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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Einstellen
der verschiedenen Gangarten, wie z. B. Einführung positiver und negativer Zahlen
(kurz Plus, Minus genannt), Nichtaddition, Zwischen-und Endsummenzug, an mechanischen
Rechen- und Buchungsmaschinen. Und zwar wird jene übliche Bauart von Rechenmaschinen
vorausgesetzt, deren Zählwerk einen Ziffernradsatz aufweist, welcher einerseits
bei der Eingabe je nach dem Vorzeichen der einzubringenden Zahl in wechselnder Drehrichtung
mit den die verschiedenen Ziffern darstellenden Bewegungen eines Betrag-Schaltwerkes
und andererseits - gegebenenfalls über das gleiche Betrag-Schaltwerk - mit den entsprechenden
Bewegungen eines wertaufnehmenden Werkes gekoppelt oder auch von beiden genannten
Werken entkoppelt werden kann. Demgemäß sind für das Zählwerk mindestens dreiArbeitsstellungen
erforderlich, nämlich je eine für die Kopplung mit dem Betrag-Schaltwerk in beiden
Drehrichtungen sowie eine entkoppelte Neutralstellung. Die Steuervorrichtung bestimmt
sodann nach Maßgabe der jeweiligen Gangart die zeitliche Aufeinanderfolge der Kopplung
der Werke untereinander.
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Steuervorrichtungen der vorliegenden Art bestehen im wesentlichen
aus einer Gangarttastatur, in die die verschiedenen Gangarten eingegeben werden,
und einem Gangartgetriebe, welches jeder Gangarttaste eine bestimmte Kombination
von Antriebselementen zuordnet. Letztere werden zu bestimmten Zeitpunkten eines
Arbeitsganges wirksam und schalten das Zählwerk zwischen seinen verschiedenen Arbeitsstellungen
um. In diesem Zusammenhang ist es ferner üblich, eine Voreinstellung der Gangarten
einzurichten, so daß bereits vor Ablauf eines Arbeitsganges die Eingabe einer Gangart
für den nächstfolgenden Arbeitsgang erfolgen kann.
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Im einzelnen geht die Erfindung von einer voreinstellbaren Steuervorrichtung
aus, bei der die Betätigung der Gangarttasten zunächst auf mehrere Voreinstellschieber
übertragen wird, die wiederum mit den eigentlichen Einstellschiebern federnd verbunden
sind. Infolgedessen können die Voreinstellschieber bereits in eine neue Arbeitsstellung
gebracht werden, während die den laufenden Arbeitsgang steuernden Einstellschieber
noch in ihrer bisherigen Lage arretiert bleiben.
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Ergänzend sind im vorliegenden Zusammenhang ferner bekannte Gangarttastaturen
zu erwähnen, bei denen die Betätigung der Tasten auf ein gemeinsames Steuerglied
übertragen wird. Diese Einrichtungen sind jedoch nicht voreinstellbar und benötigen
außerdem zur Umsetzung der Gangartbefehle in die Zählwerksumschaltung eine Vielzahl
von schwenkbaren Getriebe- und Kopplungselementen.
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Von diesen bekannten Vorrichtungen ausgehend, besteht die Aufgabe
der Erfindung hauptsächlich darin, eine Gangartsteuervorrichtung zu schaffen, die
einerseits den Vorzug der Voreinstellbarkeit aufweist, andererseits aber keine mit
federndem Kraftschluß arbeitenden Voreinstellglieder benötigt und außerdem eine
grundsätzliche Verminderung der Anzahl der erforderlichen Einstellelemente aufweist.
Auf diese Weise soll nicht nur eine beträchtliche Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit
infolge verringerter Massenträgheit und einer verringerten Anzahl von bewegten Getriebeelementen,
sondern auch eine Verminderung des Herstellungsaufwandes erzielt werden. Endlich
soll der Energiebedarf für die Stellbewegungen der Steuervorrichtung nicht von der
Tastenbetätigung, sondern ausschließlich vom Maschinenantrieb aufgebracht und damit
größtmögliche Leichtgängigkeit der Tasten erreicht werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen
in einer Gestaltung der Steuervorrichtung gemäß folgenden Merkmalen: I. Als gemeinsames
Steuerglied ist eine bewegliche Stufenscheibe vorgesehen, die a) von den zugehörigen
Gangarttasten durch einseitigen Kraftschluß in unterschiedliche Arbeitslagen einstellbar
ist und b) eine monoton verlaufende Abtaststufung für die Steuerung der Zählwerksstellungen
aufweist.
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II. Zur Umsetzung der Arbeitslagen der Stufenscheibe in die Steuerbewegungen
zugeordneter Kombinationen von an sich bekannten Steuergliedern für die Umschaltung
des Zählwerks ist mindestens ein bewegliches Stellglied vorgesehen, das a) unter
der Wirkung des Maschinenhaupt-Z, zur Anlage mit der Abtaststufung der voreingestellten
Stufenscheibe bringbar ist und b) eine Nockenreihe aufweist, die mit Steuergliedern
für die Zählwerksumschaltung in Wirkverbindung steht.
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Bei dieser Gestaltungsweise wird eine Voreinstellbarkeit der Gangarttasten
dadurch erreicht, daß die Stufenscheibe bei Betätigung einer Taste mit gegenüber
der vorhergehenden größerem Eingriffshub infolge ihrer monoton verlaufenden Abtaststufung
ohne weiteres ausweichen kann, während die Betätigung einer Gangarttaste mit gegenüber
der vorhergehenden geringerem Eingriffshub infolge des nur einseitigen Kraftschlusses
zwischen den Tasten und der Stufenscheibe ermöglicht wird. Diese Ausbildung setzt
allerdings eine Arretierung des die Stufenscheibe abtastenden Stellgliedes oder
eine Sperrung der Tastatur bis zu einem Zeitpunkt des laufenden Arbeitsganges voraus,
zu dem eine weitere Einwirkung des Stellgliedes auf die nachgeschalteten Steuerglieder
zur Beendigung des Arbeitsganges nicht mehr erforderlich ist. Derartige Sperrvorrichtungen
sind in verschiedenen Ausführungen bekannt und bedürfen im vorliegenden Zusammenhang
keiner weiteren Erläuterung.
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Weiterhin ist für die erstrebte Verminderung der Anzahl von Einstellelementen,
die vorzugsweise sogar zur Anordnung nur eines Einstellgliedes für die Abtastung
der Stufenscheibe führt, die Ausbildung des Stellgliedes mit einer die Zählwerksumschaltung
steuernden Nockenreihe wesentlich. Gleichzeitig erlaubt diese Anordnung in einfacher
Weise die Ausnutzung des Maschinenhauptantriebs für die Abtastung der Stufenscheibe
durch das die weitere Steuerung auslösende Stellglied. Auf diese Weise wird die
sonst erforderliche Tastenbetätigung entgegen der Wirkung von unter federndem Kraftschluß
stehenden Steuerelementen beseitigt und das gegebenenfalls notwendige Spannen von
elastischen Kraftspeichern ausschließlich dem Maschinenantrieb übertragen.
Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels zu entnehmen, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.
Hierin zeigt F i g. 1 die schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung
mit Gangarttastatur, Stufenscheibe und anschließenden Steuergliedern, F i g. 1 a
bis 1 c die wesentlichen Steuerglieder der Vorrichtung in weiteren Arbeitsstellungen.
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Nach F i g. 1 sind im Maschinengehäuse 1 die Gangarttasten
»Plus« (-f-), »Minus« (-), »Nichtaddition« (#), »Endsumme« (*) und »Zwischensumme«
(o) mit ihren Tastenstielen 2 vertikal verschiebbar gelagert. Letztere treten in
ihrer unteren Arbeitsstellung mit der Oberkante 3 einer Stufenscheibe 4 in Berührung
und verschwenken diese um ihre Achse 5 entsprechend den unterschiedlichen Achsabständen
in entsprechende Winkelstellung. Abweichend davon tritt nur der Tastenstiel der
Gangarttaste »Plus« nicht mit der Stufenscheibe 4 in Berührung, da diese Taste der
unter der Wirkung einer Feder 6 an einem Anschlag 7 eingenommenen Grundstellung
der Stufenscheibe 4 entspricht. Die Gangarttaste »Plus« wirkt jedoch wie die übrigen
Gangarttasten auf einen Schalter 8 für die Ingangsetzung des motorischen Maschinenantriebs.
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Durch Betätigung einer der Gangarttasten gelangt die jeweils zugehörige
Stufe der Abtaststufung 9 der Stufenscheibe 4 in Höhe eines am vorderen Ende eines
Stehschiebers 10 angebrachten Anschlags 11. Der Stellschieber 10 sieht unter
der Wirkung einer Antriebsfeder 12 und wird vor Beginn eines Steuervorganges vom
Maschinenhauptantrieb über eine Stange 13 in seine in F i g. 1 strichpunktiert
angedeutete Ausgangslage gebracht. Nach Einstellen der Stufenscheibe 4 in eine der
betätigten Taste entsprechende Schwenkstellung wird die Stange 13 zu einem vorn
Maschinengang festgelegten Zeitpunkt freigegeben und erlaubt nunmehr unter der Wirkung
der Feder 12 die Bewegung des Stehschiebers 10 bis zur Anlage des Anschlags 11 an
der entsprechenden Stufe der Stufenscheibe 4. Auf diese Weise ist jeder Gangarttaste
eine bestimmte Lage des Stellschiebers 10 zugeordnet. Anschließend wird beispielsweise
die Tastatur durch eine nicht dargestellte Sperrvorrichtung üblicher Art gesperrt.
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Der rechte Abschnitt des Stellschiebers 10 trägt eine Nockenreihe
14, die in Übereinstimmung mit den durch die Stufenscheibe 4 bestimmten Steuerschritten
in hintereinanderliegende Abschnitte mit zwei unterschiedlichen Stufenhöhen unterteilt
ist. Mit der Nockenreihe 14 wirken senkrecht verschiebbare Steuerschieber 15 bis
17 zusammen, deren untere Anschläge 15' bis 17' je nach der Lage des Stellschiebers
10 auf einen Nocken der Nockenreihe 14 aufsitzen bzw. in eine Lücke einfallen. Die
Steuerschieber 15 bis 17 werden ebenfalls zu Beginn eines Maschinenganges in eine
Ausgangsstellung angehoben, die freie Beweglichkeit des Stellschiebers 10 ermöglicht
und nach Einstellung des Stellschiebers 10 zur Abtastung der Nockenreihe 14 freigegeben.
Die Steuerschieber 15 bis 17 wirken weiter mit einer der üblichen und daher hier
nicht dargestellten Schaltvorrichtungen zur Auslösung der Zählwerksumschaltung zusammen.
Im vorliegenden Zusammenhang kommt es nur darauf an, daß beispielsweise der Schieber
15 die Ausgabekopplung des Zählwerks, der Steuerschieber 16 die Eingabekopplung
des Zählwerks und der Steuerschieber 17 die vorzeichenbestimmende Drehrichtungsschaltung
des Zählwerks bestimmt. Ferner ist im Beispielsfalle angenommen, daß die untere
von beiden möglichen Abtaststellungen der Steuerschieber 15 und 16 jeweils das Einschalten
des Zählwerks zur Wertausgabe bzw. Werteingabe und die obere Stellung dieser Steuerschieber
das Ausschalten des Zählwerks bewirkt. Ebenso bewirkt die obere Stellung des Steuerschiebers
17 das Einstellen der positiven Drehrichtung des Zählwerks und die untere Stellung
dieses Steuerschiebers die Einstellung der negativen Drehrichtung.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine saldierende
Rechenmaschine, bei der also im Falle des Zwischen- und Endsummenzuges die Drehrichtungsschaltung
des Zählwerks vom Vorzeichen des jeweiligen Zählwerkinhalts bestimmt wird. Es wird
daher eine der in zahlreichen Bauarten bekannten Saldosteuerungen vorausgesetzt,
von der in F i g. 1 und 1 c lediglich eine in zwei horizontalen Stellungen arbeitende
Abtriebsstange 18 als Ausgangselement angedeutet ist. Von letzterem wird ein Schwenkstück
19 in eine von zwei möglichen Schwenkstellungen gebracht, wobei der Anschlag 20
entweder einen am Steuerschieber 17 angebrachten Vorsprung 21 unterstellt und diesen
Schieber damit in seiner Plusstellung festhält oder den Vorsprung 21 freigibt, so
daß der Steuerschieber 17 in eine vorhandene Lücke der Nockenreihe 14 einfallen
kann.
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Solche Lücken sind in den Stellungen des Stellschiebers
10 für Zwischen- und Endsumme für den Stellschieber 17 vorgesehen, weshalb
bei diesen Gangarten die Drehrichtungsschaltung des Zählwerks nur von der Saldosteuerung
bestimmt wird. Dagegen ist die Einwirkung des Schwenkstücks 19 auf den Steuerschieber
17 in den Arbeitsstellungen für die Gangarten Plus und Minus nicht am Platz, wobei
von der Gangart Nichtaddition abgesehen wird, für die das Zählwerk ohnehin in seiner
entkoppelten Neutralstellung verbleibt. Bei der vorliegenden Beispielsausführung
tritt ferner die Wirkung des Schwenkstücks 19 in der Arbeitsstellung für die Gangart
Plus nicht störend in Erscheinung, weil hierbei der Steuerschieber 17 ohnehin auf
einem Nocken der Nockenreihe 14 aufsitzt und sich somit in seiner oberen Arbeitsstellung
befindet. Das Untergreifen des Vorsprunges 21 durch den Anschlag
20 des Schwenkstücks 19 stimmt daher in diesem Fall mit der gewünschten
Steuerwirkung seitens des tastenbetätigten Stehschiebers 10 überein.
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Dagegen muß in der Arbeitsstellung für die Gangart Minus ein Unterstellen
des Vorsprungs 21 durch den Anschlag 20 verhindert werden, um Fehlsteuerung
zu vermeiden. Dieses wird mittels eines zusätzlichen Nockens 22 am Stellschieber
10 erreicht, der in der Arbeitsstellung für die Gangart Minus mit einem Anschlagarm
23 des Schwenkstücks 19 zusammenwirkt und letzteres außerhalb des Bewegungsbereichs
des Vorsprungs 21 hält. Diese Steuerbewegung kann im Gegensatz zu einem über die
Abtriebsstange 18 von der Saldosteuervorrichtung eintreffenden Steuerbewegung stehen.
Für diesen Fall wirkt der Nocken 22 vorrangig gegenüber der Abtriebsstange 18 auf
das Schwenkstück 19. Dieses wird durch Bewegungsfreiheit des Gelenkbolzens
24 am Antriebsarm 25 des Schwenkstücks 19 innerhalb eines entsprechend bemessenen
Langloches 26 der
Abtriebsstange 18 erreicht, wobei im Normalfall
durch eine Zugfeder 27 für einseitige Anlage des Gelenkbolzens 24 im Langloch 26
gesorgt ist.
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In F i g. 1 sind die Arbeitsstellungen des Stellschiebers 10, die
über entsprechende Nocken bzw. Lücken mit dem Steuerschieber 15 zusammenwirken,
durch die den einzelnen Gangarten entsprechenden üblichen Druckzeichen 15" angedeutet.
Gleiches gilt für die Druckzeichenreihen 16" und 17" mit Bezug auf die Steuerschieber
16 bzw. 17. Aus dieser Aufteilung der Nockenreihe 14 ergeben sich für die verschiedenen
Arbeitsstellungen des Stellschiebers 10
die unterschiedlichen Stellungskombinationen
der Steuerschieber 15 bis 17 für die entsprechenden Gangarten.
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So zeigt F i g. 1 die Arbeitsstellung für Gangart Plus, wobei der
Steuerschieber 17 seine obere Stellung einnimmt und somit die positive Zählwerksdrehrichtung
bestimmt, während der Steuerschieber 16 in seiner unteren Stellung die Eingabekopplung
des Zählwerks betätigt und der Steuerschieber 15 in seiner oberen Stellung die Ausgabekopplung
des Zählwerks ausgeschaltet hält.
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In der Arbeitsstellung für Gangart Endsumme gemäß F i g. 1 a schaltet
der Steuerschieber 15 in seiner unteren Stellung die Ausgabekopplung des Zählwerks
ein, während der Steuerschieber 16 die Eingabekopplung ausgeschaltet hält.
Der vorzeichenbestimmende Steuerschieber 17 trifft in dieser Lage des Stellschiebers
10 auf eine Lücke der Nockenreihe 14 und legt daher ohne Einwirkung der Saldosteuerung
über das Schwenkstück 19 in seiner unteren Stellung die negative Drehrichtung des
Zählwerks fest. Dies ist dann der Fall, wenn das Schwenkstück 19 durch die Abtriebsstange
18 in seine im Gegenuhrzeigersinn ausgeschwenkte Lage gebracht wird, d. h., wenn
die Saldosteuerung einen negativen Zählwerkinhalt anzeigt. Im umgekehrten Fall steht
das Schwenkstück 19 in seiner in F i g. 1 a dargestellten Lage, wobei der Anschlag
20 den Vorsprung 21 des Steuerschiebers 17 unterstellt, diesen in seiner oberen
Stellung hält und somit die positive Drehrichtung des Zählwerks festlegt.
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In der in F i g. 1 b dargestellten Lage des Stehschiebers 10 für die
Gangart Zwischensumme treffen die Steuerschieber 15 und 16 eine Lücke der Nokkenreihe
14 und schalten somit in ihrer unteren Stellung jeweils die Ausgabe- und Eingabekopplung
des Zählwerks ein. Dabei werden wie üblich Ausgabe-und Eingabekopplung in unterschiedlichen
Zeitabschnitten des Maschinenganges auf das Zählwerk wirksam. Beispielsweise kann
im Falle einer Rechenmaschine mit oszillierender Hauptwelle die Ausgabekopplung
während des Vorhubs und die anschließende Wiedereingabekopplung des Zählwerks während
des Rückhubs betätigt werden. Dieser Gesichtspunkt ist jedoch für die vorliegende
Erfindung ohne Belang und bleibt der nicht dargestellten, von den Steuerschiebern
15 und 16 betätigten Schaltvorrichtung für das Zählwerk überlassen. Hinsichtlich
der Einwirkung der Saldosteuerung über das Schwenkstück 19 auf den vorzeichenbestimmenden
Steuerschieber 17 gilt für die Gangart Zwischensumme das bereits zur Gangart Endsumme
Ausgeführte.
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In der nicht dargestellten Arbeitsstellung für die Gangart Nichtaddition
sitzen die Steuerschieber 15 und 16 auf entsprechenden Nocken der Nockenreihe 14
auf und halten sowohl die Ausgabe- als auch die Eingabekopplung des Zählwerks ausgeschaltet.
Auch der Steuerschieber 17 nimmt bei dieser Gangart durch Aufsetzen auf einen Nocken
der Nockenreihe 14 seine obere Stellung ein, was aber infolge fehlender Aus- und
Eingabekopplung des Zählwerks ohne Wirkung bleibt.
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Gleiches gilt für die Stellung des Schwenkstücks 19.
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Endlich zeigt F i g. 1 c die Lage des Stellschiebers 10 für
die Gangart Minus, wobei der Steuerschieber 15 seine obere Stellung einnimmt, d.
h. die Ausgabekopplung des Zählwerks ausgeschaltet hält, während der Steuerschieber
16 in eine Lücke der Nockenreihe 14 einfällt und in seiner unteren Stellung die
Eingabekopplung des Zählwerks einschaltet. Auch der Steuerschieber 17 trifft auf
eine Lücke der Nockenreihe 14 und bestimmt in seiner unteren Stellung die negative
Drehrichtung des Zählwerks. Gleichzeitig kann jedoch in Gestalt der entsprechenden
Stellung der Abtriebsstange 18 eine Anzeige positiven Zählwerkinhalts vorliegen.
Der dementsprechende Eingriff des Vorsprungs 21 mit dem Anschlag 20 des Schwenkstücks
19 wird jedoch mittels des Nockens 22 ausgeschaltet, die mit dem Anschlagarm 23
zusammentrifft und das Schwenkstück 19 entgegen dem Steuerbefehl vom Vorzeichen
des Zählwerkinhalts außer Eingriff mit dem Steuerschieber 17 hält. Dabei wird der
Gelenkbolzen 24 unter Auslängung der Zugfeder 27 in seine linke Endlage im Langloch
26 gebracht.