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Kupplung für Rechenmaschinen, insbesondere Vierspecies-Rechenmaschinen
Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Rechenmaschine, bei welcher zur Erzeugung
einer Hilfsbewegung, die einer Hauptbewegung vor- und/oder nachgeschaltet werden
soll, eine Hauptkupplung und eine dieser zugeordnete Hilfskupplung vorgesehen sind.
Nach dem Hauptpatent erfolgt der Antrieb der beiden Kupplungen synchron durch einen
Elektromotor über ein gemeinsames Untersetzungsgetriebe. Für beide Kupplungen ist
eine gemeinsame Steuereinrichtung vorgesehen, über welche die Kupplungen ein- und
ausgeschaltet werden.
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Im Hauptpatent wurde nun vorgeschlagen, die Steueraufgabe so zu lösen,
daß die Steuereinrichtung zuerst eine erste Einschaltlage einnimmt, in der die Hilfskupplung
ausgelöst, die Hauptkupplung durch die gemeinsame Steuereinrichtung selbst aber
noch gefangengehalten wird. Dieser Lösung haften aber gewisse Mängel an. Um nämlich
eine Schaltung eines Steuerzuges in zwei Stufen durchführen zu können, ist es notwendig,
entweder den, Schaltweg sehr groß zu machen., eine Maßnahme, die sich nur sehr schwer
durchführen läßt, oder die zu schaltenden Teile sehr genau auszubilden. Gerade in
der Massenherstellung ist aber eine solche genauestens zu justierende Einrichtung
unerwünscht, da leicht Fehler auftreten können.
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Nach der Erfindung wird daher vorgeschlagen, bei einer Rechenmaschine,
wie sie dem Hauptpatent zugrunde liegt, zur Erzielung einer der
Hauptbewegung
voreilenden Hilfsbewegung, Sperrmittel vorzusehen, welche bei gleichzeitiger Auslösung
von Haupt- und Hilfskupplung durch das beiden Kupplungen gemeinsame Steuergestänge,
die Hauptkupplung vorerst in ihrer Ausgangslüge festhalten, so daß nur die Hilfskupplung
ihre Vorlaufbewegung vollführen kann, .worauf von der Hilfsbewegung abgeleitet in
Rücksteuerung auf die Hauptkupplung die Sperrmittel in Abhängigkeit von der Winkelstellung
der Hilfskupplungsabtriebsseite in eine uniwirksame Lage geführt werden, wodurch
die Hauptkupplung für eine oder mehrere volle Umdrehungen eingeschaltet wird, während
die Hilfskupplung in einer gegenüber der Ausgangsstellung verdrehten definierten
Lage festgehalten wird.
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Die erfindungsgemäße KupplungssteuereinTichtung beseitigt somit die
Nachteile unsicherer oder undefinierter Schaltstellungen und gewährleistet eine
sichere und stets mit der gleichen Genauigkeit ablaufende Arbeitsfolge in der Rechenmaschine.
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Weitere Erfindungsmerkmale -und konstruktive Einzelheiten gehen aus
den Zeichnungen. und der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.
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Die Ausbildung der erfindungsgemäßen. Antriebspartie für eine Rechenmaschine
ist in der Fig. i vori der Seite, in Fig. 2 vorn oben gezeigt, wobei alle für das
Verständnis nicht notwendigen Teile weggelassen wurden.
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In den Figuren ist mit i die Maschinengestellwand bezeichnet, durch
die der Wellenstummel 2 des Antriebsmotors ragt. Auf diesem Wellenstummel sitzt,
über eine Rutschkupplung 3 mit ihm kraftschlüssig verbunden, das Ritzel 4, welches
ein Zahnrad 5 antreibt, das seinerseits auf der Transportantriebswelle 6 befestigt
ist. Mit diesem Zahnrad 5 kämmt ein vorzugsweiise gleich großes Zahnrad 7, -welches
als Antriebsrad der Hauptkupplung A dient. Mit diesem steht .über ein Zwischenrad
8 das Zahnrad 9 in Antriebsverbindung, welches für die Hilfskupplung B vorgesehen
ist. Kupplungsausbildung Die beiden Kupplungen sind im -wesentlichen gleich aufgebaut,
weshalb nur die Kupplung A genauer beschrieben wird und von der anderen Kupplung
B nur die von der Ausführung der Kupplung A abweichenden Bauglieder. Wie die Fig.
i zeigt, ist fest mit dem Antriebsrad 7 ein Klauen-oder Zackenrad io verbunden,
welches bei der Einschaltung der :Maschine entgegen der Uhrzeigerrichtung umläuft.
Als Kupplungsglied zwischen diesem Klauenzahnrad io und der Abtriebsseite der Kupplung
dient ein Klinkenzahn i i, welcher auf einem uni einen Stift 12 schwenkbaren doppelarmigen
Klinkenhebel 13 sitzt: Unter der Kraft einer Feder 14, die an ;dem den Klinkenzahn
i i tragenden Hebelarm angreift, legt sich der andere Arm des Klinkenhebels 13 an
den ebenfalls schwenkbar an der Kupplungsabtriebsseite befestigten Schalthebel 15
an, welcher an seinem unteren Ende einen nach außen ragenden Haken 16 aufweist,
mit dem sich der Haken 17 eines Kupplungsauslösehebels 18 werklinken kann. Zur drehbaren
Befestigung der Hebel 13 und 15 sowie für das Festlegen der Feder 14 dient eine
Scheibe i9, welche auf der Antriebswelle 2o des Rechenwerkes befestigt ist. Diese
Scheibe dient gleichzeitig als Laufbahn für eine Rolle 21, die drehbar auf einem
Schalthebel 22 gelagert ist. Die Scheibe i9 ist, wie aus der F ig. i ersichtlich
ist, auf der Seite, an der der Sperrhaken 16 nach außen ragt, abgeflacht und weist
als Ruhepunkt für die Rolle 21 vorzugsweise eine seichte Mulde auf. Auf der Welle
20 spitzt weiterhin noch eine Scheibe 23, an der exzentrisch eine Schubstange 2.4
angelenkt ist. Wie besonders aus Fig. 2 ersichtlich ist, erstreckt sich der der
Lagerung des Klinkenhebels 13 dienende Stift 12 bis zu der Exzenterplatte 23. Er
dient hier zusammen mit dem Hebel 25 der Rückdrehsicherung. Aus Fig. i ist außerdem
noch zu erkennen, daß die Scheibe i9 einen Durchbruch 26 aufweist, durch den ein
auf dein Schalthebel 15 befestigter Stift 27 ragt, dessen Funktion noch mit der
Erfindung eingehend erläutert wird.
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Der Aufbau der Kupplung B ist in ihrer inneren konstruktiven Gestaltung
mit der Kupplung A identisch. Der nach außen reichende Haken 28 des Schalthebels
29 der Hilfskupplung Bist seitlich abgekröpft, um mit den Anschlägen 30 und
31 eines Steuerschiebers 3:2 zusammenarbeiten. zu können. Auf !der Abtriebsseite
sitzt eine Kurvenscheibe 33, an der exzentrisch eine Schubstange 34 angelenkt ist.
Diese Kurvenscheibe 33 weist zwei Raststellungen auf, die der Fixierung der beiden.
um i8o° versetzten Ausschaltstellungen der Kupplung B dient. In diese Rasten kann
mit einer Rolle 35 ein an der Maschinengestellwand um einen Stift 36 schwenkbar
gelagerter Hebel 37 einfallen. Der Hebel 37 steht -unter dem Zug einer ari ihm angreifenden
Feder 38. Er hat praktisch die gleiche Aufgabe wie der Hebel 25 bei der Kupplung
A, welcher durch eine Feder 319 gegen den Stift 12 gezogen wird und lose auf der
Transportsteuer:welle 4o gelagert ist. Steuerung Die Einschaltung beider Kupplungen
erfolgt gemeinsam von der Rechensteuerwelle 41 aus, auf der starr der Auslösehebel
18, der Schalthebel 22 und der Motorschalthebel 42 sitzt, welch letzterer in seinem
oberen verbreiterten Teil ein Langloch 43 aufweist, mit dem er einen Stift 44 übergreift,
welcher auf der Schaltschiene 45 befestigt ist. Diese Schaltschiene 45 ist verschiebbar
an der Gestellwand i angebracht und steht unter der Wirkung einer Feder 46, welche
sie in bezug auf die Zeichnungen nach links zieht. Die Schaltschiene 45 weist einen
seitlichen Lappen 47 auf, gegen den sich ein unter der Wirkung einer Feder 48 stehender
Kontakthebel 49, der drehbar am Maschinengestell i befestigt ist, legt. Dem Kontakt
5o auf dem Kontakthebel 49 steht ein feststehender Kontakt 51 gegenüber. Über diese
Kontakte wird beim Ziehen der Schiene 45 entgegen; der Kraft der Feder 46 der Stromkreis
für den Antriebsmotor geschlossen.
Neben dem bereits erwähnten Hebel
42 ist für die Betätigung der Schaltschiene 45 auch noch ein Hebel 52 vorgesehen,
welcher starr auf derTransportsteuerw.elle 4o befestigt ist und beim Verschwenken
dieser Steuerwelle 4o in Uhrzeigerrichtung gegen einen Stift oder Lappen. 53 der
Schaltschiene 45 stößt. Weiterhin wird der Stift 44 auch noch von einem verbreiterten
Langschlitz einer Verriegelschiene 54 übergriffen. Diese Riegelschiene 54 steht
unter dem Einfluß einer an ihr angreifenden Feder 55 und wird, wie später noch erläutert
wird, in die wirksame Lage verschoben, wenn und solange die Hilfskupplung B .aus
ihrer Ruhelage verdreht ist, so daß der Motorkontakt geschlossen ist, solange die
Hilfskupplung B noch nicht in ihre Ausgangslage zurückgekehrt ist. Sie weist hierzu
einen seitlichen Stift 56 auf, welcher an einem von der Kupplung B über die Exzenterstange
34 verschwenkbaren Hebel 57 anliegt. Der Hebel 57 ist seinerseits starr mit einer
die Maschine durchdringenden Welle 58 verbunden, welche die Hilfsbewegung zu dem
einzelnen Abnahmepunkten vermittelt. Der bereits. obenerwähnte Steuerschieber 32
ist, wie die Fig. i zeigt, an dem Schalthebel 22 angelenkt. Wird die Steuerwelle
41 geschwenkt, so gibt die Sperrklinke 17 den Sperrhaken 16 der Hauptkupplung A
frei, die Kupplung bleibt aber dennoch durch einen auf den bereits .beschriebenen
Stift 27 einwirkenden Schieber59 gesperrt. Dieser Schieber 59 ist mit Langlöchern
auf in der Gestellwand i befestigten Stiften verschiebbar gelagert und steht unter
dem Zug einer an ihm angreifenden Feder 6o, die ihn .in Sperrstellung zu ziehen
bestrebt ist. Gegen den Stift 61, an dem die Feder 6o einerseits endet, kann bei
der Betätigung der Hilfskupplung B der bereits erwähnte Hebel 57 ebenfalls drücken
und stößt dabei .den Schieber 59 so weit nach rechts, daß sein linker Ansatz 62
den Stift 27 der Hauptkupplung A freigibt, womit diese eingeschaltet wird. Der am
Schalthebel 22 ,angelenkte Steuerschieber 32 ist über ein Langloch an der Gestellwand
i verschiebbar gelagert. Wie die Fig. i zeigt, weist er an seiner oberen Kante noch
eine Kerbe 63 auf, in die eine Sperrklinke 64, die auf dem Bolzen 36 gelagert ist,
unter der Wirkung einer an ihr angreifenden Feder 65 einfallen kann, wenn sie durch
das Verschwenken e! des Hilfshewegungshebels 57 durch einen an letzterem angebrachten
seitlichen Stift 66 freigegeben ist. Die besonderen Fälle, bei denen diese Sicherung
benötigt wird und in Wirksamkeit tritt, wird bei der Erläuterung der Wirkungsweise
noch genauer beschrieben. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die Schubbewegung
der Exzenterstarnge 24 zum Aufziehen von Kraftspeichern und ähnlichen Aufgaben dient,
wozu die Stange 24 auf einen mit der Welle 67 verbundenen Hebel 68 einwirkt. Wirkungsrweise
Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird angenommen:, daß durch Betätigen einfies
Rechenfunktionsgliedes die Steuerwelle 41 im Uhrzeigerssnn geschwenkt wird. Mit
dieser Verschwenkbewegung schaltet der Hebel 42 .über den Stift 44 auf der Schaltschiene
45 den Motorstromkreis durch die Kontakte 5o, 51 ein. Der -Motor treibt über das
Untersetzungsgetriebe 4, 5 die Zahnräder 7, 9 der Kupplungen A und
B an. Gleichzeitig hat der Klinkenhebel 17 den Sperrhaken 16 der Hauptkupplung
A freigegeben. Die Kupplung ist jedoch durch den Schieber 59 über .den Stift 27
noch gesperrt bzw. die Auslösung des Sperrhakens 16 vorerst wirkungslos. Der ebenfalls
starr auf der Steuerwelle 41 befestigte Schalhebel 22 verschiebt beim Verschwenken
auch den Steuerschieber 32 nach rechts, so daß der Anschlag 3o den Sperrhaken 28
der Hilfskupplung B freigibt, wodurch diese sich zu drehen beginnt. Über die Exzenterschubstange
34 wird durch die Abtriebsseite 33 der Hilfskupplung B der Hebel 57 und die mit
ihm starr verbundene Welle 58 in Uhrzeigerrichtung geschwenkt. Dabei gibt einerseits
der Stift 66 die Sperrklinke 64 frei, so daß diese sich auf die Kante des nach rechts
verlegten Steuerschiebers 32 auflegen kann. Andererseits drückt der Hebel 57 gegen
den Stift 61 des Sperrschiebers 59 und bewegt ihn entgegen der Kraft der Feder 6o
nach rechts, w. adurch der Stift 27 von dem Ansatz 62 des Sperrschiebers 59 freigegeben
wird und nunmehr die Hauptkupplung A voll eingeschaltet ist. Der Sperrhaken, 28
der Hilfskupplung B hat sich inzwischen an dem in seinen Umlaufbereich verschobenen
Anschlag 3.1 des Steuerschiebers 32 gefangen und die Kupplung B ausgerückt. Die
Rolle 35 fällt unter dem Zuge der am Hebel 37 angreifenden Feder 38 in die Rast
der Scheibe 33 ein und verhindert ein Zurückdrehen der Kupplung B. Dem Schwenkhebel
57 folgend konnte unter dem Zug der Feder 55 auch der Schieber 54 nach rechts gehen.
Je nachdem, ob ein Rechenkommando gegeben. wurde, welches aus einem oder aus mehreren
Rechenschritten besteht, läuft nunmehr die Hauptkupplung A entsprechend oft um.
Wird das Kommando aufgehoben - beispielsweise mit dem Aufziehen der Kraftspeicher
von der Exzenterstange 24 aus über den Hebel 68 und die Welle 67 - so würde die
Steuerwelle 41 entgegen der Uhrzeigerrichtung in ihre Ruhelage zurückschwenken,
woran sie jedoch verhindert ist, solange die Kupplung A noch nicht in die Ausgangsstellung
zurückgekehrt .ist, da die Rolle 21 sich auf der Scheibe i9 abwälzt. Trifft die
Rolle 2T jedoch auf den abgeflachten Teil der Scheibe i9, so fällt der Schalthebel
22 in seine Ausgangslage zurück und zieht den Steuerschieber 32 in die Ruhestellung.
An sich würde durch den Hebel 42 auch die Schaltschiene 45 wieder in die Ausschaltstellung
zurückgeführt, .doch wird der Schaltersch,luß vorerst noch durch die Riegelschiene
54 aufrechterhalten, da diese noch nach rechts gezogen ist. Die Rolle 21 des Schalthebels
22 legt sich in eine Mulde der Scheibenabflachung, nachdem die Sperrklinke 17 den
Sperrhaken 16 der Hauptkupplung gefangen und die Kupplung A ausgeschaltet hat. Mit
dem Zurückfallen des Schalthebels 22 und des Steuerschiebers 32 gibt der Anschlag
31 den Sperrhaken 28 der Hilfskupplung B
frei, so daß die Hilfskopplung
wieder eingeschaltet ist. Die auf der Kante des Steuerschiebers 32 aufliegende Sperrklinke
64 kann in die Rastkerbe 63 einfallen. Da der Motor durch deni Sperriegel 54 immer
noch eingeschaltet ist, dreht sich die Kupplung B so lange weiter, bis sich der
Sperrhaken 28 am Anschlag 3o des Steuerschiebers 32 fängt und die Hilfskupplung
B abschaltet. Mit dem Rückschwenken des auf der Hilfsbewegungswelle 58 befestigten
Hebels 57 wird nun auch der Stift 61 auf dem Sperrschieber 59 wieder freigegeben,
die Schiene 59 rückt unter der Kraft der Feder 6o nach links und schiebt sich mit
ihrem Ansatz 62 über der bereits eingeschwenkten Stift 27. Gleichzeitig drückt der
Hebel 57 gegen den, Stift 56 des Sperrhebels 54 und führt ihn in die Ausgangslage
zurück, so daß die Motorkontakte 5o, 51 durch den Zug der Feder 46 geöffnet werden.
Kurz vor Erreichen -der Endlage der Kupplung B hat der Stift 66 des Hebels 57 auch
.die Sperrklinke 64 angehoben, so daß nunmehr alle Teile wieder den Ausgangszustand
eingenommen haben. Das bis jetzt noch nicht ersichtlich gewordene Arbeiten der Sperrklinke
64 wird klar, wenn man sich vorstellt, daß beispielsweise unmittelbar an das Zurückschwenken
der Rechensteuernvelle 41 wieder ein Rechenimpuls gegeben würde, so daß der Steuerschieber
32 sofort wieder in seine Wirklage käme. Hierdurch bestünde die Gefahr, daß die
Hilfskupplung B nicht ihre Sollrückdrehung irr die Ausgangsstellung macht, sondern
in der Arbeitslage verharrt. Dies- zu vermeiden ist die Aufgabe der Sperrklinke
64. Wird nämlich die. Hauptkupplung A über die Steuerwelle 4a ausgeschaltet und
kehrt der Steuerschieber 32 nach links zurück, so fällt die Klinke 64 in die Rast63
ein. Kommt jetzt ein neuer Schaltimpuls auf die Steuerwelle 41, so kann sie nicht
verschwenken, ehe nicht die Hillfskupplung B erst in ihre Ausgangslage gedreht ist
und über die Exzenterstange 34 den Hebel 57 zurückgeschwenkt hat, denn erst durch
den Stift 66 wird kurz vor dem Ende der Arbeitsbewegung die Sperrklinke 64 wieder
aus. der Rast 63 ausgehoben und erst damit kann der Steuerschieber 32. wieder nach
rechts gehen und den nächsten Arbeitsgang mit der Voreinschaltung der Hilfskupplung
B von neuem beginnen.