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Rechenmaschine Es sind Rechenvorrichtungen bekannt, bei denen eine
dem Rechnungsprodukt entsprechende Anzahl von Zählkörpern einer Zählvorrichtung
zugeführt wird.
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Bei der neuen Rechenmaschine ist die bisher bekannte, in sich geschlossene
Laufbahn der Zählkörper durch eine mit einem besonderen Multiplikationswerke in
zwangsläufiger Verbindung stehende Verteilungstrommel unterbrochen. die im folgenden
kurz als Trommel bezeichnet ist.
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Der Erfindungsgegenstand ist in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht.
Es stellt dar: Abb. I einen Querschnitt durch eine der Zehnerstellen des Multiplikandenwerkes,
Abb. Il das Multiplikationswerk; Abb. III das Zählrad mit der selbsttätigen Sperrung,
Abb. IV die Unterstützungsklinke für den Rücktransport der gewerteten Kugeln.
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Abb. V und VI stellen Einzelheiten dar. Die in Abb. I sowohl in der
Ansicht als auch im Schnitt dargestellte und mit t bezeichnete Trommel hat vier
axial angeordnete Bohrungen, deren Durchmesser etwas größer gehalten ist als der
der Kugeln und Leitungen. Die Drehung der Trommel von einer zur nächsten Bohrung
wird durch das Kegelrad r erzwungen, das mit einem in Abb. I schematisch .angedeuteten
Kegelrad der Trominel zusammenarbeitet und durch die Welle w mit dem in Abb.II gezeichneten
und an späterer Stelle genauer beschriebenen Multiplikationswerke in zwangsläufiger
Verbindung steht.
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Jede der vier Bohrungen nimmt, sobald sie dem oberen Abschnitt der
röhrenförmigen Kugelleitung gegenüber steht, zehn Kugeln in sich auf, von denen
neun für die eigentliche Rechnung bestimmt sind, während die in der um .45° geneigten
Bohrung an oberster Stelle liegende zehnte Kugel zur Nachfüllung des mit ü bezeichneten
Zehnerschaltreservoirs dient.
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Die Trommel ist außerdem mit neun senkrecht zur Trommelachse eingeschnittenen,
am Umfange der Trommel herumlaufenden Schlitzen versehen, die, wie das aus (der
Querschnittszeichnung der Trommel t in Abb. I ersichtlich ist, bis zur Mitte der
axialen Bohrungen reichen. Der seitliche Abstand dieser Schlitze entspricht dem
Kugeldurchmesser.
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Damit die Kugeln nur aus .der Trommelbohrung ausrollen können, die
sich in der untersten Stellung befindet, ist eine lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit
nicht mitgezeichnete Lamelle vorgesehen, die mit dem Maschinenrahmen in fester Verbindung
steht und die übrigen drei Trommelbohrungen zudeckt.
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In die Schlitze greifen die mit der Tastatur in Verbindung stehenden,
später eingehender zu beschreibenden Sperrschieber sch derart ein, daß beim Miederdrücken
einer Taste der
zugehörige Sperrschieber sich so weit in die in
der jeweils untenstehenden Bohrung befindliche Kugelsäule schiebt, daß die oberhalb
dieses Sperrschiebers liegenden Kugeln festgehalten werden, während die unterhalb
des Sperrschiebers liegenden Kugeln, der Bohrungsneigung von d.5° folgend, aus der
unteren Trommelbohrung ausrollen, sobald. eine später zu beschreibende Sperrung
v f geöffnet ist.
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Das kontinuierlich in Pfeilrichtung umlaufende Schaufelrad b führt
die aus der jeweils untenstehenden Bohrung ausgerollten Kugeln nacheinander an dem
Zählrade c vorbei, das auf diese Weise um die der Anzahl der vorbeigegangenen Kugeln
entsprchende Zahl von Zahnstellungen weiterrückt.
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Dieses Zählrad c ist in der Abb. III genauer dargestellt. Es ist mit
einer in einen Schlitz des Zählrades eingreifenden, gefederten, automatischen Sperrung
s versehen, die von den Kugeln selbst gesteuert wird, derart, daß die erste der
in den Bereich des Zählrades gelangenden Kugeln die Sperrung s anhebt, während die
Sperrung sogleich nach dem Passieren der letzten Kugel unter Einwirkung der auf
ihr ruhenden Feder einklinkt.
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Mit ,dem Zählrade c steht das Ableserad d in Eingriff, auf dessen
Umfang die Ziffern o bis 9 eingeprägt sind.
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Will man von einem Wendegetriebe absehen, das bei subtraktiven Rechnungsarten
die Drehrichtung des Ableserades d umkehrt, so kann man nach bereits bekannter Weise
auf dem Ableserad d neben der von o bis 9 steigenden Ziffernfolge noch eine von
o über 9 bis i fallende Ziffernfolge anordnen,. die durch Verstellen des Schaulochschiebers
e sichtbar wird.
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Das Ableserad d ist auf einem nicht mitgezeichneten und in der Ausführung
hinlänglich bekannten Schlitten derart gelagert, daß es durch entsprechendes Verschieben
dieses Schlittens mit den Zählrädern c einer höheren oder niederen Zahlenstelle
der Maschine in Eingriff gebracht werden kann..
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Selbstverständlich sind nebeneinander (im Sinne der Abb. I hintereinander)
so viele Ableseräder d vorzusehen, wie das Zählwerk der Hauptmaschine Stellen haben
soll.
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Der Rücktransport der gewerteten Kugeln wird durch das Schaufelrad
b in Verbindung mit der in Abb. IV veranschaulichten UnterstÜtzungsklinke k erzwungen.
Sobald der Zahn des Schaufelrades b über .den Äquator der Kugel hinaus nach oben
zu gleiten beginnt, übernimmt die Klinke k den Weitertransport. Damit während des
Spannens der Klinke k die Kugelsäule nicht auf -das Schaufelrad zurückfallen kann,
ist eine zweite Klinke k1 vorgesehen. Die Zehnerübertragung erfolgt in der `'eise,
daß beim Überschreiten des Ziffernabstandes 9 bis o durch den auf dem Ableserade
d angebrachten Schaltstift p (Abb. I) in der nächst höheren Zehnerstelle der Maschine
bei a. eine Kugel ausgelöst wird, die von dein Zählrade c dieser nächst höheren
Stle mit gewertet wird. Die Einzelheiten der Zehnerschaltung werden später beschrieben.
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Die Wirkungsweise des in Abb. II zur Darstellung gebrachten Multiplikationswerkes
ist folgende: Die durch entsprechende Tastenbetätigung ausgelösten Kugeln werden
von dem Mitnehmer na, der in Pfeilrichtung kontinuierlich umläuft, gefaßt und durch
das schlitzförmig eingreifende Drehkreuz n getrieben, das mit der Welle w fest verbunden
ist und auf diese Weise bei jeder Vierteldrehung die Trommel t des Hauptwerkes (Abb.
I) um eine Bohrung weiterdreht.
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Der Rücktransport erfolgt in analoger Weise wie bei dem Hauptwerk
(Abb. I). Das Multiplikationswerk kann selbstverständlich mit einem (nicht dargestellten)
mehrstelligen Umdrehungszählwerk versehen sein, das bei der Division den Quotienten
anzeigt.
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Darüber hinaus kann das im Ausführungsbeispiel für einen einstelligen
Multiplikator ausgebildete Multiplikationswerk natürlich mehrstellig aufgebaut werden,
so daß man zwei mehrstellige Faktoren auf einmal einstellen und die vollkommen automatische
Ausrechnung der Maschine überlassen kann.
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Die Konstruktion der oben erwähnten Sperrung vf der unteren Trommelbohrung
ist in Abb. V näher erläutert. Der Zweck dieser Sperrung ist folgender: Während
die Tastenschieber sch die Absonderung der dem Tastenwerte entsprechenden Zahl von
Kugeln aus der in .der jeweils untenstehenden Trommelbohrung befindlichen Kugelsäule
besorgen, dient die erwähnte Sperrung vf dazu, den Auslauf dieser abgesonderten
Kugeln aus der untenstehenden Bohrung jeweils erst in einer bestimmten Phase des
Rechenvorganges freizugeben bzw. zu sperren.
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Das sei an einem einfachen Rechenbeispiel klargelegt. Die Maschine
solle multiplizieren 3 -:2.
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Vor und zu Beginn der Rechnung ist die Sperrung vf geschlossen. In
der Einerstelle der Hauptmaschine (Abb. I) ist die Taste 3 niedergedrückt. Im Multiplikationswerke
(Abb.II) werden durch Niederdrücken der Multiplikatortaste 2 zwei Kugeln ausgelöst,
von denen zunächst die erste in eine der beiden Aussparungen der kontinuierlich
in Pfeilrichtung umlaufenden Mitnehmerscheibe in
fällt und auf diese
Weise das Drehkreuz n um go° weiterdreht. Dadurch werden gleichzeitig die Trommeln
t des Hauptwerkes um eine Bohrung «-eitergedreht. In die Kugelsäule, die sich in
der nunmehr untenstehen.den Trominelbohrung der Einerstelle befindet, greift cler
mit der niedergedrückten Taste 3 in Verbindung stehende Sperrschieber sch ein. Dieser
Schieber hält die oberhalb desselben liegenden sechs Kugeln fest. Aber auch die
unterhalb desselben liegenden drei Kugeln können erst ausrollen, wenn die Sperrung
7,f geöffnet ist.
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Das öffnen dieser Sperrung wird unmittelbar nach der Beendigung der
Vierteldrehung des Drehlcreuzes durch die Kugel des Multiplikationswerkes besorgt,
die den Hebel x (Abb. V ) niederdrückt, der durch die Welle i. mit den Verschlußhebeln
v in fester Verbin-(lung steht, so daß die Hebel v sich gleichzeitig nach unten
bewegen und auf diese Weise den Auslauf der durch den Tastenschieber in der Einerstelle
abgetrennten drei Kugeln freigeben.
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Kurz bevor die Kugel des Multiplikationswerkes die Mitnehmerscheibe
in verläßt, wird ,ler Hebel x durch Federkraft in die Ursprungslage zurückgelegt,
so daß die untenstehenden Trommelbohrungen nun wieder verschlossen sind.
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Der gleiche Vorgang wiederholt sich, wenn die zweite der im Multiklikationswerke
ausgelösten Kugeln durch die Mitnehmerscheibe in befördert wird.
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In dem gewählten Rechenbeispiel ist nun aber nur in der Einerstelle
des Hauptwerkes eine Taste niedergedrückt. Es dürfen darum natürlich auch nur aus
der untenstehenden Trommelbohrung dieser Stelle Kugeln ausrollen. Würde aber die
Anordnung der Sperrung mit der soeben beschriebenen Konstruktion erschöpft sein,
so würden durch den Hebel -v auch die untenstehenden Trominelbohrungen sämtlicher
übrigen Zehnerstellen mit geöffnet, aus denen, da in diesen Stellen keine Tasten
niedergedrückt sind, je neun Kugeln ausrollen würden.
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Daraus ergibt sich eine weitere Bedingung für die Konstruktion der
Sperrung. Sie muß außer mit dem Multiplikationswerke noch mit der Tastatur des Hauptwerkes
derart in Verbindung stehen, daß ein Ausrollen von Kugeln nur in denjenigen Zahlenstellen
möglich ist, in denen eine Taste niedergedrückt ist.
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Zu diesem Zwecke besteht die Sperrung außer aus dem soeben beschriebenen
Verschlußliebel v (Abb. V) noch aus einem zweiten Verschlußhebel f, der mit der
Tastatur der Hauptmaschine derart in Verbindung steht, dalj er sich öffnet, sobald
eine Taste cler zugehörigen Zahlenstelle niedergedrückt Da beide Verschlußhebel
je zur Hälfte die Bohrungen der jeweils untenstehetiden Trommelstellungen verdecken,
ist ein Ausrollen von Kugeln aus diesen Bohrungen nur möglich, wenn beideVerschlußhebel
(z, und f) geöffnet sind.
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Die Verbindung zwischen der Tastatur und den Sperrschiebern sch geht
aus Abb. V- hervor.
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Durch Niederdrücken einer Taste wird der zugehörige Hebel ä in der-
Richtung auf den Beschauer zu ausgelegt. Dieser Hebel g steht durch die Welle L
mit dem Hebel o in fester Verbindung, der somit angehoben wird und dadurch den zugehörigen
Sperrschieber sch so weit in den Trommelschlitz hebt, daß nur dic: unterhalb desselben
liegenden Kugeln aus der untersten Trommelbohrung ausrollen können, nachdem die
aus den beiden Hebeln v und f bestehende Sperrung geöffnet ist.
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Natürlich muß die Tastatur mit einer im Prinzip hinlänglich bekannten
Feststell- und Auslösevorrichtung versehen werden, .die aus Gründen der Einfachheit
nicht mitgezeichnet wurde. Aus dem gleichen Grunde sind in der Abb. V nur drei Trommelschlitze
mit den zugehörigen Sperrschiebern und Hebeln eingezeichnet.
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Die Anordnung der Zehnerschaltung geht aus Abb. V I hervor: Der oberste,
für die Aufnahme der zehnten Kugel .bestimmte Trommelabschnitt unterscheidet sich
von der übrigen Trommel dadurch, daß die Bohrungen zu Nuten erweitert sind, die,
wie das aus der Ouerschnittszeichnung in Abb. VI ersichtlich, ist, bis zum
äußeren Umfange der Trommel durchgeführt sind. Ferner ist die Trommel an dieser
obersten Stelle mit einem Mantel umgeben, der nur an der Stelle unterbrochen ist,
an der die Zehnersch.altleitung z mündet. Endlich ist noch eine Lamelle vorgesehen,
die bei zt derart in den obersten Trommelschlitz greift, daß die an zehnter Stelle
liegende und für die Zehnerschaltung bestimmte Kugel nicht mit nach vorn (d. h.
nach dem Schaufelrade zu) ausrollen kann, wenn die betreffende Trommelbohrung ,die
unterste Stellung eingenommen hat. Diese zehnte Kugel kann in der untersten Lage
der Bohrung vielmehr nur nach unten in das Zehnerschaltreservoir z fallen, und zwar
nur .dann, wenn in diesem Reservoir .die Kugelsäule infolge einer voraufgegangenen
Zehnerschaltung um eine Kugel gesunken ist. Ist dagegen keine Zehnerschaltung voraufgegangen,
so wird die zehnte Kugel bei der nächsten Trommeldrehung von d(:r Trommel wieder
mitgenommen, so daß sie aus dem Bereiche der Lamelle zt gelangt, nach vorn in die
Bohrung fällt, falls diese infolge einer voraufgegangenen Rechnung nicht
mehr
die volle Kugelzahl enthält. In der obersten Trommelbohrungslage, der Einfüllstellung,
wird dann die gesamte Bohrung neu aufgeladen, so daß auf diese Weise der für die
Zehnerschaltkugel vorgesehene Raum einer jeden Trommelbohrung immer wieder mitgefüllt
wird, einerlei, ob von dem Reservoir z gerade eine Kugel benötigt wird oder nicht.
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Die Zehnerschaltung selbst geht in folgender Weise vor sich: Überschreitet
das Ableseradd (Abb. V1.) den Abschnitt g bis o, so drückt ider Zehnerschaltstift
.den gefederten Schuh q so weit herunter, daß durch Vermittlung .des zweiarmigen
Hebels y das Schaltorgan a so weit angehoben wird, daß die in dem Zehnerschaltreserv
oir z an vorderster Stelle liegende Kugel ausgelöst wird, während die dahinter liegenden
Kugeln gleichzeitig gesperrt werden.
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Erst ,durch Zurücklegung des Schaltorganes a in die Ursprungslage
kann die Kugelsäule in der Leitung z um eine Kugel sinken, indem die bisher an zweiter
Stelle liegende Kugel nun an :die erste Stelle rückt.
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Zur Verdeutlichung der konstruktiven Ausbildung sei noch folgendes
erwähnt: Da die Zehnerschaltung sich auf die nächst höhere Zehnerstelle auswirken
soll, ist der Hebel y gekröpft ausgebildet, so daß er beispielsweise das Ableserad
d der Einerstelle mit dem Schaltsegment a der Zehnerstelle verbindet. Die in Abb.
VI veranschaulichte Einrichtung liegt demnach in Wirklichkeit in zwei verschiedenen
Ebenen.
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Da ferner die Ableseräder d nach bekannter Weise auf einem Schlitten
seitlich verschiebbar angeordnet sind, so daß sie mit den Zählrädern c (Abb. I)
einer höheren oder niederen Zehnerstelle in Eingriff gebracht werden können, so
ergibt sich die Notwendigkeit, dieser Seitenverschiebung dadurch Rechnung zu tragen,
daß die Verbindung des in dem Schlitten befestigten Schuhes q' mit dem übrigen Zehnerschaltmechanismus
(y und a) nicht starr ist. Aus diesem Grunde ist der Schuh q mit einem Schlitz versehen,
in den der Hebel y jeder beliebigen Zehnerstelle eingreifen kann.
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Endlich ist noch dem Umstande Rechnung zu tragen, daß die Trommeldrehung
und die Zehnerschaltung zeitlich nicht zusammenfallen dürfen. Es könnte ohne konstruktive
Berücksichtigung dieser Notwendigkeit der Fall eintreten, .daß die Kugelsäule in
der Leitung z gerade in dem Momente um eine Kugel sinkt, in dem die Trommel eine
Weiterdrehung beginnt. Damit wäre die Möglichkeit gegeben, daß eine nur halb aus
der Trommel in die Leitung z eingefallene Kugel zu einer Verklemmung Veranlassung
gibt, die den Bruch wesentlicher Maschinenteile zur Folge haben würde.
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Um das zu verhindern, ist eine Einrichtung vorgesehen, die zum Schlusse
noch zu beschreiben ist: Der Hebel j steht mit dem Multiplikationswerke derart in
Verbindung, daß er gegen den gefederten Hebel j, drückt, sobald die Trommeldrehung
von einer der vier Ruhestellungen aus so weit vorgeschritten ist, daß die betreffende
Aussparung des obersten Trominelabschnittes über der Zehnerleitung z hinweggeglitten
ist. Hat nun eine Zehnerschaltung stattgefunden, so ist erst jetzt die Rücklegung
des gefederten Schaltsegmentes d in die Ausgangslage möglich, d. h. die Kugelsäule
in der Leitung z kann erst jetzt um eine Kugel sinken.
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Unmittelbar nach der soeben beschriebenen Bewegung des Hebels j wird
derselbe vom Multiplikationswerke in seine Ursprungslage zurückgelegt, so daß bei
einer nun etwa folgenden Zehnerschaltung die Rückkehr des Schaltsegmentes a in dieUrsprungslage
innerhalb der begonnenen Trommeldrehung nicht mehr möglich ist.
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Durch diese Anordnung wird erreicht, daß sich das Niveau der Kugelsäule
in der Leitung z nicht gleichzeitig mit dem Beginn einer -neuen Trommeldrehung ändern
kann.
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Zusammenfassend sei an einem einfachen Multiplikationsbeispiel die
Arbeitsweise der Maschine nochmals klargelegt: 7 # 8 ^ 56. Durch Niederdrückender
Multiplikandentaste 7 wird der dieser Taste entsprechende Sperrschieber sch (Abb.
I) in den zugehörigen Trommelschlitz gehoben. Sodann wird die Multiplikatortaste
8 gedrückt, wodurch im Multiplikationswerk acht Kugeln ausgelöst werden. Bei den
hierdurch hervorgerufenen aufeinanderfolgenden acht Trommeldrehungen werden aus
der jeweils untenstehenden Bohrung jedesm.al je sieben Kugeln ausrollen.
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Der Antrieb erfolgt von einem Elektromotor.