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Zehnerschaltvorriehtung für Rechenmaschinen. Die Erfindung bezieht
sich auf Rechenmaschinen nach Patent 395176 und ,ähnlicher Art, bei denen von einer
nach beiden Richtungen drehbaren Antriebwelle (Kurbel mit und ohne Wendegetriebe)
aus Einstellglieder hin und her bewegt werden, die entweder bei ihrer Hin- oder
Herbewegung mit den Zählscheiben in Eingriff treten. Die Einstellglieder können
dabei entweder abwechselnd von der Einstellage in die Nullage und zurück in die
Einstellage bewegt werden oder von der Einstellage aus vorwärts und zurück in die
Einstellage als Ausgangspunkt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Zehnerschaltvorrichtung,
die solche Rechenmaschinen ganz besonders für die Massenherstellung geeignet macht,
da die wesentlichsten Teile dieser Zehnerschaltvorrichtung ebenso wie diejenigen
des Antrieb-und Einstellwerkes durch Stanzen erzeugbar und ohne besondere Handbearbeitung
einbaubar sind. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der neuen Zehnerschaltvorrichtung
besteht darin, daß sie vollkommen zwangläufig arbeitet und dadurch erst die Rechenmaschinen
der vorgenannten Art praktisch brauchbar macht, weil bei so:chen Maschinen die Zählscheiben
der leichten Einstellbarkeit bzw. eines leichten Antriebes wegen keine oder doch
nur schwach wirkende Hemmanker aufweisen dürfen, so daß während der Zehnerschaltung,
bei der die Zählscheiben von den eigentlichen Antriebsteilen gelöst sind, die Gefahr
des Überschleuderns der Zählscheiben sehr groß ist. Außerdem sind Kraftverbrauch
und Verschleiß der neuen Zehnerschaltvorrichtung sehr gering.
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Eine als Beispiel dienende Ausführung der Erfindung ist in der Zeichnung
rein schematisch in den Abb. i und ia in je einem senkrechten Querschnitte in Arbeits-
und Ruhelage und in Abb. 2 im Teilgrundriß dargestellt. Die Abb. 3, 3a und q. zeigen
je eine Einzelheit, während Abb. 5 die Hauptschaltteile während einer Zehnerschaltung
zeigt. Die Abb. 6 und 7 veranschaulichen im Teilaufriß und Grundriß eine Umsteuervorrichtung,
durch die während einer Kurbeldrehung das Zählwerk- bald mit dem Einstellwerke,
bald mit den Zehnerschaltmitteln gekuppelt wird. Die Abb. 8 und 9' zeigen in je
einem Teilaufrisse den Antrieb des Einstellwerkes in Ruhe- und Arbeitslage. Der
Einfachheit wegen ist eine Rechenmaschine gewählt, bei der das Werteinstellglied
gleichachsig zum Rechengliede angeordnet ist. Für die Kuppelzwecke sind hier die
Zählglieder 6 verschiebbar oder schwenkbar, während die Einstellglieder 3 mit den
Rechengliedern i i gleichachsig auf einer unverschiebbarenWelle i i" angeordnet
sind. Die Werteinstellglieder 3 bilden um die Achse i i" drehbare Scheibenhebel
mit Bogenschlitzen 16 und mit Zähnungen 3x und 3- am Umfange. Die Rechenglieder
i i bilden um die Achse i i" drehbare Arme, die an ihrem freien Ende einen seitlichen
Zahn i i- tragen und die um einen Querzapfen i i(1 seitlich schwenkbar sind (Abb.
3a). Diese Verschwenkung ermöglicht das Kuppeln der Arme i i mit der Einstellgliedzähnung
3- und deren Auskupplung. Die Arme i i sind zwischen den Zinken eines in Richtung
der Achse i i" verschiebbaren Kammes x drehbar, der durch eine in Richtung des Pfeiles
in Abb. 3a auf ihn einwirkende Feder für gewöhnlich so gehalten wird, daß die Zähne
i i-- in die Zähnung 3-%-v der Einstellhebel 3 eingreifen. Soll an diesen Hebeln
3 eine Werteinstellung vorgenommen werden, dann wird der zweckmäßigerweise mit einem
Handgriff versehene Schieber x so weit (nach rechts, Abb. 3a) verschoben, daß die
Zähne i i- die Hebel 3 freigeben (Abb. 3a i, und darauf wird die Einstellung dieser
Hebel 3 vorgenommen. Am Ende der Einstellung wird der Schieber x losgelassen, so
daß er durch Verschieben (nach links, Abb.3a@i die Hebel 3 mit den Armen i i wieder
kuppelt, diesmal allerdings in den der vorangegangenen Einstellung entsprechenden
Lagen zueinander. Abb. i zeigt beispielsweise die Einstellung eines Hebels 3 auf
den Wert .l. Bei Ruhelage der Teile (Abb. ia) liegen die Arme i i an einer Bügelleiste
18 an, die in Bogenschlitzen 16 der Scheibenhebel 3 um deren Achse i i" schwingt.
Dieser Schwingbügel 18 erhält seinen Antrieb von der Welle 8, die durch eine Handkurbel
o. dgl. nach beiden Richtungen drehbar ist, beispielsweise vermittels der in den
Abb. 8 und 9 schematisch angedeuteten Einrichtung. Danach ist auf der Welle i i",
auf der der Bügel 18 befestigt ist, ein Zahnsektor i9' angeordnet, der in dem gezeichneten
Beispiele mit dem einen Bügelarme ein Stück bildet (Abb. 7). In diesen Sektor i9'
greift ein anderer Zahnsektor
21 ein, der einem um eine feste Achse
22' drehbaren, zweiarmigen Hebe12i' angehört. Das andere Ende dieses Hebels ist
gegabe'_t, und zwischen den beiden Gabelzinken 22" und 22"' dreht sich ein auf der
Kurbelwelle 8' befestigter Hubdaumen 12. Die beschriebenen Teile sind so angeordnet
bzw. bemessen, daß beim Rechtsherumdrehen der Welle 8' (Pfeil 48 in Abb. 8) während
der ersten Dritteldrehung der Hebel 2 1' ruhig liegenbleibt, während der zweiten
Dritteldrehung in die Lage nach Abb. 9 wandert, wobei die Zähnungen i9' und 21 den
Bügel i8 gemäß Abb. 9 verschwenken, und während der letzten Dritteldrehung vermittels
der angedeuteten Lenker ,19 und 5o (oder sonstwie) in die Ruhelage nach Abb. 8 zurückgeholt
wird, wobei auch der Bügel 18 in die Lage nach Abb. 8 zurückschwingt. Beim Linksherumdrehen
der Antriebwelle 8' (Pfeil 51 in Abb. 9) wird der Hebel 21' schon während der ersten
Dritteldrehung durch den Hubdaumen 12 in die Lage nach Abb. 9 bewegt und während
der zweiten Dritteldrehung in die Lage nach Abb. 8 zurückgeholt, in der er während
der letzten Dritteldrehung unbeweglich liegenbleibt. Bei dem vorbeschriebenen Hin-
und Herdrehen der Bügelleiste 18 werden alle zuvor eingestellten Hebel 3 abwechselnd
in ihre Nullage und auf die Wertlage gestellt, und zwar bei Rechtsdrehungen der
Kurbel (`Vene 8') während der beiden letzten Dritteldrehungen, bei Linksdrehungen
dagegen während der beiden ersten Dritteldrehungen. Werden also allemal während
der zweiten Dritteldrehung der Kurbel die Zählglieder 6 mit den Zähnungen 3x der
Einstellglieder 3 gekuppelt, so erfolgt in einem Falle (bei Rechtsdrehung) die Weiterschaltung
der Zählglieder 6 im vermehrenden Sinne, im anderen Falle (bei Linksdrehung) die
Weiterschaltung der Zählglieder 6 im vermindernden Sinne. Dieses Ein- und Auskuppeln
zwischen den Zählgliedern 6 und den Einstellgliedern 3, 3-r geschieht nun bei der
Kurbeldrehung vollkommen selbsttätig mit Hilfe der in einer beispielsweisen Ausführung
in den Abb. 6 und ; dargestellten, nachfolgend beschriebenen Einriclitung. -Die
Zählglieder (Zählscheiben) 6 sind- mit ihrer Welle 6' in Armen 47 gelagert, die,
wie namentlich die Abb. i, ia, 6 und 7 andeuten, auf einer drehbaren Welle 24 befestigt
sind. Auf dieser Welle ist außerdem ein Arm 46 befestigt, der in zwei Gabelarme
.16' und 46" ausläuft. Diese beiden Hebelarme umfassen in der aus den Abb. 6 und
7 ersichtlichen Weise zwei auf der Hauptwelle 8' nebeneinander befestigte Hubscheiben
14. und 11'. Der Umfang beider Hubscheiben 14 und 14' ist so getorint, daß sie beim
Drehen der lKelle 8' während der zweiten Dritteldrehung den Hebel 4.6 aus der Lage
nach den Abb. ia und 6 anheben und während der ganzen zweiten Dritteldrehung angehoben
halten, und zwar infolge der spielraumlosen Umklammerung der Hubscheiben 14, 14'
durch die Gabelarme 46' und 46" vollkommen zwangläufig. Die Folge des Anhebens der
Gabel 46, 46', ,16" ist eine Verdrehung der Welle 24 in Richtung des Pfeiles 24'
in Ab. 6, d. h. eine Verschwenkung des Zählwerkes 6 in Richtung des Pfeiles 6Y (Abb.
6), wodurch es mit dem Einstellwerke 3 gekuppelt wird (Abb. i). Diese Kupplung bleibt
während der ganzen Dauer der zweiten Dritteldrehung der Kurbel (Welle 8') bestehen,
gleichgültig, ob die Kurbel rechts oder links herumgedreht wird. Das Senken des
Hebels 46, d. h. das Loskuppeln der Zählglieder 6 von den Einstellgliedern 3, 3-,
erfolgt am Ende der zweiten Dritteldrehung oder zu Beginn der letzten Dritteldrehung
der Welle 8' durch den entsprechenden Buckel (14" oder 1.1"'j der Hubscheibe 1.1.
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Es ist ein wesentliches Kennzeichen solcher Rechenmaschinen, daß während
des zweiten Drittels einer Kurbeldrehung, und zwar sowohl bei Rechts- als auch bei
LL1ksdreliung, das Zählglied 6 mit dem Einstell- und Rechengliede 3, 11 in Eingriff
steht und von ihm seinen Wert aufnimmt, während bei der letzten Dritteldrehung der
Handkurbel jener Eingriff aufgehoben und das Zählglied 6 -für die Zehnerschaltung
frei sein muß. Man kann nun die für das Loskuppeln der Zählglieder 6 von den Einstell-
und Rechengliedern 3, 11 sol,vieso erforderliche Bewegung gleichzeitig zum Kuppeln
der Zählglieder mit den Zehnerschaltmitteln verwenden, die dann während der letzten
Dritteldrehung der Kurbel die Zehnerschaltung durchführen. Umgekehrt wird die zum
Loskuppe=n der Zählglieder 6 von den Zehnerschaitmitteln erforderliche Bewegung
zum Kuppeln der Zählglieder mit den Rechen- und Einstellgliedern 3, 11 benutzt,
so daß die Rückführung der Zehnerschaltmittel in ihre Ruhelage immer erst während
des zweiten Drittels der nächsten Kurbeldrehung zu erfolgen braucht. Daraus ergibt
sich der Vorteil, daß Zehnerschaltmittel verwendet werden können, die mit Bezug
auf ihre Eingriffslage sich unverrückbar lagern lassen und in einfachster Weise
ohne manuelle Bearbeitung an ihren Platz gebracht «-erden können. Die Erfindung
wird in der besonderen Ausgestaltung und Anordnung der Zehnerschaltmittel erblickt,
insbesondere insoweit, als dadurch eine zwangläufige, das i:: berschleudern der
Zählglieder verhütende Zehnerschaltung erreicht wird. Ein weiterer Vorzug der neuen
Zehnerschaltung ist darin zu sehen, daß die Zehnerschaltmittel
in
gleicher Weise bei Rechts- und Linksdrehungen der Kurbel bzw. Antriebwelle (bei
additiven und subtraktiven Rechnungen) sicher arbeiten, weil erst dadurch Rechenmaschinen
nach Patent 395i76 und ähnlicher Art praktisch vollkommen brauchbar werden.
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Gemäß der beispielsweise dargestellten Ausführung besteht die neue
Zehnerschaltvorrichtung aus folgenden Teilen: Die hammerförmigen Steuerhebel 23
sind um eine Achse 24 drehbar, um die auch das Zählwerk 6 schwenkbar ist. Gemäß
Abb. i liegen die Hebel 23 in der Bahn der bekannten Zählscheibennocken 6"', in
der sie durch eine auch ihre andere Endlage sichernde Feder 25 gehalten werden.
An jedem Steuerhebel 23 ist durch einen Zapfen 26 ein Arm 28 (Abb. i und 3) kurbelartig
aufgehängt, der an seinem freien Ende einen Zapfen 3o besitzt. Dieser Zapfen
30 greift in den Schlitz 31' eines zweiarmigen Schalthebels 31 ein, der um
die Achse 32 drehbar ist und für den drei durch eine Hemmklinke oder Feder 45 zu
sichernde Lagen vorgesehen sind. Der Schalthebel 31 trägt zwei Zähne 33 (Abb. 4),
die, wie Abb. i und 2 zeigen, der Zähnung des Zählrades 6 nächsthöherer Ordnung
gegenüberstehen, und zwar so, daß durch Verschwenken des Zählrades 6 um die Achse
24 die Zähne 3r und 6" entkuppelt und dafür die Zähne 6" und 33 in Eingriff gebracht
werden können. Dieser Eingriff besteht immer auf dem letzten Drittel einer Kurbeldrehung
(Abb. 5). Zwischen den beiden Armen des Schalthebels 31, zweckmäßig zwischen zwei
Ansätzen 34 und 35 der Arme, ist auf der Antriebwelle 8' eine Hub- und Steuerscheibe
36 befestigt, die in verschiedenen Ebenen nebeneinander Hubkämme 37, 39 und 42 sowie
zwei Schaltzähne 43, 44 aufweist. Die beiden letzteren, 43, 44, sind in einer Ebene
angeordnet. Der Zweck dieser Hub- und Schaltglieder 37, 39, 4'-, 43 und 44 erhellt
am besten aus der nachfolgend beschriebenen Wirkungsweise der neuen Zehnerschaltvorrichtung.
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Während der Ruhelage der Handkurbel (Welle 8') nehmen die sämtlichen
Teile, wenn keine Zehnerschaltung bei der vorangegangenen Kurbeldrehung stattgefunden
hat, die Lage nach Abb. ia ein.
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Angenommen, das Zählglied 6 überschreite beim Rechnen (Eingriffslage
zwischen Zählglied 6 und Einstellhebel 3 nach Abb. i), also während der zweiten
Dritteldrehung der Antriebwelle 8', die Zehnergrenze, wenn also beispielsweise zu
einem Werte »8« der Zählscheibe 6 ein Wert »4« von dem Einstellgliede 3, 3r hinzugefügt
wird, dann schiebt die Nase 6"' des Zählrades 6 den Steuerhebel 23 nach rechts (Abb.
5). Dabei treibt der Zapfen 26 den Kurbelarm 28 ebenfalls nach rechts, wobei der
Zapfen 3o in dem Schlitze 31' des Schalthebels 31 nach rechts wandert. Der Kurbelarm
28 ist dadurch in die Bahn der Schaltstifte 43, 44 geraten. Bei der letzten Dritteldrehung
der Welle 8', wenn das Zählglied 6 vermittels der Kuppelvorrichtung nach den Abb.
6 und 7 seinen Eingriff mit der Zähnung 3r aufgehoben hat und dafür mit den Zähnen
33 des Schalthebels 31 gekuppelt ist (Abb. 5), trifft der entsprechende Stift, z.
B. bei einer additiven Drehrichtung der Welle 8' der Stift 44, auf den Kurbelarm
28 und schwenkt ihn, wie Abb. 5 zeigt, um den Zapfen 26 nach oben aus. Hierbei wird
durch den Zapfen 3o der Schalthebel 31 der nächsthöheren Wertstelle mitgenommen,
der sein Zählglied 6 um einen Zahn weiterschaltet, d. h. die Zehnerübertragung bewirkt.
Nach erfolgter Zehnerübertragung, die in hinlänglich bekannter Weise von Zählscheibe
6 zu Zählscheibe 6 fortlaufend erfolgen muß, bleibt der Schalthebel 31 in der Lage
nach Abb. 5 liegen, selbst auch während der Ruhelage der Antriebwelle 8', d. h.
der Maschinenkurbel. Die Rückführung der Schalthebel 3 i in die Ruhe-(Mittel-)Lage
nach Abb. ia, die die vorherige Auskupplung der Zählglieder 6 erfordert, um die
Wiederaufhebung der Zehnerschaltung zu vermeiden, erfolgt während des zweiten Drittels
der nächsten Kurbeldrehung, weil sowohl bei additiven als auch bei subtraktiven
Rechnungen die Zählglieder 6 während der zweiten Dritteldrehung der Welle 8', wie
bereits gesagt, von den Gliedern 31 losgekuppelt sind. In jedem Falle muß das Zählglied
6 während der zweiten Dritteldrehung der Antriebwelle 8' mit den Rechen- und Einstellgliedern
3, 11 zusammenarbeiten, so daß während dieser Zeit die Schalthebel 31 aus der Lage
nach Abb. 5 in die Lage nach Abb. i zurückgelegt werden können. Hierzu dient in
dem gezeichneten Beispiele der Hubkamm 39, der durch Auftreffen auf den Ansatz 35
den Schalthebel 31 in die Mittellage drängt (Ab. i). Der Steuerhebel 23, der bekanntlich
bei Betätigung des Zählgliedes 6 immer für die Nase 6"' bereit liegen muß, wird
mit der Umstellung des Zählwerkes aus der Lage nach Abb. 5 in die nach Abb. i mitgenommen.
Hierzu dient in dem gezeichneten Beispiele die Feder z5, die mit dem Zählwerkträger
47 verbunden ist und hinter einen Stift 23" des Hebels 23 greift. Zuvor, z. B. bei
Erreichung der Kurbelruhelage, hatte ein mit der Antriebwelle 8' umlaufender Hubdaumen
37 den Hebel 23 soweit abgedrängt, daß sein Stift 23" links von dem Federbuckel
25 liegt (Abb. i und ia). Der entsprechend lang bemessene Schlitz 31' gestattet
eine solche Verschiebung des Hammerhebels
23 gegenüber dem Schalthebel
3i. Der Kurbelarm 28 nimmt, sobald der in seine Nullage gedrängt ist, die Lage nach
Abb. i und ia wieder ein.
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Bei subtraktiven Rechnungen, bei denen der Steuerhebel 23, von dem
Zählscheibennocken 6"' getroffen, ebenfalls wieder den Kurbelarm 28 nach rechts
schiebt, wirkt der Schaltzahn 43 auf den Arm 28, wodurch der Schalthebel 31 nach
unten gedrückt wird. Zu seiner Zurückführung in die Mitteltage nach Abb. i dient
der Hubkamm 42, der auf den Ansatz 3.1 des Hebels 31 trifft, und zwar auch hier
während des zweiten Drittels der nächstfolgenden Kurbeldrehung der Antriebwelle
8', wenn das Zählglied 6 von dem Schalthebel 31, 3; abgekuppelt ist.
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Werden die Nasen 34, 35 des Schalthebels 31 so angeordnet bzw. bemessen,,
daß jedesmal die entsprechende beim Abdrängen des Hebels 31 nach oben (Abb. 5) oder
unten auf den Umfang der Hubscheibe 36 stößt, so arbeitet die neue Zehnerschaltvorrichtung
vollkommen zwangläufig ; ein Überschleudern von Teilen ist dann ausgeschlossen.
Dem gleichen Zwecke könnten z. B. auch am Schalthebel 31 angebrachte Anschläge dienen,
durch die das Kuppelglied 28 in seinem Ausschlage (Abb. 5) begrenzt wird.
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Die Gestaltung des Schalthebels 31 ist derart, daß er seine Antriebscheibe
36 mit Bezug auf die beiden Angriffspunkte 34 und 35 bis zur Hälfte umschließt,
so daß die Verbindungslinie dieser beiden Punkte 34 und 35 ungefähr durch die Scheibenachse
8' läuft und senkrecht oder annähernd senkrecht auf der Verbindungslinie von Achse
8' und Schaltliebelachse 32 steht, ergibt einen leichtere, stoßfreien Antrieb für
den Schalthebel 31.
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Der Eingriff zwischen den Antriebhebeln 31 und den Zählgliedern 6
kann auch, statt durch radiales, durch achsiales Verschieben der Hebel oder Zählglieder
herbeigeführt werden.
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Da während der Nullstellung der ZählgIieder 6 deren Zusammenhang mit
den Schaltzähnen 33 der Hebel 31 gelöst werden muß, ordnet man die Hebel 31 verschiebbar
an, indem man z. B. ihre gemeinsame Welle 32 in Richtung des Pfeiles 48 (Abb. i)
verschiebbar oder schwenkbar lagert. Diese Bewegung kann durch einen Hubkamm o.
dgl. hervorgerufen werden, der von einem die Nullstellwelle 6' drehenden Zahnsektor
aus bewegt wird.
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Der Steuerhebel 23 und die Zehnerschaltliebel 31, die aus Blech durch
Stanzen hergestellt werden können, erfordern keinerlei Bearbeitung von Hand. Die
Kurbeln 28 und das gesamte, aus aneinandergereihten Steuerscheiben 36 bestehende
Antriebswerk für die Zehnerschaltv orrichtungen lassen sich aus Spritzguß herstellen.