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Zehnerschaltvorrichtung für Resultat- und Umdrehungszählwerke in Rechenmaschinen
u. dgl. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zehnerschaltvorrichtung
für Resultat- und Umdrehungszählwerke in solchen Rechenmaschinen u. dgl., wo ein
zusätzlicher Zehnerschaltzahn mit Hilfe von axial verschiebbaren Zehnerschaltelementen
eingeschaltet wird.
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Zehnerschaltvorrichtungen dieser Art für Resultat- und Umdrehungszählwerke
sind bereits bekannt und kommen in verschiedenen Ausführungen vor. Es sind somit
zuverlässige, aber sehr verwickelte Konstruktionen erschienen, deren einziger Nachteil
gewesen ist, daß ihre Herstellungskosten zu hoch sind. Man hat daher oft Rechenmaschinen
hergestellt, die keine Zehnerschaltvorrichtungen im Umdrehungszählwerk hatten, weshalb
der Rechner also gezwungen war, selbst auf die Anzahl der Umdrehungen des Einstellwerkes
zu achten, sobald Zehnerschaltungen vorkommen konnten.
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Einfachere Lösungen des Problems sind auch vorgeschlagen worden, die
auch in der Praxis verwendet wurden. Es hat sich aber herausgestellt, daB diese
einfacheren Konstruktionen weniger zuverlässig arbeiten, was damit zusammenhängt,
daB man aus Kostengrühden nicht die feinen Maßtoleranzen hat einhalten können, die
notwendig gewesen sind, um ein absolut zuverlässiges Arbeiten der Vorrichtung sicherzustellen.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Entwicklung einer
solchen einfachen, bekannten
Konstruktion und kennzeichnet sich
dadurch, daß sie billig herzustellen ist und keine besonders kleinen Maßtoleranzen
bei der Ausführung erfordert, um mit großer Sicherheit zu arbeiten. Die Erfindung
bedeutet also, daß das Problem auf eine Weise gelöst worden ist, die flür die Herstellung
gewisse Vorteile bietet, ohne daß die Funktionssicherheit deswegen gefährdet wird.
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Die Zehnerschaltvorrichtung gemäß der Erfindung kennzeichnet sich
in der Hauptsache dadurch, daß ein Haken mit zwei Armen oder Vorsprüngen versehen
ist, die derart im Verhältnis zueinander angeordnet sind, daß die Arme mit zwei
nach entgegengesetzten Seiten hin gerichteten kegeligen Flächen des Zehnerschaltelementes
zusammenwirken, wobei die Arme oder Vorsprünge bei der Bewegung des Hakens von einer
bestimmten Lage zu einer anderen zwischen- den kegeligen Flächen eine zwangsläufige
Verschiebung des Zehnerschaltelementes nach zwei verschiedenen Lagen bewirken.
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In dem Folgenden soll eine besonders geeignete Ausführungsform der
Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieben werden.
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Fig. i zeigt eine perspektivische Ansicht von einer Zehnerschaltvorrichtung
gemäß der Erfindung schräg von hinten gesehen, wobei gewisse Teile weggelassen sind,
um größere Deutlichkeit zu erzielen; Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht der Konstruktionsteile
bei einer Wertstelle in einem Resultat- oder Umdrehungszählwerk mit einer Zehnerschaltvorrichtung
nach der Erfindung; Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der gebrochenen Linie 111-11I
in Fig. 2; Fig. 4 zeigt dieselbe Ansicht wie Fig. 2 mit den Teilen in einer anderen
Lage; Fig. 5 zeigt 'eine Ansicht von den in Fig. 4 gezeigten Elementen von hinten
gesehen und ist somit eine Ansicht von rechts in Fig. 4; schließlich zeigt Fig.
6 eine Einzelheit eines Zehnerschaltelementes in Stirnansicht.
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Ein sogenannter Quotienten- oder Umdrehungszählzahn i, der das Umdrehungszählwerk
um eine Ziffer für jede Umdrehung des eigentlichen Einstellwerkes (Rotors, Aktuators)
vorwärts dreht, ist auf einer Welle 2 angeordnet, die in dem ortsfesten Gestell
der Rechenmaschine gelagert ist (in den Zeichnungen nicht gezeigt), und dieser Umdrehungszählzahn
i ist Über ein an sich bekanntes Zahnradgetriebe (in der Zeichnung nicht gezeigt)
mit dem umdrehenden Einstellwerk der Rechenmaschine gekuppelt.
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Die Bewegungen des Quotienten- oder Umdrehungszählzahns i werden über
Zahnräder 3, 4, , 5 und 6 auf - eine Zahnwalze 7 übertragen. Diese Zahnräder sind
genau wie der Umdrehungszählzahn i auf Wellen gelagert, die in dem Gestell der Rechenmaschine
urverschiebbar gelagert sind. Die Zahnwalze 7 ist in einem Zehnerschaltgestell 8
drehbar gelagert, das seinerseits einen integrierenden Teil des beweglichen Schlittens
9 der Rechenmaschine bildet. Das Zahnrad 6 ist also im Verhältnis zu dem Gestell
der Maschine axial fixiert und gleitet beim Verschieben des Schlittens q an der
Zahnwalze 7 entlang, mit welcher es dauernd im Eingriff steht, und die Drehbewegungen
des Zahnrades 6 werden somit in allen Arbeitslagen des Schlittens auf die -Zahnwalze
übertragen. Diese wird infolgedessen ihrerseits immer den Drehbewegungen des Umdrehungszählzahnes
i folgen.
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In dem Zehnerschaltgestell 8 ist eine Elementenwelle io gelagert,
und diese Elementenwelle trägt ein mit der Welle fest verbundenes Zahnrad i i. Dieses
Zahnrad ist stets im Eingriff mit der Zahnwalze 7, und das Übersetzungsverhältnis
zwischen ihnen ist derart gewählt, daß der Umdrehungszählzahn i und die Welle io
sich mit derselben Winkelgeschwindigkeit (derselben Umdrehungszahl) drehen. Die
Pfeile in Fig. i zeigen die Drehrichtungen der Zahnräder und der Übrigen umdrehenden
Einheiten beim Rechnen in der positiven Richtung (+-Richtung).
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bie Welle io ist mit einer Längskeilnut versehen, in welcher ein Längskeil
12 angeordnet-ist, der mit einer Anzahl aus dieser Welle hinausragender Zähne oder
Vorsprünge 12a, und zwar mit einem Zahn in jeder `'Wertstelle des Zählwerkes, versehen
ist. Auf der Welle io ist ferner in jeder Wertstelle ein Element 13 angeordnet,
das eine kurze Strecke an der Welle entlang axial verschiebbar ist, aber daran gehindert
ist, sich im Verhältnis zu dieser zu drehen, indem einer der Zähne 12a des Keiles
12 in eine Nut des Elementes eingreift. Jedes Element ist ferner mit zwei Zähnen
13a, i36 versehen, von welchen der eine, 13a, beim positiven Rechnen (+-Richtung)
und der andere, i36, beim negativen Rechnen (--Richtung) arbeiten soll.
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Der Winkel 2a zwischen den Zähnen 13a, i36 (s. Fig. 6) ist für jede
'höhere Wertstelle größer, so daß die Zähne 13a in an sich bekannter Weise eine
spiralähnliche Kurve (Schraubenkurve) bilden, genau wie die Zähne 13' auch
eine solche Kurve bilden.
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Die Elemente 13 werden in der axialen Richtung durch Zehnerschalthaken
14 geführt, welche auf einer Zwischenradwelle 1.5 schwenkbar gelagert sind. Diese
Haken 14 werden in der axialen Richtung durch Nuten in den Teilen 8a, 86 des Gestells
8 geführt (Fig. i und 2).
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Diese Schalthaken i,4 können in zwei verschiedene Lagen bewegt werden,
und zwar eine Ruhelage, die aus Fig. 2 hervorgeht, und eine Arbeitslage, die aus
Fig.4 hervorgeht. In jeder von diesen Lagen wird der Haken durch ein Kugelgesperre
16 od. dgl. gesperrt.
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Jeder Schalthaken 14 ist mit zwei Führungsarmen oder Vorsprüngen 14a
und i46 versehen, und der Arm i46 ist sozusagen in der axialen Richtung im Verhältnis
zu dem Arm i4a verschoben. Diese Arme sind mit Führungsflächen versehen, die mit
kegeligen Flächen 13c bzw. i3 d des entsprechenden Elementes 13 derart zusammen-,
wirken, daß die zwei verschiedenen Lagen des
Hakens i4 z\\ei verschiedene,
entsprechende (axiale) 1_ageil des Elementes 13 auf der Welle to bestimmen, Wenn
der Haken 14 seine Ruhelage einnimmt (Fig. 2), wird (las 1?lentent 13 in der strichpunktierten
Lage in Fig. 5 festgehalten, und wenn der Haken 14 seine Arbeitslage einnimmt (Fig.
4), wird dieses Element sich in der Lage befinden, die mit vollen Linien in Fig.
5 gezeigt ist.
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Weiiii der Motor der Rechenmaschine in seiner Ruhelage (Nullage, Vollumdrehungsläge)
ist, nimmt der Umdrehungszählzahn 1 die in Fig. 1 gezeigte Lage ein und der Keil
12 befindet sich gleichzeitig in Gier in Fig. 2 gezeigten Lage. Die Zähne 12a des
Keiles 12 sind in der axialen Richtung derart angeordnet, daß sie mit der Führungsfläche
des Armes 14b zusammenwirken. Der Arin 14a liegt dagegen gerade gegenüber einer
Aussparung des Keiles 12.
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Auf der Welle 15 sind ferner zwischen den Schalthaken 14 Zwischenräder
17 gelagert, und diese wirken mit dem Umdrehungszählzahn 1 und den Zähnen 13a, 13b
der Elemente 13 zusammen. Jedes Zwischenrad ist stets im Zahneingriff mit einem
Ziffernrad 18, (las in üblicher Weise an seinem Umfang mit eingestempelten Ziffern
versehen ist (Fig. 6). Das Ziffernrad 18 ist mit zehn Zähnen versehen und tr,-igt
außerdem einen Zehnerschaltzahn 18a, der mit einem Zahn 14c des Zehnerschalthakens
14 zusammenwirkt. Die Ziffernräder sind auf einer gemeinsamen Welle 19 gelagert.
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Die beschriebene Vorrichtung wirkt wie folgt: Wenn die Hatil>twelle
der Maschine in der positiven Richtung gedreht wird, wird der Umdrehungszählzahn
1 sich in der Richtung des Pfeiles in Fig. 1 drehen, und wenn er etwa eine halbe
Umdrehung zurückgelegt hat, beginnt der Umdrehungszählzahn (las Rad 17 und (las
damit verbundene Ziffernrad uni einen Schritt in der positiven Richtung zu dre'heli.
Der Zahn 13b, der für Rechnen in der negativen Richtung bestimmt ist, bewegt sich
dann imbehindert ain Zwischenrad 17 vorbei, weil der Haken 14 sich jetzt in seiner
Ruhelage befindet und dabei (las 1?lement 13 in der mit strichpunktierten Linien
in Fig. 5 gezeigten Lage festhält. Wenn jetzt (las Ziffernrad die Ziffer 9 zeigt
(Fig. 2), wird Gier Zahn 18a bei 14c den Haken 14 betätigen (Fig. 4), so daß dieser
Haken hinausgeschoben wird, also in Uhrzeigerrichtung geschwenkt wird; es wird in
Fig. 4 angenommen, daß das Rad 18 sich dann um einen halben Schritt, aus der in
Fig. 2 gezeigten Lage, gedreht hat. Das Element 13 wird jetzt axial durch den Haken
14 in die mit vollen Linien in Fig. 5 gezeigte Lage geschoben. Der Zahn 13a liegt
dann in derselben Ebene wie das Rad 17 der nächsthöheren Wertstelle, und wenn die
Welle to weitergedreht wird, wird dieser Zahn das Rad 17 und das damit gekuppelte
Ziffernrad 18 um einen Schritt für die Zehnerschaltung vorwärts drehen. Während
des letzten Teiles der Umdrehung, d. h. wenn diese vollendet wird, wird der Keil
12 den Haken 14 in die Ruhelage zurückschieben, wonach die Vorrichtung wieder in
die Anfangslage zurückgeht.
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Beim Rechnen in der negativen Richtung ist die Wirkungs-,veise analog.
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Die Erfindung ist natürlich nicht auf die gezeigte Ausführungsform
beschränkt; die Ausformung der verschiedenen Einzelheiten kann in vielen verschiedenen
"'eisen innerhalb des Rahmens des nachfolgenden Patentanspruchs abgeändert werden.