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Einrichtung zur Durchführung der selbsttätigen, abgekürzten Multiplikation
an Rechenmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Durchführung der
selbsttätigen, abgekürzten Multiplikation an Rechenmaschinen, mit einem in jeder
Dezimalstelle angeordneten, einen Schaltdaumen aufweisenden Speicherrad.
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Bei derartigen Einrichtungen ist es vielfach üblich, daß das Umdrehungszählwerk
als Multiplikator-Speicherwerk verwendet wird, dessen den Multiplikator verkörpernde
Speicherelemente nacheinander schrittweise auf Null abgearbeitet werden, wobei bei
jedem- Schritt der im Rechenwerk eingestellte Multiplikand ins Resultatwerk eingeführt
wird. Dieses schrittweise Abarbeiten zur Ziffer Null erfolgt bei einer Multiplikatorziffer
zwischen 1 und 4 oder 5 in Richtung auf die kleineren Ziffern (im negativen Sinne)
hin, bei einer Multiplikatorziffer zwischen 5 oder 6 und 9 in Richtung auf die größeren
Ziffern (im positiven Sinne) hin, wobei beim Übergang von 9 auf 0 eine Zehnerschaltung
stattfindet. Wegen der durch diese Zehnerschaltung (von einer niedrigeren zu einer
höheren Dezimalstelle) hervorgerufenen Änderung der im Multiplikator-Speicherwerk
(Umdrehungszählwerk) eingestellten Ziffern während der Multiplikationsrechnung muß
bei diesen Einrichtungen auch das Abarbeiten der einzelnen Speicherelemente von
den niedrigen zu den höheren Dezimalstellen aufeinanderfolgen. Andererseits aber
pflegt man bei Divisionsrechnungen mit dem Rechnen in den oberen Dezimalstellen
zu beginnen und beendet sie in den unteren.
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Es ist aber auch eine Einrichtung bekannt, bei der die Multiplikationseinrichtung
für die Durchführung der abgekürzten Multiplikation so gestaltet ist, daß sie ebenfalls
das Beginnen der Multiplikationsrechnungen in den oberen Dezimalstellen erlaubt.
Die Änderung der in ein Multiplikator-Speicherwerk einzugebenden Ziffern muß bei
einer derartigen Einrichtung schon vor Beginn der Multiplikationsrechnung durchgeführt
werden.
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Es ist dafür eineUmformeinrichtung zurÄnderung eines in einem Einstellwerk
eingestellten Multiplikators in eine »Abarbeitszahl« vorgesehen, die in der Weise
arbeitet, daß bei der 'C7bernahme einer Multiplikatorziffer, die gleich oder größer
als 5 ist, eine Vergrößerung des Einstellwertes um »1« in der nächsthöheren Dezimalstelle
des Speicherwerkes bewirkt wird, indem -das Speicherrad weitergeschaltet
wird. Diese Umformeinrichtung, die in ihrer Bauart kompliziert ist, arbeitet dergestalt,
daß in jeder Dezimalstelle des 8stelligen Speicherwerkes die Zahl 55 555 555 mit
Zehnerschaltung und danach die Zahl 55 555 555 ohne Zehnerschaltung addiert wird.
Dadurch führt jede Dezimalstelle des Speicherwerkes bei der Umformung zusätzlich
eine Umdrehung aus. Außerdem ist eine Schlittenschalteinrichtung vorgesehen, die
nach Abarbeiten einer Dezimalstelle des -Speicherwerkes auf Null wirksam wird.
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Die Erfindung geht von einer Einrichtung aus, die ebenfalls das Beginnen
der Multiplikationsrechnungen in den oberen Dezimalstellen gestattet, und hat sich
zur Aufgabe gestellt, die bekannten Multiplikationseinrichtungen wesentlich zu vereinfachen,
indem auf eine Umformung des Multiplikators in eine Abarbeitszahl verzichtet wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß ein an sich bekannter, jeder Dezimalstelle
zugeordneter, durch den Schaltdaumen verschwenkbarer Fühlhebel für die Schlittenschaltung
durch das Speicherrad der nächstniedrigen Dezimalstelle bei der Werteingabe um eine
Einheit tangential zur Bewegungsbahn des Schaltdaumens verstellbar ist.
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Der Erfindungsgegenstand hat ferner den Vorteil aufzuweisen, daß durch
die Lagerung des Fühlhebels für die Schlittenschaltung zwei der bekannten Einrichtungen,
nämlich die Umformeinrichtung und die Schlittenschalteinrichtung, vereinigt sind,
und dieAblesbarkeit des wahren Multiplikators, an Stelle der Abarbeitszahl, aus
dem Multiplikator-Speicherwerk gewährleistet ist.
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Der Gegenstand der Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung
an einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert. Hierbei
zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht der Einrichtung in der Ausgangslage, Fig. 2 eine
Vorderansicht der Einrichtung, Fig. 2a eine Ansicht nach Linie 2a-2a der Fig. 2,
Fig.
3 eine Seitenansicht der Einrichtung mit einem eingestellten Zahlenwert und Fig.4
eine Seitenansicht der Einrichtung mit Löschvorrichtung.
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In Fig. 1 ist eine Wertstelle der Einrichtung zur Durchführung der
selbsttätigen, abgekürzten Multiplikation dargestellt, die zusammen mit dem Resultatzählwerk
in einem Zählerwerkschlitten angebracht ist. Jede Wertstelle der Einrichtung ist
durch eine Zahnstange l einstellbar, die im Maschinengestell gelagert und um ein
dem eingetasteten Ziffernwert entsprechendes Maß in Längsrichtung bewegbar ist.
Die Zahnstange ist mittels eines Schlitzes 1a auf einem Bolzen 2 eines heb- und
senkbaren Schiebers 3 geführt, so daß sie während eines Teiles eines Maschinenganges
durch Einschwenken mit einem auf einer Achse 4 drehbar gelagerten Speicherrad 5
in Eingriff gebracht werden kann. Jedes Speicherrad 5 ist mit einem Bund 6 fest
verbunden, der einen Schaltdaumen 6a aufweist, und kämmt mit einem darüber angeordneten,
auf einer Achse 7 drehbar gelagerten Speicherrad 8, das mit einer Kurvenscheibe
9 fest verbunden ist. Die Kurvenscheibe 9 ist mit zwei Umfangsstufen versehen,
von denen die Umfangsstufe mit dem kleineren Radius den Ziffernwerten 0,1 . . .
5, die Umfangsstufe mit dem größeren Radius den Ziffernwerten 6 ... 9 entspricht.
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Auf einer Achse 10 ist für jede Wertstelle im Zählwerkschlitten
ein Hebel 11 schwenkbar gelagert, der auf der Unterseite eine Nase 11a aufweist,
die mit der Kurvenscheibe 9 zusammenarbeitet. Der Hebel 11 wird durch eine
Feder 12 im Uhrzeigersinn beeinflußt, so daß seine Nase 11 a stets an eine
der Umfangsstufen der Kurvenscheibe 9 anliegt. Der Hebel 11 kann je
nach Winkellage der Kurvenscheibe 9 demnach zwei Lagen einnehmen, und zwar eine
untere Lage (Fig. 1) bei eingestellten Ziffernwerten 0, 1 ... 5 und eine obere Lage
(Fig. 3) bei eingestellten Ziffernwerten 6 ... 9. An jedem Hebel
11 (Fig. 1) ist ein sich nach oben erstreckendes Anschlagglied
13 aasgelenkt, das durch eine Zugfeder 14
im Uhrzeigersinn beeinlußt
wird und das mit einem Ansatz 13 a versehen und in einem ebenfalls im Zählwerkschlitten
angebrachten Kamm 15 geführt ist. Dem Ansatz 13a des Anschlaggliedes 13 liegt entsprechend
der Lage des Hebels 11 entweder eine allen Wertstellen gemeinsame additive
Schaltschiene 16 oder subtraktive Schaltschiene 17 gegenüber, die im Maschinengestell
in Richtung der Schlittenbewegung verschiebbar gelagert sind. In Fig. 2 a sind die
beiden Schaltschienen 16 und 17 um 90° nach oben geklappt dargestellt. Die Schienen
16 und 17
besitzen je einen Anschlag 16a und 17a, die zueinander versetzt
sind. Der Zählwerkschlitten wird mit den in diesem gelagerten Teilen durch eine
nicht dargestellte Feder in Fig. 2 von rechts nach links beeinflußt. Diese nach
der Auslösung des Zählwerkschlittens erfolgende Bewegung wird begrenzt, indem sich
jeweils eines der bei der Einstellung im Uhrzeigersinn verschwenkten Anschlagglieder
13 (Fig. 3) mit seinem Ansatz 13a an den Anschlag 16a oder 17a der Schaltschiene
16 bzw. 17 anlegt, so daß der Zählwerkschlitten in den verschiedenen Wertstellen
entweder in einer Additionslage oder in einer Subtraktionslage angehalten wird.
Oberhalb des Kammes 15 ist eine Sperrschiene 18 für die Division angeordnet, die
im Maschinengestell gelagert und in Richtung zu den Anschlaggliedern 13 beweglich
ist. Die Sperrschiene 18 kann die Anschlagglieder 13
entgegen der Kraft
der Feder 14 im Gegenuhrzeigersinn verschwenken.
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Auf dem Hebel 11 ist ferner ein Fühlhebel 19
schwenkbar
gelagert; dessen unteres abgekröpftes Ende 19 a in die Bewegungsbahn des Schaltdaumens
6a der nächsthöheren Wertstelle ragt und dessen oberes abgekröpftes Ende
19 b an dem Anschlagglied 13 dieser nächsthöheren Wertstelle anliegt, wie
aus Fig. 2 ersichtlich ist. Es arbeiten also die Enden 19a und 19 b in der gleichen
Wertstelle, während der Fühlhebel19 selbst am Hebel 11 der nächstniedrigeren
Wertstelle aasgelenkt ist. Der Fühlhebe119 der niedrigsten - in Fig. 2 rechten -
Wertstelle ist auf einem im Zählwerkschlitten fest angeordneten Zapfen
20 gelagert.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind auf einer im Maschinengestell
angebrachten Achse 21 zwei Schaltzähne 22 und 23 gelagert, die bei jedem Rechenarbeitsgang
eine zueinander gegenläufige volle Umdrehung in Pfeilrichtung ausführen. Je nachdem
ob der Zählwerkschlitten am Anschlag 17a der subtraktiven Schaltschiene 17 in der
Subtraktionslage oder am Anschlag 16a der additiven Schaltschiene 16 in der
Additionslage angehalten wird, kommt das Speicherrad 5 der betreffenden Wertstelle
in die Bewegungsbahn entweder des Schaltzahnes 22 oder des Schaltzahnes 23, die
das Speicherrad- 5 in der einen oder der anderen Richtung weiterschalten. Entsprechend
wird auch das produktbildende Resultatzählwerk des Schlittens in der einen oder
der anderen Richtung angetrieben.
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Für die zweite bis höchste Wertstelle der Einrichtung ist je ein in
Fig. 4 dargestellter Löschhebel 24 vorgesehen, der auf der Achse 4 schwenkbar
gelagert und mit einem zur Achse 4 konzentrisch ausgebildeten Schlitz auf der Achse
7 geführt ist. Durch die nach rechts ragenden Enden der Löschhebel 24 ist eine gemeinsame
Stange 25 gesteckt, die nach beendeter Multiplikation sämtliche Löschhebel 24 in
Pfeilrichtung verschwenkt. An jedem Löschhebel 24 ist ein mit der Kurvenscheibe
9 zusammenarbeitender Ansatz 24a und ein mit dem Speicherrad 8 zusammenarbeitender
Ansatz 24 b angeordnet.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt: Als
Multiplikator sei der Wert »281<« gewählt. Die Multiplikation soll mit der höchsten
Wertstelle beginnen. Nach den bekannten Regeln der abgekürzten Multiplikation muß
die Maschine in der Hunderter-Stelle drei additive Arbeitsgänge, in der Zehner-Stelle
zwei subtraktive Arbeitsgänge und in der Einer-Stelle einen additiven Arbeitsgang
ausführen.
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In der Hunderter-Stelle werden die Speicherräder 5 und 8 (Fig. 1)
beim Einstellen des Multiplikators durch die Zahnstenge 1 um zwei Teilungen in Pfeilrichtung
gedreht. Die dem Speicherrad 8 zugeordnete Kurvenscheibe 9 beläßt durch ihre
Umfangsstufe mit dem kleineren Radius den Hebel 11 in der unteren Lage, so
daß der Ansatz 13 a des zugeordneten Anschlaggliedes 13 der additiven Schaltschiene
16 gegenüberliegt. Der Fühlhebe119 der Hunderter-Stelle, das ist der mit dem Schaltdaumen
6 a der Hunderter-Stelle zusammenarbeitende Fühlhebel, ist aber an dem Hebel
11 der Zehner-Stelle aasgelenkt.
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Die Speicherräder 5 und 8 der Zehner-Stelle sind entsprechend dem
Ziffernwert »8« um acht Teilungen in Pfeilrichtung gedreht worden. Die Kurvenscheibe
9
hat demnach den Hebel 11 der Zehner-Stelle und damit den Fühlhebel19 der Hunderter-Stelle
angehoben, wodurch sein Ende 19 a um eine Einheit tangential zur Bewegungsbahn des
Schaltdaumen 6a der Hunderter-Stelle nach oben verstellt wurde. Der Fühlhebe119
gleitet bei dem Einstellvorgang von seinem Schaltdaumen 6 a auf den Bund 6 und verschwenkt
dadurch zusammen mit dem ihm zugeordneten Anschlagglied 13 der Hunderter-Stelle
durch die Wirkung der Feder 14 im Uhrzeigersinn. Das Anschlagglied 13 legt sich
daher bei der Auslösung der Schlittenbewegung mit seinem Ansatz 13 a gegen den Anschlag
16a der Schaltschiene 16.
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In Fig. 3 ist die bisher geschilderte Einstellung dargestellt. Das
Speicherrad 9 und die Kurvenscheibe 9 gehören zur Zehner-Stelle und sind folglich
um acht Teilungen im Gegenuhrzeigersinn gedreht worden. Dadurch wurde sowohl der
Hebel 11 und das Anschlagglied 13 der Zehner-Stelle als auch der Fühlhebel
19 der Hunderter-Stelle angehoben. Der Ansatz 13 a des Anschlaggliedes 13 steht
der subtraktiven Schaltschiene 17 gegenüber, da in der Zehner-Stelle nur subtraktive
Rechenarbeitsgänge auftreten. Der Fühlhebel 19 arbeitet mit seinem unteren Ende
19 a mit dem Schaltdaumen 6 a der Hunderter-Stelle zusammen. In Fig. 3 sind daher
das Speicherrad 5 und der Bund 6 mit Schaltdaumen 6 a der Hunderter-Stelle dargestellt,
die folglich um zwei Teilungen im Uhrzeigersinn gedreht wurden. Der Fühlhebel 19
arbeitet aber auch mit seinem oberen Ende 19 6 mit dem Anschlagglied 13 der Hunderter-Stelle
zusammen, das sich infolge des eingestellten Ziffernwertes »2« in seiner unteren
Lage befindet und in Fig. 3 strichpunktiert dargestellt ist.
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Der Antrieb der Einrichtung erfolgt durch die Schaltzähne 22 und 23
(Fig. 1), von denen jeweils einer in Arbeitsstellung zum Eingriff mit dem Speicherrad
5 der rechnenden Stelle kommt und letzteres bei jedem Rechenarbeitsgang je nach
dem Rechensinn um eine Teilung weiterschaltet. In der Additionslage des Zählwerkschlittens
wird bei additiven Arbeitsgängen durch den Schaltzahn 23 das Speicherrad 5 der rechnenden
Stelle entgegen der Pfeilrichtung, in der Subtraktionslage des Zählwerkschlittens
bei subtraktiven Arbeitsgängen durch den Schaltzahn 22 in Pfeilrichtung geschaltet
bzw. abgearbeitet.
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Irrach Auslösung des Zählwerkschlittens wird dieser so weit nach links
gezogen, bis der Ansatz 13 a des Anschlaggliedes 13 der Hunderter-Stelle an dem
Anschlag 16 a der additiven Schaltschiene 16 anschlägt. Die Schiene 16 wird
dabei um ein kleines Stück nach links gedrückt, wodurch sie einen Elektromotor bzw.
eine Kupplung einschaltet. Nachdem in der Hunderter-Stelle zwei additive Arbeitsgänge
durchgeführt worden sind, steht der Schaltdaumen 6a wieder in seiner Ausgangslage.
Er arbeitet jedoch noch nicht mit seinem zugeordneten Fühlhebel 19 zusammen, da
dieser durch die Kurvenscheibe 9 der Zehner-Stelle um eine Teilung nach oben verstellt
ist. Erst nach einem weiteren Arbeitsgang - der Schaltdaumen 6a steht demnach in
der Stellung »9« - werden der Fühlhebel 19 und das Anschlagglied 13 im Gegenuhrzeigersinn
verschwenkt, wodurch der Zählwerkschlitten seinen Halt am Anschlag 16a der Schaltschiene
16 verliert und nach links (in Fig. 2) bewegt wird. In der Hunderter-Stelle wurden
demnach drei additive Arbeitsgänge durchgeführt.
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In der Zchner-Stelle nimmt, wie bereits beschrieben, das Anschlagglied
13 die in Fig. 3 dargestellte Lage ein. Der Zählwerkschlitten wird nun so weit nach
links bewegt, bis sich der Ansatz 13 a des Anschlaggliedes 13 der Zehner-Stelle
gegen den Anschlag 17 a der subtraktiven Schaltschiene 17 legt. Er wird in dieser
Subtraktionslage so lange festgehalten, bis die Zehner-Stelle abgearbeitet ist.
Der Fühlhebel19 der Zehner-Stelle, der an dem Hebel 11 der Einer-Stelle angelenkt
ist, ist durch die Kurvenscheibe 9 der Einer-Stelle nicht nach oben verstellt worden,
da in der Einer-Stelle die Ziffer »1« eingestellt ist. Der Schaltzahn 22 schaltet
nunmehr die Speicherräder 5 und 8 der Zehner-Stelle in Pfeilrichtung weiter, so
daß der Schaltdaumen 6a nach zwei subtraktiven Arbeitsgängen (von Ziffer »8« über
»9« auf »0«) auf den Fühlhebe119 trifft, der dadurch verschwenkt und in Zusammenwirken
mit dem Anschlagglied 13 die Bewegung des Zählwerkschlittens zur Einer-Stelle auslöst.
In der Zehner-Stelle wurden demnach zwei subtraktive Arbeitsgänge durchgeführt.
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In der Einer-Stelle ist der Ziffernwert »1« eingestellt. Der Hebel
11 liegt demnach auf der niedrigeren Umfangsstufe der Kurvenscheibe 9 auf, wodurch
der Zählwerkschlitten mit dem Ansatz 13 a des im Uhrzeigersinn verschwenkten Anschlaggliedes
13 an dem Anschlag 16 a der additiven Schaltschiene 16 in der Additionslage gehalten
wird. Der Schaltzahn 23 schaltet nunmehr die Speicherräder 5 und 8 entgegen der
Pfeilrichtung. Nach einem additiven Arbeitsgang verschwenkt der Schaltdaumen 6a
den Fühlhebe119 und das Anschlagglied 13 im Gegenuhrzeigersinn, wodurch der Zählwerkschlitten
seinen Halt an der Schaltschiene 16 verliert und, da kein Anschlagglied 13 mehr
im Bereich einer Schaltschiene liegt, nach links durchläuft.
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Bei jedem Freigeben der Schaltschiene 16 bzw. 17 durch eines der Anschlagglieder
13 führt die betreffende Schiene 16 bzw. 17 wieder eine kleine Bewegung nach rechts
(in Fig. 2) aus, wodurch der Elektromotor bzw. die Kupplung ausgeschaltet wird.
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Nach Beendigung der Multiplikation werden alle Schaltdaumen 6a und
Kurvenscheiben 9, die sich in der Stellung »9« befinden - im angeführten Beispiel
ist das bei der Hunderter-Stelle der Fall - durch die Löschhebel 24 (Fig. 4) in
die »0«-Stellung zurückgeführt. Dazu wird die Stange 25 kurzzeitig angehoben, so
daß die Löschhebel 24 in der in Fig. 4 dargestellten Pfeilrichtung verschwenken.
Der Ansatz 24 a eines jeden Löschhebels 24 stößt dabei gegen die ihm zugeordnete
Kurvenscheibe 9 und dreht diese und damit die Speicherräder 8 und 5 sowie den Bund
6 mit Schaltdaumen 6a in ihre in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage zurück. Bei der
Löschbewegung des Löschhebels 24 legt sich sein Ansatz 24 b in eine Lücke des Speicherrades
8 und sperrt dieses gegen jede weitere Bewegung. Nach dem Löschvorgang schwenken
die Löschhebel 24 wieder in die in Fig.4 dargestellte Lage zurück, in der sie eine
unbehinderte Drehbewegung der Speicherräder und Kurvenscheiben zulassen. Gleichzeitig
wird der Zählwerkschlitten wieder nach rechts in die Ausgangslage aufgezogen.
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Bei einer Division nimmt die Einrichtung, als Umdrehungszählwerk wirkend,
den Quotienten auf. Es werden daher die bei der Division nicht mitwirkenden Anschlagglieder
13 aller Wertstellen durch die sich in Fig. 1 nach links bewegende Sperrschiene
18 aus dem Bereich der Schaltschienen 16 und 17 im Gegenuhrzeigersinn
in eine wirkungslose Lage verschwenkt.