Rechenmaschine mit einem rotierenden Einstellwerk Die Erfindung betrifft eine Rechenmaschine mit einem rotierenden Einstellwerk, das für aufeinander folgende, während eines Umlaufes stattfindende Übertragung der Einer und der Zehner auf ein Re sultatwerk ausgebildet ist, wobei beide Werke zwecks Ausführung der Dekadenverschiebung bei der Multi plikation relativ zueinander längsverschiebbar sind.
Die Erfindung bezweckt, bei derartigen, an sich bekannten Rechenmaschinen die Arbeitsgeschwindig keit zu erhöhen. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Ausführung der Dekadenverschie- bung während einer Umdrehung des Einstellwerkes im Anschluss an die Einerübertragung erfolgt.
Einzelheiten ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 1 ist ein Querschnitt der Maschine, welcher die wichtigsten Teile des Rechenwerkes zeigt.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das Rechenwerk. Fig.3 ist ein Querschnitt durch zwei Sprossen räder, wobei sich die Sprossen bei dem einen Rad in Ruhelage, bei dem andern Rad in Einstellage be finden.
Fig.4 ist ein Querschnitt der Multiplikationsein richtung in der Verschiebelage.
Fig. 5 ist ein Querschnitt der Multiplikationsein richtung in Arbeitsstellung.
Fig. 6 ist eine Vorderansicht der Multiplikations einrichtung.
Fig. 7 ist eine teilweise Vorderansicht der Multi plikationseinrichtung in der Verschiebelage.
Die dargestellte Maschine besitzt ein aus zwei Seitenwänden 1, 2 bestehendes Gestell, in dem die verschiedenen Teile der Maschine gehaltert sind. Zum Eintasten der Zahlen dient eine Zehnertastatur, von der einige Tasten 3 angedeutet sind. Diese wirken auf die Stellstifte 4 eines Stellstiftwagens 5 ein, der auf zwei im Gestell 1, 2 befestigten Achsen 6 und 7 seit lich verschiebbar angeordnet ist. Mit den Stellstiften wirken in Längsrichtung verschiebbare Zahnstan gen 8 zusammen, die von Federn 9 in Richtung des Pfeils A gezogen werden und von einer Sammel schiene 10 in Ruhestellung zurückgeführt werden können.
Da die Ausbildung und Wirkungsweise der vorstehend erwähnten Anordnung üblich und Fach leuten bekannt ist, wird von einer näheren Beschrei bung abgesehen.
Zur Aufnahme der positiven oder negativen Zah len dient ein aus Sprossenscheiben 11 bestehendes Einstellwerk 12, das mittels einer Buchse 13 auf einer im Gestell 1, 2 befestigten Achse 14 drehbar angeordnet ist. Die Maschine weist weiterhin ein Resultatzählwerk 15 auf, dessen Zählwerksräder 17 auf einer im Gestell 1, 2 befestigten Achse 16 dreh bar gelagert sind. Diese besitzen je zwanzig Zähne 18 und je zwei Zehnernocken 19. Mit dem Resultat zählwerk 15 arbeiten unter der Wirkung von nicht dargestellten Federn stehende, mit Ablenkkanten 21 versehene Zehnerhebel 22 sowie unter der Wirkung von nicht dargestellten Federn stehende Rasthebel 34 zusammen.
Die Zehnerhebel 22 und die Rasthebel 34 sind schwenkbar auf einer gestellfesten Achse 25 angeordnet. Hinter dem Resultatzählwerk 15 befin det sich eine Zehnerwalze 26 für die bekannte, nach einander in zwei Zeitabschnitten erfolgende Zehner übertragung. Sie besteht aus den Zehnerscheiben 27, welche mit schraubenförrnig angeordneten Zehner sprossen 28 ausgerüstet und mit der Welle 29 ver bunden sind.
Zwar ist die Art der Wertübertragung grundsätz lich die gleiche wie bei bekannten Sprossenradrechen- maschinen, jedoch fallen die dort üblichen Zwischen räder zwischen den Sprossenrädern und den Resultat werkrädern fort. Aus diesem Grunde sind die Zähl- werkräder 17 mit je zwanzig Zähnen 18 und je zwei Zehnernocken 19 ausgerüstet.
Diese Bauart hat ge genüber bekannten Konstruktionen zur Folge, dass wegen der Verringerung der bewegten Massen die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine erhöht werden kann und dass anstelle der sonst üblichen, schwingen den Ankersperrhebel die oben erwähnten Rast hebel 24 genügen, um ein überschleudern der Zähl werkräder 17 zu verhindern.
Am Ende der Zahnstangen 8 sind Verzahnun gen 30 vorgesehen, die über Zwischenräder 31 ge- zahnte Typenstangen 32 verstellen können, die die auf ihnen eingestellten Zahlenwerte auf einer Druck walze 33 zum Abdruck bringen können.
Zum Antrieb des gesamten Rechenmechanismus dient ein Motor 34, der über Zahnräder 35, 36, 37, 38 die die Zehnerwalze 26 tragende Welle 29 antreibt. Ein auf der Welle 29 sitzendes Zahnrad 39 steht über eine auf der Achse 16 drehbar angeordnete Zahnwalze 40 mit einem Zahnrad 41 in Wirkver bindung, das fest mit der auf der Achse 14 befind lichen Buchse 13 verbunden ist. Infolgedessen werden beim Laufen des Motors 34 die Zehnerwalze 26 und das Einstellwerk 12 synchron gedreht.
Die Sprossenräder 11 des Einstellwerkes 12 be sitzen - vgl. Fig. 3 - fest mit der Buchse 13 ver bundene, scheibenartige Tragkörper 42, in denen je neun um Achsstifte 44 schwenkbare Sprossen 43 angebracht sind. Um die Bunde 45 der Tragkörper 42 sind Einstellringe 48 verdrehbar, die Verzahnun gen 47 und Kurvenbahnen 49 aufweisen.
In die Ver zahnungen 47 können die Zahnstangen 8 eingreifen, so dass die Einstellringe 46 je nach den eingetasteten Zahlen um verschiedene Winkel verdreht werden und dabei mit ihren Kurvenbahnen 49 die von ihnen berührten Sprossen 43 aus ihrer in Fig.3 links ge zeigten Ruhelage in die rechts gezeigte Arbeitslage verschwenken.
Bei der dargestellten Maschine werden daher die Sprossen 43 der Sprossenräder 11 nicht wie üblich radial, sondern axial verstellt. Infolgedessen können sie sich je nachdem, ob sie verstellt worden sind oder nicht, bei der Drehung des Einstellwerkes 12 in zwei nebeneinanderliegenden Spuren bewegen. Hierbei stellen die nicht verschwenkten Sprossen die Neuner komplementwerte der verschwenkten Sprossen dar.
An sich ist die axiale Verstellung der Sprossen bei Sprossenradmaschinen bekannt, wie beispiels weise die schwedische Patentschrift Nr. 14935 zeigt. Es ist auch nicht neu, Subtraktionen durch die Addi tion der Komplementwerte durchzuführen.
Hiervon ausgehend benützt nun die Erfindung die bekannte axiale Verschiebung der Sprossen von Sprossenrädern dazu, bei Subtraktionen das Rechen werk additiv weiterdrehen zu können, indem hierbei die Gesamtheit der Sprossenräder 11 um so viel seit lich verschoben wird, wie dem Unterschied der Spu ren der verstellten und nicht verstellten Sprossen 43 entspricht. Infolgedessen führen die nicht verstellten Sprossen, die den Komplementwert der verstellten Sprossen darstellen, bei ihrer Einwirkung auf die Resultatzähler 17 die Subtraktion durch Addition der Neunerkomplementwerte durch.
Die hierzu notwendige seitliche Verschiebung des Einstellwerkes 12 bei der negativen Rechnung kann bei Betätigen der die Subtraktion auslösenden Funk tionstaste ausgelöst werden. Die Mittel hierzu sind, da sie dem Fachmann keine Schwierigkeiten bereiten, hier nicht näher beschrieben.
Da infolge der beschriebenen Gestaltung der Re chenmaschine das Rechengetriebe bzw. die gesamte Rechenmaschine bei allen Rechnungsarten nur in einer Drehrichtung arbeitet, wird die bei bekannten Sprossenradrechenmaschinen übliche zweite Zehner spirale für negatives Rechnen überflüssig. Infolge dessen können die Durchmesser der Sprossenwalze 11, 12 und der Zehnerwalze 26 verringert werden, so dass sich ausser einer Vereinfachung der Konstruktion die Möglichkeit ergibt, die Rechenmaschine rascher antreiben zu können.
Bei der Subtraktion durch Addition der Neuner komplemente ist es erforderlich, um richtige Rechen ergebnisse zu erhalten, in der niedrigsten Dekade des Rechenwerkes eine Eins zu addieren und in der der höchsten Dekade folgenden Stelle eine Eins zu subtrahieren. Hierbei können dem Rechenwerk eine beliebige Zahl von Neunen in Gestalt der so genannten Neunerbrücke vorgeschaltet sein. Auch bei der vorliegenden Maschine wird - vgl. Fig.2 eine solche Neunerbrücke vorgesehen. Vor den Sprossenrädern 11 sind zum Beispiel vier Zahn scheiben 50 mit je neun Zähnen angeordnet. Hier bei liegen die Zähne der Zahnscheiben 50 seitlich in der gleichen Spur wie die den Komplementwerten entsprechenden, nicht verstellten Sprossen 43.
Das eben erläuterte, unterbrechungsfreie Durch laufen der Maschine in einer Richtung ist nicht nur für die Addition und Subtraktion vorgesehen, son dern vor allem für die Multiplikation und die Divi sion. Zu diesem Zweck ist die dargestellte Maschine in folgender Weise ausgestaltet: Während der Multiplikand genau wie ein positi ver oder negativer Posten in das Einstellwerk 12 ein gestellt werden kann, dient zum Einbringen des Multiplikators ein zusätzliches Einstellwerk, der Multiplikatorspeicher 51. Dieser ist auf einer Achse 52 gelagert, die fest mit den Seitenwänden 1 und 2 verbunden ist. Der Speicher 51 besteht aus Zähl rädern 53 und mit diesen verbundenen Scheiben 54, die an den der Ziffer Null entsprechenden Stellen Lücken 55 aufweisen.
Die Einbringung der Multi plikatorwerte in die Zählräder 53 ist nicht näher be schrieben; sie kann beispielsweise in der gleichen Weise erfolgen, wie das Einbringen des Multiplikan den in das Einstellwerk 12.
Auf einer im Gestell 1, 2 drehbar und axial ver schiebbar gelagerten Welle 56 sitzt der sogenannte Einzahn 57, der dazu dient, das Multiplikator werk 51 beim Multiplizieren schrittweise zurück zudrehen und zu entleeren bzw. es beim Dividieren als Umdrehungszählwerk, als Quotientenwerk, anzu- treiben. Die Welle 56 trägt ein Zahnrad 58, das mit einem auf der Buchse 13 befestigten Zahnrad 59 gleicher Zähnezahl in Eingriff steht, so dass sich der Einzahn 57 mit der gleichen Drehzahl umdreht wie die Sprossenwalze 12. Diese kann sich unter der Wirkung einer Schraubenfeder 60 dekadenweise axial verschieben.
An diesen Verschiebungen nimmt die Welle 56 teil, da das Zahnrad 58 zwischen dem Zahnrad 59 und einer Bundscheibe 61 geführt ist. Der Einzahn 57 wandert daher bei der Multiplika tion mit der Sprossenwalze 12 von Dekade zu De kade des Multiplikators und dreht die Zählräder 53 schrittweise bis auf Null zurück.
Die Zählräder werden durch einen Fühlhebel 62 abgefühlt. Dieser steht über eine Ringnut 63 der Buchse 13 ebenfalls mit der Sprossenwalze 12 in Verbindung und nimmt gleichfalls an deren Seiten verschiebung teil. Er hat an seinem obern Ende eine Nase 64, die in die Rastverzahnung 65 einer gestell- festen Rastschiene 66 eingreifen kann. Eine Feder 67 hat das Bestreben, den Fühlhebel in Richtung auf die Scheiben 54 zu ziehen, so dass sein unteres Ende 68 auf den Scheiben 54 aufliegen kann.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Zunächst erfolgt, wie beschrieben, die Einstellung eines Multiplikanden in die Sprossenwalze 12 und eines Multiplikators in den Multiplikatorspeicher 51. Während dieser Einstellung wird der Fühlhebel 62 durch den Anschlag 69 in der Verzahnung 65 ein gerastet gehalten. Die Sprossenwalze 12 verbleibt in ihrer Ausgangsstellung in der niedrigsten Dekade des Resultatzählwerkes 15. Durch Niederdrücken einer nicht dargestellten, zum Beispiel mit<B> = </B> bezeich neten Funktionstaste wird der Anschlag 69 in be liebiger Weise entfernt und zugleich wird, wie üblich, der Antriebsmotor der Maschine eingeschaltet.
Nun legt sich der Fühlhebel 62 mit seinem untern Ende 68 unter dem Zug der Feder 67 auf den Rand der ersten Speicherscheibe 54. Zugleich beginnt der Einzahn 57 das erste Zählrad 53 schrittweise zurückzudrehen, bis die Nullücke 55 der Nase 64 gegenübersteht. In dieser Stellung kann der Fühlhebel 62 unter der Wir kung der Feder 67 in die Lücke 55 der ersten Scheibe 54 einfallen.
Da hierbei ihr oberes Ende 70 aus der Verzahnung 56 austritt, wird die Sprossen walze 12 zur Verschiebung freigegeben, und sie wan dert unter dem Druck der Feder 60 mit dem Ein zahn 57 zur nächsthöheren Dekade des Multiplika- tors. Sofern in dem Zählrad 53 dieser Stelle eine Ziffer eingestellt ist, wird der Fühlhebel 62 mittels der Schrägkante 71 der Nase 64 beim Auftreffen auf den abgeschrägten Rand der Scheibe 54 wieder nach oben gedrückt und in der nächsten Zahnlücke der Rastverzahnung 65 eingerastet. In dieser Stellung verharrt nun die Sprossenwalze 12, bis das zugehörige Zählrad 53 durch den Einzahn 57 auf Null zurück gedreht worden ist.
Dieses Spiel wiederholt sich von Dekade zu De kade, bis der gesamte eingestellte Multiplikator ab- gearbeitet und das Produkt vom Resultatzählwerk 15 aufgenommen worden ist. Hiernach werden der Ma schinenantrieb und die ganze Maschine durch eine nicht zur Erfindung gehörende und daher nicht ge zeichnete Einrichtung stillgesetzt und alle Teile in Ruhelage zurückgeführt.
Das Einstellwerk 12 ist während der Multiplika tion mit gleichbleibender Drehgeschwindigkeit weiter gelaufen, ohne beim übergang von einer Dekade des Multiplikators zur nächsten zum Stillstand zu kom men. Diese Arbeitsweise ist im Gegensatz zu der Arbeitsweise anderer Maschinen, bei denen während der Multiplikation die Maschine angehalten, zur nächsten Dekade verschoben und wieder in Gang ge setzt werden muss, eine Non-Stop-Multiplikation .
Besitzt ein im Speicher 51 eingestellter Multi. plikator Nullen, so werden bei der beschriebenen Ein richtung diese Dekadenstellen von der Sprossen walze 12 übersprungen, da an diesen Stellen die Nullücken 55 der Speicherscheiben 54 dem Fühl- hebel 62 gegenüberstehen und sein oberes Ende 70 erst in derjenigen Dekade in die Rastverzahnung 65 einrastet, in welcher wieder eine von Null ab weichende Multiplikatorziffer steht.
Die Dekadenverschiebung der Sprossenwalze 12 findet nach Beendigung der Einerübertragung wäh rend der darauffolgenden Zehnerübertragung statt, d. h. etwa während des in Fig. 5 mit A -B bezeich neten Umlaufwinkels der Sprossenwalze 12. Die Ver schiebung der Sprossenwalze 12 muss bis zum Beginn einer neuen Einerübertragung beendet sein.
Damit für den Dekadensprung ein möglichst grosser Zeit raum zur Verfügung steht, ist der Einzahn 57 derart winkelgerecht mit der Sprossenwalze 12 gekuppelt, dass eine Nullücke 55 unmittelbar nach Ende des zuletzt übertragenen Einers mit dem Fühlhebel 62 in Eingriff kommt.
Befinden sich innerhalb eines Multiplikators meh rere Nullen, so muss während des Drehwinkels <I> A =B </I> der Sprung der Sprossenwalze 12 über mehrere De kaden erfolgen. Daher kann unter Umständen bei hohen Geschwindigkeiten der Rechenmaschine die Zeit für den Sprung der Sprossenwalze nicht aus reichen. Es kann somit zweckmässig sein, die Zeit für das Durchlaufen des Drehwinkels A=B auf die für den Dekadensprung erforderliche Zeit abzustim men, d. h. die Umlaufgeschwindigkeit der Sprossen walze 12 herabzusetzen.
Dies kann durch eine Ein richtung erreicht werden, die nachfolgend an einem Beispiel beschrieben ist.
Der Fühlhebel 62 besitzt einen Ansatz 72 (Fig.1), der über eine Kontaktfeder 73 mit zwei Kontakten 74 und 75 zusammenwirkt. Der Kontakt 74 ist in den Motorstromkreis, der Kontakt 75 in den Strom kreis eines Bremsmagneten 76 eingeschaltet, dessen Anker 77 zum Beispiel auf eine Bremsscheibe 78 des Antriebsmotors 34 einwirkt. Beim Einfallen des Fühlhebels 62 in eine Nullücke 55 werden der Motor stromkreis geöffnet und der Bremsstromkreis ge schlossen.
Dieser Zustand dauert während der Ver- Schiebung des Fühlhebels durch ein oder mehrere Nullücken 55 an und wird erst beim Auftreffen auf eine Speicherscheibe 54 wieder aufgehoben, welche eine von Null abweichende Multiplikatorziffer trägt. Hierdurch wird die Umlaufgeschwindigkeit der Re chenmaschine in Abhängigkeit von der Grösse der auszuführenden Dekadensprünge herabgesetzt.
Die Bremsung der Umlaufgeschwindigkeit der Maschine kann natürlich auch auf anderem, zum Bei spiel rein mechanischem Weg erfolgen.
Das Prinzip des gleichförmigen, pausenlosen Um laufes des Einstellwerkes bietet weitere Vorteile bei der sogenannten abgekürzten Multiplikation und bei der Division. In beiden Fällen treten bekanntlich positive und negative Rechenvorgänge auf. Das Ein stellwerk läuft hierbei immer nur in einer Drehrich tung, und für den Übergang von der einen Rechen art auf die andere ist lediglich eine geringe seitliche Verschiebung der Sprossenwalze 12 gegenüber dem Resultatzählwerk 15 erforderlich, so dass einmal die verschwenkten Sprossen, das andere Mal die nicht verschwenkten Sprossen der Komplementärwerte mit den Zählwerkrädern 17 zum Eingriff kommen.
Diese Verschiebung kann zum Beispiel dadurch bewirkt werden, dass die gestellfeste Rastschiene längsbeweg lich gemacht wird, was unter dem Einfluss einer ent sprechenden Funktionstaste auf einfache Weise möb lich ist und keiner näheren Beschreibung bedarf. Mit einer solchen Einrichtung lassen sich auch ohne wei teres negative Multiplikationen ausführen. Auch kann der Multiplikatorspeicher für die Division in bekann ter Weise als Quotientenzählwerk ausgebildet sein.