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Sprossenradrechenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprossenradrechenmaschine,
bei welcher die Sprossenzähne in ihre Triebstellung durch an der Umlaufbewegung
nicht teilnehmende, durch Tasten unterschiedlich einstellbare Schubkurvenglieder
in Achsenrichtung einschaltbar sind.
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Bei einer bekannten Maschine dieser Art ist allen neun Zähnen eines
jeden Sprossenrades ein einziges Schubkurvenglied zugeordnet. Hiervon unterscheidet
sich die vorliegende Erfindung dadurch, daß die Zähne jedes Sprossenrades in zwei
gegenläufig einschaltbare Gruppen unterteilt sind, denen je ein eigenes Schubkurvenglied
zugeordnet ist.
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Hierdurch werden wesentliche Vorteile erzielt. Der Verstellweg der
Schubkurvenglieder braucht sich nicht mehr über neun unterschiedlich zu bemessende
Schritte zu erstrecken, sondern kann wesentlich verkürzt werden. Während bei der
bekannten Maschine die Sprossenzähne ungleichmäßig beansprucht werden, da sie um
so häufiger in Tätigkeit treten müssen, je niedriger die zugeordnete Ziffer ist,
läßt sich erfindungsgemäß die Beanspruchung ziemlich gleichmäßig über die Sprossenzähne
verteilen. Auch ergibt sich eine zuverlässigere Auswählung, die mit der Verkürzung
des Verstellweges der Schubkurvenglieder in Zusammenhang steht.
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Während bei der bekannten Maschine die Sprossenzähne im Sprossenrad
schwenkbar sind, um in die wirksame Lage eingerückt zu werden, haben die gegenläufig
einschaltbaren Zähne erfindungsgemäß beiderseits sich in Achsenrichtung erstreckende
Führungsfinger, mit denen sie in Ausnehmungen zweier im Abstand voneinander befindlicher
Scheiben gleiten, die durch eine Abstandsbuchse zu einem starren Rahmen vereinigt
sind. Diese Bauart führt zu einer wesentlich zuverlässigeren Führung der Sprossenzähne
als die bekannte Anordnung.
Diese und weitere Merkmale ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Rechenmaschine gemäß der
Erfindung.
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Fig. i ist ein Querschnitt gemäß Linie i-i in Fig. 2.
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Fig. 2 ist eine Teilansicht von oben bei abgenommenem Deckel, wobei
die Sprossenräder in einer Abwicklung dargestellt sind.
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Fig. 3 ist ein Teilquerschnitt gemäß Linie 3-3 in Fig.2.
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Fig. d. ist ein Schnitt durch ein Sprossenrad gemäß Linie 4-q. in
Fig. i, und Fig. 5 zeigt die verschiedenen Formen der zu jedem einzelnen Sprossenrad
gehörigen beweglichen Zähne.
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A ist die Tastatur, B sind die Sprossenräder, und C ist der Schlitten,
der das Resultatwerk trägt, und zwar bedeuten C die Räder des Resultatwerkes
und C" die Räder .des Umdrehungszählwerkes. Der Schlitten ist mit -Mitteln zur Nullstellung
der Räder C und C" versehen. Die Tastatur A umfaßt Reihen von je zehn Tasten
i, unter denen die Taste i' eine Löschtaste darstellt.
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Die Tastenschäfte 2 stehen unter der Wirkung von Rückholfedern 3 und
sind mit Kerben .4 versehen, in denen die Kante eines um Zäpfen 6 schwenkbaren Hebels
5 eingreifen kann, der den Zweck hat, die gedrückte Taste zu sperren und beim Drücken
einer anderen Taste derselben Reihe wieder freizugeben. Das Auslösen der herabgedrückten
Tasten kann entweder für jede Reihe einzeln erfolgen, indem die Taste i' betätigt
wird, die unmittelbar auf den Hebel 5 der betreffenden Reihe wirkt und keine Kerbe
q. besitzt, oder für alle Reihen gemeinsam mittels einer nicht gezeichneten Gesamtlöschtaste,
die gleichzeitig auf die Hebel 5 aller Reihen wirkt, die untereinander entsprechend
verbunden sind.
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Die unteren Enden der Tastenschäfte 2 besitzen abgeschrägte Ansätze
7, die dazu dienen, auf Zapfen g bzw. g' zu wirken, die an Leisten 9 bzw. g sitzen,
die paarweise für je eine Tastenreihe angeordnet sind (Fig. 2). Diese Stifte 8 und
8' stehen im Abstand von den Ansatzpunkten der Schrägkanten der Ansätze 7 derart,
daß mit dem Herabdrücken einer Taste jeweils eine größere oder geringere Verschiebung
der Schieber 9 bzw. g hervorgerufen wird, die in besonderen Führungen beweglich
sind, wobei diese Verschiebung der Ziffer fier gedrückten Taste entspricht. Die
Schieber 9 und g werden von Rückliolfedern io betätigt.
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Die Sprossenzähne sind an dem Sprossenrad in Achsenrichtung verschiebbar
gelagert und werden durch Federn für gewöhnlich in einer Stellung gehalten, in der
sie in die Verzahnung des Resultatrades nicht eingreifen können. Sie sind jedoch
einschaltbar in die Eingriffslage durch Schubkurvenglieder, die an der Umlaufbewegung
des Sprossenrades nicht teilnehmen und am Rahmen der -Maschine derart gelagert sind,
daß sie durch die Tasten unterschiedlich eingestellt «erden. Jedes Schubkurvenglied
besteht au: dem Ende 14 eines Winkelhebels 12, der auf einer Rahmenstange 13 schwenkbar
gelagert ist und dessen anderer Arm i i durch Stift und Schlitz. mit dem hinteren
Ende des Schiebers 9 biw. g verbunden ist.
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Die Sprossenräder B bestehen je aus zwei gleichachsigen Scheiben 15
und 15' (Fig. 2), die durch Abstandsstücke zu einem starren Ganzen miteinander verbunden
und auf einer gemeinsamen Welle 39 befestigt sind. Die Anzahl der Sprossenräder
richtet sich nach dem Leistungsvermögen der Maschine.
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Zwischen den beiden Scheiben 15 und 15' befinden sich die an ihnen
in Achsenrichtung verschiehbar geführten Zähne. Zum Zweck dieser Führung weist jede
Scheibe 15 fünf Schlitze 16 auf, während die Scheiben 15' nur je vier Schlitze 16
haben, die im gleichen Winkelabstand voneinander angeordnet sind. Außerdem ist jede
Scheibe 15' mit Ausnahme derjenigen der niedrigsten Dezimalstelle mit zwei Einschnitten
17 versehen, die in Umlaufrichtung vor und hinter den Schlitzen liegen, und
zwar in der mehrfachen Entfernung der Winkelteilung dieser Schlitze i6.
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Diese Entfernung beläuft sich bei der zweitniedrigsten Dezimalstelle
auf zwei Teilungen und steigt dann für jede Dezimalstelle um eine Teilung, und zwar
zum Zweck der durchlaufenden Zehnerschaltung.
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Schließlich weist jede Scheibe 15' an ihrem Ende zwei Nockenvorsprünge
18 auf, die sich in der Nähe der Einschnitte 17 befinden, und zwar sämtlich in gleichem
Winkelabstand von diesen.
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In den Schlitzen 16 und 17 sind die Sprossenzähne i9 bis 29
(Fi. 5) geführt. Zur sicheren Führung haben' diese 7ähne noch besondere Führungsansätze
3o, die in Löchern 31 der beiden Scheiben 15 und i 5' gleiten.
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Jeder Sprossenzahn steht unter der Einwirkung einer Schraubenfeder
32 (Fig. I), die sich einerseits an der Wand des Sprossenrades und anderseits an
dem Zahn abstützt und diesen in einer Lage hält, in der er beim Umlauf des Sprossenrades
an der Verzahnung eines das Resultat"verk C antreibenden Zahnrades 35 vorbeigeht.
Um in wirksame Lage zu gelangen, muß jeder Zahn des Sprossenrades in Achsenrichtung
verschoben werden, und zwar geschieht dies dadurch, daß eine Nase 33 des Zahnes
auf das zuvor eingestellte ortsfeste Schubkurvenglied iq aufläuft.
Die
Zähne jedes Sprossenrades ß sind in zwei Gruppen unterteilt. Die eine Gruppe umfaßt
die Sprossenzähne i9, 2o, 21, 22, 23 und 29, die andere Gruppe aber die Sprossenzähne
24., 25, 26, 27 und 28. Die den beiden Gruppen angehörigen Zähne unterscheiden sich
dadurch, daß sie in der Ruhestellung auf verschiedenen Seiten der Mittelebene des
Sprossenrades liegen und in entgegengesetzten Richtungen in die Arbeitsstellung
verschiebbar sind.
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Die Nasen 33 der einzelnen Sprossenzähne sind verschieden lang. Sie
sind länger bei den Zähnen 2o und 21 als bei dem darauffolgenden Zähnepaar a2,
23, die sämtlich der einen Gruppe angehören. In der anderen Gruppe hat der
Zahn 24 die längste Nase 33. Dann folgen die Zähne 25, -96 und 27, deren Nasen einander
gleich lang sind. Der Zahn 28 hat die kürzeste Nass 33.
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Da die Nasen verschieden lang sind, liegen sie an dem Sprossenrad
derart abgestuft, daß sie je nach der Einstellung des Schubkurvengliedes 14 nicht
sämtlich an dieses anlaufen, sondern in einer schwankenden Anzahl, die durch die
Voreinstellung des Schubkurvengliedes 14 bestimmt ist.
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Schließlich haben die Sprossenzähne an ihrem äußeren Ende einen Vorsprung
34, der in die Verzahnung des Zahnrades 35 eingreift, das in der Mittelebene des
Sprossenrades liegt und seinerseits mit einem zugehörigen Rad des Resultatwerkes
C' kämmt.
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Weiter sind noch zwei Zähne ig und 29 in dem Sprossenrad vorgesehen,
die dem Zweck der Zehnerübertragung dienen und infolge entsprechender Anordnung
ihrer Nasen 33 mit dem Schubkurvenglied 14 nicht in Eingriff treten. Ihre Verschiebung
erfolgt durch einen mit einem Schubkurventeil37 versehenen Hebel 36 (Fig. 3 und
,4), der durch eine Klinke 38 wirksam gemacht werden kann. Diese Klinke wird durch
einen Zehnerübertragungsnocken des Resultatrades der nächstniedrigen Stelle bewegt.
Wenn dieses Resultatrad eine volle.Umdrehung beendigt hat, löst es daher den Hebel
36 aus, der seinerseits einen der beiden Zähne ig, 29 in der nächsthöheren Dezimalstelle
verschiebt. Alsdann wird der Hebel 36 durch den nächst auflaufenden Nockenvorsprung
i8 in die Ruhelage zurückgebracht.
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Das Umdrehungszählwerk C" -wird durch ein federbelastetes Schaltradgetriebe
betätigt, .das durch ein auf der Welle 39 .befestigtes Exzenter angetrieben wird.
Daher wird das Umdrehungszählwerk C" mit jeder Umdrehung der Sprossenradwelle um
einen Schritt vorwärts oder rückwärts gedreht, je nach dem ausgeführten Rechenvorgang.
-Die Räder des Umdrehungszählwerkes haben zu diesem Zweck neunzehn Zähne,
die den Ziffern in auf-und absteigender Reihenfolge entsprechen, und zwar von o
bis g. Von der 9 geht es dann wieder zurück zur o. Diese beiden Zahlenfolgen sind
durch ihre Farben unterschieden, so daß man leicht erkennt, ob .der Rechenvorgang
positiv (Addition, Multiplikation usw.) oder negativ (Subtraktion, Division usw.)
ist.
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Der Antrieb der im Rahmen der Maschine gelagerten Sprossenradwelle
39 erfolgt in beliebiger an sich bekannter Weise, z. B. über Getriebe 40, 40' von
einer Kurbeln oder einem Elektromotor aus. Ferner sind in bekannter Weise Blockierungen
vorgesehen, um Falschbedienungen zu verhindern.
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Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende:- Drückt man eine Taste
i nieder, so wird dadurch die Tastensperrleiste 9 ausgeschwenkt, so daß sie die
niedergedrückte Taste festhält und die zuvor gedrückte Taste freigibt. Die niedergedrückte
Taste verschiebt durch ihre Schubkurve 7 den einen oder den anderen der beiden Schieber
12, die der Tastenreihe zugeordnet sind. Dieser Schieber stellt seinerseits das
Schubkurvenglied 14 entsprechend ein, und zwar derart, daß dieses in die Bahn der
Nasen 33 gelangt. Wenn nunmehr die Welle 39 in Umlauf versetzt wird, laufen die
Nasen 33 der Sprossenzähne auf das Schubkurvenglied 14 auf und werden dadurch in
Achsenrichtung in diejenige Lage verstellt, in der sie in das Zahnrad 35 eingreifen.
Je nach der Zahl der auf diese Weise wirksam gemachten Sprossenzähne wird daher
das Zahnrad 35 bei jedem Umlauf der Welle 39 um mehr oder weniger Zahnteilungen
verdreht. Die Anzahl dieser Zahnteilungen entspricht der Zahl der gedrückten Taste.
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Die Wirkung der einzelnen Tasten sei nunmehr näher erläutert: Taste
Nr. i. Beim Drücken dieser Taste wird der links liegende Schieber 9 verschoben und
bringt das Schubkurvenglied 14 in seine erste Stellung. In dieser verschiebt es
lediglich den Sprossenzahn Nr.24, so daß bei jedem Umlauf des Sprossenrades das
Resultatrad um eine Teilung weiterbeschaltet wird: Taste Nr. 2. Diese Taste wirkt
auf den rechts liegenden Schieber g' und bringt das zugehörige Schubkurvenglied
in dessen erste Stellung. In dieser wirkt es auf die beiden Zähne 2o und 21 ein,
die daher das Resultatrad um zwei Teilungen weiterschalten.
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Taste Nr. 3. Diese Taste wirkt gleichzeitig auf die beiden Schieber
g und 9' und bringt die Schubkurvenglieder 14 in deren erste Stellung. Dadurch werden
die Sprossenzähne 2o, a1 und 24 wirksam gemacht, das Resultatrad also um drei Teilungen
weitergeschaltet.
Taste Nr. 4. Diese wirkt nur- auf den rechten
Schieber g und bringt dessen Schubkurv englied in die zweite Stellung, in der es
auf die Zähne 2o bis 23 wirkt. Diese vier Zähne schalten das Resultatrad daher um
vier Teilungen weiter. Es wäre jedoch auch möglich, die Taste auf den links liegenden
Schieber wirken zu lassen und diesen in die zweite Stellung zu bringen, in der sein
Schubkurvenglied die Zähne :24 bis 27 verstellt.
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Taste Nr. 5. Diese wirkt auf den linken Schieber 9 und bringt das
Schubkurvenglied 14 in die dritte Stellung, in der es die Sprossenzähne 24 bis 28
verstellt, also alle fünf Sprossenzähne der zweiten Gruppe. An sich wäre es auch
möglich; statt dessen durch die Taste alle fünf Sprossenzähne der ersten Gruppe
verstellen zu lassen.
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Taste Nr. 6. Diese Taste verstellt den linken Schieber 9 in die zweite
Stellung und gleichzeitig den rechten Schieber g in die erste Stellung, wodurch
die Sprossenzähne 20, 21, 24, 25, 26 und 27 verstellt werden.
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Taste Nr. 7. Diese Taste bringt das linke Schubkurvenglied in die
dritte und das rechte Schubkurv englied in die zweite Stellung, wodurch die Sprossenzähne
-20, 21, 24, 25, 26
und 27 sowie 2ä verstellt werden.
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Taste Nr. B. Diese Taste verstellt beide Schubkurvenglieder in die
zweite Stellung, führt also zum Verschieben der Sprossenzähne 2o bis 27.
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Taste Nr. 9. Diese Taste bringt das linke Schubkurvenglied 14 in die
dritte und das rechte Schubkurv englied in die zweite Stellung, wodurch sämtliche
neun Zähne verstellt werden.
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Das veranschaulichte Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Weise
abgeändert werden. So kann die Unterteilung der Zähne in verschieden große Gruppen
erfolgen. Auch brauchen die zur selben Gruppe gehörigen Zähne nicht lückenlos aufeinanderfolgend
im Sprossenrad angebracht zu sein, sondern es können die Zähne verschiedener Grüppen
abwechselnd einander folgen. Auch brauchen die Zähne nicht geradlinig verschiebbar
zu sein, sondern sie könnten schwenkbar am Sprossenrad gelagert werden, obgleich
sich das weniger empfiehlt.