaren Kontakt betreffen; Fig.6
ist das Schaltbild eines dreistelligen Zählers, und Fig. 7 ist ein Nockendiagramm.
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Gemäß Fig. i und 2 sind auf einer Platte i aus Isoliermaterial die
Kontakte 2 kreisförmig im gleichen. Abstand verteilt. Die Zahl der Kontakte 2 richtet
sich nach dem zugrunde liegenden Rechen-System, d. h. im Dezimalsystem sind zehn
Kontakte vorgesehen, Jeder Kontakt hat eine Lötfahne 3 zum Anschluß an die die Werte
weiterverarbeitenden Einrichtungen.
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Im Zentrum der Scheibe i befindet sich eine Welle 4, auf welcher ein
Sperrad 5 befestigt ist. Dieses Sperrad kann von einem Schrittmagneten
SM gedreht werden, von dessen Anker 9 eine Klinke 8 mitgenommen wird. Mit
Hilfe der Feder o wird der Anker 9 auf dem Magnetkern beweglich festgehalten. An
Stelle des Ankers 9 kann auch der Kern 7 als Tauchanker ausgebildet sein, der bei
Erregung des Magneten SM in das Innere desselben gezogen wird. Die Klinke 8 ist
derart ausgebildet, daß - bei Ankeranzug der Schenkel 8a einen Zahn des Sperrades
5 erfaßt und dieses mit der Welle 4 um nahezu einen Zahn weiterschaltet. Im Augenblick
des. Abfalls greift der - andere Schenkel 8 b in das Sperrad 5 ein und- vollendet
die Weiterschaltung um einen vollständigen Zahnabstand. Diese Anordnung dient dazu,
bei jedem Schrittbeginn den Schenkel 8 a auch wirklich in die nächste Zahnlücke
des Sperrades eingreifen zu lassen, um ein Weiterschalten. mit Sicherheit zu erzielen.
Gleichzeitig verriegelt der Schenkel 8 b das Sperrad 5 in dieser Stellung, was durch
die Feder 6 unterstützt wird. Letztere dient außerdem zur Rückholung des Ankers
9 im nicht erregten Zustand des Schrittmagneten SM.
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Gemäß Fig. 4 greift der Anker 15 eines Bürstenrelais BR in die Nut
einer Rolle i i ein, die auf der Welle 4 befestigt ist und den beweglichen Kontakt
13 trägt, der sich mit dieser dreht und je nach Einstellung einen der festen
Ziffernkontakte :2 berühren kann. Ist das Bürstenrelais BR erregt, so verschiebt
sein Anker 15. über die Rolle i i die Welle ¢ mit dem Sperrad,5 entgegengesetzt
zur Pfeilrichtung P, und der Kontakt 13 berührt keinen der Ziffernkontakte
2. Das Relais BR betätigt ferner über seinen Anker 15 den Kontakt BRc für
den Schrittmagneten SM, so daß bei Bewegung des Sperrades 5 der Kontakt 13 stets
frei beweglich ist. Wenn' dagegen das Bürstenrelais BR nicht mehr erregt ist, fällt
sein Anker i5 unter Wirkung der Feder 14 ab und drückt den Kontakt 13 an
den betreffenden Ziffernkontakt 2. .In diesem Zustand erfolgt die Stromzufuhr zum
Kontakt 13 über den Anker 15. Der Schrittmagnet SM kann bei abgefallenem Anker 15
keinesfalls erregt werden, so daß ein Weiterschalten des Kontaktes 13 im angedrückten
Zustand unmöglich ist.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Das Bürstenrelais BR
wird bei Addition durch einen Lochimpuls erregt. Über den Kontakt BRc gelangt nun
eine Anzahl von Impulsen an den Schrittmagneten SM, deren Anzahl dem Lochwert entspricht.
Demzufolge findet eine Drehung der Welle ¢ mit dem Kontakt 13. um die gleiche Anzahl
von Schritten statt. Nach Einführung der Ziffer hört die. Erregung des Relais BR
auf, und der Magnet SM ist ebenfalls nicht mehr erregt. Das Sperrad 5 wird in der
eingenommenen Stellung durch den Schenkel 8 b der Klinke 8 verriegelt, und der Kontakt
13 berührt den entsprechenden Kontakt 2 der Scheibe i, d. h. der eingeführte
Wert steht im Zähler.
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Die Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für die Ziffernkontaktgabe.
Hier ist der bewegliche Ziffernkontakt 13 mit Hilfe einer U-förmigen Feder 12 auf
der nicht verschiebbaren Welle 4 befestigt. Im erregten Zustand des Bürstenrelais
BR drückt sein Anker 15 nicht auf die Feder 12, und der Kontakt
13 kann sich frei mit der Achse 4 drehen. Ist das Relais BR nicht erregt,
so drückt der Anker 15 den Kontakt 13 gegen den entsprechenden Ziffernkontakt 2,
und der Wert steht im Zähler. Das eine Ende des Ankers 15 steht über den Kontakt
22 mit der Feder 12 in leitender Verbindtung. Am anderen Ende von 15 vermittelt
der Kontakt BRc die Verbindung zum Schrittmagneten SM, wie an Hand von Fig. i erläutert
ist.
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Für jede Zählerstelle ist eine solche Anordnung, wie sie oben beschrieben
ist, vorhanden. Damit sie als Zähler wirkt, muß eine übertragungsvorrichtung vorgesehen
sein. Im Fall des Dezimalsystems muß der Übertrag beim Durchgang der Zählerstelle
von »9« nach »o« stattfinden. Die Übertragsvorrichtung ist aus den Fig. 3 und 3
a ersichtlich. Der Kontakthebel-13 ist am rückwärtigen Ende 16 umgebogen und betätigt
die beiden Zwischenhebel 17 und 18 gemäß Fig. 2. Letztere wirken mit zwei
Kontaktfedern i9 und 2o derart zusammen, daß erst der Neunerkontakt i9 und darauf
der Zehnerkontakt 2o geschlossen wird. Vom Beginn der Additionsperiode bis zum Ende
des Zehnerübertrags ist der Zehnermagnet ZM erregt und zieht den durch den Zwischenhebel
17 nahe herangebrachten Ankerei an, so daß der Zehnerkontakt
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für die Erregungszeit geschlossen bleibt. Im übrigen ist die Wirkungsweise des Neuner-
und Zehnerkontaktes an Hand des Schaltbildes gemäß Fig. 6 näher erläutert.
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Der Zähler kann nicht nur zur Addition, sondern ebenfalls zur Subtraktion
verwendet werden, was in bekannter Weise mit Hilfe des Komplements erfolgt und an
Hand des Schaltbildes erläutert wird.
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In Fig. 6 ist als Beispiel das Schaltbild für einen dreistelligen
Zähler einer Lochkartenmaschine dargestellt, ohne die Erfindung hierauf zu beschränken.
Im rechten oberen Teil sind die Bürstenrelais BR i, BR2 und BR3 wiedergegeben, die
jeweils den Einer-, Zehner- und Hunderterstellen entsprechen. Die Anordnung arbeitet
folgendermaßen: Die Lochkarte oder ein anderer Aufzeichnungsträger wird an der Abfühlstation
in bekannter Weise von den Bürsten B i, B 2, B 3 abgefühlt. Im Fall
eines vorhandenen Loches gibt die betreffende Bürste B mit der darunterliegenden
Walze W Kontakt. In F ig. 6 sind nur drei Bürsten B i, B 2 und
B 3 entsprechend den drei Stellen dargestellt. Der Stromkreis verläuft vom
Pluspol über den Impulskontakt I (der bei jedem Indexpunkt einmal schließt, vgl.
Nockendiagramm Fig. 7), den Kartenhebelkontakt KK zur Kontaktwalze W. Die Karte
wird mit der Neunerkante voran an der Abfühlstation vorbeibewegt. Solange keine
Lochung vorhanden ist, fließt der Strom nicht weiter. Befindet sich z. B. ein Loch
in der Einerspalte der Karte, so fließt der Strom von der Kontaktwalze W zur Ausgangsbuchse
der Bürste B i, über die Steckverbindung, den linken Kontakt Sa i und die Erregerspule
E des Bürstenrelais BR i. Hierdurch werden die Kontakte BR i a,
BR 11) und BR i c geschlossen. Da der Nockenkontakt N2 für
die Zeit von »9« bis »o« geschlossen ist (vgl. Fig. 7), wird die Haltewicklung H
des Bürstenrelais BR i erregt, und dieses Relais wird bis zum Ende des Maschinenspiels
erregt gehalten. Der Nockenkontakt Nq. schließt in der zweiten Hälfte eines jeden
Indexpunktes, so daß der Schrittmagnet SM i eine der abgefühlten Lochungen entsprechende
Anzahl von Impulsen erhält. Gemäß der ankommenden Impulszahl wird dann der Zählwerkshebel
13 um eine entsprechende Kontaktzahl weitergeschaltet. Aus Gründen der Vereinfachung
ist nur ein Zählwerk mit Hebel 13 dargestellt.
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Wenn bei der Addition ein Übertrag in die nächste Stelle erforderlich
ist, -so findet dieser in folgender Weise statt: Dem Bürstenrelais BR i ist der
»io«-Übertragskontakt St i zugeordnet. Beim Übergang des Zählwerkshebels
13 von »9« nach »o« wird der » io«-Kontakt 2o von St i geschlossen. Die Zehnermagneten
ZM i bis ZM 3 werden über den Nockenkontakt N 5 von 8,5 ... ri,5 der Indexzeiten
erregt und halten beim mechanischen Betätigen der » i o«-Kontakte von St i,
St 2 und St 3 dieselben in dieser Stellung. Es entsteht ein Stromkreis über
diesen Kontakt Zb zur Haltewicklung des Bürstenrelais BR 2, d. h. der Zehnerstelle.
Damit erhält die Zehnerstelle einen Impuls, und der Übertrag ist vollzogen. Steht
diese Stelle bereits auf »9«, so muß der Übertrag auch in die Hunderterstelle erfolgen.
In diesem Fall ist der »9«-Kontakt i9 von St2 geschlossen, und bei Auftreten eines
Übertrages wird ein Impuls über den-Kontakt Zc zur Haltewicklung H des Bürstenrelais
BR 3 der Hunderterstelle geleitet.
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Für die Subtraktion wird die 'Subtraktionstaste ST geschlossen, und
zwar entweder von Händ oder durch eine Steuermarkierung im Aufzeichnungsträger.
Damit wird das Subtraktionsrelais S erregt, und dieses schaltet die Kontakte Sai,
Sag und Sa3 in die rechte Stellung um und schließt die Kontakte Sb i,
Sb 2, Sb 3. Zur Indexzeit »9« schließt der Nockenkontakt N i, so daß über
, die jetzt geschlossenen Kontakte Sb i, Sb :2 und Sb 3 die
Erregerspulen E aller drei Bürstenrelais BR- erregt werden. Die Bürstenrelais schließen
ihre Kontakte BR i a und BR i b, BR :2 a
und
BR 2 b, BR 3..a und BR 3 b. Da sich der NockenkontaktN2 schließt,
werden alle Haltewicklungen der Relais BR erregt, und die Kontakte BR i
a,,
BRib, BRic; BR2a, BR2b, BR2c; BR3a, BR 3 b, BR 3 c 'bleiben geschlossen.
Da die Kontakte Sa i, Sa 2 und Sa 3 umgeschaltet sind, erhalten die erregten Bürstenrelais
BR auf die Gegenwicklung G einen Impuls, und zwar nur bei Auftreten einer Markierung
im Aufzeichnungsträger. Das entsprechende Bürstenrelais fällt dadurch ab und hält
somit in bekannter Weise das eingeführte Komplement fest.
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In Fig.7 ist das Nockendiagramm angegeben, welches im Zusammenhang
mit der Beschreibung der Schaltung ohne weiteres verständlich ist.