Машина для производства четырех арифметических действий

 

Класс 42m, 15

g О 1„

ABT0PI, ROE СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ счетной машины для производства четырех арифметических действий.

К авторскому свидетельству П. Г. Жеребцова, заявленному

3 сентября 1933 года (спр, о перв. ¹ 134311).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1936 года.

Изобретение относится к счетной ма- шине с двумя рядами клавиш, предназначенной для производства сложения, вычитания, умножения, деления, возведения в степень, извлечения корня из целых и дробных чисел, причем возведение в какую угодно целую степень, а также извлечение корня производится одним только нажатием клавиш во время установки на машине чисел, над которыми совершается данная операция. Так например, при производстве перемножения двух чисел установка на одной клавиатуре первого сомножителя вызывает появление пальцев соответствующего механизма, а установка на второй клавиатуре второго сомножителя — самый процесс установки второго сомножителя— образует произведение двух данных чисел, появляющееся в окнах машины, расположенных против роликового счетчика.

В основу счетной машины положено известное свойство Неперовой таблицы умножения, выполненной в виде, так называемых, Неперовых палочек.

На приложенных чертежах фиг. 1 дает общий схематический внешний вид счетной машины; фиг. 2 — вид Неперовых брусков (палочек); фиг. 3 — вид сверху на Неперовы бруски, уложенные параллельно один другому и составляющие прямоугольник; фиг. 4 — вид механизма машины сверху; фиг. 5 и б — вид механизма машины с двух боковых сторон, расположенных под углом в 90 одна к другой; фиг. 7, 8 и 9 — детали машины; фиг. 10 — 15 — детали счетного устройства.

Предлагаемая счетная машина имеет вид (фиг. 1) прямоугольного кожухаящика со стенками 24, прикрытого крышкой 25 и имеющего ножки ll, 12. В передней части 10 машины размещена клавиатура с двумя рядами по десяти клавиш, обозначенных цифрами О, 1, 2... 9. В передней стенке размещены окна 13 против цифровых колес результирующего счетчика. На фиг. 1 результирующий счетчик показывает, например, результат возведения числа 991 в третью степень. Внутри кожуха расположен весь механизм машины, причем бруски Непера размещаются один возле другого под углом в 45 к сторонам прямоугольника, как указано на фиг. 1 под цифрами 14, 15... 23, но только внутри кожуха.

Палочки Непера имеют вид брусков

14, 15... 23 (фиг. 2) с укрепленными нормально к их поверхности пальцами а, б, в..., соответствующими цифрам, обычно наносимым на палочки Непера.

Длина пальца, соответствующего цифре 1, принимается за единицу; длина пальца, соответствующего цифре 2, берется вдвое большей и т. д., длина пальца, соответствующего цифре 9 берется в девять раз больше длины пальца, соответствующего цифре 1. Пальцы, соответствующие единицам, размещаются по длине бруска ближе к правому его краю; пальцы, соответствующие десяткам, помещаются ближе к левому краю бруска, в шахматном порядке по отношению к пальцам, соответствующим единицам (фиг. 3). Брусок (палочка) Непера, соответствующий цифре О, пальцев не имеет. Из фиг. 3, представляющей бруски Непера, уложенные один возле другого с пальцами, направленными вниз, видно, что эти пальцы составляют диагональные ряды, причем в данной машине имеют значение диагональ, идущая слева сверху направо вниз, и все диагонали, ей параллельные.

В верхней части механизма расположены параллельно одна другой под углом в 45 к сторонам кожуха 24 планки 445, 446... 454 постепенно уменьщающейся длины, а перпендикулярно к ним в той же плоскости планки 456, 457... 465 постепенно увеличивающейся длины таким образом, что все они заполняют собою квадрат (фиг. 4).

Планки 445, 446 ... 454, расположенные на фиг. 5 за верхней частью рамы 240, соединенной со станиной машины, скреплены при помощи стержней

363, 364... 372 с подпружиненными пружинами 373, 374... 382 внутренними клавишами 323, 324... 332, которые кинематически связаны с наружными клавишами нижнего ряда (фиг. 1). Пружины

373, 374... 382 имеют цилиндрическую форму, одними своими концами закреплены на верхней части рамы 240, а другими концами соединены с клавишами 323, 324... 332. Те же планки 445, 446... 454 соединены (фиг. 5 и б) при помощи рам 384, 385... 395 с брусками

Непера 405, 406... 414, расположенными в плоскостях, перпендикулярных к плоскости чертежа по фиг 5, параллельно брускам 445, 446... 454. Планки 456, 457, 465 соединены с брусками Непера 14, 15... 23 при посредстве стержней 353, 354... 362, с подпружиненными пружинами 343, 344... 352 клавишами 333, 334... 342, которые кинематически связаны с наружными клави лами верхнего ряда (фиг. 1). Пружины

343, 344... 352 имеют цилиндрическую форму одними своими концами закре плены в верхней части рамы 240, а другими концами скреплены с клавишами

333, 334 ... 342. Бруски 14, 15 ... 23 расположены в плоскостях, перпендикулярных к плоскости чертежа по фиг. б и в плоскостях, параллельных плоскости чертежа 5. Под этими брусками помещены в плоскостях, перпендикулярных к плоскости чертежа по фиг. 5, замкнутые рамы 47, 48... 66 в количестве

20 штук (фиг. 7 и о), по нижним сторонам которых могут скользить муфты 27, 28 ... 46, снабженные отростками 67, 68... 86 и помещенные в отверстиях 87, 88... 106 планки 26. Планка 26 вместе с муфтами 27, 28... 46 устроена передвижной вдоль нижних сторон рам 47, 48... 66. Рамы 4/, 48... 66 могут перемещаться в известных пределах в вертикальном направлении под давлением на них соответствующих пальцев брусков

Непера, расположенных над ними. Для возвращения рам в исходное положение, при прекращении нажатия на соответствующие клавиши применены входящие телескопически один в другую стержень и трубка 303, 304... 322, присоединенные к верхним частям рам 47, 48... 66 и к отростку рамы 240 и окруженные цилиндрическими пружинами

283, 284... 302, скрепленными с теми же частями и работающими на растяжение.

Для перемещения планки 26 вдоль нижних сторон рам 47, 48.. - 66 к планке 26 присоединена гибкая тяга 107 (фиг. б), с одной стороны прикрепленная при помощи пружины к станине машины, а с другой стороны наматываемая на вращающийся на оси 111 барабан 109 действием заключенной в нем пружины. На барабане 109 закреплено храповое зубчатое колесо 110, охватываемое вилкой 444 с загнутыми концами 114 и 115, могущими периодически входить в зубцы колеса 110 при качании вилки 444 около оси 113, Для поворота вилки на некоторый угол при каждом нажатии на клавиши 333, 334...342под последними расположена линейка 108, продолжение которой давит на штифт 112 головки 11б вилки 444. Всякое нажатие на одну из указанных клавиш вызывает такии образом перемещение планки 26 ! на интервал между рядами пальцев брусков Непера.

Под брусками Непера 405,406... 414 (фиг. 5 и б) расположены замкнутые рамы 200, 201... 219, по нижним сторонам которых могут скользить соответственно муфты 262, 263... 281, снабженные отростками 242, 243... 261, помещенными в соответствующих отверстиях планки 241. Планка 241 вместе с муфтами 262, 263... 281 может передвигаться вдоль нижних сторон рам 200, 201... 219. Рамы 200, 201,, 219 могут в известных пределах перемещаться в вертикальном направлении под нажатием на них соответствующих пальцев расположенных над ними брусков Непера 405, 406... 414. Для возвращения рам 200, 201... 219 в исходное положение после прекращения нажатия на соответствующие клавиши применены телескопически соединенные трубки и стержни 415, 416... 434, присоединенные к верхним частям рам 200, 201... 219 и к отростку соединенно" со станиной рамы 240 и окруженные цилиндрическими пружинами 220, 221... 239, скрепленными с теми же частями и работающими на растяжение. Для перемещения планки 241 вдоль нижних сторон рам 200, 201... 219 к планке 241 прикреплена гибкая тяга 439 (фиг. 5), с одной стороны присоединенная через пружину к станине машины, а с другой стороны наматываемая на вращающийся на оси 442 барабан 440 действием заключенной в нем пружины. На барабане 440 закреплено зубчатое колесо 441, охватываемое вилкой 443 с загнутыми концами 437 и 438, которые периодически могут входить между зубцами колеса 441 при качании вилки 443 около оси 436 в головке 435 вилки 443. Для поворота вилки 443 около оси 436 при нажатии на клавиши

323, 324 ... 332 применено устройство, ° подобное устройству для поворота вилки 444.

Надо заметить, что пальцы в бру. сках 405, 406... 414 помещены внутри брусков и могут выступать на нижних их сторонах лишь при нажатии сверху на бруски соответствующими отростками 67, 68... 86. Такие убирающиеся пальцы, например, могут быть устроены так, как это изображено на фиг. 9. Верхняя часть, например, пальца а, подпружиненная пружиной 585, расположенной между стенкой бруска 405 и выступом 584 на пальце а, несколько выступает над верхней плоскостью бруска 405.

Нижняя часть пальца а снабжена храповыми зубцами, взаимодействующими с храповыми зубцами части 589, прижимаемыми к храповым зубцам пальца пружиной 590. Часть 589 при помощи стержня 588 с головкой 591 может быть оттягиваема с целью освобождения пальца от зацепления храповыми зубцами и втягивания его в полость бруска 405.

Выдвижение пальца из полости 405 производится нажатием выступа 67 муфты 27 на выступающую на верхней поверхности бруска 405 часть пальца а. Подобные же приспособления имеются для всех пальцев как бруска 405, так и остальных брусков 406, 407... 414. Для одновременного вдвижения всех пальцев в полости брусков после производства вычислений все головки, подобные головке 591 пальца а бруска 405, соединены планкой 587; у всех брусков 405, 406... 414 подобные планки соединены параллельно с тою же целью, чтобы общим их движением возможно было убрать все выдвинутые пальцы.

Под рамами 200, 201... 219 расположена доска 282 с размещенными в ней в шахматном порядке выдвижными пальцами, подобными выдвижным пальцам в брусках 405, 406... 414.

Под доской 282 с подпружиненными выдвижными пальцами помещена параллельная ей доска 466 с постоянными пальцами (все одинаковой высоты), размещенными также в шахматном порядке между пальцами доски 282. Один из рядов таких пальцев, соответствующий одному из брусков Непера, изображен на фиг. 10 под цифрами 467, 468...485, На концах как выдвижных пальцев доски 282, так и постоянных пальцев доски 466 помещены свободно вращающиеся ролики, например, 491, 492... 497 (фиг. 11). Плоскость вращения этих роликов расположена в направлении диагональных рядов пальцев и между пальцами досок 282 и 466 натянуты по этим роликам также по диагональным рядам пальцев тонкие стальные ленты 118, 119... 137 (фиг. 12).

Одни концы этих лент укреплены неподвижно в бруске 117> скрепленном со станиной машины, а другие концы навиты на подпружиненные барабаны (на чертеже не показанные). При выдвижении во время работы пальцев, например и, в, 6, из доски 282 в каком-либо диагональном ряду пальцев они (фиг. 11) вдавливают ленту 486 (одну из лент 118, 119... 137) в промежуток между пальцами доски 4бб, например 487, 488, 489, 490..., причем лента сматывается с соответствующего подпружиненного барабана на длину, пропорциональную сумме длин выдвинутых из доски 282 пальцев, расположенных по соответствующей диагонали. При обратном вдвижении пальцев в доску 282 лента действием пружины барабана опять навивается на последний. Части лент 118, 119... 137, навитые на подпружиненные барабаны, имеют верхнюю поверхность зубчатой и прижаты к свободно вращающимся на оси 138 и расположенным над лентами зубчатым колесам 139, 140... 158 (фиг. 12). Последние сцеплены с передаточными свободно вращающимися на оси 159 (фиг. 13) зубчатыми колесами 160, 161... 199, имеющими по десяти зубцов, которые, в свою очередь, сцеплены с цифровыми барабанами 541, 542... 544... роликовых счетчиков (фиг. 14), расположенных против окон 13 машины (фиг. 1). Следует отметить, что число передаточных зубчатых колес 160, 161... 199 вдвое больше числа зубчатых колес 139, 140... 158, причем каждое из последних зубчатых колес сцеплено с двумя смежными зубчатыми колесами 160, 161...

199 — с одним зубчатой передачей, а с другим, например, ременной передачей, и четные колеса 160, 162... могут вращаться только в одном направлении, а нечетные колеса 161, 163... только в прямо противоположном направлении по сравнению с четными колесами.

Устройство для передачи десятков в предлагаемой машине состоит из приводимого во вращение при нажатии клавиш вала 520, укрепленного в подшипниках 518, 519 рамы 517 станины машины. На концах вала 520 укреплены кривошипы 522 и 521, сочлененные с брусками 513 и 514, которые при помощи цальцев... 510, 511, 512... и...

579, 580, 581... скреплены с кольцами... 547, 546, 545... и ... 551, 552, 553..., поддерживающими могущие в них вращаться зубчатые диски... 509, 525, 532... и... 548, 549, 550 ... Последние соединены при помощи пружин 507 с сидящими на квадратных осях 498 и 516 дисками... 506, 528, 536... и... 578, 577, 560... Последние диски при вращении кривошипов 522 и 521 периодически сцепляются и расцепляются с дисками... 502, 524, 530... и... 559, 575, 576... при посредстве пальцев... 500, 501, 526, 527, 533, 535, и ... 563, 564, 565, 566, 567, 568..., входящих в соответственные выемки дисков... 509, 525, 532... «и... 548, 549, 550.. Диски...

502, 524, 530... и... 559, 575, 576... охватывают неподвижно закрепленные на осях 498 и 515 диски... 508, 523, 529... и... 556, 578, 577... с кулачками 503, 524, 531... и... 555... При этом при периодическом расцеплении дисков... 502, 524, 530... и... 559, 575, 57б... с дисками... 509, 525, 532... и... 548, 549, 550... происходит сцепление зубцов последних дисков с зубцами выступов ... 537, 538, 539, 540... цифровых барабанов... 541, 542, 543, 544... высшего разряда для передачи накопленных десятков.

На фиг. 15 видно, что диск 502 и однородные с ним диски имеют внутренний зубчатый венец, а на кулачки 503 и однородные с ними кулачки дисков 508 и ему подобных надеты головками 504 собачки 505, которые допускают вращение дисков 502 и однородных с ним дисков в одном только направлении.

При работе на данной машине для переноса любого числа на счетчик машины следует сцепить цифровые барабаны с соответствующими зубчатыми колесами 160, !б2, 164..., дающими прямые обороты, затем выбить на верхнем ряде наружных клавиш данное число, начиная с высших разрядов и кончая низшими, идя слева направо, а затем на нижнем ряде наружных клавиш выбить цифру 1.

Для сложения любых чисел, сохраняя сцепление цифровых барабанов с соответствующими зубчатыми колесами

160, 162... следует одно слагаемое за другим переносить на цифровые барабаны, где они будут прибавляться один к другому. При этом, во время сложения чисел необходимо после переноса каждого числа на цифровой барабан все выскочившие подпружиненные пальцы убирать прежде, чем приступать к выбиванию на клавиатуре следующего слагаемого.

Такие же действия следует производить и при вычитании чисел, перенося на счетчик сперва уменьшаемое, а затем уже при сцеплении цифровых барабанов с соответствующими эубчатыми колесами 161, 163, 165 ... переносить на счетчик вычитаемое.

При перемножении чисел следует сцепить цифровые барабаны с соответствующими зубчатыми колесами 160, 162, 164... и одно из множимых выбить на клавишах верхнего ряда, а другое— на клавишах нижнего ряда. На счетчике получается непосредственно результат.

Предмет изоб ретения.

1. Счетная машина для производства четырех арифметических действий с применением палочек Непера, отличающаяся тем, что палочки Непера в виде брусков 14, 15...23 (фиг. 2 и 3) с укрепленными нормально к их поверхности в соответствующих местах пальцами служат при нажатии на клавиши верхнего ряда машины (фиг. 1) для выдвижения соответствующих столбцам таблицы Непера подпружиненных пальцев, отвечающих пальцам брусков Непера, с тем, чтобы при последующем нажатии на нижний ряд клавиш машины (фиг. 1), при посредстве пальцев соответствующих брусков 405, 406, 407... 414 (фиг. 5 и 6) возможно было выставить подпружинен- ные пальцы, соответствующие пересече- I ниям нажатых на клавиши чисел столб-, цов и рядов, на доске 282 машины (фиг. б), с целью вдавливания, при помощи их, в промежутки между установленными под ними на доске 466 в шахматном порядке пальцами 466, 468... (фиг. 10 и 11) лент 486, которые натянуты в диагональном направлении к выставленным в доске 282 пальцам и одним концом закреплены неподвижно, а дру- гим, при помощи соответствующих передач, вращают цифровые барабаны 541, 542, 544... (фиг. 14) счетчиков, показывающих результат произведенных вычислений (фиг. 1).

2. В машине по и. 1 применение механизма для переноса пальцев с брусков

Непера, отличающегося тем, что этот механизм состоит из ряда расположенных перпендикулярно к брускам Непера

14, 15... 23 рам 47, 48, 49... 66 (фиг. 5 и 6), подвижных под действием пальцев в вертикальном направлении, находящихся под действием пружин 283, 284...

302 и охватывающих планку 26 с входящими в нее муфтами 27, 28... 46, несущими отростки 67, 68 (фиг. 7) и передвигаемыми вместе с планкой 26 по нижним частям рам 47, 48, 49, 66 гибкой тягой 107, при каждом нажатии клавиши, на величину интервала между столбцами таблицы Непера, для периодического наматывания каковой тяги 107 на барабан 109 действием заключенной в барабане пружины служит качающаяся вокруг оси 113 вилка 444, загнутые концы 114 и 115 которой поочередно входят в промежутки между зубцами зубчатого колеса 110.

3. В машине по и. 1 применение механизма для переноса пальцев с брусков 405, 406... 414 на доску 282, подобного механизму по и. 2, планка 241 которого, вместе с муфтами 262, 263...281 с отростками 242, 243 ... 261, устроена периодически подвижной на величину интервала между рядами таблицы Непера по нижним частям рамок 200, 201... 219, которые, в свою очередь, подвижны в вертикальном направлении и находятся под действием пружин 220, 221... 239 (фиг. 5 и 6).

4. В машине по и. 1 применение для передачи десятков устройства, отличающегося тем, что оно состоит из передвигаемых, при помощи кривошипов

513, 522 и 514, 521, по четырехгранным осям 498 и 515 дисков 506, охватываемых рисками 509, сцепленными с дисками 506 пружинами 507, для периодического их сцепления выемками в дисках 509 с пальцами 500 и 501 дисков 502, охватывающих неподвижные закрепленные на осях 498 и 515 диски 508 с кулачками 503, с целью периодического, при расцепленных дисках 509 и 502, сцепления зубцов дисков 509 с цифровыми барабанами высшего разряда для передачи десятков (фиг. 14 и 15).