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Antriebsvorrichtung für Umdrehungszählwerke, insbesondere von Rechenmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für das Umdrehungszählwerk
von Rechenmaschinen od. dgl. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art erfolgt
der Antrieb gewöhnlich über ein Schrittschaltwerk, das aus einem sogenannten Einzahn
besteht, der seinerseits unter Zwischenschaltung eines Wechselgetriebes od. dgl.
sowohl bei Rechts- als auch bei Linksdrehung der Maschinenkurbel mit dem Umdrehungszählwerk
zusammenwirkt. Zum Zwecke des abgekürzten Multiplizierens werden derartige Antriebsvorrichtungen
in der Mehrzahl der Fälle mit Zehnerschaltung ausgestattet. Dabei ergeben sich besondere
Schwierigkeiten, wenn diese in der niedrigsten Dekade ausgelöst wird, weil sich
dann nämlich das unvermeidliche Zahnflanken- und Lagerspiel der miteinander kämmenden
Zählwerksräder insbesondere bei großer Stellenzahl des Zählwerkes bereits so stark
bemerkbar machen kann, daß die Zehnerschaltung nicht mehr einwandfrei über sämtliche
Dekaden durchläuft. Man mußte daher bisher mehr oder minder komplizierte Steuerungsmittel
vorsehen, um diese Flankenspiele usw. unwirksam zu machen. Derartige Einrichtungen
verteuern den Aufbau und bedingen einen höheren Kraftaufwand bei der Benutzung der
Maschine.
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Erfindungsgemäß werden diese Übelstände durch eine Antriebsvorrichtung
behoben, deren Schrittschaltwerk so eingerichtet ist, daß sein wirksamer Schaltweg
größer ist als die Teilung der Räder des Umdrehungszählwerkes. Zu diesem Zweck bestehen
die das schrittweise Schalten des Zählwerkes bewirkenden eigentlichen Schaltelemente
erfindungsgemäß aus zwei mit Zahnflankenprofilen ausgestatteten, gegeneinander abgefederten
Schaltklinken, von denen die eine bei Rechtsdrehung, die
andere
bei Linksdrehung der Antriebskurbel der Rechenmaschine in Wirkverbindung mit dem
Umdrehungszählwerk kommt, dergestalt, daß der wirksame Schaltweg der jeweils arbeitenden
Klinke größer ist, als die Teilung t der Zählwerksräder und beispielsweise etwa
dem Wert t -I-1/8 t entspricht.
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Ein besonders vorteilhafter Aufbau der Antriebsvorrichtung wird dadurch
erreicht, daß beide der Klinken über eine Zugfeder abgefedert sind und zwischen
den Klinken ein fest mit dem Klinkenträger verbundener, als Klinkenanschlag dienender
Stift od. dgl. vorgesehen ist. Letzterer stellt die kraftschlüssige Verbindung zwischen
der jeweils arbeitenden Klinke und dem Klinkenträger her, während die andere Klinke
sich gegen die Spannung der Feder vom Anschlagstift abzuheben vermag. Durch diese
erfindungsgemäße Aufteilung des Einzahnes in zwei gegeneinander abgefederte Schaltklinken
kann man den wirksamen Schaltweg nunmehr erheblich größer wählen als bei den benannten
Antriebsvorrichtungen, ohne befürchten zu müssen, daß die nicht arbeitenden, für
die andere Drehrichtung bestimmten Flanken des Doppelklinkenzahnes mit dem Nachbarzahn
des Zwischenrades kollidieren. Die jeweils nicht arbeitende Klinke kann sich vielmehr
völlig unabhängig von der anderen gegen die Spannung der Zugfeder verschwenken,
so daß der Nachbarzahn diese Klinke zwangläufig über sein Zahnprofil so steuert,
daß eine Behinderung des Schaltvorganges trotz des vorgesehenen Überweges völlig
ausgeschlossen ist. Aus dem gleichen Grunde erübrigt sich auch eine besondere Justierung
der Klinken beim Zusammenbau der Maschine, so daß diese ohne jede Nacharbeit eingebaut
werden können.
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Der Antrieb des Klinkenpaares läßt sich auf verschiedene Weise bewirken.
Es hat sich jedoch als zweckmäßig herausgestellt, als Antriebsorgan für den Klinkenträger
in an sich bekannter Weise eine über die Hauptwelle der Rechenmaschine anzutreibende
Exzenterscheibe zu verwenden .und den Klinkenträger während der Exzenterbewegung
mittels einer Geradführung so zu steuern, daß die Kopfenden der Schaltklinken eine
elliptische oder ellipsenähnliche Bahn beschreiben. Um die Reibungsverluste möglichst
gering zu halten und demzufolge auch bei durchlaufender Zehnerschaltung mit einer
geringen Kurbelkraft auszukommen, wird man die Geradführung zweckmäßig als Rolle
ausbilden, die auf einem umdrehbar mit dem Maschinengestell verbundenen Drehzapfen
lagert und dieser Rolle dann einen einseitig offenen Längsschlitz des Klinkenträgers
als Führung zuzuordnen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand-der Zeichnung beschrieben,
die wie folgt ein Ausführungsbeispiel eines mitDoppelklinkenantrieb ausgestatteten
Umdrehungszählwerkes veranschaulicht.
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Fig. i und ia zeigen eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung in
Mittelstellung, teilweise im Schnitt; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie
A-B von Fig. i, Fig. 3 einen Teilschnitt entlang der Linie C-D in Fig. i, Fig. q.
einen Schnitt nach E-F in Fig. i, und Fig. 5 und 6 zeigen Teilansichten von Fig.
i. Die den einzelnen Dekaden zugeordneten Ziffernrollen i und die mit diesen kämmenden
Zwischenräder 2 sind wie üblich im Zählwerksschlitten 3 gelagert. Für das schrittweise
Vorschalten der Zwischenräder sind an Stelle der bekannten Ein, zahnschaltwerke
erfindungsgemäß zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete Schaltklinken q. und
5 vorgesehen, die um die Zapfen 6 bzw. 7 des Klinkenträgers 8 schwenkbar lagern.
Beide der Klinken, deren Köpfe bei g bzw. io nach Art eines Zahnprofils ausgebildet
sind, sind über die Zugfeder r i verbunden, so daß sie in der in Fig. i gezeichneten
Ruhelage der Triebwerksteile gegen den am Klinkenträger 8 sitzenden Stift 12 anliegen.
Der Antrieb des Klinkenträgers erfolgt über eine im Körper des letzteren gelagerte
Exzenterscheibe 13, die auf noch zu beschreibende Weise von der mit der Handkurbel
od. dgl. verbundenen Hauptwelle 1q. her anzutreiben ist. Ein Mitdrehen des Klinkenträgers
8 wird durch eine Geradführung verhindert, die in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
aus einer Rolle 15 besteht, die ihrerseits um einen fest mit dem Maschinengestell
verbundenen Bolzen 16 drehbar ist. Die Rolle 15 faßt mit normalem Lagerspiel in
den maulförmigen Führungsschlitz 17 des Klinkenträgers ein. Bei dieser Ausbildung
des Klinkenantriebes bewegen sich alle Punkte der Schaltklinken q. und 5 während
der Drehbewegung des Exzenters 13, d. h. bei Betätigung der Maschinenkurbel, längs
einer ellipsenähnlichen Figur, deren große Achse senkrecht zu den Längskanten des
Führungsschlitzes 17 liegt. Die Länge des sich unter diesen Verhältnissen
ergebenden wirksamen Schaltweges kann durch entsprechende Bemessung der Exzentrizität
der Scheibe 13 so festgelegt werden, daß der mit der jeweils arbeitenden
Zahnflanke der Klinken 4. bzw. 5 im Eingriff stehende Zahn des Zwischenrades :2
um mehr als die Zahnteilung t vorgeschaltet wird.
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Die zur Voreinstellung der Schaltrichtung der Klinken q. und 5 dienende
Schalteinrichtung setzt sich im wesentlichen aus den über Gabelköpfe od. dgl. zusammenwirkenden
Hebeln 18, ig und 2o zusammen, die ihrerseits um die Zapfen 21, 22 -und 23 schwenkbar
gelagert sind. Die Fixierung des Hebelsystems erfolgt über drei aus Fig. 6 ersichtliche
Rasten, die beispielsweise an dem abgewinkelten Ende 24 einer Sperrfeder 25 vorgesehen
sind. Die mittlere dieser Rasten dient zur Fixierung -des Umschalthebels 18 (± -Hebel)
in der Mittelstellung, während die rechts bzw. links von der Mittelrast liegenden
Rasten die Plus- bzw. Minusstellung des Umschalthebels bestimmen. An dem freien
Schenkel des Hebels 2o sitzt ein Bolzen 26, der in der Mittelstellung des Hebelsystems
in die Aussparung 27 einer mit der Hauptwelle 14 fest verbundenen Sperrscheibe 28
hineinfaßt.
Die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung ist folgende:
Es sei angenommen, daß das Hebelsvstem 18 bis 20, wie in Fig. i veranschaulicht,
in Mittelstellung steht. Diese Einstellung auf Mittellage wird im Gegensatz zu bekannten
Rechenmaschinen hier nicht mehr in Abhängigkeit vom Löschorgan des Einstellwerkes,
sondern von der Löscheinrichtung des Zählwerkes bewirkt. Sie erfolgt durch den Schaltwerkssperrhebel
29, der beim Löschen des Zählwerkes über das dachförmige Maul (Fig. 5) mit dem am
Umschalthebel 18 sitzenden Bolzen 31 in Wirkverbindung kommt und dabei die Hebel
i8 bis 2o auf Mittelstellung bringt. Es sei weiter angenommen, daß nunmehr eine
Plusumdrehung der Antriebskurbel erfolgt. Der in den Schlitz 27 der Sperrscheibe
28 hineingreifende Zapfen 26 des Hebels 20 wird sofort von der einen Schrägfläche
des Schlitzes gefaßt und aus dem Bereich der Sperrscheibe ausgeschwenkt. Gleichzeitig
damit schwenken auch die Hebel ig und 18, wobei letzterer auf Plus geschaltet wird.
In dieser Stellung werden die Teile über die Rastenfeder 24, 25 fixiert. Während
der Schwenkbewegung verschiebt sich außerdem ein mit dem Zwischenhebel i9 fest verbundener
geschlitzter Zapfen 32, der das Schieberad 33 eines in Fig. 2 veranschaulichten
Wendegetriebes steuert. In fester Verbindung mit dem Schieberad steht eine auf dem
Gehäusezapfen 34 frei drehbare Hülse 35 (Fig. 3), die mit zwei diametral gegenüberliegenden,
an beiden Enden keilförmig zugeschärften Kupplungsklauen 36 ausgestattet ist. Letztere
können beim Verschieben der Hülse 35 wechselweise in Nuten 37 von zwei nebeneinanderliegenden,
auf der Hülse frei drehbaren Kupplungsrädern 38 und 39 eingreifen, so daß also das
Schieberad 33 über die Klauenkupplung 35, 36 wechselweise mit dem Kupplungsrad 38
oder aber dem Rad 39 kuppelbar ist. Wie bereits erwähnt, wird das Verschieben des
Rades 33 völlig selbsttätig in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Antriebswelle
14, d. h. der Handkurbel, bewirkt, so daß also die Schaltklinken beim Weiterdrehen
der Handkurbel über das in Fig. 2 dargestellte Wendegetriebe sowie den Exzenterantrieb
13, 15 die der betreffenden Drehrichtung zugeordnete Schaltbewegung ausführen.
Bei Plusdrehung der Kurbel kommt somit die Klinke 5, bei Minusdrehungen die Klinke
4 zur Wirkung auf das Zwischenrad 2. Die jeweils arbeitende Klinke schaltet dabei
den Zahn um eine volle Teilung plus etwa 1/e Teilungsüberweg weiter (vgl. die strichpunktierte
Endstellung 4' bzw. 5' in Fig. ia), gelangt dann außer Eingriff und geht in der
Ruhestellung der Handkurbel wieder in die Mittelstellung (Fig. i) zurück. Irgendeine
Beeinflussung des Schaltvorganges durch die nicht arbeitende zweite Klinke findet
dabei nicht statt, weil letztere infolge ihres federnden Anschlusses an den Klinkenträger
8 beim Anlaufen gegen den Nachbarzahn ausweichen kann.
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Das den Klinkenträger 8 antreibende Umkehrgetriebe, das sich vermöge
der Klauenkupplung 35, 36 schalten läßt, ohne daß dazu die Verzahnungen außer Eingriff
gebracht werden müssen, arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß die Kupplungsklauen
36 aus der in Fig.3 veranschaulichten Mittelstellung in Richtung des Pfeiles A verschoben
wurden. Bei Drehung -der Handkurbel geht dann der Kraftfluß von der Welle 14 zunächst
auf das mit der Welle fest verbundene Zahnrad 40, dessen Zahnbreite so groß gewählt
ist, daß sich das mit dem Rad 4o kämmende Schieberad 33 in beiden Endstellungen
voll im Eingriff befindet. Vom Rad 33 geht die Kraftübertragung weiter auf das Kupplungsrad
39 und von dort schließlich auf den fest mit der Exzenterscheibe 13 verbundenen
und lose auf der Welle 14 gelagerten Zahnkranz 41. An letzterem ist überdies noch
eine in Fig. i gezeichnete Steuerscheibe 42 befestigt, in deren Rast 43 ein um den
Zapfen 16 schwenkbarer Fixierhebel ,.,4 in der Mittelstellung der Antriebsvorrichtung
einfallen kann, d. h. dann, wenn die kraftschlüssige Verbindung innerhalb des Getriebes
unterbrochen ist. Beim Verschieben der Kupplungsklauen in Richtung des Pfeiles B
(Fig. 3) geht der Kraftfluß, . wie vorher, zunächst von der Welle 14 über die Zahnräder
40 und 32, von da über die Hülse 35 und die Klauen 36 auf das Kupplungsrad 38, das
seinerseits über das als Doppelzahnrad ausgebildete Zwischenrad 45 wiederum, jedoch
in umgekehrtem Drehsinn, den Zahnkranz 41 treibt.