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Publication number: DEH0017524MA
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 27. August 1953 Bekanntgemacht am 6. Oktober 1955Registration date: August 27, 1953. Advertised on October 6, 1955

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die meisten bekannten Verschlüsselungsgeräte, die eine unregelmäßige Zeichenverschiebung herbeizuführen gestatten, sind so gebaut, daß sie eine sich selbständig entwickelnde Umstellfolge erzeugen, die durch entsprechende Einstellung eines zweiten gleichen Gerätes rekonstruierbar ist. Dies ist notwendig, um dem Empfänger der Meldung die Möglichkeit zu geben, die der Verschlüsselung zugrunde gelegte Umstellfolge zur Entschlüsselung des Codetextes zu rekonstruieren.Most well-known encryption devices that bring about an irregular character shift permit, are built in such a way that they generate an independently developing changeover sequence, the can be reconstructed by setting a second identical device accordingly. This is necessary in order to to give the recipient of the message the opportunity to change the sequence on which the encryption is based to reconstruct the decryption of the code text.

Im Grunde genommen handelt es sich dabei um Geräte, die eine beliebig lange, im voraus mathematisch festgelegte Schriftzeichenfolge erzeugen, wobei es dann den Partnern genügt zu wissen, wie die Geräte eingestellt sind und wie die Ausgangslage beschaffen ist.Basically, these are devices that can be used any length of time mathematically in advance Generate a defined character string, whereby it is sufficient for the partners to know how the devices are set and what the starting position is like.

Die erwähnten bekannten Geräte haben, bedingt durch ihren Aufbau, den gemeinsamen Nachteil, daß sie durch diese verschlüsselten Texte in vielen Fällen mittels moderner elektronischer Rechenmaschinen in relativ kurzer Zeit entschlüsselt werden können. Diese Tatsache ergibt sich zwanglaufig daraus, daß alle diese Geräte eine mathematische Entwicklung durchführen, die durch Kenntnis von Elementen derselben teilweise rekonstruierbar ist. Sie sind somit im weiteren Sinne keine Verschlüsselungs-, sondern lediglich Verschleierungsgeräte. EineThe known devices mentioned have, due to their structure, the common disadvantage that you can get through these encrypted texts in many cases by means of modern electronic calculating machines can be deciphered in a relatively short time. This fact is inevitable from the fact that all of these devices carry out a mathematical development which, through knowledge of Elements of the same can be partially reconstructed. They are therefore not encryption, but only obfuscation devices. One

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H 17524 IXb 142 ηH 17524 IXb 142 η

vollkommen sichere Verschlüsselung kann nur dadurch herbeigeführt werden, daß die Umstellung der einzelnen Schriftzeichen bzw. deren Ersatz durch andere völlig willkürlich erfolgt. Ein Anwendungsbeispiel dieser willkürlichen I'Ystsetzung von Umstell- oder Schritt folgen stellt i''.r bekannte Spielwürfel dar. Da die Reihenfolge der so festgelegten Umstellungen nicht zwangläulig vorbestimmt ist, läßt sie sich auch niclu durch Kenntnis der Ausgangslage rekonstruiei'en. Man wird deshalb im Nachrichtenwesen Schlüsseltabclleii aufstellen, die auf Grund willkürlicher Umstellung geschrieben oder gedruckt werden und diese den Partnern zur Verfügung stellen. Dabei ist aber der große Nachteil in Kauf zu nehmen, daß die Partner jeweils die komplette Tabelle besitzen müssen.This is the only way to ensure completely secure encryption be brought about that the conversion of the individual characters or their replacement by others done completely arbitrarily. An example of this arbitrary setting of conversion or Follow step represents i``. R known dice. Since the sequence of the changes made in this way is not necessarily predetermined, it can also be done niclu through knowledge of the initial situation. One will therefore set up key tables in communications that are more arbitrary Conversion can be written or printed and made available to the partners. The major disadvantage here is that the partners each have the complete table have to.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur willkürlichen Umstellung von Zeichenelementen für Verschlüsselungsgeräte, welche die Möglichkeit bietet,The invention relates to a device for the arbitrary rearrangement of character elements for encryption devices, which offers the possibility

so verhältnismäßig rasch Schlüsseltexttabellen aufzustellen bzw. Schlüssellochstreifen zu stanzen, wobei der Uinstellanordnung Zufälligkeiten zugrunde liegen. In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungslieispiele der Erfindung dargestellt.to set up cipher text tables or to punch keyhole strips relatively quickly, whereby the adjustment arrangement is based on randomness. Several exemplary embodiments are shown in the drawings of the invention shown.

as Fig. I ist eine scheinatische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Veischlüsselungsgerätes nach der Erfindung;As Fig. I is a schematic side view, partially in section, of a encryption device according to the invention;

Fig. 2 und J₁ zeigen zwei abgeänderte Ausfühnmgsbeispielc im Schnitt ;Fig. 2 and J ₁ show two modified Ausfühnmgsbeispielc in section;

Fig. -j und 5 sind schaubildliche Darstellungen von Einzelteilen zweier weiterer abgeänderter Ausführungsbeispiele; Figures -j and 5 are perspective views of Items of two further modified embodiments;

Fig. (> ist eine schematischc Darstellung im Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles, undFig. (> Is a schematic representation in longitudinal section of a further embodiment, and

l'"'g^r- 7 i-^st ein Ouerschnitt von Fig. 6.l '''g ^r - 7 i ^s t a Ouerschnitt of Fig. 6.

ICs bezeichnet, im Ausführungsbeispiel nach Flg. i, die ßezugsziffer ι ein kreisförmig gebogenes Rohr, das einem hin und her verschiebbaren Kolben als Zylinder dient und deshalb in der nachfolgenden ICs , in the exemplary embodiment according to FIG. i, the ßzugziffer ι a circularly curved tube that serves as a cylinder for a piston that can be moved back and forth and is therefore used in the following

/\o Besehreibung als Zylinder bezeichnet wird. Am oberen Ende trägt der Zylinder I einen Trichter 3, der einen Teil einer Zylinderwandung mit waagerechter Achse darstellt. Die zum Zylinder führende Öffnung des Trichters ist mit 3¹ bezeichnet. Ein Kolben 2 ist über eine bogenförmige Stange 4 mit einem Ann 5 starr verbunden, der um eine Achse 6 schwenkbar ist, die mit dem Krümmungsmittelpunkt des Zylinders 1 zusammenfällt. Es kann hier erwähnt werden, daß man sich die Zeichnungsebene in Fig. 1 senkrecht vorstellen soll. Eine Feder 7 greift an den Arm 5, um den entriegelten Kolben 2 im Zylinder 1 bis zur Öffnung;!¹ hineinzudrücken. / \ o Description is called a cylinder. At the upper end of the cylinder I carries a funnel 3, which is part of a cylinder wall with a horizontal axis. The opening of the funnel leading to the cylinder is denoted ^{by 3 1.} A piston 2 is rigidly connected via an arcuate rod 4 to an ann 5 which can be pivoted about an axis 6 which coincides with the center of curvature of the cylinder 1. It can be mentioned here that the plane of the drawing in FIG. 1 should be imagined to be perpendicular. A spring 7 engages the arm 5 to the unlocked piston 2 in the cylinder 1 up to the opening; ^{1 to} push in.

Oberhalb des Trichters 3 dreht sich um die Achse 8 im Sinne des Pfeiles A eine flache Trommel 9, deren unterer 'feil von dem Trichter 3 konzentrisch umschlossen ist. Die Trommel 9 enthält mehrere sektorähnliche Hohlräume, von denen zwei dargestellt und mit 10 bzw. 11 bezeichnet sind. Diese Hohlräume besitzen je zwei Öffnungen to¹, io² bzw. 11¹, 11² am Umfang der Trommel. Jeder Hohlraum enthält eine Anzahl von Kugeln, beispielsweise zehn Kugeln, die durch die Offnungen des Hohlraumes hinein- und herausgleiten können. Während der Drehung der Trommel kommen die Öffnungen io¹, io², 11¹ und 11² der Reihe nach mit der Trichteröffnung 3¹ in Verbindung, so daß Kugeln aus dem Hohlraum in den Zylinder 1 oberhalb des Kolbens 2 eintreten können.Above the funnel 3, a flat drum 9 rotates around the axis 8 in the direction of arrow A , the lower part of which is concentrically enclosed by the funnel 3. The drum 9 contains a plurality of sector-like cavities, two of which are shown and denoted by 10 and 11, respectively. These cavities each have two openings to ¹ , io ² and 11 ¹ , 11 ² on the circumference of the drum. Each cavity contains a number of balls, for example ten balls, which can slide in and out through the openings in the cavity. During the rotation of the drum, the openings io ¹ , io ² , 11 ¹ and 11 ^{2 come} into contact with the funnel opening 3 ¹ in sequence, so that balls can enter the cylinder 1 above the piston 2 from the cavity.

Jedesmal, wenn eine solche Verbindung besteht, wird der Kolben 2 durch einen Steuerhebel 13, der über eine mit dem Arm 5 fest verbundene Kurvenscheibe 12 bewegt wird, in seiner niedrigsten Lage festgehalten.Whenever there is such a connection, the piston 2 is controlled by a control lever 13, the is moved via a cam 12 firmly connected to the arm 5, in its lowest position held.

Zu bemerken ist nun, daß die Trichteröffnung 3¹ kalibriert ist, daß die meisten Kugeln eines Hohlraumes durch die Öffnung 3¹ ohne weiteres herabgleiten können, während eine oder mehrere der Kugeln des Hohlraumes so groß gewählt sind, daß sie durch die Öffnung 3¹ nicht hindurchgehen können. l£s werden somit Kugeln so lange aus dem Hohlraum in den Zylinder 1 eintreten, bis eine größer kalibrierte Kugel an die Öffnung 3¹ gelangt und letztere sperrt. Die Trommel 9, die sich vorzugsweise schrittweise dreht, jedoch aber auch ununterbrochen bewegt werden kann, dreht sich nach einer kurzen Zeitspanne weiter. In demselben Augenblick wird der Kolben 2 freigegeben und bewegt sich unter der Wirkung der Feder 7 wieder nach oben, bis er dadurch angehalten wird, daß die im Zylinder befindlichen Kugeln nicht mehr nach oben bewegt werden können, was dann eintritt, wenn die oberste Kugel gegen den Umfang der Trommel 9 gedrückt wird. Die Endlage des Kolbens wird somit durch die Anzahl der oberhalb des Kolbens im Zylinder 1 befindlichen Kugeln festgelegt. Note now that the funnel opening 3 ¹ is calibrated, that most of the balls can slide down a cavity through the opening 3 ¹ readily, while one or more of the balls of the cavity are selected such that they do not through the opening 3 ¹ can go through. So balls will enter the cylinder 1 from the cavity until a larger calibrated ball ^{reaches the opening 3 1} and blocks the latter. The drum 9, which preferably rotates step by step, but can also be moved continuously, continues to rotate after a short period of time. At the same moment the piston 2 is released and moves upwards again under the action of the spring 7 until it is stopped by the fact that the balls in the cylinder can no longer be moved upwards, which occurs when the top ball against the circumference of the drum 9 is pressed. The end position of the piston is thus determined by the number of balls located above the piston in cylinder 1.

Durch ein an der Seite der scktorförmigen Kurvenscheibe 12 vorgesehenes Fenster 14 kann eine dieser Kolbenlage entsprechende Ziffer einer am Sektor 12 vorgesehenen Zifferreihe abgelesen werden, oder es kann auch die entsprechende Ziffer einer am Umfang des Sektors vorgesehenen Typenreihe 15 auf einen Papierstreifen 16 mit Hilfe eines Druckhammers 17 abgedruckt werden, indem der Druckhammer durch eine Öffnung 18 einer den Umfang des Sektors überdeckenden Platte 19 auf die gerade gegenüber dieser Öffnung befindliche Type schlägt.By one on the side of the socket-shaped cam The window 14 provided in FIG. 12 can have a number corresponding to this piston position on the sector 12 provided series of digits can be read off, or the corresponding digit can also be read on the circumference Type series 15 provided for in the sector onto a paper strip 16 with the aid of a printing hammer 17 be printed by the print hammer through an opening 18 of the circumference of the sector overlapping Plate 19 hits the type just opposite this opening.

Sobald während der fortgesetzten Drehung der Trommel 9 die hintere Öffnung des Hohlraumes, im dargestellten Falle die Öffnung 11² des Hohlraumes 11, gerade oberhalb der Trichteröffnung 3¹ zu stellen kommt, wird durch die Wirkung der Feder 7 das Drehkolbensystem im Uhrzeigersinn bewegt, so daß alle oberhalb des Kolbens im Zylinder 1 eingefallenen Kugeln wieder in den Hohlraum zurückgedrängt werden, worauf das Gerät sich wieder in der Ausgangslage befindet.As soon as the rear opening of the cavity, in the case shown the opening 11 ^{2 of} the cavity 11, comes to be just above the funnel ^{opening 3 1} during the continued rotation of the drum 9, the rotary piston system is moved clockwise by the action of the spring 7, so that all balls that have fallen above the piston in cylinder 1 are pushed back into the cavity, whereupon the device is back in its starting position.

Wenn die nächstfolgende Öffnung eines Hohlraumes, und zwar im dargestellten Beispiel die Öffnung io¹ des Hohlraumes 10, über die Trichteröffnung 3¹ gelangt, spielt sich der gleiche Vorgang, wie oben beschrieben, aufs neue ab. Es ist verständlich, daß durch das Drehen der Trommel 9 die Kugeln sich jeweils mischen können und so durch reine Zufälligkeit mehr oder weniger Kugeln in den Zylinder r eintreten.When the next opening of a cavity, namely the opening ^{10 1 of} the cavity 10 in the example shown, passes through the funnel ^{opening 3 1} , the same process as described above takes place again. It is understandable that by rotating the drum 9 the balls can mix and so more or less balls enter the cylinder r by pure randomness.

In Fig. 2 ist eine Abänderung der oben beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht, bei welcher dieIn Fig. 2, a modification of the embodiment described above is illustrated in which the

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H 17524 IXb 142ηH 17524 IXb 142η

Kugeln nicht unterschiedlich kalibriert sind. Hierbei wird ein Magnet 20 am oberen Ende des Zylinders 1 derart angeordnet, daß er eine Kugel aus magnetischem Material anziehen kann, wenn sie in den Zylinder eintritt. Es ist jedoch nur eine oder einige Kugeln magnetisch, während die meisten Kugeln aus nichtmagnetischem Material bestehen. Diese Ausführung wirkt ähnlich wie die bereits beschriebene, denn beim Eintreffen einer magnetischen Kugel bei 3¹ wird das weitere Eintreten von Kugeln in den Zylinder verhindert. Balls are not calibrated differently. Here, a magnet 20 is arranged at the upper end of the cylinder 1 in such a way that it can attract a ball of magnetic material when it enters the cylinder. However, only one or some balls are magnetic, while most balls are made of non-magnetic material. This version works in a similar way to the one already described, because when a magnetic ball arrives at 3 ¹ , the further entry of balls into the cylinder is prevented.

Eine dritte Ausführungsart, nach Fig. 3, weist in der Nähe von 3 ^x eine Kontaktanordnung auf, wobei die Kugeln aus Isoliermaterial bestehen und die gekennzeichneten Kugeln aus leitendem Material. Sobald eine dieser leitenden Kugeln bei 3¹ sich vorbeibewegt, wird durch ein elektrisches System der Abdruck einer der Nummern ausgelöst. Es wird hier angenommen, daß der Kolben 2 sich in der Ruhelage oben befindet und durch die Schwerkraft der eintretenden Kugeln verschoben wird. Durch ein Steuersystem wird am Schluß einer Periode der Kolben wieder aufwärts bewegt, um die Kugeln in den Drehkörper zurückzustoßen. In diesem Falle ist es nicht notwendig, daß das Eintreten weiterer Kugeln nach der kontaktgebenden Kugel verhindert wird. Sofern dafür gesorgt ist, daß der Abdruck der Nummer sehr rasch erfolgt, hat das weitere Eintreten und das dadurch bedingte weitere Verdrehen des Sektors 12 keinen Einfluß auf die Zufälligkeit der jeweiligen Einstellung des Sektors beim Abdruck.A third embodiment, according to FIG. 3, has ^{a contact arrangement in the vicinity of 3 x} , the balls being made of insulating material and the balls marked being made of conductive material. As soon as one of these conductive balls ^{moves past 3 1} , an electrical system triggers an imprint of one of the numbers. It is assumed here that the piston 2 is at the top in the rest position and is displaced by the force of gravity of the balls entering. A control system moves the piston upwards again at the end of a period in order to push the balls back into the rotating body. In this case it is not necessary to prevent further balls from entering after the contact-making ball. If it is ensured that the number is imprinted very quickly, the further occurrence and the further rotation of the sector 12 caused by it has no influence on the randomness of the respective setting of the sector in the imprint.

Im allgemeinen kommt es also darauf an, daß sich eine Anzahl Kugeln im Hohlraum befindet und daß darunter besonders gekennzeichnete Kugeln in wenigen Exemplaren vorliegen, wobei die Kennzeichnung dergestalt ist, daß die Kugeln beim Vorbeigehen am Punkt 3¹ genau identifiziert werden können und sie dadurch die Vorrichtung auf irgendeine Weise eindeutig beeinflussen. Es ist dabei hauptsächlich Wert darauf zu legen, daß die Unterscheidungsmerkmale der gekennzeichneten und der neutralen Kugeln derart sind, daß sie wohl für die Auslösung der Apparatur bzw. des Abdruckes eindeutig unterschieden werden können, daß aber die Kennzeichnung der spezifischen Kugeln keinerlei Einfluß auf die Mischung während der Drehung der Trommel haben soll, um eine möglichst hohe Zufallswahrscheinlichkeit zu erreichen.In general, it is therefore important that there is a number of balls in the cavity and that there are a few specially marked balls below, the marking is such that the balls can be precisely identified ^{when passing at point 3 1 and thereby the} Clearly affect the device in any way. It is important to ensure that the distinguishing features of the marked and the neutral balls are such that they can be clearly differentiated for triggering the apparatus or the impression, but that the marking of the specific balls has no influence on the mixture should have during the rotation of the drum in order to achieve the highest possible chance of chance.

Nach Fig. 4 können verschiedene solche kompletten Auswahlvorrichtungen 12 nebeneinander angeordnet werden, die unabhängig voneinander arbeiten und lediglich gemeinsam angetrieben werden.According to FIG. 4, various such complete selection devices 12 can be arranged next to one another that work independently of each other and are only driven together.

Nach Fig. 5 kann der Sektor 12 mit Stiften 24 versehen sein, die einen Streifen 25, der einen sich jeweils gegen den Sektor 12 hin bewegenden Block 26 durchläuft, nach einem Lochsystem stanzen.According to FIG. 5, the sector 12 can be provided with pins 24 be, which is a strip 25, which passes through a block 26 moving towards the sector 12, punch according to a hole system.

Eine auf demselben Grundgedanken beruhende Abänderung dient zur ausschließlichen Herstellung von Fünfer-Lochstreifen und wird nachstehend an Hand von Fig. 6 erläutert.A modification based on the same basic idea is used for exclusive production of five-hole tape and is explained below with reference to FIG. 6.

Die Fallkörper bestehen aus zylindrischen Stäben 27 einheitlicher Länge. Die Drehtrommel 9 ist länglich, so daß die Stäbe axial darin liegen. Der Kolben 2 läßt in der untersten Stellung nur insgesamt fünf Stäbe einfallen. Die wenigen Sonderstäbe zeichnen sich durch größere Länge aus und sind mindestens in fünf Exemplaren vorhanden. Im Meßzylinder 1, der seitlich offen ist, sind somit nach dem Einfallen der Stäbe stets deren fünf vorhanden: 0 bis max. 5 »normale«, die restlichen »besondere«, d. h. längere Stäbe.The falling bodies consist of cylindrical rods 27 of uniform length. The rotary drum 9 is elongated, so that the rods lie axially therein. The piston 2 leaves a total of only five in the lowest position Rods collapse. The few special rods are characterized by their greater length and are at least available in five copies. In the measuring cylinder 1, which is open at the side, are thus after the collapse of the bars there are always five: 0 to a maximum of 5 "normal", the remaining "special", i.e. H. longer Bars.

Ein Stößel 28 stößt die eingefallenen Stäbe (nach rechts in der Zeichnung) gegen fünf Stanzstempel 29, die von Federn 30 (nach links) gehalten werden. Im Schlitz 31 wird schrittweise ein Papierstreifen vorgeschoben. Wenn der Stößel 28 nun nach rechts läuft, dann werden die Stempel 29 vor den langen Stäben den Streifen lochen, die vor den normalen Stäben liegenden jedoch nicht. Der Stößel 28 fährt hierauf zurück, und der Kolben 2 schiebt die Stäbe wieder in die Drehtrommel zurück.A ram 28 pushes the collapsed rods (to the right in the drawing) against five punches 29, which are held by springs 30 (to the left). A paper strip is gradually inserted into the slot 31 advanced. If the plunger 28 now runs to the right, then the stamp 29 in front of the long Rods punch the strip, but not the ones in front of the normal rods. The plunger 28 moves then back, and the piston 2 pushes the rods back into the rotating drum.

Falls bei den mit Kugeln arbeitenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Stelle von Zahlen Alphabetzeichen zur Umstellung verwendet werden, so sind entsprechend mehr Kugeln einzufüllen, insgesamt jeweils pro Kammer 25 bzw. Kugeln.If in the embodiments of the device according to the invention that work with balls Instead of numbers, alphabet characters are used to convert, so there are more balls accordingly to be filled, a total of 25 or balls per chamber.

Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen können Einrichtungen getroffen sein, um die Trommel in Schwingungen versetzen zu können oder zwangläufig zu erschüttern, um eine verbesserte Mischung der Kugeln oder sonstigen Fallkörper zu erreichen.In all of the exemplary embodiments, devices can be made to vibrate the drum to be able to move or inevitably to shake in order to improve the mixture of the balls or other falling bodies.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for the arbitrary conversion of character elements for encryption devices, consisting of a moving container that contains falling objects that pass through openings can fall into the measuring space of a measuring device, characterized in that part of the Case body is designed differently from the rest and control parts are provided which after the arrival of such different falling bodies in the measuring room, the triggering of the measuring device cause, in such a way that the number of ordinary falling bodies reached the measuring room measured and the respective measurement result is recorded.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the container consists of a rotatably mounted drum, the separate cavities for receiving falling objects and openings leading to these cavities having on the circumference.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that below the order a horizontal axis rotatable drum a cylinder serving to receive the falling bodies with a reciprocating piston is arranged therein and that the cylinder is a facing the upper open end of the drum, which is used for the entry of the falling bodies into the cylinder.

4. Apparatus according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the piston for Actuation of the measuring device is used.

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H 17524 IXb/42ηH 17524 IXb / 42η

5 device according to claim ι, 2, 3 and 4, characterized in that the filling bodies consist of balls and that the different Packing bodies are larger and the rest are calibrated smaller than the inlet opening of the cylinder.

(). Device according to claim 1, 2, 3 and 4, characterized in that the different Packing made of magnetic and the rest of non-magnetic material and that in the vicinity of the inlet opening of the cylinder a magnet to block the inlet the magnetic body is provided.

7. Apparatus according to claim 1, 2, 3 and 4, characterized in that the different Filling body electrically conductive, the rest are non-conductive and that in the vicinity of the Inlet opening of the cylinder an electrical contact arrangement is provided.

8. Apparatus according to claim 1, 2, 3 and 4, characterized in that the falling body consist of rods of different lengths extending in the axial direction of the drum and that a selection device is provided to operate certain of these rods and the to leave the rest unactuated.

9. Device according to any one of the preceding claims, characterized in, that devices are provided which vibrate the falling body container or inevitably keep them shaken.

1 sheet of drawings