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Rechenmaschine mit feststehendem Einstellwerk und feststehendem Zählwerk.
Die Erfindung betrifft eine Rechenmaschine für die vier Rechenarten mit statt der
Zählräder zwecks Einstellung der Stellenzahl quer verstellbaren Zählradtriebgliedern.
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Es ist bereits versucht worden, Rechenmaschinen herzustellen, bei
welchen zwecks Einstellung der Stellenzahl die Zähiradtriebglieder statt der Zählräder
quer verstellt werden, doch waren diese Vorrichtungen in der Praxis wegen ihrer
erheblichen Nachteile nicht verwendbar. So wurde bei einer Ausführungsform statt
der Zählräder das ganze Einstellwerk mitsamt den Tasten verschoben, wodurch aber
ein Rechnen bzw. ein Einstellen der Tasten bei dieser Maschirre sehr erschwert war,
da die Tasten stets an anderer Stelle gesucht werden mußten.
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Bei einer anderen Ausführung war ein sicheres Rechnen mit diesen Vorrichtungen
nicht möglich, da die Übertragungsverbindung zwischen den Zählradtriebgliedern und
den Antriebsgliedern nicht zwangläufig war.
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Durch die Erfindung wird es nun ermöglicht, Maschinen ohne Zählwerkschlittenverschiebung
zu erhalten, welche ebenso vollkommen rechnen wie die bisher verwendeten Maschinen
mit verschiebbarem Zählwerkschlitten, und zwar stehen bei der Erfindung die Zählradtriebglieder
in dauerndem Eingriff mit den Antriebsgliedern.
Es erfolgt zu diesem
Zweck die Übertragung der Bewegung von den Antriebsgliedern auf die Zählradtriebglieder
mittels Zahnrippenwalzen.
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Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. ' Abb. i zeigt eine perspektivische Ansicht der Maschine, bei der der
Übersichtlichkeit halber einzelne Teile weggebrochen sind und bei der alle nicht
zur Erfindung gehörigen Mechanismen, wie die Schaltung des Zwischenwerkes, die Zehnerschaltung
und das Einstellwerk, die Tastatur und die Antriebskurbel, weggelassen sind.
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Abb. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Übertragungswerkes,
bei dem durch besonders vorteilhafte Ausbildung der Zahnradwalzen eine geringe Höhe
der Maschine erreicht wird.
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Abb. 3 zeigt eine Vorderansicht der Ziffernrolle des Umdrehungszählwerkes
und ihre Antriebsglieder.
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Abb. 4 zeigt eine Ansicht der Abb.3, in Richtung des Pfeiles a gesehen.
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Die mit Stufen 3 versehenen Schienen q. sind in Schlitzen 2 des Maschinengestells
i in achsialer Richtung verschiebbar gelagert. Die Schienen 4 werden dabei in bekannter
Weise von einer nicht gezeichneten Handkurbel mittels geeigneter federnder Zwischenglieder
in Richtung des Pfeiles 5 so weit verschoben, bis sie mit ihren Stufen 3 an die
nicht gezeichneten niedergedrückten Tasten einer bekannten Tastatur anschlagen.
Nach Loslassen der Kurbel eilen die Schienen unter dem Zuge der erwähnten federnden
Zwischenglieder in ihre Anfangslage zurück. Die Stufenschienen 4 sind an ihrem im
Maschinengestell i gelagerten Teil als Zahnstange ausgebildet. Quer über diesem
als Zahnstange ausgebildeten Teil der Stufenschienen 4 ist eine der Anzahl der Stufenschienen
entsprechende Anzahl Achsen 6 angeordnet, die in den Löchern 8 des Maschinengestells
drehbar gelagert sind. Jeder Stufenschiene ist ein auf den Achsen 6 befestigtes
Rad 7 zugeordnet. Jedes Rad 7 überträgt die ihm von seiner zugehörigen Stufenschiene
4 erteilte Bewegung auf eine über ihm liegende Zahnrippenwalze 9, die mittels der
Zapfen io in den Löchern ii des Gestells x gelagert ist. Mit jeder Zahnrippenwalze
9 steht ein Zahnrad 15, welches auf der in den Löchern 13 des Rahmens 12 drehbar
gelagerten Achse 14 fest angeordnet ist, in Eingriff. Jedes Zahnrad 15 steht dabei
mit einer der in den Schlitzen 16 des Rahmens 12 verschiebbar gelagerten Zahnstangen
17 in Eingriff. Zur Verbreiterung der Auflageflächen für die Zahnstangen 17 ist
am Rahmen i2 eine Leiste 12a angebracht. Die Zahnstangen 17 übertragen ihre Bewegung
mittels der auf der Achse i9 drehbar - angeordneten Zwischenräder 2o auf die mit
den Ziffernrollen 2i fest verbundenen Ziffernrollenantriebsräder ä2. Es ist also
jeder Arbeitsstelle der Maschine eine Stufenschiene 4, ein Zahnrad 7, eine Achse
6, eine Zahnrippenwalze 9, eine Achse 14, ein Zahnrad 15, eine Zahnstange 17, ein
Zahnrad 2o, 22 und eine Ziffernrolle 21 zugeordnet. Der Rahmen 12 ist mittels der
an ihm angebrachten Rillen 23 und 24 unter Vermittlung von Stahlkugeln 25 in dem
am Gestell angeordneten Rillen 26 verschiebbar. Wird er verschoben, so wandern die
Achsen 14 mitsamt den Rädern 15, die dauernd in Eingriff mit den Zahnstangen 17
bleiben, mit. Die Räder 15 gleiten also in den Zahnrippenwalzen 9 entlang. Dadurch
ist trotz Verschiebung des Rahmens i2 eine dauernde zwangläufige Verbindung zwischen
Stufenschienen 4 und Zahnstange 17 gewährleistet. Die Vorrichtung zur Verschiebung
des Schlittens kann beliebig sein und ist auf der Zeichnung nicht dargestellt.
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An beiden Seiten des Maschinengestelles sind Hebel --7 angeordnet,
von denen in der Zeichnung nur der rechts am Maschinengestell angeordnete dargestellt
ist. Die Hebel 27 sind in 28 an den Armen 29 und 3o des Maschinengestells im Drehsinne
des Uhrzeigers schwenkbar angelenkt, und die Tragachse i9 der Zwischenräder 2o ist
in 31 und die Tragachse 19a der Ziffernrollen 2i in 32 in den Hebeln 27 gelagert.
Die Anordnung der Achsen z9 und iga in den schwenkbaren Hebeln 27 hat den Zweck,
die Zwischenräder 2o durch Ausschwenken der Hebel 27 um 28 mit den Zahnstangen 17
außer Eingriff zu bringen, was erforderlich ist, wenn die Zahnstangen 17 nach Übertragung
eines Wertes in das Resultätwerk ihren Rückweg antreten. Der nähere Vorgang dieser
Arbeit ist aus den später angeführten Rechenbeispielen ersichtlich.
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Hinter dem Resultatwerk, welches mit R bezeichnet ist, ist das sogenannte
Umdrehungszählwerk U angeordnet, das die Anzahl der getätigten Kurbelzüge anzeigt.
Das Umdrehungszählwerk ist auf der in 34 in den Armen 29 und 30 gelagerten
Achse 33 angeordnet. Es besteht aus mit Zahnrädern 36 fest verbundenen Ziffernrollen
35. =Die Zehnerübertragung kann von beliebiger Art sein. Die Betätigung des Umdrehungszählwerkes
geschieht auf folgende Weise.
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An der rechten Seitenwand 37 des Rahmens 12 ist die in Abb. 3 und
4 dargestellte Vorrichtung angeordnet. Diese Vorrichtung besteht aus einem Hebel
38, welcher mit einer in der Seitenwand 37 drehbar gelagerten Buchse 39 (Abb. 3)
fest verbunden ist. An dem Hebel 38 sind zwei Klinken 40 und 41 mittels der Stifte
42 und 43 angelenkt und werden von den Federn 44 und 45 gegen die Anschläge 5o und
51 des Hebels 38 gezogen. Die Federn 44 und 45 sind dabei an
den
Zapfen 46 und 47 der Klinken 40 und 41 und den Zapfen 48 und 49 des Hebels 38 aufgehängt.
Die Buchse 3g--ist mit einem vierkantigen Loch versehen, in welchem die mit einem
kurbelförmigen Arm 52 versehene Vierkantachse 53 leicht verschiebbar angeordnet
ist. Die Vierkantachse 53 wird durch nicht gezeichnete Mittel stets in einer bestimmten
Lage zum feststehenden Maschinenrahmen, gehalten, während die Buchse 39 sich
mitsamt dem an ihr angeordneten Mechanismus mit dem Rahmen 12 verschiebt. Bei Betätigung
der Maschine, d. h. bei einem Kurbelzug, wirkt nun ein nicht dargestellter Mechanismus
auf den Kurbelzapfen 54 ein und schwenkt die Kurbel bei Additionsstellung der Maschine
entgegen der Drehrichtung des Uhrzeigers und bei Subtraktionsstellung in Drehrichtung
des Uhrzeigers aus, worauf die Kurbel wieder durch eine nicht gezeichnete Feder
in ihre in Abb. 4 dargestellte Normallage zurückgezogen wird. Aus Abb. 4 geht hervor,
daß beim Ausschwenken des Hebels 38 entgegen dem Drehsinne des Uhrzeigers die Klinke
4o auf den Zahn 36 a einwirkt und das Zahnrad 36 und mit diesem die Ziffernrolle
35 um eine Einheit dreht. Beim Ausschwenken der Kurbel 52 in Drehrichtung des Uhrzeigers
wird durch die Klinke 41 eine geläufige Bewegung des Rades 36 und der Rolle 35 hervorgerufen.
Nachdem die Klinke 40 bzw. 41 das Zahnrad um eine Einheit weitergeschaltet hat,
knickt sie auf ihrem Rückweg beim Anschlagen an den Zahn 36a entgegen der Wirkung
der Feder 44 bzw. 45 durch und -verstellt nicht das Rad 36 bzw. die Rolle
35. Da bei Verschiebung des Rahmens 12 das Umdrehungszählwerk in bezug auf den Rahmen
12 und die Achse 53 bzw. Kurbel 52, 54 in bezug auf das feste Maschinengestell ihre
Lage beibehalten, kann die jeweilig in Wirklage befindliche Umdrehungszählwerkstelle
betätigt werden. Dieser Umdrehungszählwerksmechanismus gehört nicht mit zur Erfindung
und kann durch irgendeine andere geeignete Konstruktion ersetzt werden.
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Im folgenden ist die Wirkungsweise der Rechenmaschine an einigen Beispielen
erläutert. Addition: 312 -f- 93. Durch einen nicht zur Erfindung gehörenden und
nicht dargestellten Umschalthebel wird der Schaltmechanismus der Maschine und insbesondere
das Abheben des Resultatwerkes R so geschaltet, daß die Räder 2o mit den Zahnstangen
17 dann außer Eingriff kommen, wenn dieselben ihren Rückgang in Pfeilrichtung
y antreten. Der Rahmen =2 wird, wie in Abb. z dargestellt, bei Addition in seine
äußerste Rechtslage gebracht. Nunmehr wird die Zahl 312 mittels der nicht gezeichneten
Tasten auf bekannte Weise eingestellt. Diese Zahl 312 kann dabei in einem nicht
dargestellten, mit der Tastatur auf bekannte Weise in Verbindung stehendem Anzeigewerk
sichtbar gemacht werden. Ist dieses geschehen, so wird die nicht gezeichnete Kurbel
bekannter Konstruktion betätigt, und dadurch werden die Stufenschienen 4 in Richtung
des Pfeiles 5 so weit bewegt, bis sie durch die gedrückten Tasten gehemmt werden.
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Es bewegt sich also die Stufenschiene 4a die der Einerstelle entspricht,
um zwei Einheiten, die Zehnerstüfenschiene 4b um eine Einheit und die Hunderterstufenschiene
4c um drei Einheiten. Die Stufenschienen 4a, 4b, 4` bewirken hierbei eine Drehung
der mit ihrem als Zahnstange ausgebildeten Teil in Eingriff stehenden Zahnräder
7. Die auf den Achsen 6 b, 6 c, 6 d usw. angeordneten Zahnräder 7
und die Zahnräder 15 sind dabei um einen Kolonnenabstand x versetzt. Die durch Verschieben
der Stufenschienen. in. Richtung des Pfeiles 5 hervorgerufenen Drehungen der Räder
7 verdrehen die der Stufenschiene 4a entsprechende Zahnrippenwalze g um zwei Einheiten,
die der Stufenschiene 4 b entsprechende Zahnrippenwalze g b um eine und die der
Stufenschiene 4c entsprechende Zahnradwalze g c um drei Einheiten entgegen dem Drehsinne
des Uhrzeigers. Diese Zahnrippenwalzen bewirken eine Drehung der entsprechenden
Zahnräder 15 im Drehsinne des Uhrzeigers um zwei, eine bzw. drei Einheiten,
die dann eine Verschiebung der Zahnstangen 17 a,
z7 b, 17 c in Pfeilrichtung
v um den entsprechenden Wert hervorrufen. Durch die Verschiebung der Zahnstange
17 a um zwei Einheiten und der Zahnstangen i7b und z7c um eine bzw. drei
Einheiten werden die Zwischenräder 2o um den jeweiligen Wert entgegen dem Drehsinne
des Uhrzeigers gedreht, die dann eine Drehung der Zahnräder 22 bzw. Ziffernrollen
2z hervorrufen. Der mittels der Tä.sten gedrückte und durch das obenerwähnte Anzeigewerk
angezeigte Wert erscheint hierdurch im Resultatwerk R. Hierauf wirkt ein mit der
Antriebskurbel in Verbindung stehender, nicht gezeichneter Mechanismus auf den nach
unten ragende. Schenkel des das Resultatwerk tragenden Hebels 27 und schwenkt diesen
mitsamt dem Resultatwerk um Punkt 28 im Drehsinnne des Uhrzeigers aus, wodurch die
Räder 2o mit den Zahnstangen 17 außer Eingriff kommen. Hierauf kehren außer dem
Resultatwerk und den Rädern 2o sämtliche Teile, einschließlich der nicht gezeichneten
Handkurbel und der gedrückten Tasten, in ihre Anfangslage zurück. Der Hebel 27 wird
dabei, bis die Antriebskurbel ihre Anfangslage eingenommen hat, in der ausgeschwenkten
Stellung gehalten und wird darauf
durch Zwischenglieder entsperrt,
so daß er in die in Abb. i dargestellte Lage zurückkehrt und die Räder 2o wieder
mit den Zahnstangen 17 in Eingriff bringt. Die Maschine befindet sich also wieder
in der Nullage, während das Resultatwerk die Zahl 312 anzeigt. Bei dem zu dieser
Rechnung notwendigen Kurbelzug wird auch die Kurbel 52 (Abb. 3) durch einen nicht
dargestellten Mechanismus entgegen dem Drehsinne des Uhrzeigers ausgeschwenkt, so
daß der Hebel 38 (Abb. 4) mittels der an ihm angebrachten Klinke 4o auf den Zahn
36a des mit der Ziffernrolle 35 fest verbundenen Zahnrades 36 einwirkt und dieses
um eine Einheit im Sinne des Uhrzeigers dreht:- Das Umdrehungszählwerk U weist dadurch
in 'seiner Einerstelle eine = auf. Die Umdrehungszählwerksziffernrollen werden dabei
in ihrer jeWeiligen Lage durch eine Vorrichtung festgehalten. Bei seiner Rückbewegung
entgegen dem Drehsinne des Uhrzeigers knickt der Hebel 4o durch und wirkt somit
nicht auf die Ziffernrolle.
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Nach diesem Vorgang wird mittels der Tastatur die Zahl 93 eingestellt,
und zwar so, daß in der Einerstelle 3 und in der Zehnerstelle 9 gedrückt wird. Durch
einen weiteren Kurbelzug werden die Zahnstangen -4a und 4b um drei bzw. neun Einheiten
in-Richtung des Pfeiles 5 bewegt, wodurch auf dieselbe Weise; wie oben beschrieben,
eine Verdrehung. des Resultatwerkes hervorgerufen wird. Da das Resultatwerk, wie
weiter oben beschrieben, mit Zehnerschaltung versehen ist, erscheint in. demselben
die Zahl 405, während in der Einerstelle des Umdrehungszählwerkes eine 2 erscheint.
Es sind also bisher zwei Kurbelzüge getätigt worden. Multiplikation 87 x.24. Multiplikation
wird bei- der Maschine nach vorliegender Erfindung durch gehäufte Addition gebildet.
Ein wiederholtes Drücken der Tasten ist dabei nicht erforderlich, weil durch Betätigung
eines bekannten, nicht dargestellten besonderen Schaltmechanismus die gedrückten
Tasten nach dem ersten Kurbelzug nicht hochgehen, wie es bei Addition der Fall ist,
sondern in ihrer gedrückten Lage bleiben. -Um -irgendeinen Wert mit beispielsweise
5 zu multiplizieren, bleibt der Rahmen 12 in der in Abb. i dargestellten Lage. Nach
dem Einstellen des entsprechenden Wertes mittels der nicht gezeigten Tastatur weiden
fünf Kurbelzüge getätigt, wodurch der jeweilige Wert im Resultatwerk R erscheint.
Das Umdrehungszählwerk U zeigt nach Beendigung des Rechnungsvorganges den Multiplikator
5. Bei Multiplikation eines Wertes, beispielsweise 87 mit einem mehrstelligen Multiplikator
24, wird der Rahmen 12 um eine Stelle weniger nach links verschoben, als der Multiplikator
Stellen hat. Es ist also im vorliegendem Falle eine Verschiebung um nur eine Stelle
erforderlich. Nachdem nun die Zahl 87 mittels der Tastatur eingestellt ist, werden
zwei Kurbelzüge getätigt, wodurch im Resultatwerk R in der Tausenderstelle (vierte
Stelle von links) eine z, in der Hunderterstelle eine 7 und in der Zehnerstelle
eine 4 erscheint. Im Resultatwerk steht also 1740. Dieses entspricht der Multiplikation
von 87 mit zweimal io = 2o. Die Einerstelle des Resultatwerkes R und des Umdrehungszählwerkes
U bleibt dabei in Ruhe, denn durch die Verschiebung des Rahmens 12 um eine Stelle
wirkt die erste Zahnstange 17 nur auf die Zehnerstelle des Resultatwerkes und der
Antriebsmechanismus des Umdrehungszählwerkes nur auf die Zehnerstelle des Umdrehungszählwerkes.
Die Ziffern der Zehnerstelle des Umdrehungszählwerkes werden also bei -zwei Kurbelzügen
um zwei Einheiten vorgeschaltet, weshalb in demselben die Zahl 2o erscheint. Nach
diesem Vorgang wird- der Rahmen 12 um eine Stelle nach rechts in die in Abb. i dargestellte
Läge verschoben und nun vier Kurbelzüge getätigt, wodurch die Zahl 87 mit 4 multipliziert
wird. Dadurch wird zu der im Resultatwerk stehenden Zahl i 74o der Wert 348 addiert.
In dem Resultatwerk erscheint also die Zahl 2 o88. In der Einerstelle des Umdrehungszählwerkes
erscheint, den vier Kurbelzügen entsprechend, die Zahl 4, so daß nun- der Multiplikator
24 im Umdrehungszählwerk zu sehen ist. .
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Subtraktion.-Bei Subtraktiön wird die Maschine genau so betätigt und
die Einstellung des' jeweiligen Wertes genau so vorgenommen Wie bei Addition, nur
mit -dem. Unterschied, daß durch vorheriges Einstellen geeigneter, nicht gezeigter
Mittel das Ausheben des Resultatwerkes. nicht wie bei Addition Während des -Rückganges
der Zahnstange 17 in Pfeilrichtung r, -söndern während des Vorganges derselben in-
Pfeilrichtung v erfolgt. Das Resultatwerk wird also beim Rückgange der Zahnstangen
17 in Richtung des Pfeiles v negativ betätigt werden.-Division: 1 250 496
-' 5 344-Der Dividend i 25o 496 wird mittels der nicht gezeichneten Tastatur eingestellt
und durch einen--Kurbelzug in das Resultatwerk so übertragen; daß die erste Stelle
von links in der ersten Stelle von links des Resultatwerkes erscheint. Man wird
also praktisch den Dividenden, von links anfangend, im Einstellwerk (Tastatur) einstellen
und den Rahmen 12 so verlegen, daß sich die erste Stelle von links desselben und
die erste Stelle von links des Resultatwerkes gegenüberstehen. Im Umdrehungszählwerk
ist durch
den einmaligen Kurbelzug eine i erschienen, diese wird
mittels einer nicht dargestellten bekannten Löschvorrichtung gelöscht. Hiernach
wird der Divisor 5344 im Einstellwerk eingestellt, und zwar ebenfalls von links
beginnend, so daß sich 5 344 im Einstellwerk und 1250 im Resultatwerk gegenüberstehen.
Jetzt wird die Maschine mittels geeigneter Schaltmittel auf Division geschaltet
und durch einen Kurbelzug 5 344 von I 25o abgezogen. Da 5 344 größer ist als = 25o,
wird das Fassungsvermögen der Maschine überschritten, welches entweder durch ein
Klingelzeichen oder durch Sperrung der Maschine kenntlich gemacht wird. Diese vorgenommene
Subtraktion muß nun aber durch eine Addition des Divisors korrigiert werden, worauf
der Rahmen i2 um eine Stelle nach rechts verschoben wird und nunmehr 5 344 von 12
504 zweimal abgezogen werden kann, wonach im Resultatwerk die Zahl 181696
erscheint.
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Bei weiterer Subtraktion ertönt wieder das Klingelzeichen bzw. tritt
wieder eine Sperrung der Maschine ein. Dieses Zeichen zeigt an, daß das Fassungsvermögen
überschritten und eine Addition des Divisors zur Korrektur erforderlich ist. Hierauf
wird der Rahmen 12 wieder um eine Stelle nach rechts verschoben. Jetzt kann 5 344
von der im Resultatwerk stehenden Zahl 181: 696 dreimal abgezogen werden. Beim vierten
Kurbelzug ertönt dann das Klingelzeichen, welches die erforderliche Addition des
Divisors anzeigt. Nachdem nun der Rahmen =a um eine Stelle nach rechts verschoben
ist, steht dem Divisor 5 344 im Resultatwerk 21376 gegenüber.
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Der Divisor 5 344 kann nun viermal von 21376 abgezogen werden,
worauf im Resultatwerk nur Nullen erscheinen. Dies ist ein Zeichen, daß die Division
ohne Rest aufgegangen ist. Der Quotient 234 wird dabei von dem Umdrehungszählwerk
angezeigt.
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Bei der Division müssen dabei die das Umdrehungszählwerk betätigenden
Mechanismen so geschaltet werden, daß bei Addition des Resultatwerkes auch das Umdrehungszählwerk
addiert, während es bei Subtraktion des Resultatwerkes subtrahiert.
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Das Einstellwerk und Resultatwerk wie auch das Umdrehungszählwerk
der Maschine können viel mehr Stellen haben, als in der Abb. i der Übersichtlichkeit
halber dargestellt sind.
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In Abb. 2 ist eine abgeänderte Anordnung der Zahnrippenwalze 9 zu
der Stufenschiene 4 dargestellt, durch welche die Zwischenräder 7 mitsamt ihren
Achsen 6 entbehrlich werden. Dieses wird dadurch erreicht, daß die Zahnrippenwalzen
9 mit Eindrehungen e versehen sind, so daß stets nur eine Stufenschiene 4 mit der
ihr entsprechenden Zahnrippenwalze in Eingriff kommt. Die Räder 15 werden hierbei
vorteilhaft breiter gehalten als die Eindrehungen e, so daß sie bei Verschiebung
des Rahmens 12 dauernd mit den Zahnrippenwalzen 9 in Eingriff bleiben.
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Die Stufenschienen können ferner durch einen Proportionalhebelantrieb,
wie er aus Patent 2o9 817 bekannt ist, betätigt werden.