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Zehnerschaltung für Rechenmaschinen und dergl.
Die Erfindung bezieht sich auf Zehnerschaltvorrichtungen für Rechen-und ähnliche Maschinen, bei denen es darauf ankommt, Zehnerübertragungen in einer grösseren Anzahl Stellen hintereinander einwandfrei durchzuführen. Erfahrungsgemäss ist die unmittelbare Übertragung der für die Zehnerschaltung erforderlichen Drehung der Zahlräder bei den meisten bekannten Systemen praktisch nur bei einer beschränkten Stellenzahl möglich, da die sich häufende Zahnluft schliesslich die Grösse der zur Schaltung erforderlichen Winkeldrehung erreicht und dann die beabsichtigte Wirkung vorloren geht. Abgesehen von diesem Übelstande ist der beim Schalten durch mehrere Stellen hindurch sich bemerkbar machende Widerstand sehr erheblich, so dass derartige Schaltungen einen verhältnismässig grossen Kraftaufwand erfordern.
Es sind nun Einrichtungen bekannt geworden, welche in verschiedener Weise den vorhandenen toten Gang auszugleichen und auch die Häufung des Widerstandes zu vermeiden bezwecken. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art kann aber das Zählwerk nur in einem Drehsinne betätigt werden und ist somit nur für Additionsmaschinen zu verwenden. Abgesehen
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werden Reibungsgetriebe zum Ausgleich der Zahnluft verwendet. Eine solche Einrichtung kann aber nicht als dauernd zuverlässig angesehen werden.
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also nicht von der normalen Einstellung ableitet und diese Einstellung für die Durchführung der Zehnerübertragung lediglich in der Weise heranzieht, dass sie im gegebenen Augenblicke relaisartig die für die eigentliche Zehnerschaltung erforderliche Kraft auslöst.
Dies geschieht zweckmässig durch Vermittlung einer vom Zehnervorsprung eines Zahlrades niedrigerer Ordnung betätigten Kupplung, die aus einem auf einer die Kraftquelle darstellenden, während des Rechnungsganges umlaufenden Triebwelle sitzenden Differentialwerk mit drei koaxialen Systemen besteht, von denen das eine dauernd-mit der Triebwelle verbunden ist, während durch wechselweise Sperrung und Auslösung der beiden anderen mittels eines vom Zehnervorsprung betätigten Gesperres das auf das Zehnerschaltwerk wirkende System während der für die Zehnerschaltung
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Der Wechsel zwischen Addition, Multiplikation, Subtraktion und Division kann unmittelbar erfolgen und das einwandfreie Arbeiten des Mechanismus ist von der Stellenzahl ganz unabhängig, so dass die damit zu versehende Maschine in dieser Beziehung keiner Beschränkung unterliegt.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform gibt Fig. i eine vergrösserte perspektivische Ansicht der Schaltvorrichtung für zwei Stellen von der hinteren Seite des Zählwerkes aus gesehen, wobei die Teile der ersten Stelle der Deutlichkeit halber auseinandergezogen sind.
Fig. 2, 3, 4 und 5 sind von links gesehene Seitenansichten der wesentlichen Schaltteile in verschiedenen Stellungen, wie sie der Reihe nach beispielsweise bei der Subtraktion angenommen werden.
Fig. 6 ist ein senkrechter Längsschnitt durch die auf der Hauptachse sitzenden Schaltteile und Zählräder für zwei Stellen.
Der ganze Mechanismus wird von vier Achsen (Fig. I) getragen, von denen 2, 3 und 4 im Gestell fest gelagert sind, während 1 drehbar ist. Mit dieser sind die Zahnräder 5 fest verbunden, 50 dass sie sich jederzeit mit der Welle 1 in allen Stellen gleichzeitig drehen. Mit den Rädern 5 kämmen Zahnräder 6, die mit den Zahnrädern 7 fest verbunden sind und auf der gemeinschaftlichen Achse 8 lose drehbar sitzen, welche in den runden Scheiben 10a befestigt sind. Mit den Rädern 7 kämmen dann die Räder 11, welche mit den runden Scheiben lob fest verbunden sind und mit diesen lose drehbar auf der Welle 1 sitzen, auf welcher auch die Scheiben 10a ebenfalls drehbar aufgesetzt sind.
Die vorstehend beschriebene Anordnung ist ein an sich bekanntes
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Umlaufgetriebe, welches im vorliegenden Falle zur Abnahme der für die Zehnerschaltung in der nächsten Stelle erforderlichen Zusatzdrehung von der vorläufig als ständig umlaufend gedachten Welle"1 dient, wie nachstehend näher beschrieben.
Auf der Achse 2 (Fig. I) sind gegenüber den beiden Scheiben-Ma und 10 b zwei durch eine
Buchse 44 fest miteinander verbundene Sperrklinken 14a und 14b drehbar gelagert, welche mit ihren Hakenenden in entsprechende Ausschnitte 12 bzw. 13 der Scheiben 10a und 10 b eingreifen können. Hierbei ist der Winkel, den die Klinken 14a und 14b miteinander bilden (Fig. 2 bis 5) so gewählt, dass, wenn die eine Klinke in eine Lücke der zugehörigen Scheibe eingefallen ist, die andere Klinke mit ihrer Nase ganz aus dem Bereich der anderen Scheibe rückt und eine Kleinigkeit noch von dem Umfange dieser Scheibe absteht, wie aus den Figuren leicht zu erkennen ist.
Die Regelung der Stellung dieser beiden Klinken erfolgt nun durch einen dicht daneben auf derselben Achse 2 vermittelst der Buchse 19 lose drehbaren mit zwei Querarmen 17 und 18 versehenen Schalthebels 16. Dieser ist vermittelst der Feder 20, die einerseits an der Buchse 19 und andrerseits an einem mit der Klinke 14a verbundenen Anschlag 15 befestigt ist, sowie durch den sich gegen diesen Anschlag 15 legenden Arm 17 des Hebels 16 mit letzterem kraftschlüssig gekuppelt, so dass die Klinken 14a und. 14b den Bewegungen des Hebels 16 im allgemeinen folgen werden. Durch eine an dem anderen Arme 18 des Hebels 16 angreifende Feder 24 wird dieser stets so gedreht, dass er bestrebt ist, durch Druck gegen den Stift 15 die Klinke 14b zum Eingriff mit der Scheibe 10 b zu bringen.
Der Hebel 16 ist überdies noch mit einer Nase 21 versehen, welche im Bereich elnes Stiftes 39 liegt, der an der Zifferntrommel der vorhergehenden Stelle so befestigt ist, so dass er, wenn bei dieser Stelle im Schauloch der Übergang der 9 auf o oder umgekehrt erfolgt, die Nase 21 zurückdrängt und damit den Hebel 16
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Ende an dem Ansatz 25 einer auf der Achse 3 drehbaren Klinke 23 befestigt, welche dadurch so gedreht wird, dass sie mit ihrer Nase 45 den zurückgedrängten Hebel 16 an seiner Spitze 22 festhält und nach Vorübergang des Stiftes 39 am Zurückschnellen hindert.
Hierdurch erhält das Klinkenpaar 14a und- die Neigung, sich infolge der Wirkung der Feder 2Q umzulegen, so dass nunmehr die Klinke 14b ihre Scheibe j ! freigibt und die andere Scheibe 10a gesperrt wird. Bei der Gestaltung der vorbeschriebenen Schaltteile ist die beabsichtigte Wirkung von der Drehrichtung der Achse 1 unabhängig.
Bisher ist also erreicht, dass beim Vollenden einer Umdrehung der Zifferntrommel der vorhergehenden Stelle, die bis dahin in Ruhe befindliche Scheibe 10 b von der Welle 1 zwangläufig, und zwar doppelt so schnell als diese mitgenommen wird, sowohl vorwärts als rückwärts.
An der Scheibe 10 b ist nun an der Aussenseite (Fig. 2 bis 6) ein ringartiger Vorsprung 30, welcher Ausschnitte 16 besitzt, in denen Stifte 29 derart befestigt sind, dass sie in bekannter Weise ein auf der Achse 4 drehbares Malteserkreuz 28 beim Umlauf der Scheibe 10 b mitdrehen.
Mit diesem Malteserkreuz fest verbunden ist die fünfeckige Scheibe 31, auf deren Rand der Hebel 27 aufliegt, so dass er beim Drehen des Fünfecks von dessen Ecken zurückgedrängt und somit gedreht wird. Dieser Hebel ist nun vermittelst der Buchse 26 mit der vorbeschriebenen Klinke 23 vereinigt und wie diese um die Achse 3 drehbar. Die Folge dieser Anordnung ist, dass, nachdem das Malteserkreuz um eine Teilung weitergedreht ist, der Hebel 16 von der Nase 22 der Klinke 23 wieder freigegeben wird, wodurch dann die Feder 20 wieder bestrebt ist, die normale Lage der Klinken 14a und. M herbeizuführen, wodurch schliesslich die Scheibe lob zum Stillstand kommt, während-Ma sich wieder dreht.
Das Malteserkreuz wird somit stets nur um eine einzige Teilung fortrücken. Mit dem Kreuz und der Fünfeckscheibe 31 ist nun, und zwar zwischen den beiden, das Triebrad 32 fest verbunden, welches deren Drehung daher mitmacht und seinerseits in ein auf der Welle 1 sitzendes Zahnrad 33 eingreift. Das Übersetzungsverhältnis dieser beiden Zahnräder sowie die Anzahl der Einschnitte in dem Malteserkreuz sind so gewählt, dass das Rad 30 jedesmal um eine Zwanzigstelumdrehung fortschreitet. Letzteres i.
St nun durch eine Buchse mit dem Zahnrad 34 (Fig. 6) verbunden, welches das eine Zentralrad des in bekannter Weise aus den Rädern 34, 35, 36 und 37 bestehenden Umlaufgetriebes der nächsten Stelle ist, für welches ebenfalls das Übersetzungsverhältnis I : 2 gewählt ist, so dass bei der Drehung von 34 um ein Zwanzigstel das Rad 37 und die an ihm befestigte Zifferntrommel38 um ein Zehntel, also eine Ziffer weiterrückt.
Die Umlaufräder 35,36 sitzen auf der in dem Arm 41 befestigten Achse 42. Der Arm 41 ist mit dem lose auf der die Räder 33 und 34 verbindenden Buchse sitzenden Zahnrad 40 fest verbunden, so dass er diejenige Drehung mitmacht, welche dieses Rad von den Zahnstangen 43 empfängt, die ihren Antrieb von dem Schaltwerk der Rechenmaschine erhalten und somit unabhängig von der vor sich gehenden Zehnerschaltung einen Wert im positiven oder negativen Sinne in die zugehörige Stelle einzuführen vermag.
Wie aus. der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, sind alle Teile trotz der wahlweisen Austauschmöglichkeit der Bewegungen stets kraftschlüssig miteinander verbunden, so dass beim Zurückkehren in die Nullage alle Teile sich wieder in derselben gegenseitigen Stellung be-
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derselben Stelle aus, von der in der Maschine das die Zahnstangen bewegende Schaltwerk betätigt wird. Die Arbeitsweise der Zehnerschaltvorrichtung ist nun folgende :
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zeichnete Pfeil andeutet.
Bei dem Weiterdrehen der Teile lOb fällt die Klinke, diesem Druck folgend, somit in eine der Lücken 13 dieser Scheibe ein und sperrt dieselbe, so dass sich durch die Wirkung des Umlaufgetriebes a, 6, 7, 11 nunmehr die Scheibe 10a mit der zum Umlaufen gezwungenen Achse 8 zu drehen beginnt, welcher Augenblick in Fig. 2 wiedergegeben ist.
Kommt nun der Stift 39 der Zifferntrommel der vorhergehenden Stelle an die Nase 21 des Hebels 16, so drängt er diese radial nach aussen (Fig. 3), wobei die Spitze 45 des Hebels 16 sich hinter die Nase 22 der Sperrklinke 23 legt und beide durch die Feder 24 in dieser Lage gehalten bleiben. Gleichzeitig entfernt sich der Arm 17 von dem Stift 15, so dass die Feder 20 nunmehr der Klinke 14a, die durch den in ihrem Kopfende eingezeichneten Pfeil angedeutete Neigung gibt und diese auf den Umfang der noch umlaufenden Scheibe 10a schleift, bis sie in eine der im Rande dieser befindlichen Lücken 12 einfällt (Fig. 4). Dadurch kommt 10a zum Stillstand und da 14b gleichzeitig aus der Lücke 13 ausgehoben wurde, wird sich augenblicklich 10 b weiterdrehen.
Bei fortgesetzter Drehung der Scheibe lOb kommt dann einer der Stifte 29 in deji Bereich des Malteserkreuzes und dreht dieses um eine Teilung weiter (Fig. 5). Durch die damit verbundene Drehung der eckigen Scheibe 31 wird dann mit dem Hebel 27 der Eingriff der
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schon gesagt der Winkel zwischen den Klinken 14a und 14b so bemessen ist, dass die gerade ausser Eingriff mit den Scheiben befindliche Klinke um ein Geringes von deren Umfang absteht, so wird die Feder 2d die Klinken sofort nach Lösung des Eingriffes bei 45 um diesen Betrag drehen, womit gleichzeitig eine kleine Bewegung des Hebels 16 radial einwärts verbunden ist, so dass nun die Nasen 22 und 45 (Fig.
5) gegeneinander stossen, bis die Klinke lJb durch das Weiterdrehen der Scheibe 10 b in die nächste Lücke 13 derselben abfällt und der in Fig, 2 dargestellte Zustand wieder erreicht ist. Diese Anordnung ist notwendig, weil das Malteserkreuz seine Drehung bereits vor'dem Abfallen von 1. Jb vollendet hat und dann der Hebel 27 nicht mehr zurückgehalten wird, so dass die Sperrung des Hebels 16 durch die Klinke 23 neuerdings erfolgen würde.
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aber durch Drehen der Achse 2 es ermöglichen, alle Hebel 16 gleichzeitig nach unten zu drehen in demselben Masse, wie es durch die Stifte 39 geschieht.
Wird die Achse 2 dann in dieser Stellung gehalten und werden gleichzeitig'die Antriebsorgane 43 ausgerückt, so drehen sich alle Zifferntrommeln mit der Welle 1, bis sie mit den Stiften 39 an einem durch das Drehen der Welle 2 einrückbaren Anschlag stossen, dessen Lage so gewählt ist, dass die Zifferntrommeln zur Ruhe kommen, wenn die o im Schauloch steht.
Das Wesentliche der Erfindung wird nicht dadurch geändert, dass die Scheiben 10a und 10 b nebst den dazwischen liegenden Umlaufgetrieben auf einer besonderen zur Welle 1 parallelen Welle untergebracht und die Schaltklinke auf den Achsen 2 und 3 entsprechend umgestaltet werden, wodurch eine Verminderung des Stellenabstandes erzielt werden kann.
Auch kann statt des Malteserkreuzes ein anderes geeignetes Zylindergesperre zur Anwendung kommen. Der wechselnde Eingriff der Klinken 14a und 14 b kann auch statt durch eine Drehung um die Achse 2 durch eine seitliche Verschiebung parallel zu der Welle 1 hervorgerufen werden. Auch können die Scheiben 10a und 10 b mit Hohlrädern für den Eingriff des Umlaufgetriebes versehen sein. Statt des Umlaufgetriebes kann auch eine andere lösbare Kupplung Verwendung finden, ohne das Wesentliche der Erfindung zu ändern.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Zehnerschaltvorrichtung für Rechenmaschinen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeit für die Zehnerschaltung einer während des Rechnungsganges umlaufenden besonderen Kraftquelle entnommen wird, die durch eine vom Zählrad niedrigerer Ordnung betätigte Kupplung jeweils an das Zehnerschaltwerk für das Zählrad höherer Ordnung angeschlossen wird.