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Staffelwalzenantrieb für Rechenmaschinen. Bei den bekannten Staffelwalzenantrieben
für Rechenmaschinen ist gewöhnlich unter jeder Einstellachse eine Staffelwalze angebracht.
Die Zahl der Zahnteilungen der Staffelwalze entspricht dem Stellenbereich des Resultatwerkes.
Es ist z. B. bei einer bekannten Bauart notwendig, daß jede Staffelwalze neun Zähne
zum Einbringen der Werte, weiter für jede nacheinanderfolgende Zehnerübertragung
eine Zahnteilung und schließlich für das Spiel vor und nach dem Eingriff je eine
Zahnteilung hat. Bei einem Ustellig--n Resultatwerk müßte z. B. eine Staffelwalze
folgende Zahl von Zahnteilungen haben: g Zahnteilungen für die Zähne zum Einbringen
der Werte, 12 Zahnteilungen für die nacheiüanderfolgenden Zahnübertragungen und
Zahnteilungen für das Spiel, zusammen 23 Zahnteilungen.
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Um nun keine zu kleinen Teilungen zu bekommen, muß der Durchmesser
der Staffelwalzen und damit der Abstand der Achsen der Staffelwalzen voneinander
groß gemacht werden, wodurch sich sehr große und unhandliche Rechenmaschinen ergeben,
bei denen obendrein die Ableseöffnungen der Zählwerke sehr weit auseinanderliegen,
so daß die eingestellten Zahlen sich sehr schlecht ablesen lasen. Man war daher
eifrig bemüht, diese großen Abstände zu verringern, und zwar wurden die verschiedensten
Wege vorgeschlagen, um dieses Ziel so gut wie möglich zu erreichen.
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So sind z. B. Staffelwalzen-Rechenmaschinen bekannt geworden, bei
denen die Staffelwalzen gegeneinander versetzt sind. Dadurch ergibt sich aber eine
Vergrößerung der Abmessungen in Richtung der Staffelwalzenachsen. Eine andere bekannte
Lösung, bei der je zwei Stellen durch eine Staffelwale angetrieben werden, bedingt
wieder den Nachteil, daß die Teile sehr groß werden, wodurch das Überschleudern
begünstigt wird. Bei diesen beiden Ausführungen hat man also die Achsabstände ohne
Verkleinerung der Staffelwalzen nur durch geschickte Anordnung derselben verringert.
Andere suchten die Staffelwalzendurchmesser nach Möglichkeit zu verringern.
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Eine Rechenmaschine der letzteren Art treibt die Staffelmaschine so
an, daß die weiter links liegende immer erst dann anläuft, wenn die rechts benachbarte
zum Stillstand gekommen ist. Dadurch nimmt zwar der Umfang der Staffelwalzen auf
den kleinsten erreichbaren Betrag von nur 1o Teilungen ab. Dafür hat aber die Maschine
den Nachteil, daß die Zahnsegmente, die die einzelnen Staffelwalzen antreiben, sehr
groß werden, denn dieselben sind aus Zahnrädern auszuschneiden, die beispielsweise
für eine Ustellige Maschine 13 # 10 - 130 Zähne haben.
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Außerdem ist eine Sprossenrad-Rechenmaschine bekannt geworden, bei
der die oberen, nur durch Zehnerschaltdaumen angetriebenen Stellen abgetrennt sind
und für sich angetrieben werden, wodurch der Umfang der Sprossenräder um so viel
Zahnteilungen abnimmt, als Stellen abgetrennt werden. Dieses Verfahren ist auf Staffelwalzenmaschinen
übertragbar und würde den Umfang der Staffelwalzen im gleichen Maße verringern.
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Die Rechenmaschine nach der Erfindung sucht, wie die beiden zuletzt
genannten Systeme, die Staffelwalzena#bstände durch Verringerung des Walzendurchmessers
zu erzielen, erreicht dabei aber eine bedeutend größere Herabsetzung des Umfanges
und Durchmessers der Walzen als die zweite der beiden und vermeidet gleichzeitig
die großen Zahnsegmente der ersten.
Die Erfindung erreicht dieses
Ziel, indem sie, falls die oberen, nur durch Zehnerschaltdaunien angetriebenen Stellen
abgetrennt sind, obendrein die Staffelwalzen in Gruppen unterteilt, die nacheinander
angetrieben werden. Dabei läuft jedoch nicht die eine Staffelwalzengruppe erst dann
an, wenn die rechts benachbarte zum Stillstand gekommen ist, sondern die weiter
links liegende Gruppe eilt der rechts benachbarten nur um so viel Zahnteilungen
nach, als die rechte Gruppe Zehnerschaltdaumen hat. Die rechts liegende Gruppe kommt
daher erst dann zum Stillstand, wenn die Walzen der links liegenden Gruppe sich
bereits um 9 Zähne gedreht haben.
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Falls die oberen; durch Zehnerschaltdaumen angetriebenen Stellen abgetrennt
sind, können auch die abgetrennten Zehnerschaltdaumen in nacheinander angetriebene
Gruppen unterteilt werden. Falls die oberen Stellen nicht abgetrennt sind, sind
die gesamten vorhandenen Antriebsmittel derart in Gruppen zu unterteilen, daß eine
von diesen Gruppen sowohl solche Stellen umfaßt, die nur durch Zehnerschaltdaumen,
als auch solche Stellen, die durch Zehnerschaltdaumen und durch Staffelwalzen angetrieben
werden.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
In der gezeichneten Maschine sind die oberen, nur durch Zehnerschaltdaumen angetriebenen
Stellen nicht abgetrennt. Die Antriebsmittel sind der Einfachheit halber nur in
zwei Gruppen unterteilt. Tatsächlich wirkt sich die Erfindung erst voll aus, wenn
die Antriebsmittel in mehr als zwei Gruppen unterteilt sind, denn der Umfang der
Staffelwalzen wird um so kleiner, j e geringer die Staffelwalzen- bzw. Zelinerschaltdaumenzahl
in den einzelnen Gruppen ist. Die Verhältnisse werden am günstigsten, wenn jede
Gruppe nur eine Staffelwalze bzw. einen Zehnerschaltzahn enthält. Es zeigt: Abb.
i eine Ansicht der Anordnung der Staffelwalzen, der Zehnerzähne und der darüberliegenden
Einstellachsen, Abb. 2 die Antriebsanordnung für die Staffelwalzen, Abb. 3 den Grundriß
hierzu, Abb. 4 eine Seitenansicht der Kurbelachse mit den beiden Antriebsachsen
für die Staffelwalzen.
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An der Vorderwand i liegen in Lagern :2 und 3 die Antriebsachsen 4,
5 und 6. Auf den Achsen 5 und 6 sitzen die Kegelräder 7. Diese greifen durch die
Wand i hindurch und kämmen mit den Kegelrädern B. Die Kegelräder 8 sitzen fest auf
den Achsen 9 der Staffelwalzen io, an welch letztere sich die Sektoren ii mit den
Zehnerzähnen 12 auf den gleichen Achsen anschließen. In den Bohrungen 13 lagern
die Vierkantachsen 14, auf denen die Einstellrädchen 15 und die Zehnermuffen mit
Sternscheiben 16 sitzen. Die Welle 5, die zur ersten Staffelwalzengruppe, gehört,
und die Hilfswelle 4 tragen die Zahnräder 17 und 18. Sie «erden durch die Zahnsektoren
i9 angetrieben, die selbst auf der Welle 2o der Kurbel 21 sitzen. Sektoren 22 und
Kurvenscheibe 23 verhindern in bekannter Weise das Überschleudern. Die Welle 6,
die zur zweiten Staffelwalzengruppe gehört, wird durch Zahnräder 24 und 25 von der
Hilfswelle 4. aus angetrieben. Die Wellen 5 und 6 bilden, wie aus der Zeichnung
ersichtlich, nicht eine einzige fortlaufende Achse, sondern sie bestehen aus zwei
getrennten, im Lager :2 nur aneinanderstoßenden Stücken.
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Es ist zweckmäßig, aber nicht notwendig, die Gruppeneinteilung so
zu wählen, daß möglichst jede Gruppe die gleiche Anzahl Staffelwalzen (genauer Zehnersclialtdaumen)
enthält. In der beiliegenden Zeichnung ist nur eine der Staffelwalzengruppen vollständig
dargestellt; die linke Gruppe ist am linken Ende abgebrochen. Für die folgende Darstellung
soll angenommen «-erden, die ganze Maschine habe 13 Stellen im Resultatzählwerk,
von denen 3 nur durch Zehnerschaltdaumen angetrieben sind. Dann treibt also, da
die rechte Gruppe 7 Staffelwalzen umfaßt, die linke Gruppe tatsächlich 6 Stellen
an, davon 3 nur durch Zehnerschaltdaumen.
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Die Staffelwalzen der rechten Gruppe erhalten einen Umfang von 17
Teilungen, und zwar je eine Teilung für Spiel vor und nach Eingriff der Walzen,
9 Teilungen für die Staffelzähne und 6 Teilungen für die Zehnerübertragung (die
unterste Stelle hat keinen Zehnerschaltzahn). Die gleiche Zähnezahl erhalten die
Kegelräder 7 und 8 sowie das Zahnrad 17.
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Die Staffelwalzen der linken Gruppe (sie enthält tatsächlich 3 Staffelwalzen
und 3 Zelinerschaltzähne, während in der Zeichnung nur eine Staffelwalze dargestellt
ist) erhalten ebenfalls einen Umfang von 2 + 9 -E- 6 - 17 Teilungen. Demnach haben
in dieser Gruppe die Kegelräder 7 und 8 auch 17 Zähne, desgleichen die Zahnräder
24, 25 und 18. Die Zahnsegmente i9 der Hauptantriebswelle müssen demnach ebenfalls
i7 Zähne haben, wenn bei jeder Umdrehung der Hauptantriebswelle 2o die Wellen 4.,
5 und 6 auch eine Umdrehung machen sollen. Stellt man nun die Segmente aus Vollzahnrädern
her, die 2 -f- 9 -E- 12 = a3 Zähne aufweisen, und versetzt man die Segmente i9 in
der Weise gegeneinander, daß das die linke Gruppe antreibende Segment dem die rechte
Gruppe antreibenden um 6 Zähne nacheilt, so erfolgt (das soll nachfolgend gezeigt
werden) die
Zehnerübertragung in den einzelnen Stellen von rechts
nach links fortschreitend und nacheinander, also so wie es erforderlich ist.
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Dreht man die Hauptantriebswelle 2o mittels Kurbel 2 i einmal herum,
so geht sie* zunächst eine Zahnteilung frei, da eine Teilung für Spiel vorgesehen
ist; dann kommt der erste Zahn des die rechte Gruppe antreibenden Zahnsegmentes
i9 mit dem Zahnrad 17 in Eingriff, so daß die Staffelwalzen (die innerhalb der Gruppen
in bekannter Weise so angeordnet sind, daß stets die rechts liegende der links benachbarten
um eine Zahnteilung voreilt) jetzt in Drehung versetzt werden. Nachdem das ganze
Segment am Zahnrad 17 vorbeigelaufen ist, kommen die Staffelwalzen (die jetzt gerade
eine Umdrehung gemacht haben) zum Stillstand. Der Zehnerschaltdaumen der höchsten
Stelle der Gruppe vollzieht die Zehnerübertragung in dem Augenblick, in welchem
der zweitletzte Zahn des Segmentes i9 mit dem Zahnrad 17 in Eingriff steht (weil
auch an den Staffelwalzen nach Eingriff eine Teilung für Spiel vorgesehen ist).
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Die linke Gruppe läuft an, nachdem sich die rechte Gruppe um 6 Teilungen
gedreht hat (die Segmente i9 sind um 6 Teilungen versetzt). Da der Zehnerschaltzahn
der höchsten Stelle der rechten Gruppe die Zehnerübertragung vollzieht, nachdem
sich die Staffelwalzen um i + 9 1- 6 - 16 Teilungen gedreht haben, so hat die linke
Gruppe in dem Augenblick, in welchem in der höchsten Stelle der rechten Gruppe die
Zehnerübertragung wirksam ist, sich bereits um 16 - 6 - i o Teilungen gedreht.
Da auch in der linken Gruppe eine Teilung für Spiel vor Eingriff vorgesehen war,
ist also gerade der neunte Staffelzahn in Eingriff. Erst wenn die Staffelwalze sich
um eine Teilung weiterdreht, kommt der Zehnerschaltdaumen zum Eingriff. Die Zehnerübertragung
erfolgt also auch über die Trennungsstelle hinweg in ununterbrochenem Fluß, obgleich
in dem Augenblick, in welchem die rechte Gruppe zum Stillstand kommt, die linke
Gruppe sich bereits um io Zähne gedreht hat.
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Hat die Rechenmaschine im ganzen m-Zehnerübertragungen und enthalten
die einzelnen Gruppen n-Zehnerübertragungen, so arbeitet die Zehnerübertragung der
ganzen Maschine einwandfrei, wenn die Staffelwalzen io, die Kegelräder 7 und 8,
die Zahnräder 17, 18, 24 und 25 sowie die Segmente i9 (2 + 9 + n) Zähne aufweisen,
wenn zugleich die Zahnsegmente aus Vollzahnrädern hergestellt sind, deren Umfang
(2 + 9 -j-- m) Teilungen beträgt und wenn die Segmente um n-Teilungen gegeneinander
versetzt sind.
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Im Ausführungsbeispiel sind die gesamten Staffelwalzen -und Zehnerschaltdaumen
nur in zwei Gruppen unterteilt, das ist nur der Einfachheit halber geschehen. Bei
Unterteilung in mehrere Gruppen kommen die Vorteile der Erfindung noch besser zur
Geltung, denn der Umfang der Staffelwalzen beträgt (2 + 9 + n) Teilungen; der Umfang
und Durchmesser der Staffelwalzen wird bei gegebener Teilung also um so kleiner,
je kleiner die Zahl n der in den einzelnen Gruppen enthaltenen Staffelwalzen wird.
Am günstigsten sind die Verhältnisse, wenn jede Gruppenur eine Staffelwalze enthält,
wenn also die Gruppenzahl gleich der Stellenzahl der Maschine ist.
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Bei einer Aufteilung der Staffelwalzen und Zehnerschaltdaumen in mehr
als zwei Gruppen müssen die Antriebssegmente auf der Antriebswelle der Zahl der
Gruppen entsprechend vermehrt und für jede Gruppe die Zwischenübertragungsglieder
angeordnet werden, die zum zugehörigen Zahnsektor auf der' Antriebswelle führen
müssen.