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Zählwerksantrieb für Rechenmaschinen, dessen Schaltglieder eine umlaufende
Schaltbewegung ausführen Die Erfindung bezieht sich auf Zählwerksantriebe mit umlaufenden
Schaltgliedern im Gegensatz zu Zählwerksantrieben, deren Schaltglieder längs einer
Geraden oder längs eines Kreisbogens hin und zurück schwingen. Insbesondere betrifft
die Erfindung Zählcverksantriebe, bei denen die Schaltmittel als auf einer gemeinsamen
Achse lose drehbare, von einem gemeinsamen Antriebsglied in Umdrehung versetzte
Zahnradsegmente mit festen Zähnen ausgebildet sind, die vor dem Ingangsetzen des
Antriebes von dem gemeinsamen Antriebsglied entkuppelt und nach Drehung um die der
einzustellenden Ziffer entsprechende Anzahl von Zahnteilungen mit dem Antriebsglied
wieder gekuppelt werden, und die nach dem Ingangsetzen des Antriebes durch ein vom
Antriebsglied bewegtes Getriebe zu Beginn einer jeden Umdrehung in eine Lage gebracht
werden, in der die Zahnradsegmente in die die Ziffernrollen des Zählwerks bewegenden
Zahnräder eingreifen und nach Drehung des Antriebsgliedes um einen Winkelbetrag,
der einer Drehung der Ziffernrollen um neun Einheiten entspricht, wieder in eine
Lage gebracht werden, in der die Zahnradsegmente nicht in die Zahnräder der Ziffernrollen
eingreifen.
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Derartige Zählwerksantriebe sind bereits bekannt, darunter auch solche,
deren Schaltmittel und Ziffernrollen im Augenblick, in welchem beide miteinander
außer Eingriff kommen, angehalten werden, so daß besondere Sperrmittel zum Verhindern
des Überschleuderns der Ziffernrollen entbehrlich sind. Diese Antriebe sind jedoch
nicht vollständig zwangsläufig, so da$ beispielsweise durch Klemmungen im Zählwerk
oder durch die vor allen Dingen bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten entstehenden
Massenkräfte, Rechenfehler sich ergeben können. Die mit diesen Maschinen erreichbare
Arbeitsgeschwindigkeit ist daher verhältnismäßig gering.
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Die Erfindung schafft demgegenüber einen vollständig zwangsläufigen
Zählwerksantrieb mit umlaufenden Schaltgliedern, bei dem gleichzeitig die überschleuderungssperren
der Ziffernrollen fehlen oder durch schwache Weichsperren ersetzt werden. können.
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Die umlaufenden, die Zählwerke zwangsläufig antreibenden Schaltmittel
des Zählwerksantriebes ermöglichen eine hohe
Arbeitsgeschwindigkeit,
und das Fehlen der Überschleuderungssperren bewirkt einen leichten, geräuschlosen
Lauf der Maschine. Das Fehlen der überschleuderungssperren ist auch insofern ein
nicht zu unterschätzender Vorteil, als diese Sperren verwickelt im Aufbau sind,
beim Einbau eine genaue Einstellung verlangen und stark der Abnutzung unterworfen
sind.
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Die Zwangsläufigkeit des Zählwerksantriebes und die gleichzeitige
Entbehrlichkeit der Sperrungen für die Ziffernrollen wird durch die besondere Anordnung
und Ausbildung des Zählwerksantriebes erreicht.
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Die die Schaltglieder des Zählwerksantriebes verkörpernden Zahnradsegmente
sind als seggmentförmige Verbreiterungen des Zahn-. kranzes von auf einer gemeinsamen
Achse lose drehbaren, vollen Zahnrädern und das gemeinsame Antriebsglied als Zahnwalze
ausgebildet.
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Die gemeinsame Achse der lose drehbaren Zahnräder ist in einem um
die Welle der Zahnwalze schwingbaren Bügel gelagert und in Richtung des Umfanges
der Zahnwalze verschieblich, wodurch unter Aufrechterhaltung des Eingriffes zwischen
Zahnwalze und Zahnsegmenträdern die Zahnsegmente mit den die Ziffernrollen des Zählwerkes
antreibenden Rädern in und außer Eingriff gebracht werden können.
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Das die Achse der Zahnsegmente in Richtung des Umfanges der Zahnwalze
hin und zurück schwingende Getriebe ist so ausgebildet, daß die Bewegung, durch
welche die Zahnradsegmente mit den die Ziffernrollen antreibenden Zahnrädern außer
Eingriff gebracht werden, im gleichen Drehsinne und mit angenähert der gleichen
Winkelgeschwindigkeit erfolgt, mit der auch die Zahnwalze umläuft. In dem Augenblick,
in dem die Schaltmittel mit den Ziffernrollen außer Eingriff kommen, stehen infolgedessen
die Ziffernrollen still. Es sind daher keine Sperren zum Verhindern des überschleuderns
der Ziffernrollen erforderlich.
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Die Achse der Zahnsegmente ist nicht nur in Richtung des Umfanges,
söndern auch in Richtung des Radius der sie antreibenden Zahnwalze verschieblich,
damit zwecks Einstellung der Zahnsegmente entsprechend dem in die Rechnung einzustellenden
Betrag die Zahnsegmente von der Zahnwalze entkuppelt werden können.
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Durch diese die Entkupplung der Zahnradsegmente von der Zahnwalze
bewirkende radiale Verschiebung der Achse der Zahnsegmente werden diese gleichzeitig
mit Zahnstangen gekuppelt, durch die die Zahnradsegmente eingestellt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung
dargestellt, und es zeigen: Abb. i einen senkrechten Schnitt durch den Antrieb bei
in der Nullstellung befindlicher Antriebswelle; die Zahnradsegmente sind sämtlich
entsprechend der Ziffer neun eingestellt, Abb. 2 eine Draufsicht auf einen Teil
des Zählwerkantriebes, Abb. 3 eine Rückansicht zu Abb. i und 2 und Abb. q. und 5
eines der im Zählwerksantrieb verwendeten Zahnradsegmentes mit Antriebsrad in zwei
verschiedenen Ansichten.
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Die auf der Achse 5 lose drehbar gelagerten Zahnradsegmente i werden
von der Handkurbel 9 mittels der Zahnwalze q. und der mit den Zahnradsegmenten i
aus einem Stück gefertigten Antriebsräder i" angetrieben. Die beiden Enden der Achse
5 der Zahnradsegmente i sind in den kreisförmig gebogenen Schlitzen 2" der Hebel
2 gelagert, von denen auf jeder Seite der Maschine einer angeordnet ist. Die Hebel
2 werden durch Federn 2b in der gezeichneten Lage gehalten, bei der die Antriebsräder
i" der Zahnradsegmente i in die Zahnwalze q. eingreifen. Die Hebel 2 können um Zapfen
2, nach abwärts geschwenlct werden, so daß die Antriebsräder i" der Zahnradsegmente
i mit der Zahnwalze q. außer Eingriff kommen und in die Zahnstange 3 eingreifen.
Bei dieser Abwärtsbewegung gleiten die Enden der Achse 5 in den Schlitzen 6" eines
Bügels 6, der auf der Welle 4, der Zahnwalze q. lose schwenkbar gelagert
ist. Durch Schwenken des Bügels 6 um die Welle q" der Zahnwalze q. können die Zahnradsegmente
i - in die in Abb. i strichpunktiert angedeutete Lage gebracht werden, bei der die
Zahnradsegmente i in die Zahnräder 17 eingreifen, die ihrerseits die Zahnräder i9
der Ziffernrollen des Zählwerkes bewegen. Die Achse 5 der Zahnradsegmente i gleitet
bei der Schwenkbewegung des Bügels 6 in den kreisförmig gebogenen Schlitzen 2a der
Hebel 2. Die Schwenkbewegung des Bügels 6 wird durch Vermittlung des Lenkers 15
und des um Zapfen 12 schwenkbaren Hebels 13 von einer Kurvenscheibe i i abgeleitet,
in deren Kurvennut i i, 11b, 1l,, lid der Stift 13" des Hebels 13 eingreift.
Die Kurvenscheibe i i wird von der Welle 4.a der Zahnwalze q. mittels der Zahnräder
iö, ioa, lob, io, so angetrieben, daß bei jeder Drehung der Zahnwalze q. auch die
Kurvenscheibe i i eine Umdrehung ausführt.
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Die Kurvennut iia, ilb, 1i,, lid ist so ausgebildet, daß bei jeder
Drehung der Zahnwalze q. und der Kurvenscheibe i i der Bügel 6 einmal hin- und zurückgeschwenkt
wird. Die Kurvennut besteht aus zwei kreisförmigen
Teilen i 1a,
I IC, deren Krümmungsmittelpunkt mit dein Drehpunkt der Kurvenscheibe zusammenfällt
und deren Enden durch zwei Übergangskurven IIb und IId miteinander verbunden sind.
Solange der Stift 13a in den Nutteilen i i" und i i# liegt, ist der Bügel 6 in Ruhe.
Befindet sich der Stift 13 im Nutteil iia oder i i, so stehen die Zahnradsegmente
in den in Abb. i in ausgezogenen bzw. strichpunktierten Linien dargestellten Lagen.
Die Zahnwalze 4., die Zahnradsegmente i und die Kurvenscheibe i i laufen im Sinne
der eingezeichneten Pfeile um. Die Übergangskurve i id bringt also den Bügel 6 aus
der in Abb. i in ausgezogenen Linien gezeichneten Stellung in die strichpunktiert
dargestellte, und die Übergangskurve 11b bewirkt die umgekehrte Bewegung. Der den
Übergangskurven I i6 und i id zugeordnete Mittelpunktswinkel der Kurvenscheibe i
i ist gleich dem Mittelpunktswinkel, der an der Zahnwalze 4 und den Zahnradsegmenten
i einer Zahnteilung zugeordnet ist. Die Schwenkbewegung des Bügels erfolgt also
in einer Zeitspanne, in der sich die Zahnwalze 4 um etwa eine Zahnteilung weiter
dreht. Die Übergangskurve IIb ist so geformt, daß der Bügel 6 während seiner die
Zahnradsegmente i mit den Zahnrädern 17 außer Eingriff bringenden Schwenkbewegung
im gleichen Drehsinn und mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit um die Welle 4"
der Zahnwalze q. geschwenkt wird, mit der auch die Zahnwalze 4 um diese Welle umläuft.
Dann befinden sich, wenn nur die Drehbewegungen betrachtet werden, die Zahnwalze
4, bezogen auf die um die Welle 4a schwingenden Zahnradsegmente i, in Ruhe, die
Zahnradsegmente werden daher von der Zahnwalze .4 nicht um die Achse 3 gedreht.
Die Zahnräder 17 und i 9 und die Ziffernrollen des Zählwerks sind also auch in der
Zeitspanne, in der die Segmenträder i mit den Zahnrädern 17 außer Eingriff gebracht
werden, in Ruhe, so daß ein Überschleudern der Ziffernrollen nicht zu befürchten
ist.
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Die Kurvenscheibe i i ist mit der Welle 4a der Zahnwalze so verbunden,
daß, wenn die Antriebskurbel in der Nullage steht, der Stift 11, des Hebels
13 in der gezeichneten Stellung, also dicht vor der Übergangskurve i id sich befindet.
Der Bügel 6, die Achse 5 und die Zahnradsegmente i werden daher, sobald die Antriebskurbel
die Ausgangslage verläßt, in die in Abb. i in strichpunktierten Linien gezeichnete
Lage gebracht, bei der die Zahnradsegmente i in die Zahnräder 17 eingreifen können.
Der dem Nutteil ii, zugeordnete Mittelpunktswinkel ist so bemessen, daß die Übergangskurve
i Ib zur Wirkung kommt, nachdem die Zahnwalze 4 um einen Winkelbetrag gedreht worden
ist, der einer Drehung der Ziffernrollen um neun Einheiten entspricht. Sämtliche
Zahnradsegmente i werden also nach einer Drehung der Zahnwalze 4 entsprechend neun
Einheiten gleichzeitig mit den Ziffernrollen außer Eingriff gebracht.
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Werden sämtliche Zahnradsegmente i mit der Zahnwalze 4 in derartiger
gegenseitiger Lage in Eingriff gebracht, daß in dem Augenblick, in welchem sich
die Zahnwalze 4 entsprechend einer Drehung der Ziffernrollen um neun Einheiten gedreht
hat und die Zahnradsegmente i vom Bügel 6 außer Eingriff geschwenkt werden, noch
keines der Zahnradsegmente in das zugehörige Zahnrad 17 eingegriffen hat, so ist
der Antrieb auf Null gestellt, und das Zählwerk wird nicht bewegt. Werden aus dieser
Nullage die Zahnradsegmente i im Sinne der Antriebsbewegung um einen, zwei, drei
oder mehr Zähne vorwärts gedreht, so greifen diese Zähne in die Zahnräder 17 ein,
bevor die Zahnradsegmente i außer Eingriff geschwenkt werden, und die Ziffernrollen
werden um die entsprechende Anzahl von Einheiten weiter bewegt. Die Einstellung
der Zahnradsegmente i erfolgt mit Hilfe der Zahnstangen 3, die beispielsweise durch
Tasten bewegt werden können.
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Die Zehnerübertragung wird in bekannter Weise vollzogen. Die übertragungsvorbereitung
geschieht während des Zusammenarbc-itens der Zahnradsegmente i mit den Zahnrädern
17 durch auf diese aufgesetzte, nicht dargestellte Zehnervorbereitungsnasen. Die
Ausführung der Übertragung erfolgt durch bekannte Mittel in der Zeit, in welcher
sich der Stift I3, des Hebels 13 im Kurvenabschnitt i i" bewegt, d. h. also, in
der die Zahnradsegmente mit dem Zählwerk außer Eingriff sind.
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Der in den Zahnradsegmenten eingestellte Wert kann, wie dies bei Multiplikationen
und Divisionen notwendig ist, mehrmals ins Zählwerk übertragen werden. .
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Sind die Übertragungen in ihrer Gesamtheit vollzogen und sollen die
Zahnradsegmente i auf Null zurückgestellt werden, so erfolgt durch nochmaliges Herunterdrükken
der Hebel a eine zweite Kupplung der Antriebsräder i mit den Einstellzahnstangen
3, in denen noch der ursprünglich eingestellte Wert enthalten ist. Beim Zurück-,
ziehen der letzteren "in die Ausgangsstellung werden mit diesen dann zwangsläufig
die Segmenträder auf Null gestellt. Darauf kann eine Neueinstellung eines Wertes
erfolgen.
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Werden vor den Ziffernrollen i9 Wendegetriebe angeordnet, so ist die
Antriebsvorrichtung
sowohl für additive als auch für subtraktive
Rechnungen gleich gut zu verwenden.