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Automatische Multiplikationsvorrichtung an Rechenmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf eine automatische Multiplikationsvorrichtung an Rechenmaschinen,
die mit einem Resultatszählwerk, einer drehbaren, mit Einstellscheiben versehenen
Geberwalze und mit Speicherrädern eines unverschieblichen Multiplikatorspeichers
ausgestattet ist, die zwischen einer Nullage und Wertstellungen einstellbar sind.
Die auf der Maschinenhauptwelle längsverschieblich angeordnete Geberwalze ist gegenüber
dem unverschieblichen Resultatswählwerk mittels einer Feder längs der Maschinenhauptwelle
einstellbar; die Speicherräder des Multiplikatorspeichers werden von einem durch
die Maschinenhauptwelle angetriebenen Antriebszahn, einem sogenannten Einzahn, während
jeder Teilmultiplikation, die durch die Drehung der Geberwalze bewirkt wird, schrittweise
nacheinander in ihre jeweiligen Nullagen zurückgedreht.
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Die Erfindung bezweckt, mit einfachen Mitteln an Rechenmaschinen mit
motorischem Antrieb den Rechnungsgang des Multiplizierens zu beschleunigen. In den
Mitteln, mit denen sie dies zu erreichen sucht, ist ihr von verschiedenen Erfindern
bereits zum großen Teil vorgearbeitet worden. Die deutsche Patentschrift 295 476
beschreibt z. B. eine Rechenmaschine zur Ausführung von Multiplikationen mit einem
Zählwerk und einem Schaltwerk, die gegeneinander beweglich sind und von denen das
letztere Einstellvorrichtungen zum Einstellen des Multiplikanden trägt, und mit
einer Reguliervorrichtung mit Einstellmechanismen zur Einstellung des Multiplikators,
die Zählwerk und Schaltwerk betätigen kann. Die Maschine erreicht die angestrebte
Beschleunigung der Rechenoperation durch zeitweiliges Lösen der Verbindung zwischen
den Einstellmechanismen und den von ihnen zu betätigenden Teilen, wodurch bei jeder
Einstellung einer Zahl in einer neuen Dekadenreihe, die vom Benutzer der Maschine
ohne Rücksicht auf den Lauf der Maschine beliebig schnell vorgenommen werden kann,
die zum Einstellen dienende Tastatur mit den darin befindlichen Einstellmechanismen
um einen Schaltschritt verschoben wird, so daß bei der Ausführung einer Rechnung
mit bereits eingestellten Faktoren die Einstellung neuer Faktoren zur Ausführung
einer weiteren Teilmultiplikation erfolgen kann. Das am Schlitten der Maschine montierte
Schaltwerk überträgt seine Bewegung nur während der ersten Umdrehungshälfte der
Hauptwelle auf das Zählwerk, während der Schlitten mitsamt dem Schaltwerk während
der zweiten Umdrehungshälfte der Hauptwelle verschoben wird und gleichzeitig im
Zählwerk unabhängig davon die Zehnerübertragung stattfindet. Die Maschine ist jedoch
infolge der großen Zahl und der Gewichte ihrer Einzelteile noch ziemlich schwerfällig.
- Bei der in der deutschen Patentschrift 531178 beschriebenen Rechenmaschine erfolgt
die automatische Multiplikation mittels eines Umdrehungszählwerkes, in dem die von
Hand einstellbaren Ziffernrollen desselben, mit denen der Multiplikator eingestellt
wird, mit in drei Lagen einstellbaren Anschlaggliedern für einen Schlitten verbunden
sind, die den Schlitten in jeder Dekade zweistufig entweder in Additions- oder in
Subtraktionslage anhalten. Bei der in der deutschen Patentschrift 907 836 beschriebenen
Zehntasten-Rechenmaschine werden die Werte, mit denen die Multiplikation auszuführen
ist, durch die Tasten in einer längsverschieblich auf der Maschinenhauptwelle angeordneten
und mit Sprossenrädern versehenen Geberwalze eingestellt, die durch eine Feder von
ihrer Ausgangslage aus unter einem seitlich vom Hauptrechenwerk befindlichen Umdrehungszählwerk
im Sinne steigender Dekaden verschoben wird; die Einstelltasten wirken über Funktionsschieber
auf einen Umschaltschieber, durch den der von Hand oder durch Motor betätigte Maschinenantrieb
auf eine Welle umgeschaltet wird, die Ankupplungsmöglichkeiten für Maschinenelemente
bietet. Die französische Patentschrift 1025 514 schließlich beschreibt eine mit
einem Minimum an Bewegungen bis zu der Zahl 5 addierende und innerhalb der Zahlen
6 bis 9 subtrahierende Multiplikationseinrichtung für eine Addiermaschine, welch
erstere ihre beweglichen Teile bei Einstellung einer zu multiplizierenden Zahl derart
arbeiten läßt, daß bei der Ausführung der Multiplikation der Multiplikator durch
Löschen
des eingestellten Multiplikanden mittels eines Ratschenrades mit fünf nach rechts
und fünf nach links geneigten Zähnen, dem Begriff' des Multiplizierens entsprechend,
so oft addiert wird, als der eingestellte Multiplikand Einheiten aufweist. Die Dekadenverschiebung
zwischen dem Einstellwerk und dem Resultatwerk findet hier während des Laufs der
Maschine zwischen den Rechenwertübertragungen ohne Anhalten der Maschine statt.
An der Multiplikationseinrichtung ist ein Fühler vorgesehen, der das durch die Wirkung
einer Klinke erfolgende schrittweise Zurückdrehen dreier Scheiben durch Einfallen
in eine Nullücke am Speicherwerk beendigt. - Alle diese und noch andere Einrichtungen
waren jedoch für das Erfindungsziel, das eine leichtgebaute, schnellwirkende und
zwecks möglichster Verschleißfreiheit der Teile mit einem Minimum an Bewegungen
auskommende Multiplikationseinrichtung an Rechenmaschinen vorsah, in ihrem Aufbau
zu schwerfällig und in ihrer Wirkungsweise zu kompliziert.
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Dem Erfinder standen zur Erreichung seines Zieles, in einer Multiplikationsvorrichtung
mit einer rotierenden Geberwalze die Möglichkeit zu haben, die Geberwalze während
der Drehung derselben relativ zum Resultatzählwerk verschieben zu können, ohne sie
anhalten zu müssen, gemäß dem Stand der Technik folgende Mittel zu Gebote: 1. Dekadenverschiebung
des Schaltwerks gegen das Multiplikationsspeicherwerk ohne Anhalten der Maschine,
2. Feder als Kraftquelle zur selbständigen Ausführung dieser Verschiebung und 3.
zum Schaltwerksteil gehörender Fühler, der bei Bewegung der beiden Teile gegeneinander
als z. B. in eine Nullücke am Speicherwerk einfallender Anschlag dient, und zwar
so lange, bis in der Nullstellung, z. B. nach Abarbeitung des entsprechenden Multiplikatorspeicherrades,
eine weitere Relativverschiebung der genannten beiden Teile um einen Dekadenschritt
erfolgen kann. Ferner war dem Erfinder von Sprossenradmaschinen her bekannt, daß
die Sprossen so in axialer Richtung verstellt werden können, daß sie in einer Kreisspur
den Zahlenwert, in der anderen den zugehörigen Komplementwert bilden, und daß beide
wahlweise durch Axialverschiebung der Sprossenwalze in Wirklage zu den wertaufnehmenden
Resultatzählwerksrädern gebracht werden können, was es ermöglicht, positive und
negative Rechnungen bei gleichbleibender Sprossenraddrehrichtung ohne Anhalten der
Maschine durchzuführen.
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Um dieses Arbeitsprinzip nicht nur beim Übergang von der positiven
zur negativen Rechnungsart, sondern auch innerhalb gleicher Rechnungsarten anwenden
zu können, schlägt die Erfindung vor, die Geberwalze während der Multiplikation
dauernd von der Maschinenhauptwelle antreiben zu lassen und von einer Feder unter
Zug halten zu lassen sowie an einer Buchse der Geberwalze einen Fühler vorzusehen,
der die Stellung der Multiplikatorspeicherräder abfühlt. Bei Abfühlung einer Wertstellung
der Räder und Einrastung in eine ortsfeste Schiene hält dieser Fühler die Geberwalze
in ihrer Axiallage fest und gibt sie bei Abfühlung einer Nulllage derselben und
Ausrastung aus der besagten Schiene zu einer durch die obengenannte Feder bewirkten
Axialverschiebung frei, bis ein in Wertstellung stehendes Speicherrad durch Einrastung
des Fühlers in die Schiene die Axialverschiebung der Geberwalze beendet. Zweckmäßigerweise
wird am Fühler eine Schräge angeordnet, die mit einer eine Nullücke aufweisenden
Speicherscheibe des Speicherrades derart zusammenwirkt, daß der unter dem Zug einer
Feder stehende Fühler beim Aufreiten auf die in Wertstellung stehende Speicherscheibe
in eine Sägeverzahnung der Schiene hineingedrückt wird. -Hierdurch wird ein ununterbrochenes
Arbeiten des Antriebsmotors der Rechenmaschine durch den gesamten Multiplikationsvorgang
hindurch gewährleistet, und die Geberwalze kann, und zwar immer während einer einzigen
halben Drehung der maschinellen Apparatebetätigung, durch eine Anzahl Multiplikatorkolonnen
hindurch verschoben werden. Positive und negative Rechnungen können bei gleichbleibender
Drehrichtung der Sprossenräder ohne Anhalten der Maschine durchgeführt werden, und
die Konstruktion der Vorrichtung ist gegenüber anderen Vorrichtungen dieser Art
vereinfacht, auch sind die verschiebbaren Teile bei der erfindungsgemäßen Multiplikationsvorrichtung
so leicht wie möglich gemacht. Weiter hat die Erfindung den Vorteil, daß nur ein
einziger Fühlhebel vorgesehen zu werden braucht und daß ein kleinstmögliches Vorrichtungsgewicht
erzielt wird, wodurch die die Kraftquelle für den Verschiebungsvorgang darstellende
Feder insgesamt acht Dekadenverschiebungen mit einer Geschwindigkeit bewerkstelligen
kann, die groß genug ist, daß das Arbeiten des Motors einen ganzen eingestellten
Multiplikationsvorgang hindurch unausgesetzt vonstatten gehen kann. Endlich werden
bei dieser Konstruktion dadurch, daß der einzige, auf die Geberwalze montierte und
mit dieser zusammen verschobene Fühlhebel beim Abstoppen der Verschiebungsbewegung
gegen eine feste Schiene schlägt, eine allzu hohe Schlagbeanspruchung des Hebels
und Seitendrücke auf die Speicherräder vermieden.
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An Hand der Zeichnungen soll nunmehr ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
besprochen werden.
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F i g. 1 ist ein Querschnitt durch die für die Erfindung wesentlichen
Teile der Multiplikationsvorrichtung an einer Rechenmaschine; F i g. 2 ist eine
Ansicht des Multiplikatorspeichers von vorn; F i g. 3 ist ein Grundriß der Einrichtung.
Zwischen Maschinenseitenwänden 1 (F i g. 3) ist auf einer Maschinenhauptwelle 2
eine Geberwalze 3 mit Einstellscheiben 4, z. B. eine Sprossenradwalze, drehbar angeordnet
und auf dieser Welle 2 mittels eines Keiles 7 verschiebbar gelagert. Die Einstellscheiben
4 sind auf einer Buchse 6 befestigt, die die entsprechende Keilnut zur Verschiebung
besitzt. Eine Feder 8 ist vorgesehen, welche die erforderliche Vorschubkraft für
die Geberwalze erzeugt.
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Gleichfalls zwischen den Maschinenseitenwänden 1
ist ein ortsfestes
Resultatzählwerk 12 auf einer gestellfesten Achse 14 mit Resultaträdern 13 gelagert,
welche die in der Geberwalze 3 eingestellten Zahlenwerte bei deren Drehung übernehmen.
Der Vollständigkeit halber ist auch eine zwischen den Maschinenseitenwänden 1 auf
einer Achse 15 a drehbar gelagerte Zehnerwalze 15 mit Zehnerscheiben 16 und
Zehnerschaltzähnen 17 eingezeichnet. Da die Zehnerschalteinrichtung nicht zur Erfindung
gehört, ist es nicht erforderlich, auf ihre Einzelheiten einzugehen. Es ist nur
zu bemerken, daß es sich um eine
bekannte zweistufige Zehnerübertagung
handelt, bei der nach der Übertragung der Rechenwerte in das Resultatzählwerk die
Zehnerschaltung mit der üblichen Zehnerspirale einsetzt und - da Rechen- und Zehnerz
ntrieb auf getrennten Wellen angeordnet sind -- die Geberwalze 3 für den Rechenantrieb
während der Zehnerübertagung zur Dekadenverschiebung frei ist, da während dieser
Zeit keine Rechenwertübertragungen oder Zehnervorbereitungen stattfinden. Die Geberwalze
3 und die Zehnerwalze 15 sind über Zahnräder 9, 10 und 11 Betrieblich
verbunden.
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Auf einer zwischen den Maschinenseitenwänden 1 Bestellfest angeordneten
Achse 22 ist ein Multiplikatorspeicher 18 gelagert. Er besteht aus Speicherrädern
19 und Speicherscheiben 20, die mit einer Lücke 21 (F i g. 1) für die Nullage ausgerüstet
sind. Solche Speicher sind an sich bekannt, und ihre Einstellung auf den Multiplikatorwert,
mit welchem die Maschine rechnen soll, kann auf irgendeine bekannte Art erfolgen,
z. B. durch Tasten und im Addiermaschinenbau übliche Zahnstangenantriebe.
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Auf einer zwischen den Maschinenseitenwänden 1 (F i g. 3) drehbar
und verschiebbar gelagerten Welle 28 ist ein Antriebszahn 29, ein
sogenannter Einzahn, befestigt. Er steht mit der Hauptwelle 2 durch Zahnräder 30
und 31 im Übersetzungsverhältnis 1 : 1 in Verbindung und nimmt an der Verschiebung
der Geberwalze 3 teil, da das Zahnrad 30 durch am Zahnrad 31 befestigte Bundscheiben
32 geführt ist. Der Einzahn 29 wandert bei der Multiplikation mit der Geberwalze
3 von Dekade zu Dekade und dreht die im Multiplikatorspeicher 18 eingestellten
Zahlen bei jeder Maschinenumdrehung schrittweise zurück, bis sie wieder auf Null
stehen.
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Die Stellung der Multiplikatorscheiben 20 wird durch einen Fühler
23 abgefühlt. Dieser steht über einen Bund 34 ebenfalls mit dem Geber 3 in Verbindung
und nimmt gleichfalls an dessen Seitenverschiebung teil. Es hat an seinem oberen
Ende einen Zahn 25, der in eine Sägeverzahnung 27 (F i g. 2) einer Schiene 26 eingreifen
kann. Eine Feder 33 (F i g. 1) hat das Bestreben, den Fühler 23 in Richtung auf
die Speicherscheiben 20 zu ziehen, so daß seine untere Nase 24 auf den Speicherscheiben
20 zum Aufliegen kommt.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Zunächst erfolgt die
Einstellung eines Multiplikanden in die Geberwalze 3 durch eine Einrichtung, die
nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört und daher nicht beschrieben ist. Anschließend
wird der Multiplikator in die Speicherscheiben 20 eingestellt. Während dieser Einstellungen
wird der Fühler 23 durch einen Anschlag 35 (F i g. 2) in der Bestellfesten Sägeverzahnung
27 eingerastet gehalten, so daß die Geberwalze 3 (F i g. 3) ihrer Ausgangsstellung
in der niedrigsten Dekade des Resultatzählwerkes 12 verbleibt. Durch Niederdrücken
einer z. B. mit »_« bezeichneten Maschinenfunktionstaste wird der Anschlag 35 (F
i g. 2) entfernt und der Antriebsmotor der Maschine in Gang gesetzt. Nun legt sich
der Fühler 23 (17! g. 1) mit seiner unteren Nase 24 auf den Rand der
ersten Speicherscheibe 20, und zugleich beginnt der Einzahn 29, diese Scheibe
schrittweise abzuarbeiten, bis die Nullücke 21 der Nase 24 gegenübersteht, d. h.
bis die Hauptwelle 2 der Maschine die z. B. den Einern des Multiplikators entsprechende
Anzahl von Umdrehungen gemacht hat. In dieser Stellung kann der Fühler 23 unter
der Wirkung der Feder 33 in die Lücke 21 der Speicherscheibe 20 einfallen, wobei
sein oberer Zahn 25 aus der Sägeverzahnung 27 austritt und die Geberwalze 3 zur
Verschiebung freigibt. Die Geberwalze 3, der Fühler 23 und der Einzahn 29 wandern
daher zur nächsthöheren Dekade des Multiplikators. Sofern in der zugehörigen Speicherscheibe
20 eine Ziffer eingestellt ist, wird der Fühler 23 mittels einer an der Nase 24
angebrachten Schräge 24a beim Auftreffen auf den Rand der Scheibe 20 wieder nach
oben gedrückt und in die Sägeverzahnung 27 eingerastet, in welcher Stellung nun
die Geberwalze 3 verharrt, bis die zugehörige Speicherscheibe 20 durch den Einzahn
29 auf Null zurückgedreht worden ist. Dieses Spiel wiederholt sich von Dekade zu
Dekade, bis der ganze eingestellte Multiplikator abgearbeitet ist und das Produkt
vom Resultatwerk aufgenommen worden ist. Hiernach wird der Maschinenantrieb durch
eine nicht gezeigte Einrichtung stillgesetzt.
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Befinden sich innerhalb einer im Speicher 18 eingestellten Multiplikatorzahl
Nullen, so werden bei der beschriebenen Einrichtung diese Dekadenstellen von der
Geberwalze 3 einfach übersprungen, da an diesen Stellen die Nullücken 21 der Speicherscheiben
20 dem Fühler 23 gegenüberstehen und die Nase 24
erst in derjenigen
folgenden Dekade in die Sägeverzahnung 27 eingerastet wird, in welcher eine Multiplikatorziffer
steht.
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Nach dem vorhergesagten findet die Dekadenverschiebung der Geberwalze
3 nach Beendigung der Rechenwertübertragung während der anschließenden Zehnerübertragung
statt, d. h. während von der Geberwalze 3 der in F i g. 1 mit »A-B« bezeichnete
Umlaufwinkel beschrieben wird.