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Zehnerschaltung für das Zählwerk von Rechenmaschinen, deren Antrieb
vom Stellwerk aus durch Senkung des Zählwerkes in die Stellwerksgetriebe erfolgt.
Wesentlich für ein zuverlässiges Arbeiten von leistungsfähigen, d. h. schnell schaltbaren
Rechenmaschinen, insbesondere solchen mit mechanischem, z. B. elektrischem Antrieb,
ist ein genaues, von der Massenbeschleunigung unbeeinflußtes Arbeiten des Zählwerkes,
und zwar sowohl bei Übertragung einfacher Ziffern aus dem Stellwerk ins Zählwerk
als auch bei einer Zehnerschaltung, die von einem vorangehenden Zählwerkselement
auf ein folgendes oder durch mehrere folgende hindurch stattfinden muß. Zur Vermeidung
des Überschleuderns der Zählwerksräder hat man schon vorgeschlagen, daß die besonderen,
das Zählwerk gegen Überschleudern sichernden Sperrstangen gleichzeitig als Trieblinge
zur Durchführung der Zehnerschaltung ausgebildet sind.
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Das Wesen des Erfindungsgegenstandes besteht nun darin, daß die einerseits
die Zehnerschaltung, anderseits die Sperrung der Zahnräder bewirkenden Zahnstangen
von den das Zählwerk abstützenden Hebeln geschaltet werden, so daß mit der Senkung
bzw. Hebung des Zählwerkes der entsprechende Eingriff dieser Sperr- oder Zehnerschaltstangen
in die Zählwerksräder bzw. der Austritt aus denselben stattfindet.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in beispielsweiser Ausführungsform
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i in Seitenansicht das Zählwerksgetriebe ih der
Lage unmittelbar vor einer Zehnerschaltung. Abb. 2 in Stirnansicht hierzu, Abb.
3 in Seitenansicht in der vorbereiteten Lage für die Zehnerschaltung, d. h. wenn
der Zehnerschalthebel für die Zehnerschaltung voreingestellt ist, Abb. 4 in Seitenansicht
in der Lage nach unmittelbar durchgeführter Zehnerschaltung, während Abb. 5, 6 und
7 den Antrieb der Rückführschiene für die Sperrzahnstangen, die Abb. 8 und 9 das
Zusammenwirken der Sperr- oder Zehnerschaltzahnstangen mit dem Zählwerk veranschaulichen.
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Es sind i (Abb. i und 2) die Zählwerksscheiben mit den Ziffern o bis
9. Diese Zählwerksscheiben sind von den bekannten Stirnradwechselgetrieben 2, 2'
eines jeden Zählw erkselementes und den entsprechenden Antriebssegmenten 3 des Stellwerkes
aus in positiver Richtung (Addition) oder negativer Richtung (Subtraktion) antreibbar,
und zwar jeweils, wenn das Zählwerk in den Bereich der Antriebssegmente 3 gesenkt
wird (vgl. Abb. 3). Eine jede der Zählwerksscheiben i besitzt den bekannten Zehnerschaltstift
4, der mit dem um ,Zapfen 5 schwingenden Zehnerschalthebel 6 zusammenarbeitet. Zu
diesem Zwecke besitzt der Zehnerschalthebel 6 eine dachförmige Nase 7 in der Bahn
des Stiftes 4, und zwar derart, däß bei Drehung des Zählrades i im Sinne der Addition
(Pfeil 8) die obere Dachfläche durch den Stift 4 beiseite gedrückt wird, vgl. Abb.
3 bei Antrieb im Sinne des Pfeiles 9 (Subtraktion) die untere Fläche der Nase 7.
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In seinem Normallage (Abb. i) wird der Hebel 6 durch einen um Zapfen
io schwingenden Winkelhebel i i, mit dem er durch Feder 12 verbunden ist, gesichert,
indem sich die vordere Kante des Hebels 6 gegen einen Vorsprung 13 dieses Winkelhebels
i i stützt. Ist der Stift 4 (Abb. 3) an der Nase 7 vorbeigegangen und Hebel 6 nach
auswärts gedrückt, so wird der Hebel d in dieser Lage dadurch festgehalten, daß
ein Vorsprung 14 dieses Hebels sich gegen den einen Absatz 15 desselben Winkelhebels
i1 legt (Abb. 3). In dieser Stellung nimmt der Hebel 6 die Lage ein; die die Zehnerschaltung
vorbereitet.
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Zur Feststellung der Zählwerkscheiben während der Zeit, zu welcher
die Zählwerkscheiben aus den Antriebssegmenten 3 ausgerückt sind, dienen Sperrzahnstangen
16
zwar um eine Zahnteilung (entsprechend einer Zahl der Ziffernscheibe)
und entgegengesetzt zur Schaltbewegung der Zahnsegmente 3 bei f_ bertragung der
einfachen Ziffern. Da aber in der Additionsstellung die Zahnstange 16' in (las Subtraktionsgetriebe
2' des Zählwerkes eingreift, wird die Zehnerschaltung durch diese Zahnstange i6',
die um eine Zahnteilung vorgeschoben wurde und entgegengesetzt zum Zahnsegment 3
sich verschiebt, im richtigen Sinne in das Zählwerk übertragen. Selbstverständlich
ist die Einrichtung so getroffen, daß der Zehnerschalthebel 6 eines vorangehenden
Getriebes zum Hebelei des nächstfolgenden Getriebes schaltet, womit die Übertragung
der Zehner einer vorangehenden Stelle auf die nächstfolgende bewirkt wird. Während
dieser Schaltvorgänge haben die Hebel 6 und i i ihre Lage unverändert beibehalten.
Sie müssen aber nach Vollendung der Zehnerschaltung in ihre Anfangslage, derart,
daß die dachförmige Nase 7 wieder in die Bahn des Anschlags i i tritt, zurückgeführt
werden, damit eine erneute Zehnerschaltung durchgeführt werden kann. Diese Rückführung
erfolgt in der letzten Phase der Hebung des Zählwerkes mittels der feststehenden
Führungsachse 27, die in einem Schlitz 28 der Zählwerksplatine liegt. Hebel i i
stößt nämlich im Augenblick seiner Endbewegung nach oben gegen diese feste Achse
27 und wird infolgedessen so nach abwärts gedrückt, daß der Anschlag 14 des Hebels
6 aus dein Bereich der Stirnfläche 15 des Hebels i i gelangt. Dadurch ist
die Sperrung zwischen den Hebeln 6 und ii aufgehoben, und unter der Wirkung der
Feder 12 erfolgt ihr Rückschwingen in die in Alib. i bzw. Abb. 4 dargestellte Lage,
d. h. die Anfangslage.
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Ebenso wie die Hebel 6 und i i in ihre Anfangslage zurückgeführt werden
müssen, müssen auch die Sperrzahnstangen 16 und i6' nebst ihren Schalthebeln zurückgeführt
werden. Diese Rückführung erfolgt nicht während der letzten Phase der Hebung des
Zählwerkes, sondern während der ersten Phase der darauffolgenden Zählwerksschaltung
für eine Ziffernübertragung, und zwar von einer in besonderer Weise angetriebenen
Schiene 29. Diese ist in ihrer Normallage in -AM. i, in Abb. 3 dagegen in
der Endlage nach links geschwungen dargestellt. In dieser Endlage hat sie die Sperrzahnstange
z6 bzw. i6', die in diesem Augenblick der Senkung des Zählwerkes außer Eingriff
mit dem Getriebe bzw. 2' steht, in die Anfangslage dadurch zurückgeholt, daß sie
gegen einen Anschlag 30 des Winkelhebels 24, diesen Winkelhebel finitnehmend, gestoßen
ist.
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Der Antrieb der Schiene 29 findet wie folgt statt (vgl. Abb. 5, 6
und 7) : In Abb. 5 ist ihre Normallage dargestellt, wobei die Zählw erksgetriebe
durch die Sperrzahnstange 16 bzw> r6' gesperrt sind, die Zahnsegmente 3 in ihrer
Anfangslage sich befinden. Die Sperrschiene 29 ist zwischen Hebeln 31, die
um eine Welle 32 schwingen, gelagert. Bei der Rückwärtsschwingung der Hebel
31 in, Sinne des Pfeiles 33 der Abb. 5 erfolgt das Anschlagen der Schiene
29 gegen die Nase 30, wie vorhin schon beschrieben. Das Rückwärtsschw ingen der
Hebel 31 in der gesenkten Stellung der Zahnstangen 16, in welcher diese also
außer Eingriff mit den Zahntrieben 2, 2' des Zählwerkes sich befinden und dabei
frei zurückgeholt werden können, geschieht nun von der von der Maschinenkurbel aus
betätigten Schubstange 34, durch welche gleichzeitig die Zahnsegmente 3 wie folgt
geschaltet werden: Die Schubstange 34 _ greift an um Zapfen 34 schwingende Hebel
36 an, auf deren Traverse 37 die Arme 38 der Zahnsegmente 3 unter Federwirkung abgestützt
sind. Wird also die Schubstange 34 in Richtung des Pfeiles 39 der Abb. 5 bewegt,
dann schwingen die Hebel 38 und damit die Traverse 37 nach abwärts, die Zahnsegmente
3 verlieren ihre Abstützung und werden unter der Wirkung ihrer Spannfedern nachgezogen,
so daß sie in die Arbeitsstellung gelangen (s. Abb. 6). Gleichzeitig sitzt an den
Hebeln 36 ein Zapfen 40, welcher in einem langen Schlitz 41 eines Lenkers 42 arbeitet,
der an Zapfen 43 eines Lenkers 44 befestigt ist. Dieser Lenker 44 umgreift den Zapfen
45 eines Armes des Winkelhebels 3i. Durch die Lenker 4z und 44 wird zwischen Zapfen
.45 und Zapfen 40 eine Art von Kniegelenk gebildet. Die Abstützung dieses Kniegelenkes
in der Sperrstellung der Zahnstangen 16 und 16' erfolgt durch an Ansätzen dieser
Zahnstangen vorgesehene abgestützte Rollen oder Stifte 46. MTerden durch Senkung
der Traverse 37 die Zahnsegmente 3 in die Arbeitsstellung geschwenkt, während die
Zahnstangen 16 bzw. 16' noch in Eingriffslage sich befinden (Abb. 5 und 6), dann
schwingen die Lenker 42 und 44 unter der Wirkung einer Spannfeder 47 in die gestreckte
Lage der Abb. 7. Erfolgt die Senkung des Zählwerkes und damit die Senkung der Zahnstange
16 bzw. i6', so verliert der Lenker .44 seine Stütze durch den Zapfen bzw. die Rolle
46 und bleibt nunmehr unter der Wirkung der Feder 47 in seiner gestreckten Lage,
auch wenn die Rückbewegung des Hebels 38 von der Schubstange 3 4 aus erfolgt, durch
welche Rückbewegung die Zahnsegmente 3 in ihre Anfangslage zurückgeführt werden,
gleichzeitig aber auch nun die aus Lenker 42 und 44 gebildete gestreckte Stange
angehoben wird (Abb. 7) , wodurch nun mittels Zapfens 45 der Winkel-und
16',
die zweckmäßig für jedes Zählw-erkseleinent als Doppelzahnstange ausgebildet sind,
von denen die eine in der Additions-;;tellung des Zählwerkes in das Subtraktionsgetriebe
2' des Zählwerkes eingreift, während die andere sich gleichzeitig außer Eingriff
befindet (Abb.2). In der Subtraktionsstellung des Zählwerkes dagegen greift die
Zahnstange 16 in das Additionsgetriebe 2 ein, während die Zahnstange 16' außer Eingriff
mit (lein Subtraktionsgetriebe 2' sich dann befindet. Es wird nämlich das Zählwerk
bekanntermaßen beim Wechsel von Addition auf Subtraktion seitlich verschoben, während
die Zahnstangen seitlich unverschiebbar gelagert sind.
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Zwisc_ehn diesen Sperrzahnstangen 16 und 16' ist das Zahnsegment für
die übertraung der einfachen Ziffern gelagert und greift in der Additionsstellung
in das Getriebe :2 des Zählwerkes, in der Subtraktionsstellung in das Getriebe
2' des Zählwerkes ein. Solange diese Zahnstangen 16 in Eingriff mit den Getrieberädern
2 des Zählwerkes sind, kann eine Drehung derselben nicht stattfinden, vielmehr ist
ein unbedingt starres Festhalten des Zählwerkes in seiner Lage durch sie gesichert.
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Das eigenartige Zusammenarbeiten der Zehnerschalthebel mit dem Zählwerk
zeigen ,lie Abb. 8 und 9. Es sind 6o die beiden Abstützhebel, die je durch einen
festen Drehpunkt 51 an den beiden Seitenwänden 63 der 'Maschine drehbar befestigt
sind. Sie sind mit dem Zapfen 52 an die Schubstangen 53 angelenkt, welche durch
die beiden fest auf der durchgehenden, in den Seiten-,vänden drehbaren Achse 54'
sitzenden Kurbelarme 55 parallel und gleichmäßig geführt werden. Die linke Schubstange
53 sitzt mit einer Rolle 56 auf einer Hubscheibe 57 auf, die mittels einer besonderen
(hier weggelassenen) Steuervorrichtung durch den Handhebel der Maschine entsprechend
der eingestellten Operation hin und her geschwungen wird, derart, daß sich Stange
53 hebt und senkt. Das in senkrechten Schlitzen 64. der Seitenwände 63 geführte
Zählwerk 62 sitzt infolge seiner Schwere mit seitlichen Laschen 58 auf den Abstützhebeln
6o auf, so daß es die auf und ab. gehenden Bewegungen der Abstützhebel - mitzumachen
bestrebt ist. An dein Fortsatz 61 der Abstützhebel 6o befindliche Rollen 59 sichern
zudem die zwangläufige Abwärtsbewegung des Zählwerkes. Die senkrechte Bewegung wird
durch eine quer durch die Maschine gehende feste Stange 27 und durch die im Zählwerksgehäuse
befindlichen Langlöcher 28 begrenzt, und zwar ist diese Begrenzung für die abgehende
Bewegung so bemessen, daß das Zählwerk in seiner tiefsten Stellung in genauem Eingriff
mit den Segmenten 3 sich befindet. Mittels einer von dem Abstützhebel 6o gehaltenen
Traverse 18 werden die um die gesonderten Drehpunkte 17 (Abb. i und drehbaren Zehnerschaltstangen
16, 16' auf und nieder geschwenkt.
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Zusammengefaßt ist die Arbeitsweise folgende: Die Rolle 56 befindet
sich auf dem tiefen Teil der Kurvenscheibe 57. Das Zählwerk ist gesenkt und greift
in die Segmente 3 ein, die Zehnerschaltstangen 16 bzw. 16' sind so tief ausgeschwenkt,
daß sie mit dem Zählwerk nicht mehr in Eingriff stehen (siehe Abb. 7). In dieser
Stellung werden durch die Segmente 3 die einfachen Ziffern auf das Zählwerk übertragen.
Wird nun die Kurvenscheibe 57 nach rechts gedreht, so wird Hebel 6o und gleichzeitig
die Zahnstangen 16, 16' angehoben. Die letzteren gelangen in Ein-,griff mit dem
Zählwerk und erst, wenn dieser Eingriff vollendet ist, ist Hebel 6o an Lasche 58.
gelangt, nimmt .diese mit und hebt Zählwerk und Zahnstangen gemeinsam in die höchste
Lage. In dieser Lage sind Zählwerksgetriebe und Segmente nicht mehr miteinander
in Eingriff. Bei einer hierauffolgenden Lindksdrehung der Kurvenscheibe senken sich
umgekehrt Zahnstangen und Zählwerk zunächst gemeinsam, bis das Zählwerksgetriebe
in Eingriff mit den Segmenten kommt, alsdann senken sich Zahnstangen allein weiter,
bis sie außer Eingriff mit dem Zählwerksgetriebe sind. Die Arbeitsweise ist also
eine solche, daß das Zählwerksgetriebe nicht ohne Eingriff ist, und deshalb ein
unrichtiges Fortbewegen der Zahnräder durch Erschütterung u: dgl. oder infolge der
bei sehr schneller Bedienung auftretenden Schleuderungen verhindert ist. Es sei
hervorgehoben, daß die beschriebene Arbeitsweise ni;ht nur für doppelte Zehnerschaltstangen
16, 16', wie im vorliegenden Falle; Verwendung finden kann, sondern auch für den
Fall, daß die Maschine nur eine einzige Zehnerschaltstange besitzt. In diesem Falle
wäre das Zählwerksrad 2 doppelt breit auszuführen, damit Segmente 3 und Zahnstange
16 nebeneinander in Eingriff treten können.
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Hebel 21 dient als Abstützung für den um Zapfen 23 schwingenden Winkelhebel
2q., der durch Feder 25 gegen einen Absatz des Hebels 21 gepreßt wird. Wird also
Hebel 21 nach außen gedrückt, so entfällt die Abstützung für Winkelhebel 2d., welcher
so lange ausschwingen kann, bis er auf einen zweiten Absatz 26 des Winkelhebels
21 stößt. Da nun die Zahnstangen 16 an einen Zapfen des senkrechten Armes des Winkelhebels
2¢ angelenkt sind, werden sie bei dieser Bewegung des Winkelhebels 24. nach vorn
geschoben, und
hebel 31 und damit die Schubstange 29 ausgeschwungen,
d. h. die Zahnstangen 16 bzw. 16' in ihre Anfangslage übergeführt werden.
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Geht nun das Zählwerk nach Übertragung der Ziffern in seine Anfangslage
durch weitere Hebung zurück; dann greift Zapfen oder Rolle 46 wieder unter Lenker
44 und knickt die aus Lenkern 42 und 44 gebildete gestr eckte Stange wieder
in die in Abb. 5 dargestellte Lage, wobei diese Bewegung durch die ]Feder 48 unterstützt
wird. Damit wird also auch jetzt Hebel 31 und Schubstange 29 in die in Abb. 5 gezeichnete
Anfangslage zurückgeführt.
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Steht im Zählwerk die Ziffer 9999 und wird nun auf die Einerzählwerksscheibe
eine Ziffer, z. B. eine eins, hinzugeführt, so erfolgt von dieser aus auf die nächste
Zählwerksscheibe (die Zehnerscheibe) die Zehnerübertragung in der geschilderten
Weise. Da nun aber die Zehnerziffernscheibe auf 9 steht, so geht sie bei dieser
Zehnerübertragung durch die Null hindurch, so daß sie mit ihrem Stift 4 den Zehnerschalthebel
6 ausschwenkt. Dieser Zehnerschalthebel befand sich nun, da ja die Hebung des Zählwerkes
bereits erfolgt «-ar, in der in Abb. i gezeichneten Stellung, in welcher er mit
seiner unteren Nase unmittelbar gegen Stift 2o des Hebels 21 liegt. Beim Ausschwenken
des Hebels 6 durch den Stift 4 der Zehnerzählscheibe wird der Hebel 21 der nachfolgenden
Stelle unmittelbar ausgeschwenkt und folgedessen der Winkelhebel 24 der nächstfolgenden
Stelle, d. h. der Hunderterzählscheibe. um eine Teilung nach rechts vorgeschoben,
d. h. die Zehnerschaltung in der Hunderterzählscheibe vollzogen. Der selbe Vorgang
wiederholt sich dann für die Tausenderzählscheibe usf.