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Zehnerschaltvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Zehnerschaltvorrichtung
sowie den zu ihr- gehörigen Betätigungsmechanismus für eine Kleinstformatrechenmaschine,
insbesondere eine solche mit einem trommelförmigen Maschinenkörper, in dem im Kreise
um ein trommelförmiges Antriebsorgan (Staffelwalze) die Schaltglieder und die die
Schaltbewegungen auf die Ziffernrollen übertragenden Glieder angeordnet sind.
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. Um die Fertigung solcher Kleinstformatrechenmaschinen möglichst
wirtschaftlich und billig zu gestalten, ist es bei dem naturgemäß engbemessenen
Maschinenraum von größter Wichtigkeit, den Rechenmechanismus möglichst einfach auszubilden
und so anzuordnen, daß er ohne Schwierigkeit in die Maschine einzubauen und ebenso
leicht aus dieser wieder herauszunehmen ist. Zu dem Zweck sind erfindungsgemäß die
außerhalb des Maschinenkörpers liegenden Glieder -der Zehnerschaltung, die, von
den Zehnerschaltdaumen'der Ziffernrollen beeinflußt werden und die Zehnerschaltung
vorbereiten, so ausgebildet und derart im Außenbereich des Maschinenkörpers an diesem
befestigt, daß sie unbehindert von anderen. Teilen des Rechenwerkes in Richtung
des Radius odet- einer Sehne vom Maschinenkörper zu entfernen und wieder auf ihm
anzuordnen sind, wobei ihre Anbringung nahezu keiner besonderen Befestigungsmittel
bedarf.
Jedes dieser an dem Maschinenkörper zu befestigenden Zehnerschaltglieder
besteht erfindungsgemäß aus einem flachen Winkelschieber, welcher bei jeder Zahlenstelle
einerseits die Wirkungsverbindung zwischen den Zehnerschaltdaumen und den axial
verschiebbaren Zehnerschalträdchen unmittelbar herstellt und dieses anderseits mit
der Rückstellvorrichtung verbindet.
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Weiter sind gemäß der Erfindung die Winkelschieber in U-förmigen Führungsschienen
lose eingelegt und mit diesen in seitliche Aussparungen des Maschinenkörpers eingesetzt,
wobei die Schieber durch die Führungsschienen und die eine Wandung der Aussparungen
an je zwei relativ weit voneinander entfernten Endstellen eine präzise Gleit- _
führung erhalten, welche ein klagloses Funktionieren der Zehnerschaltvorrichtung
gewährleistet. Außerdem sind diese Teile der Zehnerschaltvorrichtung bloß ineinandergesteckt,
so daß mit der Ausnahme einer einzigen Befestigungsschraube für die Führungsschiene
keinerlei weitere zusätzliche Verbindungsmittel gebraucht werden.
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Ein wesentliches Erfindungsmerkmal ist auch darin zu erblicken, daß
die Zehnerschaltzähne, ferner die Rückstellorgane der Zehnerschaltglieder und die
auf die Sperrädchen der Zehnerschalträdchen einwirkenden Sperrorgane des Resultatzählwerkes
und Umdrehungszählwerkes gemeinsam an einem Umdrehungskörper vorgesehen sind. Bei
diesem in der Folge mit Zehnerschaltglocke bezeichneten Funktionsteil sowie auch
bei der Staffelwalze sind die eigentlichen Schalt- und Triebelemente naturgemäß
klein bemessen und beim Rechnen auch einer nicht unwesentlichen Beanspruchung unterworfen.
Damit nun diese Schalt-und Triebelemente möglichst robust und dabei die ganze Zehnerschaltglocke
sowie die Staffelwalze fabrikatonisch leicht und wirtschaftlich herzustellen sind,
bestehen sie erfindungsgemäß aus je einem Kernstück, auf welchen die Schalt- und
Triebelemente in Form von Ringen oder Ringsegmenten aufgereiht sind. Hierbei werden
die Schalt-und Triebelemente aus einem stark widerstandsfähigen Material hergestellt,
wogegen bei dem Kernstück mehr Wert auf leichtes Gewicht gelegt wird.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt Fig. i ein Bruchstück der Maschine mit einer Zahlenstelle der erfindungsgemäß
ausgeführten Zehnerschaltvorrichtung im vergrößerten Vertikalschnitt, Fig. 2 einen
Schnitt nach der Linie II-II in Fig. i. wobei der Schnitt durch den oberen Winkelschieber
entlang der Linie III-III der Fig. 3 gelegt ist; Fig. 3 zeigt eine teilweise Vorderansicht
zu Fig. i, Fig. 4 die Zehnerschaltglocke mit einem Teil der Staffelwalze in Ansicht,
Fig. 5 einen Querschnitt durch die Zehnerschaltglocke mit der Staffelwalzenverzahnung
für das Resultatzählwerk und den Zehnerschah- und Sperrrädchen zweier Stellen, .
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Zehnerschaltglocke und Staffelwalze im Vertikalschnitt,
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6 und die Fig. 8 bis i i Funktionselemente
der Zehnerschaltglocke; Fig. 12 bis 14 zeigen eine Variante 'in einem teilweisen
Schnitt (Fig. 12) und in zwei Ansichten (Fig. 13, 14).
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Der wesentliche Bestandteil der Zehnerschaltvorrichtungfür das Resultatzählwerk
und Umdrehungszählwerk ist pro Zahlenstelle ein flacher Winkelschieben i bzw. i"
(Fig. i und 6), welcher die Wirkungsverbindung zwischen dem an der Ziffernrolle
2 angeordneten Zehnerschaltdaumen 3 und den auf der Wetle 4 bzw. 4 axial verschiebbar
aufgesetzten Zehnerschalträdchen 5 bzw. 5' der nächsthöheren.Zahlenstelle unmittelbar
herstellt und dieses außerdem mit der Rückstellvorrichtung 6 bzw. 6' (31 bzw. 31')
verbindet. Um den Winkelschieber i bzw. i" mit dem Zehnerschalträdchen 5 bzw. 5'
der nächsthöheren Zahlenstelle zu verbinden, greift er mit seinem gekröpften unteren
Schenkel i' (Fig. 2) in die von dem Zehnerschalträdchen 5 bzw. 5' und dem mit diesem
ein Stück bildenden Sperrädchen 7 bzw. 7' begrenzte Einhalsung hochkantig von der
Seite ein. Der Winkelschieber i bzw. i" ist zweckmäßig aus dünnem Stahlblech hergestellt,
im Querschnitt rechteckig und in eine Führungsschiene 8 lose eingelegt. Er wird
zur möglichsten Herabsetzung der Flächenreibung bloß an den beiden Enden 8' der
Führungsschiene 8 geführt, die an diesen Stellen einen U-förmigen Querschnitt aufweist
und in zwei untereinander befindliche seitliche Aussparungen 9 des starren Maschinenkörpers
io passend eingesetzt ist. Dabei bilden die Wandungen g der Aussparungen 9 des Maschinenkörpers
die vierte Begrenzung des U-förmigen Querschnittes der Führungsschiene. In diesen
verhältnismäßig weit auseinanderliegenden kurzen Führungskanälen erhält der Winkelschieber
i eine präzise Führung. Der Winkelschieber i wird durch eine dünne, U-förmig gebogene
Drahtfeder i i in Normal- und Schaltstellung gehalten. Die Feder i i ist mit ihrem
Steg i i' in einer Quernut 12 der Führungsschiene 8 passend eingesetzt und wird
überdies noch durch die anliegende Begrenzungswand g' der Aussparung 9 gehalten
(Fig. 2 und 3). Die Drahtfeder ii greift mit ihren abgebogenen Enden in Rasten 13
des Winkel. schiebers i ein.
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Die in der Aussparung 9 eingesetzte Führungsschiene 8 wird durch den
Kopf einer in den Maschinenkörper eingeschraubten Schraube 14gegen den Maschinenkörper
io gedrückt und dann dabei durch einen seitlichen Fortsatz 8" gegen die Wand des
Maschinenkörpers io abgestützt sein. Der Zehnerschaltdaumen 3 der Zahlenrolle 2
wirkt auf das aus dem oberen Ende der Führungsschiene ganz kurz herausragende Ende
des Winkelschiebers i ein. Durch die bis nahe an das Ende des Winkelschiebers reichende
Führung wird wirksam verhindert, daß der Winkelschieber i durch den teilweisen seitlichen
Druck, welchen der Zehnerschaltdaumen 3 beim Aufschlagen auf ihn ausübt, seitlich
abfedern kann. Die Aussparungen 9 verlaufen, wie Fig. 2 zeigt,
parallel
zu der ihnen angeordneten Achse z' der Ziffernrolle 2, so daß der Zehnerschaltdaumen
3 parallel zu der Längskante der oberen Stirnseite des Winkelschiebers i gerichtet
ist und daher auf ihn mit voller Fläche auftrifft.
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Die Zehnerschaltvorrichtung läßt sich überaus leicht montieren, da
die Hauptteile von der Seite einsetzbar sind. Dies gilt auch für die Ziffernrollen
2, die mit den mit ihnen aus einem Stück bestehenden Übertragungsrädchen 2o auf
den frei abstehenden Achsen 2' des Zählwerkskörpers 15 von der Seite aufgeschoben
sind. Außerdem weisen auch die Schalt- und Antriebsteile für die Zehnerschaltung,
das ist die Zehnerschaltglocke 16 und die Staffelwalze 17, eine besondere Ausbildung
auf, wodurch die Erzeugung dieser Teile äußerst wirtschaftlich gestaltet wird.
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Wie aus Fig. 6 ersichtlich, sitzt die Zehnerschaltglocke 16 lose drehbar
auf der zentral gelagerten Antriebswelle 18 und ist einerseits durch einen zentralen
hülsenförmigen Ansatz io' des Maschinenkörpers io und andererseits durch einen Sprengring
37 gegen axiales Verschieben gesichert. Der Sprengring 37 sitzt in seiner Eindrehung
38 einer langen Nabe 25 der Zehnerschaltglocke 16 und ist teilweise gegen den Maschinenkörper
gestützt. Die Zehnerschaltglocke 16 ist mit der durch einen Querstift 18' auf der
Welle 18 festsitzenden Staffelwalze 17 durch einen Mitnehmerstift 17' auf Drehung
-gekuppelt, der in eine halbrunde Bohrung 32' (F ig. 5) bzw. einen Schlitz
32" (Fig. 6,7) der Zehnerschaltglocke eingreift.
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Im Kreise um die Staffelwalze sind die Schalt-und Zählwerksglieder
gelagert. Mit 19 bzw. i g' sind die Einstellrädchen bezeichnet, 'welche auf
den Wellen 4 bzw. q.' axial verstellbar sitzen und in üblicher Weise durch Einstellgriffe
(nicht dargestellt) eingestellt werden. Die Einstellrädchen ig' des Umdrehungszählwerkes
sind zu einem nicht näher erläuterten Zweck gemeinsam @ verstellbar. Sämtliche Einstellrädchen
ig, ig' übertragen die ihnen von der Staffelwalze 17 erteilte Bewegung über Kronenrädchen
21 auf die fJbertragungszahnrädchen 2o und Ziffernrollen 2. Die Zehnerschaltglocke
16 nach Fig.4 besteht aus einem zylindrischen Hohlkörper, dessen äußere Mantelfläche
je einen Zehnerschaltzahn 22 für das Resultatzählwerk und 22' für das Umdrehungszählwerk,
ferner die Sperrscheiben 23 bzw. 23' für die malteserkreuzförmigen Sperrädchen 7
bzw. 7' und die aus Schrägflächen bestehenden Rückstellvorrichtungen 6 bzw. 6' für
die Zehnerschaltschieber i bzw. i. und die mit diesen gekuppelten Zehnerschalträdchen
5 bzw.- 5' trägt. Falls die Zehnerschaltglocke 16 aus Spritzguß hergestellt wird,
werden zweckmäßig die Zehnerschaltzähne 22 bzw. 22' und die schrägen Rückstellflächen
6 bzw. 6' als Teile für sich mit eingegossen, Der Sperrkranz 23' für die Sperrädchen
7' sowie der Zehnerschaltzahn 22' und die Rückstellfläche 6' für das Umdrehungszählwerk
sind an der Glocke 16 über den gleichen Teilen für das Resultatzählwerk angeordnet.
Die gemeinsame Anordnung der Schalt-, Sperr- und Rückstellorgane für die Zehnerschaltorgane
beider Zählwerke an der Zehnerschaltglocke. 16 vereinfacht den Rechenmaschinenmechanismus.
Außerdem wirkt das Innere der Glocke 16 auch raumsparend, indem in ihr die verhältnismäßig
lange Feder 37 eingebaut ist, welche die Staffelwalze 17 in Additions- und Subträktiorisstellung
festhält.
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Aus Fig. 5 ist zu ersehen, welche Stellung die Sperrädchen 7 zu denn
Sp*rrkranz z3 und die Staffelwalzenverzahnung für das Resultatzählwerk zu den Einstellrädchen
ig bzw. Zehnerschalträdchen 5, welche sich mit den ersteren decken, bei in Normalstellung
hefindlicher Rechenmaschine einnehmen; außerdem ist auch die Stellung der Rückstellfläche
6 für den Winkelschieber i bzw. Zehnerschalträdchen 5 und Sperrädchen 7 zu ersehen.
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Von besonderem Vorteil insbesondere in bezug auf einfache Herstellung
ist die in den Fig. 6 bis i z dargestellte Ausführungsform der Zehnerschaltglocke
16 sowie der Staffelwalze 17. Bei dieser Ausführung besteht die Zehnerschaltglocke
und die Staffelwalze aus je einem Kernstück 16' bzw. 17s, Das zylindrische Kernstück
16' der Zehnerschalt- . glocke trägt oben einen Flansch 24, der in die Nabe 25 übergeht.
Auf dem, unteren Teil des Kernstückes 16' sind sechs Ringe aufgeschoben. Von diesen
weisen die Ringe 26 bzw. 2.6` den Zehnerschaltzahn 27 bzw. 27' sowie schräge Rückstellflächen
31 bzw. 31' für die Zehnerschaltschieber i. bzw. i" des Resultat- und Umdrehungszählwerkes
auf. Der Ring 28 sowie der Flänsch 24 des Kernstückes 16 sind zu den bekannten Sperrteilen
(Fig. io) für die mit den Zehnerschalträdchen,5 bzw. 5' (Fig. i, 6) verbundenen
Malteserkreuzrädchen 7 bzw. 7' ausgebildet. Die Ringe 29 sind Distanzringe. Damit
sich die Funktionsringe 26, 26' und 28 an der Glocke 16 nicht verdrehen können,
sind sie mit je einer nach innen springenden Nase 3o versehen, mit der sie in einen
Schlitz 32 des Teiles 16' passend eingreifen. Die Rückstellflächen 31 bzw. 31' der
Zehnerschaltringe 26 bzw. 26' bestehen aus einer nach oben herausgebogenen Abdachung,
an welche die Zehnerschaltschieber i bzw. i, mit dem abgesetzten Ende i" ihres Schenkels
i' heranreichen -(Fig. i, 2, 6) und nach erfolgter Zehnerübertragung-,aus der Funktionsstellung
nach oben in die Normalstellung zurückbewegt werden.
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Die Staffelwalze ist ähnlich wie die Zehnerschaltglocke ausgebildet:
Das Kernstück 17b besteht aus einem scheibenförmigen Teil,' der nach unten in eine
Nabe übergeht und der zwei Kreisringsegmente aufweist, von denen das obere kürzer
als das untere ist. Auf das längere Kreisringsegment 35 sind die Zahnsegmente 33
für das Resultatzählwerk und auf das obere Segment 35' drei Zahnsegmente 33', 33"
für das Umdrehungszählwerk aufgeschoben. Zwischen den Zahnsegmenten liegen Distanzstücke
inSegmentform. Die Zahnsegmente 33"' sind einzähnig und zählen die Anzahl der Umdrehungen,
während das neunzähnige Zahnsegment 33` bei auf Subtraktion eingestellter Maschine
denKomplementwert addiert.
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Die Zahnsegmente der Staffelwalze sind z. B. mit hakenförmigen Ansätzen
34 versehen und mit diesen an den Kreisringsegmenten 35 bzw. 35' festgehalteiä,
Die
einerseits gegen den Kern 16' bzw. 17b gestützten Zahnsegmente der Staffelwalze
und Ringe der Zehnerschaltglocke sind z. B. durch Umbördelungen 36 der Kerne gegen
Abfallen gesichert.
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Eine wesentliche Gewichtsverminderung der Rechenmaschine wird dadurch
erzielt, daß das Kernstück der Zehnerschaltglocke und der Staffelwalze sowie die
Distanzringe oder -segmente aus einem Werkstoff von spezifisch geringem Gewicht
hergestellt werden, wogegen die Funktionsringe oder -segmente aus Stahl gefertigt
werden, damit die Verzahnungen möglichst widerstandsfähig und von langer Lebensdauer
sind.
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Die Wirkungsweise der Zehnerschaltvorrichtung ist die bekannte. Gelangt
vor Eintritt der Zehnerschaltung der Zehnerschaltdaumen 3 der betreffenden Ziffernrolle
:2 in den Bereich des ihm zugeordneten Winkelschiebers i, so wird dieser mit dem
Zehnerschalträdchen 5 in den Wirkungsbereich des Zehnerschaltzahnes 22 gebracht.
Hierbei gelangt das Sperrädchen 7 in die Ebene eines verlängerten Teiles 23b der
Aussparung 23" des Sperrkranzes 23. Diese Verlängerung befindet sich über dem Zehnerschaltzahn
22 (Fig. q.), so daß bei Wirksamwerden desselben das Sperrädchen 7 noch frei ist.
Gegen Ende der Staffelwalzenumdrehung bewegt der Zehnerschaltzahn das Zehnerschalträdchen
um eine Zahnteilung, und diese Bewegung wird vermittels der Zählwerksglieder 21,
2o der Ziffernrolle 2 der nächsthöheren Stelle übermittelt, so daß diese um eine
Ziffer weitergeschaltet wird. Augenblicklich nach dieser Schaltung wird das betreffende
Zehnerschalträdchen 5 gesperrt, indem der Sperrteil 23 der Zehnerschaltglocke 16
mit seinem größeren Radius in das Sperrädchen 7 eingreift. Am Beginn einer weiteren
Staffelwalzenumdrehung werden die in Schaltstellung befindlichen Zehnerschalträdchen
5, bevor die Staffelwalze 17 auf die Einstellrädchen i9 einwirken kann, durch die
auf die Winkelschieber i einwirkenden Schrägflächen 6 (Fig. 2, 5) bzw. 31 (Fig.
6, 8) in die Normalstellung zurückgestellt.
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Der gleiche Vorgang spielt sich bei Eintritt einer Zehnerschaltung
im Umdrehungszählwerk ab.
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Die Zehnerschaltaggregate des Umdrehungszählwerkes sind, wie Fig.
6 zeigt, gegenüber den Zehnerschaltaggregaten des Zählwerkes in der Höhe zu dem
Zweck versetzt, damit beide Zehnerschaltvorrichtungen unabhängig voneinander wirken
können. Die Zehnerschaltvorrichtung kann ohne weiteres auch für Maschinen mit Zählwerkschlitten'
verwendet werden, nur ist in diesem Fall für jede Zahlenstelle eine Staffelwalze
nötig.
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Bei der Zehnerschaltung gemäß Fig. i ist der Hub des Winkelschiebers
i wesentlich durch die Wirkung der Feder i i begrenzt. Da nun die Federn i i trotz
gleicher Form und Stärke aus bekannten Gründen nicht immer von gleicher Wirkung
sind, kann es vorkommen, daß bei den einzelnen Winkelschiebern i sich kleine Hubdifferenzen
zeigen, die für das absolut sichere Wirken der Zehnerschaltung von nachteiligem
Einfluß sein können. Um nun einen zuverlässig genauen Hub der Winkelschieber i zu
erhalten, ohne dabei- die Rechenmaschine durch zusätzliche Teile zu komplizieren,
ist die in Fig. 12 bis 14 veranschaulichte Ausführung der Zehnerschaltv orrichtung
vorgesehen. Die Winkelschieber i bzw. i" beider Zählwerke sind an ihrem mittleren
Teil verbreitert; so daß sie oben und unten Abstufungsflächen ib aufweisen. Ferner
sind die im Querschnitt U-förmigen Enden 8' der Führungsschienen 8, in welchen sich
die Winkelschieber i führen, verlängert, so daß die einander gegenüberstehenden
inneren Endflächen 8b ein wenig von den Aussparungen 9 des Maschinenkörpers io nach
innen vorstehen. In der Normalstellung der Zehnerschaltvorriclitung ist die untere
Abstufungsfläche ib von der Endfläche 8b der Führungsschiene 8 in einem Abstand
entfernt, welcher genau dem Schalthub des Winkelschiebers entspricht. Bei Eintritt
einer Zehnerschaltung bewegt sich der Winkelschieber so weit, bis die Fläche 1b
gegen die Fläche 8b trifft. Durch diese Anschläge ib, 8b ist der Hub des Winkelschiebers
ganz genau bestimmt. Beim Rückstellen des Winkelschiebers durch die Rückstellflächen
6 der Zehnerschaltglocke 16 wird dessen Hub durch die oberen Anschläge 1b, 8b begrenzt.
Die Federn i i haben bei dieser Ausführung die Aufgabe, die Winkelschieber in den
beiden' iUormalstellungen festzuhalten.