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Zehnerschaltung für Rechenmaschinen Bei den bekannten Rechenmaschinen
und Addiermaschinen erfolgt die durchgehende Zehmerschaltimg gestaffelt, d. h. nacheinander
von rechts nach links.
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Diese Wirkungsweise bedingt: s. Ein erheblicher Teil der Rechenperiode
wird, entsprechend der D.ezimalstellenzahl, nur für die Zehnerschaltung ,gebraucht.
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2. Als Folge von r. erhält man durch diese Anordnung große Rechenorgane,
wie Staffelwalzen, Einstellräder u. dgl.
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3. Als Folge von 2. ergeben sich große Umfangsgeschwindigkeiten, die
sich beim Anfahren und Abstoppen auswirken und .die Schalt-und Sperrorgane bis zum
Äußersten beanspruchen.
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Die Gesamtheit der Folgeerscheinungen bei gestaffelten Zehnerschaltungen
ist es, die eine Begrenzung der Rechengeschwindigkeit bei derartigen Maschinen bedingen.
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Die nachstehend beschriebene Einrichtung behebt die Nachteile der
gestaffelten Zehnerschaltung und ermöglicht bei :den bekannten Rechenmaschinensystemen
eine beträchtliche Erhöhung der Rechengeschwindigkeit ohne Erhöhung der die Schalt-
und Sperrorgane gefährdenden Umfangsgeschwindigkeit. Erreicht wird dies in tbekannter
Weise dadurch, daß nach dem Einbringen des Wertes in sämtlichen Stellen, mit Ausnahme
.der .niedersten, eine Einheit zugeschaltet und in den Stellen, in denen keine Zehnerschaltung
.stattfinden soll, wieder zurückgeschaltet wird. Eine derartige Vorrichtung ist
zwar bereits bekannt. Jedoch ist der Aufbau derart verwickelt, daß sie praktisch
nicht durchführbar ist.
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Erfindungsgemäß wird der Aufbau dadurch v ereinfacht und die Wirkungsweise
gesichert, daß eine allen Stellen :gemeinsame Schiene vorgesehen ist, an deren Verschiebung
in denjenigen Stellen, in denen beim Einbringen der Werte ein Zehnerübergang stattfand,
ein Bewegungsglied mittels einer Kupplung angeschlossen wird, das das Herausnehmen
der Einheit in der nächsthöheren Stelle verhindert und das durch Verschieben einer
Steuerschiene eine zweite Art von Kupplungen mit den Zehnerschalthebeln des Zählwerks
verbunden wird, die bei dein Zehnerübergang, der während der Zuschaltung der Einheit
auftritt, das benachbarte Bewegungsglied an das zu der betreffenden Stelle gehörige
kuppelt, so daß durch Kettenbildung eine durchgehende Zehnerschaltung erreicht wird.
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Die Abbildungen zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung,
und zwar Abb. z die Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer ersten Ausführung,
Abb. z die Vorderansicht, Ab:b. 3 die Steuerschiene, Abb, d. die Bewegungsglieder
zur Kettenbildung, Abb. 5 und 6 die Seiten- und Vorderansicht z. T. im Schnitt einer
weiteren Ausführung,
Abb. 7 die Seitenansicht einer dritten Ausführungsform,
Abb. 8 die elektromagnetische Kupplung einer vierten Ausführungsform, Abb. 9 die
Anwendung der Erfindung au; ein Umdrehungszählwerk.
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In der Ausführungsform gemäß Abb. i bis 4. bezeichnet i die Welle
für die Antrie@bsorgane :2 (z. B. Sprossenräder), die den eingestellten Wert in
der üblichen Weise an die Zählwerkräder 3 abgeben. Diese sind mit der üblichen Zehnerschaltnase
4. versehen, die auf einen Doppelhebel 5, 1a einwirkt, der um eine im Gestell io
gelagerte Achse i i schwenkbar ist. Parallel zu der Zählwerksachse ist eine Achse
18 schwenkbar gelagert, auf der Muffen i9 (Abb. 2) befestigt sind, die ihrerseits
mit axial verschieblichen Muffen dauernd in Verbindung stehen, an denen die die
Zehnerschaltbewegung hervorrufenden Zähne 9 angearbeitet sind. Zur axialen Verschiebung
dieser Zähne 9 sind Glieder 15 (Ab.b. 4) vorgesehen (und zwar für jeden Zahn 9 ein
Glied i5), die mit einer Nut 2o zur Führung der Zähne 9 versehen sind. In jedem
Glied 15 sind ferner zwei Stifte 13,14 verschiebbar gelagert, deren Zweck später
erläutert wird. Zu der Welle 18 parallel verschiebbar liegen zwei Schienen 16 und
17.
Die niedrigste Stelle hat keinen Zahn 9.
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist folgende: Beim Einbringen
eines Wertes in das Zählwerk 3 befinden sich alle Teile in der in Abb. 2 gezeigten
Lage. Geht hierbei ein Ziffernrad von 9 auf o über, so wird von der Nase 4 (Abb.
i) der Hebel s verschwenkt, dessen anderes Ende 12 den ihm gegenüberliegenden Stift
14 hineindrückt. Ist der eingestellte Wert in das Zählwerk eingebracht, werden vom
Antrieb in nicht dargestellter Weise die Schienen 16 und 17 (Abb. 2) in Pfeilrichtung
b verschoben. Bei dieser Bewegung werden alle Glieder 15 mitgenommen, da dieselben
zwischen den Ansätzen 16" und 17d der Schienen 16 -und 17 zwangläufig geführt werden.
Hierdurch werden aber auch die Zähne 9 auf der Achse 18 verschoben, bis sie in die
Bahn der Zähne 6 der Ziffernrollen 3 kommen. In ,dieser Stellung sind die Stifte
14 aus und die Stifte 13 in den Bereich der 'Hebelend.en 12 gelangt. Nunmehr erfolgt
eine Schwenkung der Achse 18, um sämtliche Ziffernräder um eine Einheit weiter zu
drehen. Geht hierbei ein Ziffernrad von 9 auf o, so wird wieder der Hebel 5 ausgeschwungen,
dessen Hebelende i2 jetzt den dazugehörigen Stift 13 niederdrückt. Nunmehr
wird vom Antrieb die Schiene 17 allein in Pfeilrichtung a in ihre Ausgangslage zurückgeschoben.
An den Stellen, an denen eine Zehnerschaltung vorbereitet ist, liegt der betreffende
Stift 14 in einem Ausschnitt 17b (Abb. 3) der Schiene 17 und wird dadurch
mit der Schiene 17 gekuppelt, so,daß -das zugehörige Glied 1,5 und damit der zum
nächsthöheren Ziffernade 3 gehörige Zahn 9 an der Verschiebung 'der Schiene 17 teilnimmt,
wodurch er aus dem Bereich der Zähne 6 kommt. Die Nuten 15U der Glieder 15, in die
die Ansätze 16" der Schiene greifen, sind genügend breit, um diese Bewegung zuzulassen
(Abb. 2).
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Ist in den nächsthöheren Stellen der Stift 13 niedergedrückt
gewesen, so wird durch diesen das benachbarte Glied 15 an das erste Glied 15
angekuppelt und verschiebt ebenfalls seinen Zahn 9 aus dem Bereich der Zähne 6.
Hierauf erfolgt das Zurückscbwenken der Achse 18 in die ursprüngliehe Lage, so daß
alle Stellen mit Ausnahme derjenigen, bei denen die Zähne 9 in die Bewegung der
Schiene 17 angekuppelt waren, wieder ihren ursprünglichen Wert anzeigen.
Die Verschiebung der Stange 16 in Pfeilrichtung a in ihre Ausgangslage bringt alle
übrigen Teiie wieder in die Stellung nach Abb. 2, und die gedrückten Stifte
13 und 14 werden in ihre obere Lage durch eine beliebige Einrichtung gebracht.
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Ein Zahlenbeispiel diene zur Erläuterung 397 998 -f- 3. Nachdem die
Antriebsorgane gearbeitet haben, erscheint die Zahl 397 991. Dabei findet in der
untersten Stelle ein Zehnerübergang statt, wodurch der am weitesten links gelegene
Stift 14 (Abb. 2) niedergedrückt wird. Nach der Schwenkung der Achse 18 erscheint
die Zahl 4o8 ooi. Dabei wurde in der zweiten, dritten und fünften Stelle der Stift
13
gedrückt. Geht nun die Schiene 17 nach links . zurück, so wird durch
den Stift 14 der untersten Stelle das am weitesten links gelegene Glied 15
mitgenommen. Da aber außerdem in der zweiten und dritten Stelle der Stift
13
gedrückt ist, hängt das zweite und dritte Glied 15 an dem ersten, so daß
auch in der dritten und vierten Stelle der Zahn 9 aus dem Bereich der Zähne 6 kommt.
Der in der fünften Stelle gedrückte Stift i3-,bleibt ohne Wirkung, da das zugehörige
Glied 15 in Ruhe bleibt. Erfolgt nun die Rückschwenkung der Welle 18, so
erscheint die Zahl 398 ooi, die das richtige Ergebnis darstellt.
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Die Ausführungsformgemäß Abb. 5 und 6 zeigt dieselben Getriebe mit
dem Unterschied, daß die Schwenkbewegung derAchse 18 durch eine volle Umdrehung
der Welle i8' ersetzt wird. Auf dieser Welle 18' sind wiederum Muffen i9' befestigt,
die mit axial verschiebliehen Muffen in der oben beschriebenen Weise zusammenarbeiten.
An Stelle der Zähne 9 tritt ein .mit zwei Malteserkreuz-en 36 und 4o zusammenarbeitender
Stift 34. Die beiden Ma?-teserkreuze 36, 40 sind durch zwei Stirnräder
38,
39 miteinander verbunden, die auf den Wellen 37, 41 drehbar gelagert sind. Die nicht
näher dargestellten Glieder 15' sind durch einen Arm 33 mit einer Nut 34a der .den
Stift 34 tragenden Muffe verbunden, so @daß diese Muffen am der Bewegung ,der Glieder
i 5' teilnehmen. Das Stirnrad 39 überträgt seine Bewegung über ein mit ihm fest
verbundenes Ritze148 auf ein Rad 21. Die Antriebsglieder 2 übertragen ihre
Drehung über ein Zahnrad 44 und ein Differentialgetriebe 47, 42, 46 auf das Ziffernrad
3'. Das erwähnte Rad 2i ist an dem diePlanetenräder42 tragendenTeil befestigt. Es
werden .daher sowohl die Bewegungen von den Antriebsgliedern 2' als auch von den
Malteserkreuzen 36, 4o auf da, Ziffernrad 3' übertragen. Zwecks leichterer Drehung
ist,die Zehnerschaltnase 4 durch eine Rolle 4 ersetzt, die auf den Hebel 5' einwirkt.
Alle übrigenTeile entsprechen der Ausführung nach Abb. 1 bis 4.
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In Abb. 7 sind die Malteserkreuze der Abb. 5 und 6 durch zwei durch
Stirnräder 59, 6o miteinander verbundene Stiftscheifben 55 mit Stiften 56 ersetzt,
die auf Wellen 57, 58 gelagert sind. Mit den Stiften 56 kommt ein Einzahn 61 in
Einsgriff, der in der für die Zähne 9 (A:bb. i) bzw. die Stiftscheibe 34 (Abb. 5)
beschriebenen Weise auf der Welle 62 gelagert ist. Das Antriebsrad (z. B. Sprossenrad)
52 kann hierbei klein ausgeführt werden.
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Abb. 8 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kettenbildung
der Teile 13 bis IS der Abb. 2 bis 4 auf elektrischem Wege erfolgt. Findet beim
Einbringen des Wertes in die Ziffernräder 128 ein Zehnerübergang statt, so wird
ein Hebel 132 verschwenkt, der seinerseits einen Kontaktstift 133 niederdrückt und
dadurch einen Stromkreis für den zugehörigen Magneten 141 schließt, der seinen Anker
145 anzieht und damit den Haken 145a an eine Schiene 147 bei 146 ankuppelt. Nunmehr
wird die Kontaktschiene 135 samt ihren Isolierlagern 135a, 136 in Pfeilrichtung
b so weit verschoben, bis die Stifte 134 unter die Hebel 132 zu liegen kommen, worauf
die Zuschaltung der Einheit in der gemäß Abb. 1, 5 oder 7 angegebenen Weise erfolgt.
Ein hierbei auftretender Zehnerühergang :bewirkt das Schließen eines Stromkreises
für den zugehörigen Magneten 14o durch Niederdrücken des Stiftes 134. Der Magnet
i4o zieht seinen Anker 139 an und kuppelt .damit über den Haken 139a das nächsthöhere
Kettenglied 142 an die Bewegung der Schiene 147. Die Glieder 142 stehen mit den
die .axiale Verschiebung der Schaltglieder 9 (Abb, i) bzw. 34 (Abb. 5, 6) bewirkenden
Teilen in Verbindung, so daß bei der nunmehr erfolgenden Verschiebung der Schiene
147 in Pfeilrichtung c die Schaltglieder in der erforderlichen Weise mitgenommen
werden. DieAnker 145 und 139 werden durch Schleppfedern o. dgl. in der eingenommenen
Lage gehalten, während die Stifte 133, 134 durch Federn emporgehoben werden.
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Abb. 9 zeigt .die Anwendung des beschriebenen Prinzips auf ein Umdrehungszählwerk.
Die Ziffernrollen 64 wirken mit der Zehnerschaltnase 66 auf Hebel 81 ein, die ihrerseits
mittels einer Stange 8o mit Hebeln 73 in Verbindung stehen. Die Hebel 73 besitzen
eine Aussparung 84, .die ;bei der Ausschwenkung des Zehnerschalthebels 8i einen
Zapfen 79 übergreift, der an einem zur nächsthöheren Stelle gehörigen Winkelhebel
72 befestigt ist. Die Winkelhebel 72 sind bei 71 am Gestell drehbar gelagert und
besitzen an ihrem den Zapfen 79 tragenden Ende einen Ansatz 74, der einerseits in
eine Aussparung 75 einer Schiene 77 greift und andererseits im Bewegungsbereich
von Ansätzen 76 einer weiteren Schiene 78 sich befindet. An dem anderenEnde des
Winkelhebels 72 ist ein Einzahn 69 angelenkt, der seine Führung durch eine Stiftschlitzverhindung
68, 70 erhält, wobei die Stifte 68 auf einer dritten Schiene 67 angebracht
sind.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Angenommen wird, daß die Eintragung
in der untersten Stelle, d. h. der am weitesten links dargestellten, erfolgt. Die
Teile besitzen dabei die gezeichnete Lage. Zu erwähnen ist noch, daß in der Stelle,
in der die Eintragung erfolgen soll, die beiden Ansätze 74 und 76 auf eine beliebige
nicht dargestellte Art miteinander verbunden werden. Je nach der Drehrichtung der
nicht dargestellten Antriebsglieder wird die Schiene 67 aus ihrer gezeichneten Mittellage
etwas nach links oder rechts verschoben, so daß die Teile 69 links oder rechts von
dem untersten Zahn ihres zugehörigen Ziffernrades 64 zu stehen kommen. Erfolgt jetzt
vom Antrieb eine:gleichzeitgeVerschiebung der Schienen 77, 78, die den Schienen
14, 15 der Abb. 2 entsprechen, in Pfeilrichtung b, so werden sämtliche Winkelhebel
72 entgegen der Uhrzeigerrichtung verschwenkt und heben die Teile 69 an. Nunmehr
wird die Schiene 67 in ihre andere Endlage, also nach rechts bzw. nach links verschoben,
wodurch in allen Stellen eine Einheit zu- bzw. abgeschaltet wird. Darauf geht die
Schiene 78 in Pfeilrichtung a in ihre Ruhelage zurück, ,vobei sie nur den Winkelhebel
72 mitnimmt, dessenAnsatz 74 mit @demAnsatz 76 verbunden ist, wodurch der zugehörige
Einzahn 69 aus der Bahn der Zahnräder 64 gezogen wird. Geht nunmehr die Schiene
67 in ihre erste Endlage zurück, so wird in allen Stellen die zu- bzw. abeschaltete
Einheit wieder ab- bzw. zu,-Z>
geschaltet, mit Ausnahme der Stelle,
an der der Einzahn 69 zurückgezogen war. Geht bei der Zu- bAv. Abschaltung der Einheit
ein Ziffernrad von 9 auf o oder umgekehrt, so wird durch die Nase 66 der Hebel 81
niedergedrückt, wodurch d er nächsthöhere Winkeiheb e1 72 durch den Haken 72 -erfaßt
wird und dadurch in derselben Weise wie die Glieder 15 der Abb. 2 bis 4 eine Kette
bildet, die die Rückschaltung der Einheit in den lerforderlichen Stellen eerhindert.
Zum Schluß nimmt die Schiene 77 .bei ihrer Linksbewegung alle Winkelhebel
72 mit und zieht dadurch die Teile 69 nach unten. Die Schiene 67 bewegt sich
in die dargestellte Mittellage, wodurch alle Teile in ihre ursprüngliche Stellung
gelangt sind.