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Vorrichtung zur Bestimmung. der Lage eines Punktes durch seine Koordinaten.
Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um. die Lage eines Punktes durch
seine Koordinaten zu bestimmen, wie sie sich z. B. zur Ausführung von Multiplikationen
verwenden läßt.
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Der Erfindung zufolge wird die Lage des Punktes dadurch bestimmt,
daß mittels nur einer Reihe. von beweglichen Anschlägen ein bewegliches Glied, z.
B. eine. Platte, eingestellt wird; welches sich parallel zu sich selbst verschiebl`en,
nicht aber drehen kann, was z. B. durch zwei geradlinige Führungen nach den Richtungen
von x und y geschehen kann.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt, und zwar sind: Fig.
r und 2 Schemaaa, welche die Bestinnniungen der Korordinaten: zeigen.
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Fia.3 ist das: Werkzeug in- Form einer Winkelplatte zur Auffindung
der Lage des gesuchten Punktes, Fig. 4 die dazugehörige Produktentafel. Fig:5 zergt
eine Multiplikationsvorrichtung unter Zugrundelegung der vorliegenden Erfindung.
Dazu isst der Querschnitt in Fig: 6. gezeichnet, und- zwar nach Linie 6-6 von Fig.
5.
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Fig. 7 und 8 zeigen andere Ausführungsformen der Produktentafel.
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Fig. g ist die Ansicht einer anderen Ausführungsform der Multiplikationsvorrichtung
nach Fig. 5. Fig. io ist eine Draufsicht teilweise im Schnitt'nach Linie io-io der
Fig. g.
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Fig. i -i endlich ist die perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform
der Multiplikationsvorrichtung.
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Fig. 1a. zeigt in Ansicht die in Form von Stufensektoren ausgebildeten
Produktenglieder der Vorrichtung von Fig. i i, von der Hinterseite der Vorrichtung
aus gesehen.
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Fig. 1.3 ist eine Endansicht dieser Produktenglieder.
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Gemäß der Erfindung wird das gesuchte Feld auf der Produktentafel
dadurch bestimmt,: daß durch einen Anschlag oder ein Paar von Anschlägen ein Werkzeug
derart eingestellt wird, daß es die jeweiligen Koordinaten des gesuchten Feldes
in bezug auf eine x- und y Achsre bildet, indem jeweils ein oder zwei Anschläge
angehoben werden, und eine mit Winkelausschnitt versehene Platte so an dem bzw.
den herausgehobenen Anschlägen parallel zu sich selbst entlang verschoben wird,
daß die Schenkel des Winkels immer parallel zu der x- bzw. zu der y-Achse stehen.
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Unter Bezugnahme auf Fig, i enthält z. B. die Koordinatex die um zehn
verschiedenen Werte von o bis go, und die Koordinate y die um eins verschiedenen
Werte von o bis g. Sind
0-X und 0-1' die Koordinatenachsen, so ergeben sich
nach Fig. i hundert Stellungen@,. nämlich:
| 0o, oi, o2, o3... bis o9, |
| 1O, 1i, 12, 13 ... bis i9, |
| 20, 21, 22, 23 . .. bis 29 |
| usw. bis: |
| 9oy 91, 92, 93 ... bis 99. |
Wird nun eine Diagonale
0-A durch die Felder oo, 11, 22, 33 ... gezogen,
so ergibt sich, daß eine gewisse Symmetrie der Felder zu beiden Seiten der Diagonalen
vorhanden ist, indem sich nämlich die xy-Felder auf der einen Seite der Diagonalen
als y:e-Felder auf der anderen Seite derDiagonalen wiederholen, da die xy- und yx-Felder
symmetrisch zu der letzteren sind, oder, um ein Beispiel zu nennen, das Feld 26
in Fig. i entspricht, auf die Diagonale bezogen, dem Feld 62, da beide symmetrisch
zur Diagonalen liegen. In Fig. 2 sind nur diej eniaen Felder gezeigt, die auf einer
Seite der Diagonalen liegen.
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Eine Reihe von Anschlägen, Stiften o. dgl. ist nun ferner auf der
Diagonalen 0-A angebracht, derart, daß immer einer dieser Anschläge bei dem
Feld oo, i 1, 22 usw. zu liegen kommt, wobei sie der Reihe nach mit O, i, 2, 3
... bis 9 bezeichnet sind.
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Der Teil, der die jeweiligen Koordinaten bilden soll, kann beispielsweise,
wie in Fig. 3 gezeigt, als Winkelausschnittplatte ausgebildet sein, welche derart
geführt wird, daß sie sich frei über der Fläche bewegen kann, auf welcher die aus
Fig, 2 ersichtlichen Felder aufgezeichnet sind, wobei sie sich jedoch nur parallel
zu sich selbst verschieben kann.
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Gemäß Fig. 3 bzw. 5 ist diese Platte C, die von beliebiger Gestalt
sein . kann. mit einem winkli.-en Ausschnitt versehen, dessen Seiten D-E und E-F
parallel zu den Koordinatachsen v bzw. x sind, deren Koordinaten die Platte
bilden sollen, der Winkel DE F ist daher Gleich dem Winkel
OYA der Fig. i und in dem betrachteten Falle also ein rechter Winkel.
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Werden nun zwei von den neun Anschlägen 1, 2, 3 ... 9, beispielsweise
Anschlag 2 und 6, angehoben, und wird die Platte C über der -in Fig.2 dargestellten
Tafel so bewegt, daß sie sich parallel zu sich selbst verschiebt, so befindet sich
der eine Schenkel E-D des rechten Winkels DE F stets in Berührung mit demAnschlas-2
und der andere Schenkel E-F stets in Berührung mit dem Anschlag 6, wie in FiG. 2
durch punktierte Linien angedeutet ist. Es ergibt sich dann auch, daß der Scheitel
des Winkelausschnittes sich gerade über dem Felde :26 befindet. Wird dagegen ein
anderes Paar von Anschlägen, beispielsweise Anschlag 3 und 9, angehoben. so wird
der Scheitel des Winkelausschnittes über Feld 3g zu liegen kommen. Beim Anheben
nur eines Anschlages, wie beispielsweise des Anschlages 4, wird die Platte mittels
des Winkels D E F das Feld 44 anzeigen, da dann nur ein Anschlag mit beiden Schenkeln
des Winkels DEF in Berührung steht.
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Auf diese Weise wird es durch das Zusammenarbeiten einer einzigen
Reihe von Anschlägen 1, 2, 3 ... 9 mit zwei an ihnen entlanggeführten Winkelschenkeln,
wie sie die Platte C, die sich nur parallel zu sich selbst verschieben kann, besitzt,
ermöglicht, die verschiedensten Felder, welche den Koordinaten eines oder zweier
solcher Anschläge entsprechen, einzustellen.
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Die Erfindung läßt sich in vorteilhafter Weise für Multiplikationsmaschinen
verwenden; so können z. B. Produktenwerte in die aus Fig.2 ersichtlichen Felder
eingetragen werden, welche Werte das Produkt der in Fig. 4 gezeigten Koordinatenziffern
sind, und da das xy-Produkt gleich dem yx-Produkt ist,, so können die Felder auf
der anderen Seite der Diagonalen A-0 der Fig. i in Fortfall kommen, so daß tatsächlich
nur die eine Hälfte der Multiplikationstabelle erforderlich ist. Wenn die in Fig.
4 dargestellte Produktentafel an Stelle der Feldertafel -der Fig. gesetzt und eine
Winkelausschnittplatte c, wie die der Fig. 3, mit nur einer Reihe von Anschlägen
parallel zu sich selbst verschoben wird, so findet man, daß, wenn ein oder zwei
Anschläge angehoben worden sind und die Platte C in die richtige Lage zu diesen
gebracht worden ist, das entsprechende Produkt in der Ecke des rechten Winkels abgelesen
werden kann.
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Fig: 5 und 6 zeigen ein einfaches Ausführunasbeispiel der vorliegenden
Erfindung. Die dargestellte Vorrichtung besteht aus einem passenden Gestell,- das
eine ebene obere Fläche besitzt, auf wecher die bewegliche Platte C ruht. Eine schwingende
Welle H ist in den Lagern I drehbar gelagert und trägt zwei feste Arme Hl, welche
nach unten durch Schlitze in der Grundplatte ragen.
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Diese Arme Hl drücken gegen die abgerundete Kante Cl der Platte C,
Federn H=, welche auf der Welle H angebracht sind, suchen die Welle zu drehen, so
daß die Arme Hl dauernd gegen die Platte C, welche auf der Fläche G ruht, drücken
und sie parallel zu sich selbst verschieben. Die Platte C ist jedoch frei, um sich
in der Längsrichtung, "also quer zu den Armen Hl bewegen zu können.
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Eine Reihe von Anschlägen B liegt in einer Reihe mit entsprechenden
Öffnungen in der Platte G, derart, daß die Anschläge, wenn angehoben, durch diese
Löcher nach oben hindurchtreten. Jeder Anschlag wird von einer Taste K aus durch
den Drehhebel L, welcher um El drehbar ist, betätigt, d. h.- gehoben, so
daß
beim Niederdrücken einer Taste jeweils ein Anschlag B hervortritt und sich in den
Weg der beweglichen Platte C stellt. Obgleich irgendeine bekannte Vorrichtung angeordnet
werden kann, um zu bewirken, daß jeder Anschlag nur so lange in seiner. Stellung
verbleibt, bis er seine Arbeit verrichtet hat und dann selbsttätig zurückkehrt,
mag hier der Einfachheit halber angenommen werden, daß die Taste bzw. die Tasten
K nach Erfüllung ihrer Aufgabe wieder von Hand emporgezogen werden.
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Die Platte C hat einen winkelförmigen Ausschnitt DEF, der sich gegen
einen, für die Mehrzahl der Fälle aber gegen zwei Anschläge legt, nämlich gegen
diejenigen, welche gerade in die Höhe gedrückt sind. An passender Stelle ist ferner
in der Platte C ein Fenster C2 angebracht, das die Zahl; welche das Produkt der
Multiplikation bildet, erkennen läßt, denn es leuchtet ein, daß die Produktentafel
keineswegs räumlich mit der Reihe von Anschlägen vereinigt zu werden braucht, sondern
beliebig im Raum verschoben werden kann, vorausgesetzt, daß dann vor Inbetriebnahme
eine Einstellung in bezug auf die Platte C biw. auf das Fenster C2 erfolgt. In der
Fig. 5 ist eine Produktentafel als punktiertes Dreieck unter dem Fenster C2 erkenntlich.
Die Kante C3 ist der Hinterkante Cl parallel und legt sich gegen zwei Klötze 3I,
die auf einer Stange M' angebracht sind und mittels der Zapfen M2, M2 durch die
Führungen M3 - behufs Führung hindurchgehen. Wird nun auf den Druckknopf N der-Stange
NI-, die ihrerseits wieder von der Stange M' nach vorn ausgeht, ein Druck ausgeübt,
so wird die Platte C in ihre Nullstellung vermittels der Klötze M gegen die Wirkung
der Federn H2 zurückgeführt. Eine federnde Sperrklinke 0 kann als Fangvorrichtung
in die Nut N2, die in der Stane-e Ni angebracht ist, eingreifen, wenn die Taste
niedergedrückt ist und die. Platte sich in der Nullstellung befindet.
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Der Arbeitsvorgang ist wie folgt: . Angenommen, man will das Produkt
von 3 und 7 finden, so- hat man die entsprechenden Tasten dieser Zahlen niederzudrücken,
wodurch die zugehörigen Anschläge angehoben werden. Alsdann wird die Sperrvorrichtung0
gelöst und- gibt die Platte C frei, welche durch die Federn H2 vorwärts gedrückt
wird, bis die Seiten D-E und D-F an den Anschlägen B,
welche den Tasten 3
und 7 entsprechen, anliegen. Nunmehr erscheint das Produkt 21 im Fenster C2. Die
Taste N wird hineingedrückt, worauf die@Plätte C in ihre Anfangsstellung' zurückkehrt,
bereit für die nächste Operation. Soll das Quadrat einer Zahl gefunden werden, so
genügt es, -e i n 6 Taste niederzudrücken und den entsprechenden Anschlag anzuheben.
- Die gegebene Platte C kommt alsdann mit dem Winkel D EF bei dem Anschlag
6 zur Ruhe, und das Produkt 36 erscheint im Fenster C2. Hieraus folgt ein wichtiges
Kennzeichen für die Vorrichtung, nämlich daß eine einzige Reihe von Anschlägen für
das Produkt von zwei verschiedenen Zahlen genügt, und daß durch eine einzige Taste
das Quadrat gefunden werden kann.
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Statt die Produktentafel an der Grundplatte G anzubringen, kann sie
auch an dem beweglichen Stück C -angebracht und dann wiederum ein Fenster oder dessen
Äquivalente angeordnet werden. Dann muß natürlich die Winkelanordnung der Produktentafel
im entgegengesetzten Sinne ausfallen (vgl. Fig. 7). An Stelle die Gesamtheit der
Produkte auf einer Tafel anzuordnen, lassen die Produkte sich auch auf mehreren
Tafeln nach Einern, Zehnern, Hunderten anbringen. Eine solche Anordnung zeigt die
Fig. 8, wo die Einer sich auf der Tafel rechts, die Zehner auf der Tafel links befinden.
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Fig. 9 und io zeigen eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung
nach Fig.5 und 6, bei der an Stelle der Zahlen, die die Stellungswerte darstellen,
diese Werte die Form von abgestuften Einmaleinskörpern haben. Bei dieser Form der
Vorrichtung ist die Stellung der Tabellenwerte und der Anzeiger umgekehrt, d. h.
während bei der Ausführung nach Fig. 5 und 6 die Tabellenwerte relativ -zu den Anschlägen
unbeweglich sind und der Anzeiger, das ist das Fenster C2, an der beweglichen Platte
C angeordnet ist, ist bei der abgeänderten Ausführungsform der Anzeiger relativ
unbeweglich zu den Anschlägen B; während die Produktentafel sich auf dem beweglichen
Glied C befindet.
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Aus Fig.9 und io ist ersichtlich, daß die Unterseite der beweglichen
Platte C eine Reihe von nach unten gerichteten Zapfen C4 (Einmaleinskörpern) trägt,
welche eine Länge haben, die dem Werte, der einer bestimmten Stellung zugeschrieben
werden soll, entspricht. Diese Stellung kann dadurch bestimmt werden, daß man irgendeinen
oder ein Paar der Anschläge ß einstellt. Mit anderen Worten, bei der Multiplikation
entspricht die Länge jedes Zapfens C4 einem bestimmten Produkt. Zur genaueren Abstufung
der Zapfen C4 ist die Produktentafel, entsprechend Fg.8, in zwei Gruppen geteilt,
die eine Tafel für die -Einer; die andere für die Zehner. Weiter ist bei dieser
Anordnung der Scheitelpunkt der Produktentafel, entsprechend Fig. 7, gegen den Scheitel
des Winkels DEF in der Platte C gerichtet.
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Um den Wert abzugreifen, der der Länge eines Zapfens C4 entspricht,
wird ein Fühlet
P verwendet: Dieser besteht (Vgl. Fia io) aus einem
Stab, der vertikal in dem Schlitz 0 gfeitetz kann. Der Schlitz befindet sich an
dem Arm 0', der a11 der Ünterseite der Platte G befestigt ist. Der Fühler P ist
in bezug auf die Reihe von Anschlägen B ebenso angeordnet wie das Anzeigefenster
C3 in der Ausführung nach Fig.5 in bezug auf den Seheitel E des Winkelausschnittes
in der Platte C. Nachdem z. B. zwei Anschläge .Ü angehoben sind' und die Platte
C 111 Stellung gebracht ist, steht über dein Fühler P ein Zapfen- C4, dessen Länge
den Einern oder Zehnern des Produktes der Zahlen, die durch die angelobenen Anschläge
B dargestellt werden, entspricht, und die Länge dieses Stabes kann durch die Aufwärtsbewegung
des Fühlers P geniessen werden. Für jede Gruppe der Zapfen C4, weiche die beiden
Werttafeln, die in Fig. 9 punktiert gezeichnet sind, bil= den=, ist ein Fühler P
vorhanden. Dieser Püh= ler P kann die Länge des Zapfens C4' in verschiedener Weise
messen, und das Produkt, welches so durch den Fühler P festgestellt wird, kann als
sichtbare Zahl durch verschiedene Mechanismen dargestellt werden. Eine einfache
Ausführung zeigt die Fig. 9 und iö, wo das untere- Ende jedes Fühlers P auf der
Cberseite eines Hebels PI, der sich um PI dreht und an seinem freien Ende einen
Zeiger P' trägt, aufliegt. Auf der P4 sind die Zahlen angebracht, die den verschiedenen
Längen der Zapfen C4 entspreehen. jeder Hebel P' wird durch eine Peder P6 aufwärts
gedrückt, während. beide Helel PI mit ihren Fühlern P abwärts beweg -t und in ihrer
untersten oder Nullstellung durch einen Stab R, der quer über den Oberseiten der
Hebel P* liegot, gehalten werden können. Die Abwärtsbewegung erfolgt durch Drükken
auf ein Daumenstück RI am Ende eines aufrechten Armes R2. Wenn der Stab R durch
das Daumenstück R1 niedergedrückt wird, so wird er in seiner niedergedrückten Stellung
durch den Zahn; der. seitlich vom senkrechten Arm R3 hervorragt, zurückgehalten
und kommt mit der Tante der Platte G bei den öffnuiigen in dieser Platte, durch
welche der Arm R= hindurchgeht, zum Eingriff. Eine Feder R4' drückt den Arm R' in
einer solchen Richtung, daß die Zähne R3 mit der Platte G in Eingriff kommen und
den -Stab niedergedrückt halten. Drückt man auf die Taste öder das Daumenstück RI
gegen die Vorderseife der Maschine, so wird der Zahn R5 frei und der Stab R wird
ausgelßst. Dies hat zur Folge, dä:ß der betreffende Hebel PI- so weit hochgeht,
Wie es sein Fühler P und der Zapfen. C4, unter derh er stelzt, gestat= ten. Die
Vörricliturig wird ebenso benutzt wie die nach Fig. 5 uM6. Ein Päar vofl Tasten:
wird negeFgedücund- stefft, datirt die Anschläge Bein. Die Platte C wirst darauf
in der beschriebenen Weise in Stellung gebracht. Alsdann- wird mittels des Daunen-`
stückes R1 der Stab R ausgelöst und die He= bei PI freigegeben. Hierauf wird das
Pro-' dukt auf den Skalen. P4 durch die Zeiger P3 der Hebel Fangezeigt.
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' _ Das bewegliche Glied ist nicht notwendig von ebener Vorin, sondern
kann auch die Form eines abgestuften Zylinders annehmen, ! der sich nach der Achse-
verschiebt und um diese dreht. Eine solche Vorrichtung ist in den Fig. i i, i Z,
13 dargestellt, Hier besteht das bewegliche- Glied= aus einer Achse C3, auf
i welcher eine eihe von Sektorenstücken CO
angebracht ist; die durch die Stäbe
C7 mit-! einander verbunden sind: Die Achse Cl' ist ! in Laäerri 9 gelagert, . so
&ä6' sie sich in die-; a sen drehen und auch der Länge nach verschieben kann.
Der Uüifarig jedes Segment stückes CO ist ein Teil eines Zylinders, und alle
Segrnentstücke C° sind' zueinander pari allel und auf der Welle C@- senkrecht zu
deren Achse angebracht. Die- Verbindungsstäbe Cr sind: ebenfalls der -Achse von
CI pärallef und haben- alle denselben Radialabatarig von C5.. Die Reihe det Anschläge
B ist in drei par= allele Sätze mit je drei Anschlägen geteilt: Die Anordnurig der
Segmentplatte C3 und der Stäbe C" -geschieht aus Konstruktionsrücksichten und- ist
einem Hohlzylinder gleichwertig, in dessen Wand ein Winkel, ähnlich dein. Winkelausschnitt
D@PF in der Platte C der Fig. 5;. eingeschnitten ist. Solch ein einzelner Winkel
würde reit einer fortlaufenden Reihe von Anschlägen zusammenarbeiten. Da aber die-
Reihe der Anschläge unterteilt ist, so ist auch der Winkel -in die verschiedenen
Be standteile des Winkels zwischen den Segment= platten C° und der Stange C'" unterteilt..
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Auf dem beweglichen Element sind die Tabellenprodukte - angebracht,
' deren Beziehung die gleiche ist wie bei der Ausführungsform nach Fig. 9 und: rö.
Bei der Ausführung nach Fig. i F siild: die- Produktglieder aber so gestäftet, 'sä:
die Längsmaße radial uni die Achse Gs zu rlehmen-sind. Diese Pra= duktelemente C4
(vgl. Fig. iis 1a und 13, wo sie im vergrößerten Maßstab gezeichnet sind)
bestehen aus einer abgestuften.- Sektorplatte; Wo die Stufen dein Wert, welchen
jedes Produktglied, darstellt, entsprechen. Die Produktglieder sind in zwei Gruppen
vorhanden, die der &et--ilten Produkttafel vöil Fig. f und den zwei Gruppen
von. Zapfen: in, Pig. 9 entsprechen: Der Wert des in Stelfüng gebrach= ten Produktengliedes
if% "jeder Gruppe Wirei von einem Fünler'P angegeben;: welcher ausge-lösf uridi
so: angeördTfet-- Gerden' kann, daer ` dein numerischen Wett des. Produktes
durch
einen Mechanismus, der dem der Fig. 9 und io entspricht, anzeigt.
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Die Anschläge B werden durch das Niederdrücken der Tasten K auf die
Hebel L eingestellt, während das Instellungbringen des beweglichen Gliedes,
d. h. seine Drehung und Längsverschiebung, beispielsweise nach Fig. ii, wie folgt
geschehen kann. An oder in der Nähe des Endes der Achse C' ist durch Nut und Federverbindung
achsial verschiebbar, gegen Drehung gesichert ein Zahnrad T befestigt. In Eingriff
mit dem Zahnrad T befindet sich ein zweites Zahnrad TI, das auf der Achse U befestigt
ist. An dieser Achse befindet sich der Hebel h, dessen Nabe mit der Ache
U durch eine Feder W verbunden ist, die solche Federkraft besitzt,
daß für gewöhnlich die Bewegung des Hebels eine Drehung der Achse hervorbringt,
daß dagegen bei Widerstand gegen die Drehung der Hebel V sich allein bewegt. An
einer Seite des Hebels ist ein Daumenstück h' befestigt, gegen dessen Stirnfläche
die Achse S unter Wirkung der Feder X anliegt. Wird der Hebel V gegen die vordere
Seite der Maschiene gezogen, so dreht sich die Achse C'. Gleichzeitig- aber wird
sie durch den Daumen längsweise verschoben, und das bewegliche Glied, welches aus
der Achse C6, dem Segmentstück C° und den Querstangen C, besteht, wird in Stellung
gebracht. Wird nun die Maschine in Gang gesetzt, nachdem ein Paar Anschläge B eingestellt
sind, so dreht sich die Achse C'; bis eine der Querstaugen C' gegen einen der Anschläge
B stößt. Gleichzeitig aber bewegt sich die Achse C' längsweise und bringt das Segmentstück
C° zur Berührung mit dem anderen Anschlag B. Kommt die Querstange C7 während der
Drehung der Achse C' mit den Anschlag B in Berührung, ehe die Platte CO sich so
weit achsial bewegt hat, daß sie mit dem anderen eingestellten Anschlag in Eingriff
kommt, so kann infolge der Federkupplung der Hebel V ,Weiter bewegt werden, so daß
eine fortgesetzte achsiale Bewegung der Achse. zustande kommt, bis diese durch den
zweiten Anschlag aufgehalten wird. Dasselbe gilt auch für den umgekehrten Fall.
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Es ist ersichtlich, daß, während die Achse C sich dreht und längsweise
in die Stellung bewegt, die durch die Anschläge B bestimmt ist, die Produktenglieder
C4 gedreht und achsial bewegt werden, bis diese Produktenglieder entsprechend dem
gesuchten Produkt in Stellung gebracht sind und ihren zugehörigen Fühlern P sich
gegenüber befinden.