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Schalträdtrieb für Zählwerke- von Rechenmaschinen _ü. dgl. Die Erfindung
bezieht sich auf Rechenmaschinen und im besonderen auf die bei solchen Maschinen
verwendeten Schaitradtriebe, mit denen die beispielsweise von Hand mittels Tastenoder
Einstellmitteln eingestellten Rechengrößen auf- die Zählwerksräder übertragen- werden.
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Außer Sprossenrad-,Schaltklinken-u. dgl. Rechenmaschinen sind auch
Maschinen bekanntgeworden, bei denen als Zäfilwerksantrieb ein je Dekade angeordnetes
Zahnradsegment dient und eine Einrichtung vorgesehen ist, die dafür sorgt; daß bei
jeder vollen Umdrehung des Zahnradsegmentes eine Verstellung der Zählwerksräder
jeweils nur um den der Voreinstellung des Zahnradsegmentes entsprechenden- Be-'trag
-erfolgt.- Bei den bekannten Maschinen dieser Bauart stehen die die Zahnradsegmente
tragenden Zahnräder normalerweise in Triebverbindung mit dem Antrieb, und sie müssen
zwecks Voreinstellung der Segmente auf einen bestimmten -Rechenwert bei jedem Einstellvorgang
von- diesem- ab und an- die Einstellmittel, Hebel, Tasten-od: dgl., angekuppelt
werden. Außerdem bedarf es vor jeder Neueinstellung der Rückstellung der Zahnradsegmente
in ihre Nullstellung, Es sind demnach für jeden Einstellvorgang mehrere Schaltmaßnahmen
vorzunehmen, falls nicht eine Einrichtung vorgesehen wird, um die erwähnten Umschaltungen,
Rückstellungen und Kuppelbewegungen so zu kombinieren, daß sie sich lediglich durch
eine einzige Betätigung der Einstellmittel in der richtigen . Reihenfolge selbsttätig
aneinanderreihen.
Dies würde einen komplizierten Mechanismus für die Einstellvorrichtung erforderlich
machen.
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Wird im Gegensatz dazu die Anordnung so getroffen, daß die Zahnradsegmente
bei Maschinenstillstand an die Einstellmittel angekuppelt sind, so läßt sich eine
wesentliche Vereinfachung der Einstellvorrichtung insofern erzielen, als sich einerseits
diejedesmaligeZurückführung derZahnradsegmente in die Nullstellung erübrigt und
andererseits auch die Einstellmittel, ähnlich wie dies bei manchen Sprossenradmaschinen
der Fall ist, in der Stellung verbleiben können, in der sie sich gerade befinden
und aus der heraus jeweils ihre Einstellung auf einen anderen Wert ohne weiteres
vorgenommen werden kann. Um diesen Vorteil zu erzielen, wird bei Schaltradtrieben
mit voreinstellbaren Zahnradsegmenten erfindungsgemäß eine bei Ingangsetzung der
Maschine selbsttätig wirksam werdende Einrichtung zur Aufhebung der Triebverbindung
zwischen den Einstellorganen einerseits und den Segmenträdern andererseits benutzt
und gleichzeitig eine erst nach einem gewissen Drehwinkel der Antriebsorgane (Kurbel,
Motor) wirksam werdende Kupplungseinrichtung zur Ankupplung der Segmenträder an
den Kraftantrieb sowie zur Abkupplung der Segmenträder vom Kraftantrieb nach Verstellung
der Zählwerksräder um den jeweils in den Segmenträdern voreingestellten Betrag vorgesehen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Einstellvorrichtung wird
diese so ausgebildet, daß das Zahnradsegment mit einem Triebrad zusammenarbeitet,
das bei Voreinstellung des Segmentes um den gewünschten Betrag in entgegengesetztem
Drehsinne verstellt wird und während des eigentlichen Rechenvorganges um einen der
Zähnezahl des Segmentes entsprechendenBetrag inzweiTeildrehungen verdreht wird,
von denen nur eine sich auf das Zählwerk auswirkt. Die Einrichtung, die dafür sorgt,
daß bei einer vollen Umdrehung des Zahnradsegmentes eine Verstellung der Zählwerksräder
jeweils nur um den der Voreinstellung des Zahnradsegmentes entsprechenden Betrag
erfolgt, wird immer dann in eine unwirksame Lage gebracht, wenn das Zahnradsegment
frei ist, d. h. mit den Antriebsrädern des Zählwerks nicht im Eingriff steht. Dies
hat den Vorteil, daß die Abkupplung der Zählglieder vom Zahnradsegment stets bei
Stillstand des Zählwerks und des dieses antreibenden Triebrades erfolgt.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind an Hand der Zeichnung in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
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Die Fig. i zeigt einen Schnitt durch die Rechest maschine an der Stelle,
an der einer der Schaltradtriebe liegt, deren Anzahl sich nach der jeweiligen Kapazität
der Maschine richtet. Alle beweglichen Teile sind hier in der Ruhelage dargestellt.
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Zn Fig. 2 sind dieselben Teile in Arbeitslage veranschaulicht, d.
h. in der Stellung, in der die ini Zahnradsegment eingestellten Beträge auf das
Zählwerk der Rechenmaschine übertragen werden.
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In Fig. 3 ist eine schematisch gehaltene Draufsicli t des Schaltradtriebes
dargestellt. Die Fig. q. zeigt eine Einzelheit der Kupplungseinrichtung zwischen
der Antriebswelle und den Schalträdern der Maschine.
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Im nachstehenden wird der in F ig. i gezeigte Schaltradtrieb beschrieben,
wobei erwähnt sei, daß ein Teil der gezeigten Konstruktionsteile jedem Schaltradtrieb
individuell, andere Teile dagegen aber sämtlichen Schaltradtrieben gemeinsam zugeordnet
sind.
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Im Ausführungsbeispiel ist gemäß Fig. x auf der Welle i, die durch
eine Handkurbel oder motorisch angetrieben wird, je Schaltradtrieb eine zum Teil
verzahnte und mit einem Handgriff 2 versehene Einstellscheibe 3 lose drehbar angeordnet.
Die Zähne dieser Scheibe kämmen mit einem Zwischenrad 6, das lose auf einer um die
Hauptwelle i schwenkbaren Achse 7 angeordnet ist. Die Achse 7 ist auf zwei lose
auf der Achse x angeordneten Hebeln 8 gelagert, Das Rad 6 kämmt mit einem auf der
Welle 9 lose drehbar gelagerten und voll verzahnten Zahnrad io, das seinerseits
als Träger für ein neun Zähne aufweisendes Zahnsegment 12 dient und zweckmäßig mit
diesem aus einem Stück besteht, wie dies aus Fig.3 ersichtlich ist. Auf zwei Winkelhebeln
26, wovon nur einer gestrichelt dargestellt ist, ist eine Welle 24 angeordnet, die
sich über die ganze Breite der Schaltradtriebe erstreckt und eine Mehrzahl lose
drehbarer Kupplungsräder 25 trägt, die lediglich mit den Segmenten 12, nicht aber
mit den Rädern io kämmen. Ein Stift oder eine Rolle 28 auf dem nach oben gerichteten
Teil des Winkelhebels 26 gleitet auf einer Kurvenscheibe 27, die fest mit der Welle
i verbunden ist. Im Verlauf einer Umdrehung dieser Welle wird dabei der Winkelhebel
26 einmal hin und her geschwenkt. Dieses Verschwenken des Winkelhebels 26 dient
zum zeitweisen Ankuppeln der auf dem Schlitten 32 der Rechenmaschine angeordneten
Zählwerksräder an das Zahnradsegment 12.
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Eine ähnliche Kupplungseinrichtung besteht aus einem 3armigen Hebel
16, in dessen einem Arm 1611 eine Welle 15 gelagert ist, auf der eine der Anzahl
der Schalträder entsprechende Anzahl von Kupplungsrädern 14 befestigt ist. Der Hebelarm
16b trägt einen Stift 18, der seinerseits auf einer mit einer Vertiefung 17a versehenen
Scheibe 17 gleitet, wenn diese Scheibe beim Drehen der Hauptwelle i sich dreht.
Wenn nach einer Umdrehung der Welle i der Stift 18 in die Aussparung 1711 einfällt,
wird der 3armige Hebel 16 so weit verschwenkt, daß die Räder 14 außer Eingriff mit
den Schalträdern io kommen. Der 3armige Hebel 16 ist um eine in der Maschine fest
gelagerte Achse q. drehbar, auf der außerdem je Einstellscheibe Fixierhebel s angeordnet
sind, die sich federnd in die Verzahnung der Einstellscheiben 3 einlegen. Mittels
des Armes 16c des 3armigen Hebels 16 wird dabei ein mit zwei Stiften 2o und 21 versehener
Hebel i9 in der Weise gesteuert, daß eine sich über die ganze Breite des Systems
erstreckende Klappe 22 die Fixierhebel 5 und damit die Einstellscheiben 3 festlegt
bzw. sperrt, wenn die Kupplungsräder 14 mit den Schalträdern io im Eingriff stehen.
Infolge der Abschrägung 22b am Arm 22a der Klappe 22 wird dabei die um die
Achse
i verschwenkbare Welle 7 unter der Wirkung einer nicht dargestellten Feder nach
rechts verschwenkt, so daß die Verbindung zwischen den Einstellscheiben 3 und den
Schalträdern io durch Außereingriffkommen der Räder 6 mit den Schalträdern unterbrochen
wird. Dadurch wird erreicht, daß immer nur entweder die Kupplungsräder 14. oder
die Kupplungsräder 6 mit den Schalträdern io kämmen.
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Auf einer Welle 31 im -Schlitten 32 der Maschine sind Zahnräder 29
und 30 lose drehbar gelaigert (vgl. auch Fig. 3). Die Räder 2,9 kämmen nur mit Zwischenrädern
33, die ihrerseits die die Ziffernrollen 34 des Resultatwerkes bewegenden Zahnräder
35 antreiben. Die Räder 3o dagegen stehen unmittelbar mit Rädern 36 der Ziffernrollen
34 im Eingriff. Je nach der Stellung des Schlittens kommen beim Abwärtskippen des
Hebels 26 die Kupplungsräder 25- entweder mit den Rädern 29 oder mit den Rädern
30 in Eingriff, so daß zufolge der beschriebenen Anordnung die Ziffernrollen
des Resultatwerkes entweder im positiven oder negativen Sinne angetrieben werden,
je nachdem, ob dabei der Antrieb von dem Rad 29 oder dem Rad 3o ausgeht (vgl. hierzu
auch Fig. 3). Die Räder 33 sind je mit einem an sich bekannten Zehnerschaltnocken
37 versehen. Läuft der Zehnerschaltnocken 37 auf eine Nase am federnd gelagerten
Hebel 38 auf, so wird dieser nach abwärts gedrückt. Er wirkt dabei auf einen 3armigen
Hebel 39, der die Zehnerschaltung vorbereitet. Mit einer Nase 3911 kann dieser sich
in verschwenkter Stellung hinter eine federnde Klinke 53 haken, so daß der Vorbereitungshebel
39, falls der Nocken 37 zur Wirkung gekommen war, in seiner verschwenkten Lage festgehalten
wird. Zwecks Hervorrufung der Zehnerschaltung wird die Welle .4o verdreht. Dabei
wird ein unter Wirkung der Feder 42 stehender Schaltzahn 4.3, der drehbar um den
Zapfen 44 auf einer Scheibe 41 gelagert ist, nach einer gewissen Verdrehung mit
dem Stift 45 vorübergehend auf die Abrundung 39c des Zehnerschaltungsvorbereitungshebels
39 auflaufen. Der Arm 39b ist gekröpft, derart, daß er in den Bereich des Schaltzahnes
43 der nächsthöheren Dekade übergreift, so daß die Ziffernrolle dieser Dekade durch
den angehobenen Schaltzahn 4.3 um eine Einheit verstellt wird, wenn vorher in der
benachbarten Dekade der Vorbereitungshebel 39 verschwenkt worden war. Die Auslösung
des Vorbereitungshebels, d. h. seine Rückstellung, tritt dann ein, wenn kurz vor
Beendigung einer Umdrehung der Welle q.o der Nocken q.111 die Klinke 53 verdrängt,
wodurch der zweckmäßig unter Federwirkung stehende Vorbereitungshebel 39 seine Anfangslage
wieder einnehmen kann. Die Rückstellung der Resultaträder in die Nullage wird in
bekannter Art durch Drehen einer besonderen -Löschwelle 54 bewirkt, was entweder
von Hand oder selbsttätig am Ende oder vor Beginn der neuen Rechnung durchgeführt
werden kann. Diese Einrichtung zur Löschung des Zähl-, werkes sowie zur Hervorrufung
derZehnerschaltung kann natürlich auch in beliebig anderer Art ausgebildet sein.
In Fig. 2 ist schematisch die Lage der verschiedenen Teile der Maschine kurz nach
Beginn der Drehung der Hauptwelle z dargestellt. Wie ersichtlich, sind dabei die
Zapfen 18 und 28 auf die erhöhten Teile der ihnen zugeordneten Kurvenscheiben
17, 27 aufgelaufen, wodurch einerseits mittels des Hebels 26, wie angedeutet, die
Kupplungsräder 25 mit den Rädern 29 oder 3o gekuppelt wurden und andererseits die
Räder 14 mit den Schalträdern io in Eingriff gekommen sind, während die Kupplungsräder
6, die zur Herstellung der Verbindung zwischen den Einstellscheiben 3 und den Schalträdern
io dienen, dadurch außer Eingriff mit den letzteren gekommen sind, daß beim Verschwenken
der Klappe 22 die Abschrägung 22b es zuließ, daß unter der Wirkung einer nicht gezeigten
Feder die Welle 7 sich nach rechts in Fig. 2 bewegen konnte.
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In Fig. 3 ist schematisch angedeutet, wie der Antrieb der Schalträder
io bewirkt wird. Die Lage der verschiedenen Antriebswellen entspricht dabei nicht
der Lage, die diese Wellen in Wirklichkeit einnehmen, diese sind vielmehr auseinandergezogen
dargestellt. Zwecks Antrieb der Resultaträder wird in der oben beschriebenen Weise
zunächst die Welle 15 in der Pfeilrichtung so weit verschoben, daß die Räder 14
mit den Schalträdern io kämmen. Gleichzeitig werden die Räder 25 mit den Rädern
29 bzw. 3o des Schlittens der Maschine in Eingriff gebracht. Wird in diesem Zustand
die Handkurbel gedreht, so können je nach der Voreinstellung der Zahnradsegmente
12 die dieser Voreinstellung entsprechenden Werte in das Zählwerk der Maschine übertragen
werden, und zwar im positiven Sinne. Das von der Kurbel 55 angetriebene Hauptantriebsrad
5o ist, wie in Fig. q. bei 5o11 gezeigt, nicht auf dem ganzen Uzn,-fange verzahnt.
Bei Beginn der Kurbeldrehung wird daher der Antrieb der Zahnradsegmente 12 über
die Räder 51, 52, 1q., io nicht sofort einsetzen, sondern erst nach einer gewissen
Umdrehung der Hauptwelle i. Hierdurch wird genügend Zeit gewonnen, um vorher vorbereitend
die Kupplungshebel 26 und 16 entsprechend zu verstellen und die erforderlichen Sperrungen,
wie oben beschrieben, durchzuführen: Da die Kupplungsräder 14 sowie das Zahnrad
52 gleichzeitig angetrieben werden, könnte an deren Stelle auch eine mit Zähnen
versehene durchlaufende Schaltwalze benutzt werden.
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Im nachfolgenden soll kurz die Wirkungsweise beschrieben werden, wenn
beispielsweise der Wert 5 in die Ziffernrolle 3q. des Zählwerkes übertragen werden
soll. Zunächst wird mittels des Handgriffes 2 der Wert 5 eingestellt. Da im Ruhezustand
die Einstellscheibe 3 über das Zahnrad 6 mit dem Schaltrad io kämmt, wird dabei
das Zahnsegment 12 um fünf Zähne entgegen dem Uhrzeigersinn und das Kupplungsrad
25 im Uhrzeigersinn verdreht, ohne daß dies irgendwelchen Einfluß auf das Zählwerk
hat, da eine Kupplung des Rades 25 mit dem Zwischenrad 29 noch nicht besteht. Wird
nun die Welle i durch die Handkurbel oder einen Motor gedreht, so werden zunächst.
lediglich die mehrarmigen Hebel 16 und 26 verschwenkt. Der Hebel 26 bringt das Rad
25 mit den Rädern #29 oder 3o des Zählwerkes in Eingriff,
und der
Hebel 16 bewirkt die beschriebene Verschwenkung der Welle 15 und damit das Ineingriffkommen
der Kupplungsräder 14 mit dem Schaltrad ro: Da außerdem die Klappe 22 mittels des
Stiftes :2i verschwenkt - wird, kommt unter gleichzeitiger Sperrung der Einstellscheiben,
das auf der Welle 7 lose drehbar angeordnete Rad 6 außer -Eingriff mit dem Schaltrad
io, so daß die Verbindung zwischen der Einstellscheibe 3 und dem Schaltrad io unterbrochen
wird. Erst nachdem diese Vorgänge stattgefunden haben, kommt die Verzahnung des
Hauptuntriebsrades 5o mit dem Rad 51 in Eingriff und treibt dadurch über die Welle
15 und das Kupplungs-Tad 14 sowie das Schaltrad io das Zahnsegment 12 im Uhrzeigersinn
an, wodurch der Wert -5 in die Ziffernrolle 34 hineingedreht wird. Die weitere Verdrehung
des Schaltrades io hat keinen Einfluß mehr auf das Resultatwerk, da das Zahnsegment
12 nunmehr frei dreht, ohne das Zahnrad 25 weiter beeinflussen zu können.
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Nach einer gewissen Verdrehung des Zahnradsegmentes 12 gleitet der
Stift 28 auf den der- Welle i näher gelegenen Teil der Kurvenscheibe 27, wodurch
eine Abkupplung des Rades 25 vom Rad 29 hervorgerufen wird. Es wird hierdurch erreicht,
daß das Zahnradsegment 12 auch dann, wenn -es kurz nach -Vollendung einer Umdrehung
wieder in Eingriff mit dem Kupplungsrad 25 kommt, keinen Einfluß auf das Zählwerk
ausüben kann und lediglich das Rad 25 leer dreht. Wenn das Schaltrad io eine volle
Umdrehung gemacht hat, steht natürlich das Zahnradsegment 12 wieder in der gleichen
Stellung, die es bei Beginn der Drehung eingenommen hatte, d. h. =auf. dem Wert
5. Durch fortlaufendes Drehen der Hauptantriebswelle kann sonach der Wert 5 beliebig
oft in das Zählwerk eingebracht werden, ohne daß es zwischendurch erforderlich ist
.die Einstellscheibe 3 zu verstellen. Beim übergang der Ziffernrolle 34 von Wert
9 auf den Wert o wird dabei in der beschriebenen Weise jeweils die Zehnerschaltung
-bewirkt.
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Soll die Maschine als Multiplikationsmaschine ausgebildet werden,
so ist es lediglich erforderlich, z.. B. ein Umdrehungszählwerk vorzusehen, in das
der Multiplikator eingebracht wird, der seinerseits bestimmt, wie oft die mittels
der Einstellscheiben 3 im Zahnradsegment 12 eingestellten Werte in das Resultatwerk
hineingedreht werden sollen, wobei mittels eines sogenanntenEinzahnesundeinergeeigneten
Schliittenverschiebungseinrichtung bewirkt .wird, daß jeweils nach Abarbeitung einer
Stelle des Multiplikators eine Verschiebung des Schlittens um :eine Zahlenstelle
hervorgerufen wird. -Solche Einrichtungen sind bekannt und daher nicht näher dargestellt
oder beschrieben.
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Die beschriebene Anordnung ist in einem Gehäuse 1s untergebracht,
das mit Schlitzen versehen ist, durch die die Einstellhebel :z hindurchragen. In
bekannter Weise sind neben diesen Schlitzen die Werte i bis 9 aufgetragen, nach
denen die Einstellung der Rechengrößen mittels der Hebel 2 vorgenommen wird. Zur
Klarstellung sei noch erwähnt, dgaß' die mehrarmigen Hebel i6 und 26 unter der Wirkung
einer nicht gezeigten Feder stehen, die dafür sorgt, daß die Stifte-oder Gleitrollen
18 und 28 stets an den ihnen zugeordneten Kurvenscheiben 17 bzw. 27 anliegen.
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Dadurch, daß wesentliche Teile des beschriebenen Schaltradtriebes,
wie z. B. die Teile 4, 7, 8, 15, 16, 17, 18, 19, 22, 24:26, 27, 28, nicht wie bei
bekannten Anordnungen jedem Schaltradtrieb einzeln, sondern diesen gemeinsam zugeordnet
sind, wird die Anordnung wesentlich einfacher und billiger in der Herstellung. Daneben
ist es bei der beschriebenen Maschine im Gegensatz beispielsweise zu Sprossenradmaschinen
möglich, die Einstellgriffe :2 beliebig lang zu machen, da diese nicht wie bei den
erwähnten Maschinen beim Rechnen mit umlaufen. Dies bringt eine wesentliche Erleichterung
in der Bedienung dieser Einstellgriffe mit sich. Ein weiterer Vorteil der Anordnung
gemäß der Erfindung besteht darin, daß sich ohne großen Aufwand an Hilfsmitteln
die Rückübertragung von Werten aus dem Zählwerk 34 in die Zahnradsegmente 12 durchführen
läßt, falls gewünscht wird, die Maschine so auszugestalten, daß beispielsweise mit
errechneten Produkten weiter multipliziert werden kann. Um eine solche Rückübertragung
vorzunehmen, ist es lediglich erforderlich, die Räder 25 mit den Rädern 29 bzw.
3o zu kuppeln, so daß, wenn beispielsweise die Nullstellung des Resultatwerkes mittels
der Welle 54 durchgeführt wird, die in den Ziffernrollen 34 enthaltenen Werte wieder
auf die Zahnradsegmente 12 gelangen. Dabei muß natürlich die Welle 7 ausgerückt
sein; wodurch die Ankupplung de; Schalträder io an die Einstellscheiben 3 unterbrochen
wird. Bei Anwendung des beschriebenen Schaltradtriebes bei selbsttätig multiplizierenden
Maschinen bestehen keine Schwierigkeiten bezüglich der Schlittenverschiebung, da.
diese immer dann vorgenommen werden kann, wenn der Hebel 26 und damit die Zahnräder
25 außerhalb des Bereiches der Zahnräder des Schlittens sich befinden, und weil
außerdem die für die Zehnerschaltung vorgesehenen Mittel beim Verschieben des Schlittens
in keiner Weise hindern.