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Rechenmaschine mit selbsttätiger Multiplikation Die Erfindung bezieht
sich auf eine Rechenmaschine, bei welcher die selbsttätige Multiplikation unter
Mitwirkung des Umdrehungszählwerkes erfolgt,» indem die von Hand einstellbaren Zifferrolleh
dieses Zählwerkes, die nach der Einstellung den Multiplikator zeigen, mit Anschlaggliedern
für den Schlitten verbunden sind, die den Schlitten in den verschiedenen Dekaden.
anhalten.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Rechenmaschine dieser Art, welche
die selbsttätige Multiplikation in abgekürzter Form ausführt. Zu diesem Zweck sind
die mit den Zifferrollen des Umdrehungszählwerkes verbundenen Anschlagglieder in
drei Lagen einstellbar, derart, daß das einzelne Anschlagglied den Schritt des Schlittens
zweistufig begrenzt, je nachdem ob die Maschine - gemäß dem bekannten Prinzip der
abgekürzten Multiplikation - zu addieren oder zu subtrahieren hat. Da zu einer Subtraktion,
die in einer Dekade gemäß dem Komplement einer Multiplikatorstelle erfolgt, eine
Addition des Multiplikanden in der nächsthöheren Dekade hinzutreten muß, wird der,
Antrieb des Schlittens, wie an sich bekannt, derart ausgebildet, daß der Schlitten
bei der selbsttätigen Multiplikation von links nach rechts durch die Dekaden hindurchbewegt
wird, während er bei der Division von rechts nach links geht.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung in einer Ausführungsform veranschaulicht.
Neben jeder Zifferrolle 16 des Umdrehungszählwerkes, das nach bekannter Art im Schlitten
angeordnet ist, ist um die Zifferrollenachse frei drehbar ein Winkelhebel aufgehängt,
dessen Arm -i mit einer Steuerscheiben zusammenwirken kann, die auf der Achse des
die betreffende Zifferrolle 16 antreibenden Schaltrades 3 sitzt. Die Schalträder
3 kommen nacheinander in den Bereich der stets eine entgegengesetzte Schaltbewegung
ausführenden Schaltfinger 15, 17 (Abb. q.), die in bekannter Art bei jedem
Umlauf der Maschinenwelle 42 in das betreffende Schaltrad 3 eingreifen und es in
der einen oder anderen Richtung um je einen Schritt fortschalten. Das Schaltwerk,
an welchem der Multiplikand eingestellt wird, und das ebenfalls im Schlitten gelagerte,
das Produkt bildende Zählwerk sind rechts in Abb. q. teilweise angedeutet.
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Der Umfang der Scheibe 2 ist dreistufig, derart, daß der Arm i des
zugehörigen Winkelhebels i, 6 entweder am Zahn 5 der Scheibe 2 oder am Umfangsteil
mit dem größeren Durchmesser oder am Umfangsteil mit dem kleineren Durchmesser anliegt
und somit drei verschiedene Lagen einnimmt, .je nachdem ob die Zifferrolle 16 einen
Wert über 5 oder unter 6 oder o zeigt. Wenn der Hebel i, 6 sich selbst überlassen
ist, nimmt er die Stellung nach Abb. i (Linkslage) ein, wobei sein Arm i am Zahn
5 der Scheibe :2 anliegt. Die Zifferrolle 16 zeigt dann die Null. Der Zahn 5 der
Scheibe 2 deckt sich mit einem Zahn des. Schaltrades 3. Ist an. der Zifferrolle
16 ein Wert über. 5 eingestellt, so kann der Hebel i, 6 bis in die Mittellage
nach
Abb. 3 schwingen, so daß sein Arm i an dem Scheibenumfang anliegt, der den größeren
Radius hat. Ist an der Zifferrolle 16 ein Wert unter 6 eingestellt, so kann der
Hebel i, 6 bis in die Rechtslage nach Abb. 2 schwingen, so daß sein Arm i an dem
Scheibenumfang anliegt, der den kleineren Radius hat. Der Arm 6 jedes Winkelhebels
gleitet bei der Verschiebung des Zählwerkschlittens über das trapezförmig gestaltete
Ende eines Hebels 18 (Abb. 4) und wird durch diesen Hebel 18 dabei so weit ausgeschwungen,
wie es der Umfang der Scheibe 2 zuläßt. Der Hebel 18 ist um die Achse 39 drehbar
und durch eine Feder 4o gespannt, so daß er seinerseits dem Gegendruck des Armes
6, soweit wie nötig ist, nachgeben kann.
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Unter der Führungsplatte i9 des Schlittens liegt im Gestell der Maschine
eine gekröpfte Schiene 7, die in Abb. i bis 3 im Querschnitt, in Abb. 4 in der Ansicht
von oben, in Abb. 5 in der Seitenansicht dargestellt ist. Die Schiene 7 ist durch
eine Feder 26 gespannt und an einem Doppelhebel 38 (Abb. 5) ange-.lenkt, der um
die Achse 8 drehbar ist. Wenn die Schiene 7 in der Richtung des Pfeiles (Abb. 5)
nach rechts verschoben wird, veranlaßt sie mittels des Doppelhebels 38 eine entgegengesetzt
gerichtete Verschiebung der Schiene 36, die dabei in bekannter Art mittels eines
bei 41 drehbaren Hebels iö einen Kontakt i i für den die Maschinenwelle 42 antreibenden
Elektromotor schließt und zugleich das Schaltwerk der Maschine entsperrt, so daß
es umlaufen kann.
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Die Schiene 7 ist am linken Ende bei 4 so gekröpft, daß, von oben
gesehen (Abb.4), zwei Stufen entstehen, die in den Abbildungen mit -E- und - bezeichnet
sind. Diese Stufen bilden Anschläge für die Arme 6 der am Schlitten gelagerten Winkelhebel
i, 6; so daß der Schlitten, der hier von links nach rechts, anstatt, wie meistens
üblich, von rechts nach links, sich bewegt, in der jeweilig erreichten Stellung
(Dekade) entweder durch die mit + bezeichnete Anschlagstufe in Additionslage oder
durch die mit - bezeichnete Anschlagstufe in Subtraktionslage angehalten wird, wobei
im ersteren Fall der Zählfinger 17, im letzteren Fall der Zählfinger 15 in das Schaltrad
3 eingreift und dementsprechend das Umdrehungszählwerk in der einen oder anderen
Richtung angetrieben wird. Entsprechend wird auch das produktbildende Zählwerk des
Schlittens in der einen oder anderen Richtung angetrieben. In der Additionslage
des Schlittens greifen nämlich die Zwischenräder i2, welche die Zifferrollen 44
des produktbildenden Zählwerkes antreiben. unmittelbar in die Räder 13 des Schaltwerkes
ein, so daß dieses Zählwerk addiert. Die Drehrichtungen der Räder 13 und der Rollen
16 in diesem Fall sind in Abb. i durch Pfeile bezeichnet. In der Subtraktionslage
des Schlittens greifen dagegen die Zwischenräder 12 in Wenderäder 14 ein, die ihrerseits
in die Räder 13 greifen und die Rollen 44 entgegengesetzt antreiben, so daß
das Zählwerk subtrahiert. In diese Subtraktionslage kommt der Schlitten, wenn er
in Abb. 4 um den Abstand der Zählfinger 15, 17 nach rechts verschoben wird. Das
Wenderad 14 läuft stets in der durch den Pfeil in Abb. i bezeichneten Richtung um.
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Wenn nun beispielsweise der Multiplikator io 928 lautet, so wird zur
Ausführung einer selbsttätigen Multiplikation lediglich dieser Multiplikator an
den Zifferrollen 16, etwa durch geränderte Stellscheiben bekannter Art, die in der
Zeichnung fortgelassen sind, eingestellt und der Zählwerkschlitten in später zu
erklärender Weise so weit nach rechts gezogen, bis der Arm 6 der Einerstelle des
Umdrehungszählwerkes an eine Stufe der Schiene 7 anschlägt. Dabei wird die Schiene
7 ein kleines Stück nach rechts gedrückt, so daß sie die Schließung des Federkontaktes
i i für den Elektromotor veranlaßt. Die Maschine läuft nunmehr um. Gemäß der Zahl
8 der Einerstelle des Multiplikators ist die betreffende Zifferrolle 16 und die
zugehörige Scheibe z so eingestellt, daß der vom Hebel 18 in oben beschriebener
Art ausgeschwungene Hebel i, 6 der Einerstelle sich bis in die Mittellage nach Abb.
3 bewegt. Diese Mittellage ist in Abb.6 unterhalb der Ziffer 8 durch ein schraffiertes
Rechteck angedeutet. Der Arm 6 dieses Hebels schlägt also gegen die größere, mit
- bezeichnete Stufe der Schiene 7 an. Der Schlitten steht demgemäß in Subtral@tionslage,
und der Zählfinger 15 (Abb. 4) greift in das Schaltrad 3 ein. Somit wird dieses
bei jedem Umlauf der Schaltwerkwelle 42 um einen Zahn fortgeschaltet, derart, daß
die zugehörige Zifferrolle 16 im Sinne ihrer Bezifferung bis auf o weitergedreht
wird. Im vorliegenden Fall sind hierzu zwei Schritte der Rolle 16 nötig, das Schaltwerk
der Maschine subtrahiert also zweimal den Multiplikanden. Beim zweiten (letzten)
Schritt der Rolle 16 bringt der Zahn 5 der Scheibe 2 den Hebelarm 6 aus der Mittellage
(Abb. 3) in die Linkslage nach Abb. i. Infolgedessen verliert der Schlitten seinen
Halt an der Schiene 7 und bewegt sich nach rechts. Diese Bewegung erfolgt durch
den .Druck einer Feder, die in dem Gehäuse 2o am Maschinengestell gelagert. ist
und die Zahnschiene 25 des Schlittens mittels des Zahnrades 2i in der Pfeilrichtung
antreibt. Beim Übergang der Zifferrolle 16 von 9 auf o erfolgt in bekannter Art
ein Antrieb der linksbenachbarten
Zifferrolle 16 der Zehnerstelle,
so daß diese sich von 2 auf 3 bewegt (Zehner-Übertragung).
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Der vom Hebelarm 6 freigegebene Schlitten bewegt sich nur so weit
nach rechts, bis der Hebelarm 6, der zur nächsten Zifferrolle 16 (Zehnerstelle des
Multiplikators) gehört, seinerseits gegen eine Stufe der Schiene 7 anschlägt. Der
Hebelarm 6 läuft zunächst an der Schrägung der Schiene 18 entlang und wird dabei
so weit umgelegt, wie der Umfang der zugehörigen Scheibe 2 zuläßt, also im vorliegenden
Fall bis in die Rechtslage nach Abb. 2, die in Abb. 6 unterhalb der Ziffer 2 angedeutet
ist. Der Hebelarm 6 der Zehnerstelle schlägt daher gegen die kleinere, mit -f- bezeichnete
Stufe der Schiene l und hält den Schlitten in der Additionslage an, so daß das Zählwerk
den Multiplikanden addiert. Die Addition erfolgt dreimal, da die Zifferrolle 16
der Zehnerstelle, wie oben beschrieben, von der ursprünglich eingestellten Ziffer
2 auf die Ziffer 3 geschaltet worden ist. Bei dieser Addition greift der Finger
17 (Abb. 4) in das Schaltrad 3 ein, so daß die Zifferrolle 16 entgegengesetzt ihrer
Bezifferung bis auf o gedreht wird, was durch drei Schritte der Rolle, d. h. drei
Umdrehungen des Schaltwerkes, geschieht. Die Zifferrolle geht dabei nicht von 9
nach o, somit wird in diesem Fall die Zifferrolle 16 der nächsthöheren Dekade (Hunderterstelle)
nicht beeinflußt.
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Beim letzten (dritten) Schritt der Zifferrolle 16 der Zehnerstelle
kommt der zugehörige Hebelarm 6 in die Linkslage nach Abb. i, und zwar auf gleiche
Weise wie vorher der Hebelarm 6 der Einerstelle, indem er durch den Zahn 5 der Scheibe
2 zur Seite gedrängt wird. Der Schlitten wird nun von der Schiene 7 frei und bewegt
sich weiter nach rechts.
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In der Hunderterstelle des Multiplikators ist die Ziffer 9 an der
Rolle 16 dieser Dekade eingestellt und der zugehörige Hebelarm 6 in der Mittelstellung
nach Abb. 3 und 6. Der Arm 6 schlägt daher gegen die größere Stufe der Schiene 7
und hält den Schlitten in Subtraktionsstellung an, in der wieder, wie bei der Einerstelle
beschrieben war, der Zählfinger 15 in das Schaltrad 3 eingreift und die Maschine
subtrahiert. Die Subtraktion findet hier nur einmal statt, da die Zifferrolle 16
der Hunderterstelle nur einen Schritt von o auf i auszuführen hat. Dabei Wird zugleich
die Zifferrolle der vierten Dekade (Tausenderstelle) des Multiplikators um einen
Schritt, also von o auf i, fortgeschaltet.
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In der vierten Dekade addiert das Schaltwerk einmal, nachdem wieder
der Schlitten nach rechts gesprungen ist. Nach nochmaligem Sprung wird in der fünften
Stellung einmal addiert. In den beiden letzten Stellungen haben die Arme 6 der betreffenden
Hebel i, 6 die äußerste Rechtslage nach Abb. 2.
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Auf diese Weise wird durch zwei Subtraktionen in der Einerstelle,
drei Additionen in der Zehnerstelle, eine Subtraktion in der Hunderterstelle und
je eine Addition in der Tausender- und Zehntausenderstelle, insgesamt also durch
acht Umdrehungen der. Maschine, die Multiplikation mit io 928 abgekürzt ausgeführt,
anstatt daß hierzu 2o Umdrehungen entsprechend der Quersumme von io 928 erforderlich
gewesen wären.
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Bei jedem Freiwerden der Schiene 7 von einem Hebelarm 6 macht sie
eine kleine Bewegung nach links, wobei der Federkontakt i i (Abb. 4) sich öffnet
und den Motor ausschaltet sowie das Schaltwerk sperrt.
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Die Division mit der Maschine erfordert eine Bewegung des Schlittens
von rechts nach links, also umgekehrt wie bei der beschriebenen Multiplikation.
Um dies zu ermöglichen, ist das Federgehäuse 2o auf einem Arm 22 des Hebels 23 gelagert,
der im Maschinengestell um die Achse 43 drehbar ist, und ferner gegenüber der anderen
Seite des Federgehäuses 2o am Schlitten eine zweite Zahnschiene 24 so gelagert,
daß das Federgehäuse 2o nebst seinem Zahnrad 2i durch Schwenken des Hebels 23 aus
der Zahnstange 25 in die Zahnstange 24 umgekuppelt werden kann. Alsdann wird der
Schlitten nach links anstatt nach rechts getrieben, wie der Pfeil der Schiene 24
andeutet. Der Hebel 23 steht dann in der Rechtslage, die in Abb. 4 punktiert angedeutet
ist. Beim Umlegen des Hebels 23 in diese Stellung drängt er zugleich den abgeschrägten
Vorsprung 27 (Abb. 5) der Schiene 7 zur Seite und rückt dadurch diese entgegen dem
Druck der Feder 26 aus dem Bereich der Hebelarme 6, die bei der Division nicht mitwirken.
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Nach beendeter Multiplikation steht kein Hebel 6 mehr im Bereich der
Anschlagschiene 7, somit kann der Schlitten von Hand iii die Ruhelage nach links
zurückgeschoben werden. In dieser Lage tritt ein Riegel 29, der am Schlitten befestigt
ist, in eine Kerbe 28 der Grundplatte i9 der Maschine ein, wodurch der Schlitten
gegen den Zug der nun wieder gespannten Feder 20 in der Ruhelage gesperrt wird.
Bei Beginn einer Multiplikation wird zwecks Entsperrung des Schlittens der Knopf
30 gedrückt, der den Hebel 29 aushebt. Bei der Division wirkt die Feder 2o
durch die Zusatzspannung, die ihr durch die anfängliche Rechtsverschiebung des Schlittens
erteilt wurde.
Die Division kann an sich ebenfalls selbsttätig,
z. B. mit der in der Patentschrift 418 445 dargestellten Einrichtung, soweit
sie erfordert wird, bewirkt werden.