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Zehnerschaltung für Addition und Subtraktion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, entgegen den bisherigen Vorschlägen eine in jeder Beziehung zwangsläufig arbeitende und demnach in gleich zuverlässiger Weise für Addition und Subtraktion zu verwendende Zehnerschaltung zu schaffen.
Die besondere Eigenart der Erfindung liegt darin, dass den einzelnen Dezimalen zugeordnete Räder mit Paaren von doppelarmigen Hebeln zusammenarbeiten, deren eine Enden in eine Hilfsseheibe mit Kurvenschlitzen solcher Gestalt eingreifen, dass bei Addition der eine, bei Subtraktion der andere bewegt wird und deren andere Enden mit einem Anschlag in die Sprossen des Rades der benachbarten Dezimale eingreifen und dessen Fortschaltung um eine Einheit herbeiführen, wenn die Räder unter gleichzeitiger Überführung der Hilfsscheiben in die Anfangsstellung zur eigenen Achse parallel zurückbewegt werden, um hiebei in Schalträder einzugreifen, die eine Fortschaltung des Rades der benachbarten Dezimale herbeiführen, wenn sie selbst bei der Zurückziehung der Räder vom Zehnerschaltstift eines Rades getroffen und mitgenommen werden.
Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel, u. zw. zeigt die Fig. 1 zwei benachbarte Räder, eines davon halb weggebrochen von der Seite gesehen und vor der Zehnerschaltung, Fig. 2 in Stirnansicht und Fig. 3 während der Zehnerschaltung.
Die den einzelnen Dezimalen zugeordneten Räder sind mit 1, jT und 'bezeichnet. Es sind Sprossenräder, die durch nicht mitgezeichnete, in die Sprosse 11 eingreifende Zahnräder angetrieben werden. Die Achse 3 kann bis in die Lage 3' (Fig. 3) zurückgezogen werden. Die Räder arbeiten mit Paaren doppelarmiger Hebel 4 und 5 zusammen. Die kürzeren Hebelarme divergieren zueinander und greifen mit Stiften 6 in einen Schlitz 7 einer Hilfsscheibe 8 ein. Der Schlitz 7 ist so gestaltet, dass seine beiderseitigen Enden auf einem Kreise um den Drehpunkt der Scheibe 8 verlaufen, in den daran sich anschliessenden Teilen aber den Kreisbogen verlassen und sich dem Scheibenrand nähern.
Mit 9 sind Anschläge bezeichnet, die bei ausgeschwungenem Hebel sich den Sprossen 11 des Rades der nächsthöheren Dezimale nähern und mit diesen zusammentreffen und sie um eine Einheit fortschalten, wenn die Räder durch Zurückbewegung der Achse 3 in die in Fig. 3 strichpunktiert angegebene Lage zurückgezogen werden.
Die Zehnerschaltung kommt wie folgt zustande :
Wird ein Rad über die 9 hinweggedreht, so tritt ein Zehnerschaltstift 10 in die Hilfsscheibe 8 ein und nimmt sie aus der Lage der Fig. 1 in die Lage der Fig. 3 mit. Dabei ist, sofern es sich um Addition handelt, der untere Hebel 5 in Ruhe verblieben, weil sein Antriebsstift 6 sich in dem kreisbogenförmigen Teil des Schlitzes 7 verschieben konnte. Bei der Drehbewegung der Hilfsscheibe 8 ist aber der Stift 6 des oberen Hebels 4 aus dem kreisbogenförmigen Teil des Schlitzes 7 herausgetreten, wodurch der Hebel 4 mit seinem rechtsseitigen Ende nach abwärts verschwenkt worden ist. Dabei ist auch der Anschlag 9 nach abwärts bewegt worden, er befindet sich aber zunächst noch in einer Lage (vgl. Fig. 3), bei der die Sprossen 11 an ihm vorbeikommen können, ohne mit ihm zusammenzutreffen.
Das ist notwendig, weil ja die Räder 1, 1'und 1"bei der Einstellung sich auch über die in Fig. 3 dargestellte Lage hinaus und überhaupt vollständig frei müssen einstellen lassen.
Nach dieser vorbereitenden Einstellung erfolgt nun vorübergehend die Zurückziehung der Räder, u. zw. in die in Fig. 3 punktiert gezeigte Lage. Dabei trifft der Anschlag 9 gegen den Stift 11'und dieses Zusammentreffen hat die Wirkung, dass der Stift 11'am Anschlag entlanggleitet und das Rad, an dem er sitzt, um eine Einheit fortgeschaltet wird. Bei diesem Vorgang hat sich noch weiteres zugetragen.
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Ein Blech 12, dessen mittlerer Längsschlitz 13 von der Achse 3 durchgriffen wird und welches mit einem Stift 14 in die Hilfsscheibe 8 eingreift, hat diese Hilfsseheibe bei der Rückzugsbewegung der Räder in die Anfangsstellung zurückgebracht. Im letzten Teil dieser Rückzugsbewegung sind auch die Schalträder 15 in den Bereich der Sprossen 11 und Zehnerschaltstifte 10 eingetreten und beim letztenTeil der Rückzugsbewegung der Räder 1, l'und 1" unter Aufrechterhaltung des Eingriffes mit zurückgezogen worden. Sofern nun ein Dezimalrad mit dem Zehnerschaltstift 10 das zugehörige Schaltrad 15 um einen Zahn mitgenommen hat, ist auch diese Teildrehung durch dieses Schaltrad 15 auf das Rad der nächsten Dezimale übertragen worden.
Nach vollzogener Zehnerschaltung bewegen sich die Teile, soweit sie nicht bereits wie die Teile 12 und 4 in die Ausgangslage zurückgebracht worden sind, in die in Fig. 1 gezeigte Lage zurück.
Das Schaltrad 15 muss sich, wie die nachfolgenden Zahlenbeispiele beweisen werden, verschieden verhalten, je nachdem, ob es von der tieferen oder nächsthöheren Dezimale aus angetrieben wird. Erfolgt der Antrieb von der tieferen Dezimale aus, so muss es ein Kuppelglied bilden, zwischen dem Zehnerschaltstift der tieferen Dezimale nach den Sprossen der nächsthöheren Dezimale. Erfolgt aber der Antrieb in umgekehrter Richtung von der höheren Dezimale aus, dann darf diese Kupplung nicht vorhanden sein, weil alsdann der erwähnte Zehnerschaltstift der niederen Dezimale unbeeinflusst von dem Schaltrad 15 an diesem muss vorbeigehen können.
Zu diesem Zwecke sind die Schalträder auf der einen Seite, mit der sie den höheren Dezimalen zugewendet sind, mit längeren Schaltzähnen ausgerüstet als auf der
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einen einheitlichen Körper bilden, sollen die Hälften mit den längeren Zähnen nachstehend mit 'und die Hälften mit den verkürzten Schaltzähnen mit 15" bezeichnet werden. Erforderlich ist auch, die Form der Schaltzähne der Sehalträder. M nach Art der Verzahnung der Malteserkreuze auszugestalten, insoweit, als es sich um die Notwendigkeit einer starken Unterscheidung der Schaltzähne handelt, denn gerade eine solche Verzahnung sichert sowohl den ordnungsgemässen Eingriff als auch die erforderliche Eingriffsdauer, um die Schalträder um den erforderlichen Winkel mitzunehmen.
Zur weiteren Klarstellung des Wesens und der Wirkung der Zehnerschaltung mögen einige Zahlenbeispiele betrachtet werden. Es sei zunächst zu addieren
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Vorher sei noch erwähnt, dass im Fenster die Zahlen erscheinen, die bei der Fig. 2 unmittelbar über der Achse 3 stehen.
Bei dem oben erwähnten Beispiel würde sich die Summe 11 wie folgt ergeben.
Es wird das Einerrad um drei Zähne weitergeschaltet, dabei geht der Zehnerschaltstift 10 des Einerrades um die Entfernung dreier Sprossen 11 in Richtung des in Fig. 1 eingetragenen Pfeiles weiter, wobei gleichzeitig im Fenster des Einerdezimalzahlenrades, wo vorher eine 8 stand, eine 1 erscheint. Durch die Mitnahme der Hilfsscheibe 8 ist der Hebel 4 in die Stellung der Fig. 3 gelangt, so dass er in der oben besprochenen Weise mit seinem Anschlag 9 bei der Rückziehung der Räder 1, 1', 1" in die Sprossen 11 des Rades T eingreift und dieses Rad um eine Einheit fortschaltet, so dass im Fenster die Zahl 11 erscheint.
Gesetzt, es sei nun zu addieren
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Um das richtige Ergebnis 101 zu erhalten, erfolgt in der beschriebenen Weise die Weiterschaltung des Einerrades 1 um drei Einheiten. Dabei erfolgt wiederum zunächst eine Zehnerschaltung wie oben beschrieben, durch den ausgesehwungenen Hebel 4 und seinen in die Sprossen des Rades l'eingreifenden Anschlag 9, so dass das Rad l'bei der Zurückziehung der Räder durch diesen Anschlag 9 um einen Schritt, also von 9 auf 0, geschaltet wird.
Dabei ist aber der Zehnerschaltstift 10 des Rades l'von der Stellung b in die Stellung c übergegangen und hat dabei, da die Schalträder 15 mit den Sprossenrädern in Eingriff getreten sind, die Hälfte 15"erfasst und um einen Zahn weitergeschaltet, so dass die andere Hälfte, nämlich 15', das Sprossenrad 1" um eine Einheit fortschaltet. Auf diese Weise erscheint im Fenster das richtige Ergebnis 101. Bei dem nun folgenden Beispiel zeigt sich die Notwendigkeit der verkürzten Zähne der Schaltradhälfte 15".
Es sei zu addieren :
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Beim Rechnungsvorgang in der Maschine ändert sich in der Einerdezimale nichts, in der Zehnerdezimale erfolgt eine Zehnerschaltung in der oben wiederholt beschriebenen Weise. Der Hebel 4, der zwischen den Rädern l'und 1" liegt, schaltet danach beim Zurückziehen der Räder das Rad 1" um einen Zahn vorwärts. Da aber vordem der Zehnerstift des Rades l'in der Stellung c (d. i. wenn das Rad im Fenster 0 zeigt) gestanden hat, würde bei der Drehung des Rades 1", mit dem die Schaltradhälfte 15' gekuppelt ist, die Schaltradhälfte 15", sofern sie keinen verkürzten Zahn besitzen würde, das Rad l' fälschlicherweise um einen Zahn mitgenommen haben.
Ist aber dieser Zahn des Schaltrades 15 gekürzt, so gleitet er unter dem im Wege stehenden Zehnerstift 10 des Sprossenrades l'wirkungslos hindurch und man erhält das richtige Ergebnis 300.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Zehnerschaltung für Addition und Subtraktion, dadurch gekennzeichnet, dass den einzelnen Dezimalen zugeordnete Räder (1, 1', 1") mit Paaren doppelarmiger Hebel (4, 5) zusammenarbeiten, deren eine Enden in eine Hilfsscheibe (8) mit Schlitz (7) solcher Gestalt eingreifen, dass bei Addition der eine, bei Subtraktion der andere bewegt wird und deren andere Enden bei der Antriebsbewegung sich mit einem Anschlag (9) den Sprossen des Rades der benachbarten Dezimale nähern und unter Fortschaltung um eine Einheit mit diesen in Eingriff treten, wenn die Räder (1, 1', 1") unter gleichzeitiger Überführung der Hilfsscheiben (8)
in die Anfangsstellung parallel zur eigenen Achse vorübergehend zurückgezogen werden.