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Zählwerk für Rechenmaschinen. Rechenmaschinenzählwerke sind bekannt,
bei denen die Übertragung zwischen. den einzelnen Zählrädern sowohl beim Addieren,
wie beim Subtrahieren durch Planetenradgetriebe erfolgt.
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Nach der Erfindung ist ein solches Zählwerk derart eingerichtet, daß
es von der springenden Additionsübertragung auf die kriechende Subtraktions- oder
Borgübertragung wahlweise umschaltbar ist, und zwar ohne Verwendung eines zusätzlichen
Zählrädersatzes oder zusätzlichen .Getriebes. Zu diesem Zwecke sind erfindungsgemäß
die Übertragungsschalthebel, die beim Addieren federnd gegen mit den Zählrädern
umlaufende Spiralkurven anliegen, und gemeinsam von den Kurven abhebbar sind, zwecks
Subtraktionseinstellung der Maschine in der abgehobenen Lage feststellbar.
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Uni nun trotz der kriechenden Subtraktionsübertragung ein bequemes
Ablesen der Resultate zu ermöglichen, wird nach der Erfindung die bei erneuter Umstellung
der Maschine auf Addition erfolgende Senkung der
Übertragungsschalthebel
dazu benutzt, die Zählräder auszurichten, so daß das Resultat in genauer Flucht
erscheint.
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Das neue Zählwerk eignet sich besonders für solche Addier- und Tabelliermaschinen,
die durch Tasten eingestellt werden, während der eigentliche Rechenvorgang durch
eine Kurbel bewerkstelligt wird.
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Als Ausführungsbeispiel ist nachstehend die bekannte Burroughs-»Visible«-Maschine
gewählt, welche eine Umkonstruktion der »Pike«-Maschine darstellt (Patent 1549i5).
In der Zeichnung ist Abb. i eine Schnittansicht der linken Seite einer Addier- und
Tabellenaufstellungsmaschine, Abb. 2 ein achsialer Schnitt durch das auf der Vorderseite
der Maschine angeordnete Registrier- oder Zählwerk, der zwei Zählräder zeigt; Abb.
3 und .4 sind schematische perspektivische Ansichten des Zählwerkes wiederum im
Addier- bzw. im Subtrahierzustande, Abb.5 und 6 sind entsprechende linksseitige
Ansichten dies Registrierwerkes mit bestimmten Regelungsvorrichtungen, und zwar
zeigt Abb.5 das Zählwerk im Subtrahierzustarde, während Abb.6 :das Zähl-«-erk im
Addierzustande .darstellt.
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Dem Zählrad A niederer Ordnung und Zählrad B höherer Ordnung (Abb.
2, 3, 4) sind Außenzahnräder A' und B' zugeordnet, welche die Planetenräder
D, D' tragen, die mit Innenverzahnungen F, F' .der Räder
A, B
und mit den Sonnenrädern F, E' kämmen. Bei dem Rade niedrigster Ordnung
ist das Sonnenrad undrehbar, in den höheren Stellen aber drehbar. Die Nabe jedes
Sonnenrades E' höherer Stelle trägt ein fest damit verbundenes Innenzahnrad C, das
bei Addition vom Zählrade niederer Ordnung im Uhrzeigersinne gedreht wird und die
Zehnerübertragung auf das- Zählrad der nächsthöheren Ordnung .bewirkt. Gegen eine
schneckenartige, am Zählrade niederer Ordnung befestigte Daumenscheibe G leb sich
ein seitlicher Stift H' eines auf einer Querstange I drehbaren Armes
H,
der durch eine Feder T nach unten gezogen wird. Ein Getriebeträger L ist
um die Achse a6 der Räder A, B schwingbar. Der Schwingarm H ist durch eine
Feder J' auf Zug und durch ein Glied M auf Druck mit dem Getriebeträger L verbunden,
so daß letzterer beim Heben und Senken des Armes mit ihm mitschwingt. Ein Planetenrad
N auf der einen Seite dieses Getriebeträgers kämmt mit dem Innenzahnrad C, während
auf der anderen Seite des Getriebeträgers ein auf derselben Achse wie N sitzendes
Planetenrad 0 mit einem Sonnenrad P kämmt, das aus einem Stück mit der Daumenscheibe
G besteht. Der Addiervorgang spielt sich in üblicher Art so ab, daß die Zählräder
zunächst vom Antrieb -durch :die Räder A' und B' gedreht werden, wobei
der Arm H durch die sich mit dem Zählrade drehende Daumenscheibe G mittels des Stiftes
H1 allmählich angehoben wird. Dadurch wird der Getriebeträger L entgegen dem Uhrzeiger
(Abb. 3 und 4) ausgeschwungen, d. h. gehoben, wobei sich sein Zahnrad N auf der
Innenverzahnung C abrollt, die hierbei dank der Getriebeverbindung E', DI,
B' m.it dem bei Addition in üblicher .Art gegen Rückdrehung gesperrten Zählrade
B feststeht, während sein Zahnrad 0 um das Sonnenrad P kreist, das am Zählrade niederer
Ordnung befestigt ist und sich mit diesem dreht. Wenn nach einer vollen Umdrehung
des letzteren die Schulter der Daumenscheibe den Stift H' passiert hat, wird der
Arm H durch seine Feder J nach unten gezogen und der Getriebeträger dadurch mittels
des ihn niederdrückenden Lenkers 31 im, Uhrzeigersinne zurückgeschwungen, d. h.
gesenkt, so daß das für Vordrehung freie Innenzahnrad C durch Rad N im Uhrzeigersinne
gedreht wird und dadurch eine Übertragungsbewegung auf das Zählrad der nächsthöheren
Ordnung um eine Einheit gleich eine Zehntelumdrehung überträgt. Diese Übertragung
ist also, ida sie erst nach Vollendung je einer Umdrehung des Zählrades niederer
Ordnung mit einem Male erfolgt, eine schrittweise oder springende und keine »kriechende«.
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Werden :bei irgendeiner Re:gistrierstellung des Zählwerkes, wie noch
weiter unten zu beschreiben. ist, zwecks Einstellung der Maschine auf Subtraktion,
die sämtlichen Arme H, von welchen je einer einem jeden Rade zugeordnet ist, gemeinsam
angehoben, gleichviel in welcher Höhenlage sie sich jeweils infolge der verschiedenen
Drehung der Zählräder befinden, so wird dadurch dank der gleichzeitigen Ausrückung
oder Rücksperrteile vermöge Aufwärtsschwingung der Getriebeträger L mit den
Planetenrädern N
und 0 eine Rückwärtsdrehung der mit Innenverzahnung versehenen
Räder C um Beträge veranlaßt, die sich je nach der vom jeweiligen Registrierungszustande
der Zählräder abhängigen Hubhöhe der Hebel H ändern. Durch das eben beschriebene
Anheben der Arme H kommen idie ,Stifte H', die sonst durch Anschlag
gegen die radialen Schultern der Daumenscheiben G das zu Subtraktionszwecken erforderliche
Rückwärtsdrehen der Zählräder verhindern würden, aus der Bahn dieser Schultern.
In dieser gehobenen ausgerückten Lage bleiben die Hebel H festgestellt, solange
die Maschine für Subtraktion benutzt wird, wie weiter unten erläutert wird. Das
beschriebene, durch das gemeinsame Anheben
der Arme H bewirkte Rückwärtsdrehen
der Zwischenräder C und der Zählräder höherer Ordnung bereitet diese Räder für das
Borgen bei der Subtraktion vor. Dieses Borgen. erfolgt im Gegensatz zur Addierübertragung
nicht »springend« durch die periodische Übertragung vollständiger Drehungsimpulse
um volle Zahleneinheiten, sondern allmählich und stetig bzw. »kriechend«. Hierbei
wirken die Räder N und 0 nicht planetenartig, sondern sind wegen der Sperrung der
Hebel H in der Hochlage ortsfest und dienen während der ganzen eigentlichen Subtraktion
lediglich als Zwischenräder zur Übertragung der Bewegung auf die Innenzahnräder
C. Das Borgen geht dank der eben beschriebenen zwangsläufigen Kupplung der Zählräder
durch die Räder N und 0 stetig vor sich, d. h., wenn. ein Zählrad niederer Ordnung
sich nach rückwärts dreht, empfängt das Rad der nächst höheren Ordnung einen entsprechenden
Teil an Rückwärtsbewegung, so daß, wenn das Rad niederer Ordnung eine vollständige
Umdrehung vollendet hat, das Rad der nächst höheren Ordnung durch die Uebertragung
um einen Schritt bzw. eine Einheit zurückgedreht worden ist zusätzlich zu seiner
etwaigen, das Borgen vorbereitenden unmittelbaren Rückwärtsdrehung, welche es zu
Beginn auf Grund des obigen gemeinsamen Anhebens der Arme H von seinem eigenen Antriebsrad
A' erhält, oder, mit kurzen Worten, für jeden Rückschaltungsschritt des Zählrades
niederer Ordnung erhält das Rad der nächsthöheren Ordnung eine ein Zehntel eines
Schrittes betragernde R-ückwärtsdrehung.
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Abb. 3 und q. veranschaulichen die Umstellung der Maschine für Subtraktion.
Dabei ist :zu beachten, daß bei Addition dank der gewählten Übersetzung die durch
die Höhe der Daumenscheibe G bestimmte Rückwärtsschwin,gung des Getriebeträgers
eine Fünftelumdrehung des Innenzahnrades C und dadurch eine Zehntelumdrehung des
Zählrades B der nächsthöheren Ordnung veranlaßt. Zeigt im Augenblick der Umstellung
der Maschine auf Subtraktion ein Zählrad niederer Ordnung Null, so befindet sich
sein Hebel H in der tiefsten Lage (Abb.3), vollführt also bei dem zwecks dieser
Umstellung erfolgenden gemeinsamen Anheben, aller Hebel H einen vollen Hub.. Dadurch:
wird eine vollständige Schwingbewegung des Getriebeträgers L bewirkt, wodurch das
Zwischenrad C um eine Fünftelumdrehung nach rückwärts und das Zählrad der nächsthöheren
Ordnung mithin um eine Zehntelumdrehung nach rückwärts gedreht wird. Auf diese Weise
wird dem Borgen von »eins« von dem Zählrad der nächsthöheren Ordnung in einem solchen
Falle vorgegriffen. Dies ist in der Abb. 4 dargestellt, welche eine Stellung der
Teile zeigt, welche man durch das Anheben des Armes H erhält, wenn das ihm entsprechende
Rad A und das Zählrad B oder nächsthöheren Ordnung sich entsprechend Abb. 3 in der
Nullstellung befindet. Das Rad B ist durch das Anheben des Armes H in die »9«-Stellung
zurückgedreht worden, wie dies Abb. d. zeigt.
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Die Notwendigkeit dafür ergibt sich, wenn man erwägt, daß eine Rückwärtsdrehung
des Zählrades niederer Ordnung von o auf 9 aus der Nullage der Zählräder nach Abb.
3 zwecks Subtraktion von »eins« in der »Einerreihe«, nur eine ein Zehntel eines
Schrittes, also ein Hundertstel einer vollen Umdrehung betragende Rückdrehung ides
Zählrades der nächsthöheren Ordnung zur Folge hat, so @daß das Zählrad B statt ,der
richtigen Zahl, 9 noch die Zahl o - nur um ein Zehntel eines Schaltschrittes verschoben
-im Fenster zeigen. würde. Durch das oben angedeutete, beim Umstellen der Maschine
auf Subtraktion erfolgende Anheben des Hebels H ist aber von vornherein ein Borgen
um »eins« vom Zählrade B geschehen, so daß dieses gemäß Abb. d. :die Zahl 9 zeigt,
und die weitere Subtraktion von »eins« in der Einerreihe dreht einfach das Rad .der
nächsthöheren Ordnung um einen ein Zehntel eines Schrittes ausmachenden Betrag weiter
nach rückwärts, der den ersten Bruchteil der nächsten Borgbewegung ausmacht. Sollte
sich nun das Etinerraid im Augenblick der Umstellung (der Maschine auf Subtraktion
nicht in der Nullstellung, sondern in einer anderen Stellung, z. B. in !derrSechsstellung
;befinden, .dann befindet sich natürlich der zugehörig Arm Hin einer teilweise angehobenen
Stellung auf einem Zwischenpunkte der schneckenförmigen: Daumenscheibe, vollführt
also bei dem durch .diese Umstellung bedingten Anheben keinen vollen Hub und überträgt
dementsprechend auf das Rad höherer Ordnung nicht eine volle Zehntelumdrehung, sondern
nur vier Zehntel einer solchen vollen Zehntelumdrehung, d. h. eines Schrittes einer
Rückwärtsdrehung. Hierdurch wird das Zählrad höherer Ordnung in zweckentsprechender
Weise darauf vorbereitet, daß das ZMhlrard ider n.ächstnie.deren Ordnung von ihm
borgen kann, wenn von dein letzteren subtrahiert wird. Wenn nämlich beim anschließenden
Subtrahieren das Zählrad niederer Ordnung von der Sechsstellung!in die Nullstellung
zurückgedreht wird, so wird dadurch das Zählrad höherer Ordnung um weitere sechs
Zehntel eines Schrittes rückwärts gedreht, so daß sich zuzüglich zu der erwähnten
vorbereitenden Drehung von vier Zehnteln eines Schrittes ein voller Rückschaltschritt,
also ein richtiges Resultat ergibt. Solange das Zählrad niederer Ordnung in der
Nullstellung
verbleibt, hat das bei Zurückstellung der Maschine
in den Addierzustand erfolgende Senken des Armes H wiederum eine Vorwärtsschaltung
des Zählrades höherer Ordnung in seine ursprüngliche Registrierstellung zur Folge.
Wird jedoch das Zählrad niederer Ordnung beim Subtrahieren. nach rückwärts über
die Nullstellung hinausgedreht, dann geht seine Daumenscheibie G unter dem Stift
Hl hinweg, und eine Zurückstellung in den Addierzustand hat alsdann kein solches
Vorwärtsdrehen des Zählrades höherer Ordnung zur Folge, das dann. vielmehr die Registrierung
der durch die Subtraktionseinstellung eingestellten niedrigeren Zahl fortsetzt.
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Bei der Lage nach. Abb. 3 befindet sich der Stift Hl des Armes H höherer
Ordnung unmittelbar vor der Schulter der Daumenscheibe höherer Ordnung und würde
deshalb bei Abwesenheit besonderer Vorkehrungen die laut obigem bei Umstellen der
Maschine auf Subtraktion erforderliche Rückwärtsdrehung des Rades höherer Ordnung
stören. Dem wird dadurch Rechnung getragen, daß eine nachgiebige Verbindung zwischen
dem Arme H und dem Radträger L vorgesehen wird. Das Glied M ist zu diesem Zwecke
verlängert und mit einem Längsschlitz Ml versehen, während der sich in diesem Schlitze
befindende Stift L1 des Getriebeträgers mittels einer Feder J1 mit dem Stift H2
des Armes H verbunden ist, an welchem das Glied M drehbar befestigt ist. Diese Anordnung
gestattet, daß der Arm H niederer Ordnung auf seine volle Hubhöhe gehoben wird trotz
des Widerstandes, der zeitweise der entsprechenden Schwingung des Getriebeträgers
dadurch entgegengesetzt wird, daß sich der Stift Hl des Hebels H der höheren Ordnung
vor der Schulter der Daumenscheibe höherer Ordnung befindet und diese dadurch gegen
Rückdrehung sperrt. Da der Arm H höherer Ordnung gleichzeitig mit dem Arm niederer
Ordnung angehoben wird, so kommt der im Wege stehende Stift allmählich von der Daumenscheibenschulter
frei, worauf die Feder Hl den zum Rade niederer Ordnung gehörigen Träger L veranlaßt,
dem vorher angehobenen Arm H niederer Ordnung und dein Gliede 1'1.I zu folgen,
wodurch dein Rade höherer Ordnung seine Rückdrehbew egung erteilt wird, welche den
hohen Teil seiner Daumenscheibe unter den Stift Hl des Armes H höherer Ordnung bringt.
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Das Zählwerk liegt vorn in der Maschine (Abb. z), und je ein Zählrad
liegt unter einem Fenster 2a der Deckplatte 2. Durch diese Fenster kann bei Addition
dank der hierbei springenden Übertragung idie Aufschrift auf den Zahlrädern in genauer
gegenseitiger Ausrichtung abgelesen w ver,'en. Das laut Obigem bei Subtraktion stattfi_
de,
stetige, allmähliche Borgen vereitelt eine j derartige Ausrichtung, außer
wenn die Maschine jeweils aus der Nullstellung für Subtraktionszwecke einsgestellt
wird, <<:obei sämtliche Räder außer dem auf I\T.ull verbleibenden Rade niederster
Ordnung zurück in die Neunstellung bewegt werden. Hierfür ist zu beachten, daß mit
einem jeden der Räder .einer der Hebel H verbunden ist, und daß jeder dieser Hebel,
mit Ausnahme desjenigen, welcher dem Rade der höchsten Ordnung zugeordnet ist, durch
eine der Kulissen M mit einem Getriebeträger gekuppelt ist. Jede über eine genaue'
Zahleneinstellung überschießende, zwecks Borgens bewirkte Teildrehung der Zählräder
nach rückwärts um Bruchteile eines Schaltschrittes wird beim Zurückstellen der Maschine
in den Addierzustand wieder aufgehoben, so daß die richtige Differenz in genauer
Ausrichtung unter den Fensteröffnungen erscheint. Ist also beispielsweise ein Zählrad
im Augenblick des erneuten Umstellens der Maschine auf Addition um vier Zehntel
eines Schaltschrittes durch das Borgen zurückgedreht, so hat bei dein erwähnten
Umstellen auf Addition der mit diesem Rade zusammenwirkende Hebel H ider nächstniederen
Ordnung vier Zehntel seines vollen Additionsübertragungshubes unter der Kraft seiner
Feder J auszuführen, bis er auf die zugehörige Kurve G auftrifft. Das Rad höherer
Ordnung wird mithin wieder um vier Zehntel eines Schaltschrittes vorgedreht, so
daß die von ihm angezeigte Zahl in genauer Ausrichtung im Fenster erscheint. Ist
eine vollständige, einen Schritt betragende Rückwärtsbewegung eines Zählrades (wie
z. B. in Abb. q.) erfolgt und findet nun eine Zurückstellung in den Addierzustand
statt, während ein Rad niederer Ordnung noch in " der Nullstellung ist, so senkt
sich natürlich der diesem letzteren Rade zugeordnete Arm H um seinen vollen Hub,
geradeso wie bei einer Additionsübertragung, und diese Funktion pflanzt sich über
den Rädersatz hinweg, insoweit als Nullen registriert und Neunen durch die Einstellung
der Maschine in den Subtrahierzustand unter die Fensteröffnungen gebracht wurden.
Nimmt man z. B. den Fall an, daß alle Räder Nullen registrierten, und daß die Maschine
dann in den Subtrahierzustand übergeführt wurde, dann würde das Rad niedrigster
Ordnung fortfahren, seine Null zu zeigen, wäh- i rend s mtliche anderen Räder die
Zahl 9 in genauer Ausrichtung mit der Null zur Schau bringen würden. Würde man dann
die Maschine in den Addierzustand zurückverbringen, dann würde der Hebel H der niedrigsten
Ordnung an der Schulter der ihm zugeord-:_e''cn D2u;< enscheibe vorbei gleiten
und auf
diese Weise eine einen Schritt betragende Vorwärtsbewegung
auf das Rad (der nächsthöheren Ordnung übertragen, wodurch das hohe Ende von dessen
Daumenscheibe an dem Stift des zugehörigen Hebels vorbeigeführt werden würde, worauf
dann der letztere fallen und eine Einschrittbewegung auf das nächste Rad übertragen
würde usw., so daß dann also wieder alle Räder auf »Null« stehen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das schon mehrfach
erwähnte, zwecks Umstellung der Maschine auf Subtraktion erfolgende gemeinsame 'Anheben
der Arme H durch die Schwingen einer Welle S bewirkt, welche in Abständen mit Kerben
versehen ist, um die rückwärtigen Verlängerungen H3 der Arme H aufzunehmen (Abb.
3 und 4), so daß sich diese Arme beim Addieren im vollen Maße senken können. Das
Schwingen dieser Welle in die Lage nach Abb. 4. hat durch Druck der ungekerbten
Teile der Welle gegen die rückwärtigen Verlängerungen der Arme das Anheben der letzteren
zur Folge. Die Welle ist durch den Handhebel S3 (Abb. 5 und 6) mittels eines Gestänges
um ihre Achse um 9o° verstellbar. Wenn sich der Hebel S3 in seiner hinteren Stellung
befindet (Abb. 6), so ist das Registrierwerk im Addierzustande; während, wenn der
Handhebel nach vorwärts in die in Abb. 5 gezeigte Stellung geschwungen ist, das
Registrierwerk sich im Subtrahierzustande befindet.
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Die Nullstellung der Zahlräder geschieht durch ideren Rückwärtsdrehung
.und wird durch das Anschlagen der an den Rädern vorgesehenen Vorsprünge 6o (Abb.
5 und 6) gegen die Klinken 61 bestimmt, welche auf einer vorn an der Maschine angeordneten
Schwingwelle 62 drehbar befestigt sind und durch die Federn 63 in der Bahn der Vorsprünge
6o gehalten werden (Abb. 6). Bei ,der Vorwärtsdrehazng .der Zählräder streifen die
Ansätze 6o an den Klinken 61 vorbei. Um diese Sperrklinken ausrücken zu können,
wenn zwecks Subtraktion die Räder über Null hinaus zurückgedreht werden sollen,
sind die Klinken durch ein Gestänge an den Subtraktionshebel S3 angeschlossen, so
daß sie bei dessen Vorwärtsbewegung, d. h. Einrückbewegung' zurückgeworfen, also
ausgerückt werden.