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Vierspeziesrechenm.a'schine Die Erfindung bezieht sich auf Vierspeziesrechenmaschinen
mit verschiebbarem Einstellwerk, insbesondere mit Stellstiftwagen und ortsfestem,
aus Rechensektoren bestehendem Rechenwerk. Bei bekannten Maschinen dieser Art werden
die als Zahnsektoren ausgebildeten Rechensektoren unter Federkraft in die das Einstellwerk
abtastende Lage geschwenkt und zum Einführen der eingestellten Werte in das Zählwerk
durch ein von der Maschinenhauptwelle gesteuertes Antriebsglied zurückgeschwenkt.
Das Antriebsglied ist dabei als eine sich über alle Rechensektoren erstreckende
Stange ausgebildet, die die Rechensektoren an Speichen je nach ihrer Winkellage
früher oder später mitnimmt und sie nach jeder Multiplikation unter dem Einfluß
der Federkraft auf die Stehstifte schwenken- läßt.-Diese Kupplung durch bloße Mitnahme
hat den Nachteil, daß keine sehr hohe' Taktzahl erzielt werden kann, da die Federkraft-
nicht beliebig gesteigert werden kann. Weiterhin erfordert das wiederholte nacheinanderfolgende
Anstoßen des Antriebsgliedes an die Speichen der verschieden verschwenkten Rechensektoren
erhebliche Beschleunigungskräfte und ruft zusammen mit dem ständig wiederholten
Auftreffen der Sektoren auf die Stifte des Stellstiftwagens starke -Geräusche hervor.
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Um eine von der Kraft der Einstellfedern unabhängige hohe Taktzahl
zu erzielen und gleichzeitig die Geräusche zu vermindern, werden gemäß. der Eifindung
die Rechensektoren mittels einer nach dem Abtasten des Einstellwerkes wirksam werdenden
Kupplungseinrichtung für die-,gesamte Dauer des
Rechenvorganges
in ihrer dem jeweiligen Einstellwert entsprechenden Winkellage fest mit dem von
der Maschinenhauptwelle gesteuerten Antriebsglied gekuppelt. Hierdurch wird neben
den bereits erwähnten Vorteilen eine erhebliche Schonung der Teile und eine größere
Lebensdauer der Maschine erzielt. Außerdem können die vorzugsweise als Stellstiftwagen
ausgebildeten Einstellwerke, nachdem die Rechensektoren sie abgetastet haben und
in den entsprechenden Winkellagen mit dem Rechenantrieb gekuppelt worden sind, gegebenenfalls
in die Ausgangslage zurückgeführt und auf neue Werte voreingestellt werden.
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Die Kupplungseinrichtung kann z. B. aus vorzugsweise zwei an den Außenseiten
des Rechensektorensatzes gleichachsig angeordneten Steuer-, sektoren und einem von
diesen gesteuerten, die Rechensektoren gemeinsam in den von ihnen erreichten Abtaststellungen
mit dem Antriebsglied. verbindenden. Kuppelglied bestehen. Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung besteht darin, daß die Steuersektoren, die nach dem durch die Rechensektoren
vorgenommenen, Abtasten des Einstellwerkes in ihre Wirkungslage geschwenkt und erst
nach Beendigung des gesamten Rechenvorganges in die Ausgangslage zurückgeführt werden,
Kurvenschlitze besitzen, in denen mittels Steuerstifte eine rnit einem Antriebshebel
gelenkig verbundene, sich über alle mit Innenverzahnung versehenen Rechensektoren
erstreckende Kupplungsschwinge nach Beendigung des Abtastvorganges mit den Innenverzahnungen
der Rechensektoren in Eingriff gebracht. und während des Rechenvorganges gehalten
wird. Diese Bauart ermöglicht in einfacher Weise eine genaue, .feste Kupplung der
Sektoren und ein sehr rasches Arbeiten der Maschine. Außerdem kann, und darin ist
ein wesentliches Erfindungsmerkmal zu sehen, die Innenverzahnung so gestaltet sein,
daß die Rechensektoren bei der Kupplung von den Stellgliedern der Einstellwerke
etwas abgehoben werden.
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Die Erfindung kann für die bekannte verkürzte ultiplikation besonders
vorteilhaft ausgestaltet 1
werden. .Während bei bekannten Maschinen zur Durchführung
der subtraktiven Multiplikation entweder in den Zählwerken doppelte, entgegengesetzt
geschaltete Zahnräder oder im Rechenwerk zwei in komplizierter Weise zu steuernde
Rechenräder angeordnet werden müssen, besitzen gemäß der weiteren Erfindung die
Rechensektoren -je zwei aufeinanderfolgende, seitlich gegeneinander versetzte Zahnungen,
von denen die eine Zahnung der additiven Multiplikation und die andere der subtraktiven
Multiplikation durch Addition der dekadischen Ergänzung dienen.
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Hierdurch wird erreicht, daß bei außerordentlich einfacher konstruktiver
Gestaltung die Rechensektoren und die Zähnräder stets im gleichen Sinne umlaufen
und die Zählwerke nur um den seitlichen Abstand der beiden Zahnungen seitlich verschoben
werden müssen. Die Zahnsektoren werden weiterhin bei jeder Rechnung um einen stets
gleichen Winkel verdreht, so daß sich ein sehr gleichmäßiges .'arbeiten der Maschine
ergibt. Nachstehend wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben.
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Zum Abtasten der Zahlenstifte i des Stiftewagens 2 besitzt das ortsfeste
Rechenwerk eine Reihe von um die Achse 3 drehbaren Rechensektoren4, deren Zahl der
Stellenzahl der Maschine entspricht. Sie werden von Federn 5 entgegen dem Uhrzeigersinn
herumgezogen und liegen in der Ruhelage mit ihren Vorsprüngen 4a auf einer gemeinsamen
Schwenkschiene 6 auf, die bei Betätigung einer Funktionstaste über ein Gestänge
6a nach links geschwenkt wird. Zum Abtasten der Zahlenstifte i, die von oben nach
unten den Werten 9, 8 bis i entsprechen, weisen die Rechensektoren d. Nasen 7 auf,
während ihre Anschläge 8 beim Eintasten der Zahl o auf eine untere gemeinsame Nullschiene
9 auftreffen. Die Rechensektoren 4 besitzen links einen der Addition dienenden Zahnkranz
io und hierauf folgend rechts einen nach vorn um eine halbe Teilung vorgekröpften
Zahnkranz i i, der zur Durchführung der Subtraktion dient. Bei der Addition und
der Multiplikation mit den Zahlen i bis 5 kommen die Zählzahnräder 12 mit den Zahnkränzen
io in Eingriff, während sie bei Subtraktion und Multiplikation mit den Zahlen.
6- bis 9. infolge einer hierbei erfolgenden seitlichen Verschiebung um eine
halbe Teilung mit den Zahnkränzen i i zum Eingriff gebracht werden. Beim Abtasten
befinden sich die Rechensektoren 4 in einer unteren Stellung, so daß sie in die
Zählzahnräder 12 nicht eingreifen können. Erst beim eigentlichen. Rechenvorgang
werden sie ineiner weiter unten beschriebenen Weise angehoben und damit in den Wirkungsbereich
der Zählzahnräder 12 gebracht.
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An den Außenseiten des aus den Rechensektoren 4. bestehenden Paketes
und auf deren Achse 3 sind zwei Steuersektoren 13, die je einen Kurvenschlitz 14
besitzen, drehbar gelagert. Die Steuersektoren 13 liegen in der Ruhelage mit ihren
Vorsprüngen 13"
auf der Schwenkschiene 6 auf und werden bei ihrer Freigabe
durch Federn 13b bis zu einem die Motoreinschaltung bewirkenden, nicht dargestellten
Klinkenhebel herabgeführt, wo sie bis zur Beendigung der Multiplikation verbleiben.
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Auf der Achse 3 ist zwischen den Rechensektoren 4 und den Steuersektoren
13 noch ein Hebelpaar i5 drehbar angeordnet, das an Achsstiften 16 einen sich über
alle Rechensektoren erstreckenden und durch Stifte 18 in den Kurvenschlitzen 14
der Steuersektoren 13 geführten Mitnehmerbügel 17 trägt.
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Die Anordnung ist so getroffen, daß -bei Auslösung der Schwenkschiene
6 die Steuersektoren 13 erst nach dem Fallen der Rechensektoren 4 abwärts gehen.
Hierbei schwenken die Steuersektoren 13 mit ihren Kurvenschlitzen 14 den Mitnehmerbügel
i7 an den Stiften 18 nach außen, so daß sein vorderer Steg ig in Innenverzahnungen
2o der Rechensektoren 4 eingreift und diese so in der von ihnen eingenommenen Winkellage
mit dem Hebelpaar 15 verriegelt. Dieses ist gelenkig mit einer Antriebsstange 21
verbunden, die mittels eines Langloches 22 die Maschinenhauptwelle 23 umgreift und
mittels zweier
Rollen 24 und 25'u- nd einer fest mit der Welle 23
verbundenen Kurvenscheibe 26 vom Motor 27 über entsprechende Zwischengetriebe 28
zwangsläufig hin und her geschwenkt wird. Hierbei bleiben die Mitnehmerbügel 17
mit den Rechensektoren 4 im Eingriff, da sie mit ihren Stiften 18 im äußeren oberen
Teil der Kurvenschlitze 14 außen gehalten werden. Infolgedessen nimmt die Antriebsstange
21 die Rechensektoren 4 bei jedem Hub um den gleichen Winkel mit, so daß sie mit
ihren Zahnkränzen io oder i i je .nach. dem dem gedrückten, Zahlenstift i entsprechenden
Winkel meIhr oder weniger lange in die Zählzahnräder 12 eingreifen können. Um diesen
Eingriff zu ermöglichen, ist die Achse 3 der Rechensektoren 4 auf einem um eine
ortsfeste Achse 29 schwenkbaren Hebel 3o angeordnet, dessen rechter gabelförmiger
Arm mittels zweier Rollen 31 und 32 und einer fest mit der Welle 23 verbundenen
Kurvenscheibe 33 auf und abgeschwenkt wird. Die Kurvenrscheiben 26 und 33 sind so
geformt und gegeneinander versetzt, daß die Scheibe 33 den Hebel 3o zunächst im
Uhrzeigersinn schwenkt, so daß die Rechensektoren 4 mit den Zählzahnrädern 12 in
Eingriff kommen und danach die Scheibe 26 die Antriebsstange 2i nach rechts führt
und damit sämtliche Rechensektoren 4 aus der gezeichneten Lage nach rechts herumschwenkt.
Infolgedessen werden so viel Zähne der Rechensektoren 4 mit den Zählzahnrädern 12
in Eingriff gebracht, wie der Stellung der Rechensektoren 4 nach dem Abtasten der
Zahlenstifte i entspricht. Hierbei kommen von dem der Addition dienenden Zahnkranz
io um so weniger Zähne, dagegen von dem der Subtraktion dienendenZahnkranz i i um
so nlehrZähne zur Wirkung, je tiefer die Rechensektoren 4 beim Abtasten der Zahlenstifte
i heruntergesunken sind. Da diese von oben nach unten fallende Zahlenwerte kennzeichnen,
drehen die Additionszahnkränze io die Zählzahnräder 12 um den Zahlenwerten entsprechende
Winkel, während die Subtraktionszahnkränze i i sie um die den Komplementwerten der
eingetasteten Zahlen entsprechenden Winkelwerte weiterdrehen. Nach Abschluß dieser
Bewegung wird der Hebel 3o durch die Kurvenscheibe 33 zurückgedreht, so daß er die
Rechensektoren 4 nach unten schwenkt. Während der weiteren Drehung der Welle 23
ändert sich an der Stellung des Hebels 30 und damit auch der Achse 3 nichts
mehr. Jedoch werden nunmehr durch die Kurvenscheibe 26 die Antriebsstange 21 und
das Hebelpaar 15 in die Ausgangsstellung zurückgeführt. Während dieses Zeitraumes
erfolgt die übliche Zehnerschaltung innerhalb der Zählwerke.
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Nach Abschluß eines Rechenganges-werden in nicht dargestellter Weise
die Steuersektoren 13 in die Ausgangslage zurückgeführt, so daß die Stifte 18 des
Mitnehmerbügels 17, in den Innenteil der Kurvenschlitze 14 gleiten und damit die
Verriegelung der Rechensektoren 4 mit den Steuersektoren 13 lösen, die nunmehr in
ebenfalls nicht dargestellter Weise in die Ausgangsstellung zurückbewegt werden.
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Bei der Addition und bei der Multiplikation mit den Zahlen i bis 5
bleiben die Rechensektoren 4 bis zum Ende ihrer Schwenkbewegung mit den Zählzahnrädern
12 im Eingriff, verlassen diese bei der Drehgeschwindigkeit Null; so daß ein Überschleudern
der Zählzahnräder' i2 nicht eintreten kann. Bei der Subtraktion und der Multiplikation
mit den Zahlen 6 bis 9 allerdings können die Zählzahnräder 12 von den letzten Zähnen
der Zahnung i i gerade im Augenblick der höchsten Geschwindigkeit verlassen werden.
Daher müssen die üblichen Vorrichtungen zur Verhinderung des Überschleuderns vorgesehen
werden.
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Um eine unnötige Belastung- der Zahlenstifte i durch die Rechensektoren
4 zu verhindern und die Stellstiftwagen für eine eventuelle Voreinstellung freizubekommen,
werden die Innenverzahnungen 2o der Rechensektoren 4 sowie die Stege i9 der Mitnehmerbügel
17 so aufeinander eingestellt, .daß beim Kuppeln die Rechensektoren um ein geringes
Maß, z. B. o,6 mm, angehoben werden. Auf diese Weise wird gleichzeitig eine Gleichrichtung
aller Rechensektoren erreicht.