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Umdrehungszählwerk Die Erfindung bezieht sich auf ein Umdrehungszählwerk
für Rechenmaschinen, mit einem die Zählräder stellen- und schrittweise schaltenden,
durch einen Exzenter angetriebenen Einzahnschaltglied, dessen Einzahn durch einstellbare
Steueranschläge in geschlossener Kurvenbahn in dem einen oder anderen Umlaufsinne
geführt ist und bei dem die Fortschaltung der beim Zehnerdurchlauf zurückgebliebenen
Zählräder durch staffelmäßige Einwirkung von durch den Exzenterantrieb bewegten
Richtgliedern erfolgt.
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Bei bekannten Umdrehungszählwerken dieser Art kann eine Verstellung
des Vorzeichenschaltmittels nur in der Ruhestellung des Exzenters vorgenommen werden,
weil Voraussetzung der Verstellung ist, daß zwei Kuppelschlitze miteinander fluchten,
was nur in der Ruhestellung geschieht.
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Die Möglichkeit, den Vorzeichenwechsel auch außerhalb der Ruhestellung
des Exzenters vornehmen zu können, ist für automatisches Rechnen, z. B. für die
automatische Division, von Vorteil, da hierdurch ein schnellerer Ablauf erreicht
werden kann.
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Ferner ist es bei manchen Rechnungen erwünscht, die Fortschaltung
des Umdrehungszählwerkes unterbrechen zu können, ohne daß sonstige, von der Exzenterwelle
betätigte Einrichtungen abgeschaltet werden müssen. Bei den bekannten Einrichtungen
liegt diese Möglichkeit nicht vor.
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Um Umdrehungszählwerke der genannten Art in der angedeuteten Weise
weiterzuentwickeln, ist gemäß der Erfindung das Einzahnschaltglied zweiteilig ausgebildet
und besteht aus einem einerseits den Exzenter umfassenden und andererseits radial
zum Schaltrad geführten Winkelhebel sowie einer mit diesem in einem radial geführten
Punkt angelenkten, den Schaltfinger aufweisenden Schaltklinke, die federnd in radialer
Richtung gehalten wird und mit zwei, auf beiden Seiten der radialen Mittelebene
angeordneten Steueranschlägen zusammenarbeitet.
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Insbesondere sind beiderseits der radialen Mittelebene Stifte an der
Schaltklinke angebracht, welche wechselweise mit Ausschnitten eines Vorzeichenstellarmes
zusammenarbeiten und von diesen so angehalten werden, daß die Radialbewegung des
Schaltfingers in eine nach der einen oder anderen Seite ausschlagende Kurvenscheibe
übergeht.
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Der Winkelhebel am Exzenterende ist durch einen Arm mit einer gewöhnlich
das Schaltrad und die angeschlossenen Räder sperrenden Sperrklinke so verbunden,
daß die Schaltklinke das Schaltrad in der Zeit, in der es mit dem Schaltfinger in
Eingriff steht, freigibt. Die den Exzenter tragende Welle ist selbst als schraubenlinienförmig
gewundene Leiste ausgebildet, welche im Anschluß an die Schaltbewegung des Schaltfingers
staffelmäßig auf Richthebel zur Nachstellung der im Zehnerdurchlauf geschalteten
Zählräder einwirkt.
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In dieses System ist die Einrichtung für die Löschung des Umdrehungszählwerkes
eingegliedert, welche durch Einschwenkung der Zählräder in unter Federwirkung stehende
Zahnstangen erfolgt, die unter Wirkung ihrer Federn die Zählräder bis zum Anschlag
eines Anschlagzahnes einer Anschlagschiene auf Null stellen. Beim Einschwenken der
Zählräder werden für die Zehnerschaltung benutzte dachförmige Ansätze aus den Zählrädern
ausgehoben und gleichzeitig eine Anschlagschiene für die Nullstellung in die wirksame
Lage gebracht. Es wird dadurch erreicht, daß der im Umdrehungszählwerk enthaltene
Betrag trotz Nullstellung des Umdrehungszählwerkes festgehalten wird und weiterverwertet
werden kann.
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Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles der Erfindung. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch das Umdrehungszählwerk in Arbeitsstellung,
Fig. 2 eine entsprechende Ansicht in Löschstellung, Fig. 3 eine Ansicht eines Teiles
des Umdrehungszählwerkes von oben, Fig.4 eine Seitenansicht der Schrittschaltvorrichtung,
Fig. 5 eine dazugehörige Oberansicht.
Der die Querwellen 1, 2, 3
und 4 (Fig. 1) lagernde Zählwerksrahmen 5 ist schwenkbar an: Hebeln 6 und 7 gelagert,
von denen der Hebel 6 auf einer im Maschinengehäuse gelagerten Welle 8 drehbar ist
und die Welle 2 umfaßt, während der Hebel 7 auf einer im Maschinenrahmen angeordneten
Welle 9 gelagert ist und die Welle 4 umgreift. Auf einer im Maschinengehäuse gelagerten
Antriebswelle 11 sitzt verschieblich ein durch einen Keil 12 undrehbar gehaltenes
Antriebsrad 13, das in noch zu beschreibender Weise schrittweise angetrieben wird.
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Das Antriebsrad 13 wird relativ zum Zählwerk von Stelle zu Stelle
verschoben und arbeitet in jeder Stelle mit einem Zwischenrad 14 zusammen,
das oben ständig mit seinem Anzeigerad 15 und unten mit der Zehnerschaltung und
Nullstellung dienenden Zahnrädern 16, 17 in Verbindung steht. Durch Niederschwenken
des Umdrehungszählwerkes, welches durch eine an einem Hebelarm 18 des Hebels 7 angreifende,
nicht dargestellte Kurvenscheibe entgegen der Wirkung einer das Zählwerk nach oben
ziehenden Feder erfolgt, kann das Zwischenrad 14 (Fig. 2) außer Eingriff mit dem
Antriebsrad 13 und das Zahnrad 17 in Eingriff mit im Maschienengehäuse längsverschieblich
gelagerten Löschzahnstangen 19 gebracht werden.
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Findet bei der schrittweisen Schaltung durch das Antriebsrad 13 in
dem betreffenden Anzeigerad 15 ein Übergang von Neun auf Null oder von Null auf
Neun statt, so greift ein seitlich von dem Zahnrad 17 (Fig. 1) herausragender und
in die Bahn des Zwischenrades 16 der nächsthöheren Stelle eintretender Zehnerzahn
21 in das Zwischenrad 16 der nächsthöheren Stelle ein und schaltet dieses um eine
Einheit weiter. Befand sich das Anzeigerad der nächsthöheren Stelle in einer Vor-Übergangslage,
d. h. bei additiver Schaltung in der Stellung Neun, bei subtraktiver Schaltung in
der Stellung Null, so schaltet auch sein Zehnerzahn 21 das Zählrad der folgenden
Stelle um eine Einheit weiter und so fort. Findet ein solcher Zehnerdurchlauf über
viele Stellen hindurch statt, so macht sich der unvermeidliche tote Gang der einzelnen
Zahneingriffe nachteilig in der Weise bemerkbar, daß die höheren Zählräder zunehmend
zurückbleiben. Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei solchen Einfachzehnerschaltvorrichtungen
die Zählräder anschließend durch eine Schiene od. dgl. nachzurichten.
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Sehr nachteilig wirkt sich aber bei über viele Stellen sich erstreckendem
Zehnerdurchlauf die Widerstandshäufung aus, bei welchem die beteiligten Getriebeglieder,
insbesondere bei schnell arbeitenden Maschinen, unzulässig hoch beansprucht werden
können.
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Zur Vermeidung dieses letzten Nachteiles wird das freie Spiel bei
den einzelnen Zahneingriffen absichtlich wesentlich vergrößert, und es wird eine
Einrichtung vorgesehen, durch welche während des Schaltvorganges die Zählräder von
rechts beginnend nacheinander richtiggestellt werden. Zu diesem Zweck sind auf einer
ebenfalls an dem Zählwerksrahmen 5 gelagerten Achse 22 (Fig. 1) Richthebel 23 gelagert,
welche unter der Wirkung von Schenkelfedern 24
ihre dachförmigen Ansätze 25
in Zahnlücken der Zahnräder 16 drücken und diese federnd in ihrer jeweiligen Einstellage
festhalten. Rückwärtige Ausleger 26 der Richthebel 23 arbeiten mit einer Richtschiene
27 zusammen, welche, wie Fig. 3 erkennen läßt, entsprechend einer Schraubenwindung
geformt ist und Teil einer im Maschinengehäuse drehbaren Welle 28 bildet.
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Steht nach einer durchlaufenden Zehnerschaltung ein Zahnrad 16 nicht
genau in seiner Wertlage, so legt sich der dachförmige Ansatz 25 (Fig. 1) auf eine
der Zahnflanken der betreffenden Zahnlücke auf, so daß der Fortsatz 26 in die Bahn
der Schraubenleiste 27 ragt und von dieser bei der im Sinne des Pfeiles 29 erfolgenden
Drehung der Welle 28 zurückgedrückt wird, wobei das Zwischenrad 16 in die genaue
Wertlage eingestellt und der Einfluß des freien Spiels korrigiert wird. Infolge
der Schraubenlinienform der Leiste 27 erfolgt diese Korrektur von rechts beginnend
in den einzelnen Stellen nacheinander. Es wird hierdurch erreicht, daß die Widerstandshäufung
ohne Rücksicht auf die Länge des Zehnerdurchlaufs sich nur auf einige wenige Stellungen
erstrecken kann und trotzdem alle Zählräder zuverlässig bis zur höchsten Stelle
in ihrer richtigen Wertlage eingestellt werden.
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Die Antriebswelle 28 für die Korrekturleiste 27 treibt gleichzeitig
den Schrittschaltmechanismus an. Außerhalb der Maschinengehäusewand 31 (Fig. 5)
trägt die Welle 28 einen Exzenterzapfen 32, auf welchem ein Winkelhebel 33 (Fig.
4) gelagert ist, der am oberen Ende einen Zapfen 34 eines auf der Welle 8 gelagerten
Hebels 35 umschließt, so daß bei der Drehung der Welle 28 der Zapfen 34 auf einem
Kreisbogen um die Welle 8 hin- und herbewegt wird. Auf dem Zapfen 34 ist
ferner eine T-förmige Schaltklinke 36 drehbar gelagert, die gewöhnlich durch eine
Feder 37 in eine Mittellage gezogen. wird, in welcher ein an ihr befindlicher Schaltfinger
38 in Gestalt eines seitlichen Stiftes sich bei der Drehung der Welle 28 etwa in
Richtung auf die Antriebswelle 11 hin- und herbewegt und dabei in die vor
ihr stehende Zahnlücke eines auf der Welle 11 befestigten Schaltrades 39 ein- und
aus dieser wieder heraustritt, wobei das Schaltrad unbeeinflußt bleibt. An dem Querarm
der Schaltklinke 36 sind beiderseits des Drehzapfens 34 Anhaltestifte 41, 42 vorgesehen,
welche mit Einschnitten 43, 44 eines auf einem Zapfen 45 des Maschinengehäuses schwenkbaren
Vorzeichenstellarmes 46 angeordnet sind.
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Der Steharm 46 kann vermittels einer angelenkten Stange 47 in die
dargestellte rechte Schwenkstellung, in seine Mittellage oder in seine linke Schwenkstellung
eingestellt werden.
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In seiner Mittelstellung wird die Schaltklinke 36 durch ihn nicht
beeinflußt. Wird der Steharm 46 jedoch in seine rechte oder linke Schwenklage eingestellt,
so trifft der Anhaltestift 41 bzw. 42 auf die obere Wandung der Einschnitte
43, 44 auf, wodurch bewirkt wird, daß der Schaltfinger 38 statt der radialen
Hin- und Herbewegung eine Koppelkurve beschreibt, durch welche das Schaltrad 39
in dem einen oder anderen Sinne um einen Schritt weitergeschaltet wird.
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In der in Fig. 4 dargestellten rechten Schwenklage des Stellarmes
46 trifft der Stift 42 auf die obere Wandung des Einschnittes 44 auf, so
daß bei der Drehung der Welle 28 der Schaltfinger 38 nach rechts abgelenkt wird
und die Koppelkurven 49 beschreibt und das Schaltrad 39, die Welle 11 und das Antriebsrad
13 (Fig. 1) und die damit verbundenen Räder 14 bis 17 um eine negative Schalteinheit
weiterbewegt werden. Findet dabei ein Zehnerdurchlauf statt, so bewirkt die Welle
28 gleichzeitig die staffelweise Korrektur
des freien Spiels zwischen
den Rädern 16 und 17.
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Wird der Stellarm 46 in die linke Schwenklage eingestellt,
so arbeitet der Stift 41 mit der oberen Wandung des Einschnittes 43 zusammen,
so daß von dem Schaltfinger 38 die Koppelkurve 48 beschrieben wird und dabei das
Schaltrad 39 nebst dem anhängenden Getriebe um eine additive Einheit bewegt wird.
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Das Schaltrad 39 nebst der Welle 11 und alle über das Antriebsrad
13 (Fig. 1) mit der Welle 11 in Verbindung stehenden Zahnräder 14
bis 17 der Stelle, mit welcher das Antriebsrad 13 in Eingriff steht, werden
gewöhnlich durch einen Sperrhebel 51 (Fig.4) gesperrt gehalten und nur für
die Dauer der schrittweisen Fortschaltung des Schaltrades 39 freigegeben. Zu diesem
Zweck greift in einen Bogenschlitz 52 des Sperrhebels 51 ein Stift 53 ein, welcher
an dem Arm 54 des Winkelhebels 33 sitzt. Bei der Drehung der Welle 28 wird der Sperrhebel
51 mittels der Stift-Schlitz-Verbindung 52, 53 im Uhrzeigersinne zurückgeschwenkt,
derart, daß er während der Schrittschaltung des Rades 39 außer Eingriff mit diesem
tritt und sofort bei Beendigung der Schrittschaltung wieder in Eingriff mit ihm
kommt.
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Zum Zwecke des Löschens des Umdrehungszählwerkes wird dieses, wie
oben schon erwähnt, vermittels des Hebelarmes 18 (Fig. 1) nach unten geschwenkt,
so daß die Zahnräder 17 mit den im Sinne des Pfeiles 55 (Fig. 2) unter Federzug
stehenden Zahnstangen 19 in Eingriff treten. Auf den Wellen 4, 9 sitzt ein Hebel
56, welcher entsprechend dem Hebel 7, 18
(Fig. 1) geschwenkt wird und der
einen Schlitz 58 (Fig. 2) aufweist, welcher einen. Stift 59 eines kurzen Hebelarmes
61 umfaßt, der an einer um die Achse 62 schwenkbaren vierkantigen Anschlagstange
63 befestigt ist. Die Anschlagstange ist mit Einschnitten 64
versehen, durch
welche die Zähne des Zahnrades 16 hindurchtreten können. Sie nimmt gewöhnlich die
in Fig. 1 dargestellte Schwenklage ein, in welcher auch ein seitlich herausragender
Anschlagzahn 65 durch die Einschnitte 64 hindurchtreten kann.
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Beim Einschwenken des Zählwerkes in die Zahnstange 19 (Fig. 2) wird
die Anschlagstange 63 im Uhrzeigergegensinne geschwenkt, so daß schmalere Einschnitte
66 in die Bahn der Zähne des Zahnrades 16 gelangen, welche zwar die normalen Zähne
dieses Rades hindurchlassen, nicht aber den Anschlagzahn 65. Werden nun die Zahnstangen
19 freigegeben, so bewegen sie sich unter der Wirkung ihrer Federn im Sinne des
Pfeiles 55 und nehmen die Zahnräder 14 bis 17 mit, bis die Anschlagzähne
65 in der in Fig. 2 dargestellten Weise auf die Anschlagstange 63 auftreffen. Die
Anzeigeräder 15 stehen dann auf Null.
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Wird in diesem Zustand das Umdrehungszählwerk wieder nach oben ausgeschwenkt,
so bleibt es in seiner Nullstellung stehen, während die Zahnstangen 19, die vor
dem Ausschwenken in ihrer eingestellten Lage gesperrt werden, auf dem vorher im
Umdrehungszählwerk enthalten gewesenen Wert eingestellt sind. Dieser Wert kann in
beliebiger Weise in der Maschine, z. B. zur Ausführung weiterer Teilrechnungen oder
zur Anzeige mittels eines anderen Anzeigewerkes, weiterverwendet werden. Während
des Löschens des Umdrehungszählwerkes werden die Korrekturhebel 23 (Fig. 2) aus
den Zählrädern 16 ausgehoben, indem an ihnen befindliche Ausleger 67 beim Senken
des Zählwerkes auf die Welle 8 auftreffen. Um nach dem Löschvorgang für weitere
Rechnungen den richtigen Wiedereingriff der Zählräder 14 zu gewährleisten, der bei
dem durch Federwirkung erfolgenden Aufwärtsschwenken des Zählwerkes stattfinden
soll, ist an dem Hebel 56 (Fig. 2) eine Rolle 68 gelagert, welche mit einem
Kreisausschnitt 69 einer auf der Welle 28 befestigten Scheibe 71 zusammenarbeitet.
Wird das Zählwerk am Ende des Löschvorganges nicht vollständig durch den Federzug
in seine obere Lage gebracht, so wird es in diese Lage mit Sicherheit bewegt, sobald
die Welle 28 in Drehung versetzt wird, da in diesem Falle die Rolle 68 durch die
Scheibe 71 nach unten gedrückt und die etwa zurückgebliebene Schwenkung des Hebels
56 vervollständigt wird, noch bevor die Schrittschaltbewegung durchgeführt ist.