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Rechenmaschine zur Ausführung von Rechnungen mit vom Dezimalsystem
abweichenden Zahlen. Die bekannten Multiplikationsmaschinen sind bekanntlich nach
dem Dezimalsystem konstruiert. Sie sind daher nur mit Schwierigkeit zum Multiplizieren
von solchen Maß- und Währungseinheiten oder anderen Größen verwendbar, die auf einem
anderen Zahlensystem aufgebaut sind, weil hierzu eine zeitraubende Verwandlung in
das Dezimalsystem notwendig ist.
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Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeit im wesentlichen durch
die Anordnung einer Einstellvorrichtung, die bei Einschaltung mit einem besonderen
Zählwerk, z. B. dem gewöhnlichen Umdrehungszählwerk, derart zusammenwirkt, daß die
gesuchte Zahl im Resultatzählwerk erscheint, sobald eine gewisse gegebene oder berechnete
Zahl, z. B. eine gegebene Anzahl Einheiten eines gewissen Maß-, Währungs- oder Gewichtssystems,
in dem besonderen Zählwerk erscheint.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der beiliegenden Zeichnung
dargestellt, und zwar an einer Rechenmaschine nach dem System Odhner, die für die
Rechnung in englischer
Währung (Pfund, Schillings, Pence ) eingerichtet
ist. Es zeigt Abb. i eine Vorderansicht der Maschine, Abb. 2 eine Aufsicht auf das
Zählwerk mit der selbsttätigen Einstellvorrichtung, Abb. 3 eins der zu der Vorrichtung
gehörigen Zahnräder, Abb..1 und 5 Einstelltasten, Abb. 6 die Vorderansicht einer
anderen Ausführungsform.
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Der Antrieb der Einste:lvorriclitung erfolgt in vorliegendem Ausführungsbeispiel
vom Umdrehungszählwerk aus. Die Kurbelwelle i ist für gewöhnlich durch eine nicht
dargestellte Zahnradübersetzung mit der Trommelwelle 2 derart verbunden zu denken,
daß die Trommelwelle mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle, aber
in entgegengesetzter Richtung, gedreht wird. Die Welle 2 ist ferner mittels einer
Zahnradübertragung 3, 4., 5 mit einer Einstellader Schaltwelle 6 derart verbunden,
daß diese Welle 6 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Welle 2 und in der gleichen
Richtung umläuft. Auf der Welle 6 sind mittels Nut und Feder oder in beliebiger
anderer Weise vier Einstell- oder Schalträder 7, 8, 9, io vorgesehen, die an der
Drehung der Welle 6 teilnehmen und in achsialer Richtung auf ihr verschiebbar sind.
Jedes dieser Schalträder 7 bis io ist mit einer Verzahnung 72, 8a, 9a, zog fest
verbunden. Es besitzt 7a einen Zahn,; 8a und 9,7 je zwei Zähne und ioa vier Zähne:
Für gewöhnlich liegen die Schalträder mit den zugehörigen Verzahnungen so, daß die
Verzahnungen 7a bis ioa in die übertragungsräder i i des Umdrehungszählwerkes 12
nicht eingreifen können. Dieser Zahneingriff wird durch eine besondere Einstellvorrichtung
bewirkt, die in dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i bis 5 aus drei Tasten 13, 1.1,
15 besteht. Die erste Taste 13 betätigt einen zweiarmigen Hebel 16, Taste 14 einen
Hebel 17 und Taste 15 zwei Hebel 18 und i9. Die_e Hebel sind um Zapfen 2o drehbar
auf einem Querlager 21 angeordnet und greifen mit je einem Arm in eine Ringnut der
Schalträder 7 bis io. Der andere Arm jedes Hebels greift in einen schräg verlaufenden.
Schlitz 22 (Abb. .1) einer mit der zugehörigen Taste vereinigten senkrechten Platte
a3. Diese Platte ist in Führungen des Wagens auf und nieder beweglich und an einer
Seite mit einer Nase 24. versehen (Abb. 5), die mit einem Sperrhaken 25 derart zusammenwirkt,
daß nach Niederdrücken der Taste der Sperrhaken 25 hinter die :Vase 24. greift und
damit die Taste entgegen der Wirkung der Feder 26 in niedergedrückter Stellung
hält. Der Sperrhaken 25 ist allen drei Tasten gemeinsam, so daß er bei Eindrücken
einer Taste jeweils die vorher eingedrückte Taste wieder freigibt. Beim Niederdrücken
einer Taste wird in der Kurvenführung 22 der jeweils zugehörige Schalthebel geschwenkt
und damit das zugehörige Schaltrad bewegt, so daß seine Verzahnung in Eingriff mit
einem der Übertragungsräder i t gelangen kann.
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Die vorbeschriebene Einrichtung ist für die Berechnung in englischer
Währung bestimmt und ermöglicht es, eine bestimmte Anzahl von Pfunden, Schillings
und Pence in das Dezimalsystem umzurechnen. Handelt es sich z. B. um die Aufgabe,
£ 7, 12,6 mit der Zahl 143 zu multiplizieren, so ist die Aufgabe zu lösen
und zwar deshalb, weil i s1. = r/;,>0 £ und i d. =1/210 £. ist.
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Demzufolge werden die Zähne der Schalträder 7 bis io folgendermaßen
eingerichtet: Das Schaltrad 7a, das von der Pfundtaste 13 betätigt wird, erhält
einen Zahn, das Schaltrad 8a, das von der Schalttaste 1 ¢ bewegt wird, zwei Zähne
und die Schalträder 9,1 und ioa, die von der Pencetaste in Schalteingriff
gebracht werden, zwei bzw. vier Zähne.
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Es stellen also die Za'hnrädersegmente 77,
8a, 9a, 1oa die konstanten
Divisoren dar, die als Nenner i, 2o und 240 in dem obigen Klammerausdruck vorhanden
sind.
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Die Durchführung -der Rechnung geschieht in der bekannten Methode
für die Multiplikation einer ganzen Zahl mit einer Reihe von Brüchen, indem nach
Einstellung des Faktors 143 in das rechts liegende Einstellwerk zunächst die Pfundtaste
13 niedergedrückt wird. Hierdurch wird das einzähnige Zahnsegment ; « in; Eingriff
mit einem der Zwischenräder i i gebracht. Es wird so lange gekurbelt (sieben Umdrehungen),
bis die Zahl? (7 f) im Umdrehungszählwerk erscheint. Im Resultatzählwerk erscheint
das Produkt 7 X 143 = iooi. Danach wird die Pfundtaste 13 ausgeschaltet durch Einschaltung
der Schillingstaste 1.1 und der Schlitten um eine Stelle verstellt. Hierdurch gelangt
das zweizähnige Segment 8a in Eingriff mit dem zweitnächsten Zwischenrad
11.
Nach sechs Umdrehungen der Kurbel erscheint im Umdrehungszählwerk die
Zahl 12, also 12 sh. Zu gleicher Zeit ist rechts von dem auf 1,:13 eingestellten
Einstellwerk und dein gegenüberliegenden Resultatwerk, da eine Schlittenverschiebung
um eine Dezimalstelle stattgefunden hat, die Multiplikation 1.1,3'-" 6 = 85,6 ausgeführt
worden, oder mit anderen Worten die Multiplikation 143 X 12 X 1/20. Das Resultatwerk
hat sich also jetzt eingestellt ,auf io86,8 £. Schließlich wird nach Verschiebung
des Schlittens um eine «eitere Stelle
durch Niederdrücken der Pencetaste
15 die Schillingstaste 14 wiederausgeschaltet, und es gelangen nun die zwei- bzw.
vierzähnigen Zahnsegmente 9a und foa gemeinsam in Eingriff mit .den danach folgenden
Zwischenrädern i i. Es muß nun so lange gekurbelt werden; bis an der Stelle für
die Pence im Umdrehungszählwerk eine 6 erscheint, d. h. 6d. muß in das Umdrehungszählwerk
hineingekurbelt werden. Nach den ersten drei positiver Kurbeldrehungen erscheint
auf den für die Pence bestimmten Zah:enrädern des Umclrehungszählwerkes, da das
Rad 9,1 zwei Zähne und das Rad i oa vier Zähne hat, die Zahl 7,2 = 3 X 2,4.
Rechts ist hierbei gleichzeitig (wegen der zweimaligen Schlittenverschiebung) die
Multiplikation 1,43 X 3 = .1,29 ausgeführt worden, ¢,29 ist zu (o86,8 addiert worden.
Da die Zahl 7,2 schon zu groß ist, ist nach abermaliger Verschiebung des Schlittens
die Kurbel negativ, d. h. links 'herum, so lange zu drehen, bis statt 7,2 die richtige
Zahl 6 erscheint. Das tritt nach fünf negativen Kurbeldrehungen ein. Somit ist also
rechts (wegen der dreimaligen Schlittenverschiebung) das Produkt o,1 4.3 X 5 = 0,715
hergestellt und subtrahiert worden. Im Resultatwerk ist also zu der vorher-erhaltenen
Zahl (o86,8 die Zahl 4,29 addiert und die Zahl o,; 15 subtrahiert worden, d. h.
zu i086.8 £ ist das Produkt 1,13 X 6 N 1/ü40 hinzugefügt worden. Das Resultatwerk
gibt also das richtige Ergebnis 1090,375 f' an.
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Gegebenenfalls muß das Umdrehungszählwerk 12 mit einer geeigneten
Zehnerschaltungsvorrichtung versehen sein. Bei der dargestellten Ausführungsform
wird die Zehnerschaltung durch eine Anzahl auf einer Welle 28 (Abb. 1) verschiebbar
angebrachter Hülsen 29 bewirkt, von welchen jede ein Zahnrad 3e mit zwei Zähnen
trägt, und zwar einen zur Zehnerschaltung in der einen Richtung (der Multiplikationseinrichtung)
und einen zur Zehnerschaltung in der anderen Richtung (der Divisionsrichtung). Die
Hülsen 29 drehen sich mit der Welle 28, welche durch geeignete i; hersetzung (durch
ein Zahnrad 3 i angedeutet) derart mit der Kurbelwelle i verbunden ist, daß sie
sich mit d--rselben Geschwindigkeit wie die der Kurbelwelle und in derselben Richtung
dreht. Für jede Zählscheibe, mit Ausnahme der letzten (weitest links befindlichen),
ist eine solche Hülse 29 mit zugehörigem Zal1 .ad 30 vorgesehen. Diese Hülsen
werden mittels Hebel 32. die unter der Wirkung von Federn stehen, für gewöhnlich
in so'chen Lagen gehalten, d.aß die Zahnräder ;o während d--r Umdrehung der Welle
28 nicht in die entsprechenden Zählwerkzahnräder eingr.-ifen. Erst wenn eine Zählscheibe
eine solche Lage einnimmt, dal3 die Ziffer 9 im entsprechenden Fenster erscheint,
wird bei der fortgesetzten Drehung der Kurbelwelle die der fraglichen Zählscheibe
entsprechende Hülse 29 mit zugehörigem Zahnrad 3o seitwärts verschoben, beispielsweise
mittels eines an der Zählscheibe sitzenden schrägen Absatzes o. dgl. (nicht dargestellt),
wodurch das Zahnrad 30 in Eingriff mit dem der folgenden Zählscheibe zugehörigen
Zählwerkzahnrade gebracht wird, so daß dieses nebst der Zählscheibe um :einen Schritt
vorgeschaltet wird.
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Wenn die Pfundtaste 13 niedergedrückt ist, so wirkt das Zählwerk 12
natürlich in ganz derselben Weise wie ein gewöhnliches Umdrehungszählwerk mit Zehnerschaltung.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung werden die
Zahnräder 7a, 8a, 9a, 1oa durch eine besondere, durch Tasten zu betätigende Schaltvorrichtung
nacheinander eingeschaltet. An deren Stelle kann jedach auch eine Einrichtung treten,
die selbsttätig von der '\7#,'agenbewegung gesteuert wird. Diese Ausführungsform
der Erfindung ist in Abb. 6 dargestellt. Hier sind die Schaltzahnräder an einem
auf der Welle 6 verschiebbaren Schlitten 33 angebracht. Die in Abb. 6 gezeigte Lage
des Schlittens ist die Ausgangslage, bei der das Zahnrad 7a sich gerade gegenüber
einem Treibrad i i befindet. Die Verschiebung des Schlittens 33 wird durch einen
Hebel 35 bewirkt, der um einen Zapfen 36 an der Deckplatte oder dem Gerüst der 1lIaschine
drehbar ist. Der eine Arm des Hebels 35 trägt einen Stift 37, der in eine Nut 38
des Schlittens 33 eingreift. Der andere Arm des Hebels 35 trägt einen Stift 39,
der in eine Nut .1o, 4.1, 4.2 -einer längs einer Führung 4.4. beweglichen Platte
43 ein--ehen kann. Wenn der Wagen nach links bewegt wird, wird das Zahnrad 7a nacheinander
in Eingriff mit den Treibrädern i i gelangen, und wenn der '\Vagen um eine gewisse
Anzahl Schritte bewegt worden ist (z. B. drei Schritte gemäß Abb.6), so gelangt
der Stift 39 des Hebels 35 1n den ersten horizontalen Teil 4.o der Nut .1o, .11,
42. Wenn der Z`agetl um einen Schritt weiter nach links bewegt wird, so führt sich
der Stift 39 in dem schräg verlaufenden Teil 4 1 der Nut und zwingt den Hebel 36
zu schwingen, so da.ß das Zahnrad 7a außer Eingriff gebracht wird, wobei das folgende
Zahnrad 8a zum Eingriff mit einem Treibrad i i gebracht wird. Wenn der Wagen noch
weiter nach links bewegt wird, so tritt der Stift 39 des Hebels 35 in den# horizontalen
Teil :12 der Nut .1o, 41, .12, wobei der Hebel 35 derart weitergedreht wird, daß
das Zahnrad 8a ausgeschaltet wird, die folgenden Zahnräder 9a und 10a dagegen eingesclia?tet
w°rden. `renn der `Tagen noch
weiter nach links bewegt wird, so
bleibt der Hebel 35 in seiner erreichten Endlage stehen.
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Beim Multiplizieren von Pfund, Schillings und Pence wird die Platte
43 'derart eingestellt, daß deren linker Rand sich gerade rechts der Anzahl Pfund
befindet (Abb. 6 zeigt eine vierstellige Anzahl Pfund), worauf das Multiplizieren
erst in Pfund, dann in Schillings und zuletzt in Pence bewirkt wird, in-.dem der
Schlitten 33 bei der Bewegung des Wagens selbsttätig geschaltet wird, so daß die
Zahnräder 7a, 8a, 911, =oa der Reihe nach in Eingriff mit einem Treibrad i i gelangen.,
wobei letzteres die entsprechende Zählscheibe in der vorher beschriebenen Weise
dreht.
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Statt der Schalträder 7, 8, 9, io und der zu ihrer Einschaltung dienenden
Hebel 16, 17, 18, 19 kann man sich natürlich anderer geeigneter Schaltorgane bedienen.
Ebenfalls kann man statt der beschriebenen Zeh'nerschaltvorrichtung, die nach dem
System Reißer eingerichtet ist, andere geeignete Schaltorgane verwenden. Es ist
auch klar, daß die Erfindung nicht zur Verwendung an Rechenmaschinen nach dem System
Odhner begrenzt ist, sondern auch an Rechenmaschinen anderer Systeme verwendet werden
kann.
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Falls die Maschine zum Rechnen mit anderen benannten Zahlen. als Pfund,
Schillings und Penne verwendet werden soll, dann sind natürlich entsprechende Änderungen
vorzunehmen. So müssen z. B. für das Rechnen mit Yards, Fuß und Zoll vier Schalträder
mit je einem Zahnrad verwendet werden, von denen eines mit einem Zahne, das folgende
mit drei Zähnen und die zwei letzten, die durch eine gemeinschaftliche Taste betätigt
werden, mit je .drei und sechs Zähnen versehen sind. Für das Rechnen mit Stunden,
Minuten. und Sekunden werden ebenfalls vier Schalträder mit je einem Zahnrad verwendet,
von denen eines mit einem Zahne, das folgende mit sechs Zähnen und die zwei letzten,
welchie gleichzeitig wirken, mit je drei und sechs Zähnen. versehen sind. Für das
Rechnen mit Gros, Dutzend und Stück werden sechs Schalträder mit je einem Zahnrad
verwendet, und zwar eines mit einem Zahne, zwei folgende, welche gleichzeitig wirken,
mit einem Zahne bzw. zwei Zähnen und schließlich noch drei folgende, welche ebenfalls
gleichzeitig arbeiten, mit je einem, vier und vier Zähnen. Für ;das Rechnen mit
Tons, Hundredweights, Quarters und Lbs werden .ebenfalls sechs Schalträder mit je
einem Zahnrad verwendet, wobei die Anzahl Zähne der ersten drei je eins, zwei und
acht und die der folgenden drei, welche gleichzeitig wirksam sind, j e zwei, zwei
und vier sind. Für das Rechnen mit anderen benannten Zahlen werden entsprechende
Zusammenstellungen benutzt.
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Es leuchtet .ein, daß die Erfindung auch zur Ausführung anderer Rechnungen
verwendet werden kann, wo Division mit einem konstanten Divisor vorkommt. Eine wichtige
Verwendung ist z. B. Zinsrechnung, in welchem Falle die Einstellvorrichtung für
den konstanten Divisor 36o bzw. 365 eingerichtet ist. Die Rechnung wird am einfachsten
durch Einstellung des Produktes von Prozent und Anzahl Tage (welches Produkt leicht
durch Kopfrechnen ,ermittelt wird) in der rechten Seite der Einstellvorrichtung
ausgeführt, wobei der Zins im Zählwerk erscheint, sobald das Kapital im Kurbelumdrehungszählwerk
auftritt.