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Kleinschreibmaschine.
Die bisher bekannten sogenannten Reiseschreibmaschinen sind in ihrer Ausführung sowohl den Grössenverhältnissen nach als auch dem Gewicht nach für Reisezwecke noch zu schwer und zu gross und müssen ausserdem in einem besonderen Schreibmaschinenkoffer befördert werden.
Wenn eine Schreibmaschine den Zweck als leicht tragbare Reiseschreibmaschine erfüllen soll, so ist es notwendig, die Bemessung für derartige Zwecke so klein zu halten, dass die Schreibmaschine bequem in einer Reisetasche oder Aktenmappe Platz finden kann. Demnach muss auch das Gewicht der Schreibmaschine gegenüber den bisherigen Reiseschreibmaschinen noch ganz beträchtlich herabgemindert werden.
Der Zweck der Erfindung ist, die Konstruktion einer derartigen Reiseschreibmaschine von möglichst niederer, gedrängter Bauart zu schaffen und durch Vereinfachen und Vereinheitlichen der Teile des Typenhebelantriebs die Herstellung zu verbilligen.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass die Lagerpunkte der Zwischenhebel des Typenhebelantriebs bestimmt sind durch gewählte Abstände von den jeweils zugeordneten Lagerpunkten auf dem Typenhebellagerkreisbogen und eine Kurve bilden, die in einer zur Grundebene unter einem solchen Winkel geneigten Ebene liegt, so dass bei ausgeglichenen Drehmomenten im Typenhebel-und Zwischenhebellager gleicher Typenhebelanschlag an der Papierwalze bei gleichem Kraftaufwand für sämtliche am Sehlagwerk angeordneten Tasten erzielt wird.
Eine Schreibmaschine gemäss der Erfindung ist in den Fig. 11 und 12 der Zeichnung beispielsweise dargestellt, wobei Fig. 11 einen Schnitt und Fig. 12 eine Draufsicht zeigt.
In dem Gehäuse 1 ist das Typenhebellager 2 in bekannter Weise zur Schreibwalze 3 geneigt angeordnet. Die Typenhebel 4 sind mit ihrer Type 5 auf der Typenhebelachse 6 schwenkbar gelagert. Je ein Zwischenhebel 7, der auf der Achse 8 schwenkbar gelagert ist, steht durch die Verbindungsstange 9 mit dem Typenhebel 4 und durch eine Verbindungsstange 10 mit dem dazugehörigen Tastenhebel 11 in Verbindung. Durch die geneigte Anordnung des Typenhebellagers 2 liegen die Auflagepunkte der seitlichen Typenhebel 4 in der Ruhelage höher als diejenigen der mittleren Typenhebel.
Da aber auch die Typen der seitlichen Typenhebel unterhalb der Linie AB (Fig. 11) liegen sollen, weil die Gesamthöhe der Maschine ein bestimmtes Mass nicht überschreiten darf, so sind die seitlichen Hebel etwas mehr nach rückwärts geneigt als die mittleren und müssen demgemäss auch beim Tastenanschlag einen grösseren Weg zurücklegen als die mittleren Hebel. Daraus ergibt sich, da nach dem Erfindungsgedanken alle Einzelteile sich dem Grundgedanken der niederen und gedrängten Bauart unterordnen müssen, dass auch die Zwischenhebel 7 in einem Lager gelagert sind, das in ähnlicher Weise wie das Typenhebellager 2 zur Schreibwalze 3 unter einem bestimmten, kritischen Winkel geneigt angeordnet ist, dessen Berechnung und Konstruktion später folgt.
Die Schlitze, in welchen sich die einander zugeordneten Typenhebel und Zwischenhebel bewegen, sind vorzugsweise für jedes Hebelpaar in der gleichen oder parallelen Ebene angebracht, so dass das mittlere Hebelpaar sich in zur Grundebene lotrechter Ebene bewegt, während die seitlichen Hebelpaare sich in zur Grundebene geneigten Ebenen bewegen.
Da der Anschlag aller Typen auf die Walze bei gleichem Tastenhebeltiefgang und gleichem Tastendruck gleich stark bleiben soll, ist es erforderlich, die Zwischenhebel so anzuordnen, dass sich jeweils für alle Hebel gleiche Angriffsmomente ergeben. Dies wird dadurch erreicht, dass zwei zusammengehörige Lagerpunkte (im Typenhebel-und Zwischenhebellager) ungefähr gleich hoch über der Grundebene liegen und dass sie sich im gleichen Abstand voneinander befinden.
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Es ist möglich, dass sämtliche Lagerstellen der Bedienungs-und Betätigungsvorriehtungen, wie aus Fig. 11 ersichtlich, zu einem Ganzen zusammengefasst und in einem Gussstück, vorzugsweise einem
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trächtigt wird.
Um einen leichten Zusammenbau zu ermöglichen, kann weiterhin das gesamte Typen-und Tastenhebelwerk, in sich getrennt, ausserhalb des allgemeinen Maschinenrahmens zusammengebaut werden ; diese Anordnung ist in Fig. 12 gezeigt. Es ist dabei das Typenhebellager 2, das Zwischenhebellager 12 und das Tastenhebellager 14 zu einem Ganzen zusammengefasst. In diesem Gesamtlager können alle Einzelteile des Schlagwerkes, wie Tpyenhebel 4, Verbindungsstangen 9, Zwischenhebel 7, Verbindungsdrähte 10, Tastenhebel 11 und auch die Schaltbrücke 13 ausserhalb des sonst üblichen Rahmens vollkommen fertig zusammengebaut werden.
Durch Einsetzen des so getrennt fertiggestellten Gesamtschlagwerkes in den Maschinenrahmen, welcher ebenfalls getrennt mit den übrigen Maschinenteilen versehen worden ist, wird die betriebsfertige Maschine erhalten. Alle übrigen Einzelheiten, die zur Schreibmaschine gehören, sind nicht näher dargestellt, weil sie zum Erkennen des Erfihdungsgedankens nicht notwendig sind.
Über die mathematischen Grundlagen des Typenhebelantriebs ist folgendes zu bemerken :
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Die Schlitze im Segmentlager bei 01 und im Zwischenhebellager bei O2 liegen innerhalb der vertikalen Schnittebene Moud genau zueinander. Dreht man aber jetzt diese Schnittebene um die Achse . i (LMOi und L auf allen Geraden der Segmentlagerebene durch M) um einen Winkel s, so wird das Segmentlager senkrecht durchschnitten in A, das Zwischenhebellager in B schief zu dieser Kreis- bogenstelle. Anderseits würde die Schnittebene um die Achse A2 (#OO2) durch C das Zwischenhebellager senkrecht in B2 treffen. Je grösser der Winkel s wird, desto grösser wird der Abstand B B'2.
Praktisch bedeutet das : Beim Bewegen des Zwischenhebels um B treten Vereckungen auf, die sich durch grössere Reibung und Abnutzung am Zwischenhebel äussern würden. Das Niederdrücken der äusseren Tasten würde bedeutend grössere Kräfte erfordern als der mittleren. Ausserdem wird der Abstand AB und damit die Länge des Zwischenhebels immer grösser, wenn der Winkel s grösser wird. Sollten diese gleich lang bleiben, so müsste beim Zwischenhebellager die Kreisbogenform aufgegeben
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Bei einer nach diesem Grundsatz aufgebauten Schreibmaschine würden also in B keineVereckungen auftreten, der Zwischenhebel in B ohne Reibung beweglich sein, da ja M2 B senkrecht zum Kreisbogen ist. Da aber für grösser werdende Winkel 5 der Abstand A B grösser als oui 02 = d wird, müssten die äusseren Zwischenhebel länger werden als die mittleren, ausserdem ist die Strecke A B gegen die Horizontalebene geneigt, so dass die Verbindungsstücke, welche die Bewegung des Zwischenhebels auf den Typenhebel übertragen, alle verschieden sind. Die Unterschiede sind allerdings nicht mehr so gross wie bei der Anord-
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dass A B = oui 02 = d bleibt und gleichzeitig horizontal ist ?
Zu Fig. 3, 4a, 4b, 5 und 6.
Es wird also fabrikationstechnisch die Forderung gestellt : Nicht nur alle Typenhebel, sondern auch alle Zwischenhebel, alle Zwischenstücke zwischen Zwischenhebel und Typenhebel sollen unter sich gleich sein, Typenhebellager und Zwischenhebellager sollen, wenn möglich, konzentrische Kreisbogen bleiben. Die Erfüllung dieser Forderungen bedeutet beim serienmässigen Herstellen der Einzelteile und bei ihrem Zusammensetzen zur fertigen Schreibmaschine eine ganz erhebliche Vereinfachung.
Die Erfüllung dieser Forderungen ergibt folgende Frage :
Um welchen Winkel x muss man die Ebene des Zwischenhebellagers um Os, F drehen, damit eine beliebige Schnittebene um Al- M D, bei gegebenen r, d und a, die beiden Lager so schneidet, dass A B 0102 = d bleibt und immer A B parallel zur Horizontalebene bleibt ? Dies bedeutet weiter : die Höhe h1 von A über der horizontalen Grundebene ist gleich der Höhe h2 von B über der horizontalen Grundebene ; weiterhin ist dann A B parallel E F und damit wieder h'1 # A J = h'2 # B K (vgl. Fig. 3).
Die Lösung ergibt sich zeichnerisch nach Fig. 5.
Die Konstruktion des kritischen Winkels x, wenn r, d und α gegeben sind, wird wie folgt
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die Schnittgerade der Schnittebene mit der horizontalen Ebene ; auf ihr muss F liegen, das auch auf der Senkrechten in O2 zu oui 02 liegt.
Man dreht jetzt die Schnittebene um den Winkel # zurück. Da Al - M D senkrecht zur Ebene des Segmentlagers ist, steht M D senkrecht auf allen Geraden der Segmentebene durch M, also nicht nur senkrecht auf M O1, sondern auch senkrecht auf M A E (vgl. Fig. 3). Beim Zurückdrehen der Schnittebene um M D fällt also jetzt M A auf M O1, M E' # M E0 (und zur Kontrolle D Eo = D E) gibt den Punkt E0 und M D E0 die wahre Gestalt des Dreiecks. Die Senkrechte A0J0 # h'1 verschiebt man um die Strecke d parallel h'2 = \ ; Jo Ko = d. Damit findet man B, so dass A B = d und parallel zur Grundebene ist. Macht man jetzt Fo D = DF, so liefert Fo B die Schnittlinie der Schnittebene mit der Ebene des Zwischenhebellagers.
Diese Schnittlinie Fo B trifft M - Al in S. Die Verbindungslinie
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Da Mg S nur wenige Millimeter ist, ist die Schnittlinie S B F nur wenig von M, B verschieden, d. h. SB ist nahezu senkrecht zum Zwischenhebellager und die im ersten Teil (Fig. 1) aufgezeigten Vereckungen sind sehr gering.
Wiederholt man die Konstruktion für kleinere Winkel #, so ergibt sich derselbe Punkt S auf M D und damit derselbe Winkel x und wiederum B auf dem Kreisbogen um Mg mit Radius (r + d).
Der bei der Zeichnung befolgte Gedankengang ergibt unter Benutzung der Fig. 5,3 und 4 a und 4 b folgende Berechnung des kritischen Winkels x.
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Man kann den Winkel x auch aus der körperlichen Ecke bei F (schiefwinkeliges, sphärisches Dreieck) berechnen. Die Aufstellung eines allgemeinen Ausdrucks für sin x, der die Unabhängigkeit von s zeigt, ist wegen Einschiebung der metrischen Grössen d = A B nicht einfach ; er ist aber auch nicht nötig, nachdem die Konstruktion in Fig. 5 und die obige Rechnung für verschiedene Winkel s dasselbe D 8 und denselben Winkel x ergeben.
Um diesen kritischen Winkel x muss also die Zwisehenhebellagerebene gegen die Grundebene geneigt sein, wenn man fabrikationstechnisch die Forderung stellt : alle Typenhebel, alle Zwischenhebel und alle Zwischenstücke sind gleich lang, und die zusammengehörigen Lagerpunkte (A und B Fig. 5) sind jeweils in gleicher Höhe über der Grundebene und ergeben gleichzeitig ausserdem gleiche Drehmomente für jedes Anschlagsaggregat und gleichmässigen Aufbau jedes Aggregats.
Zu Fig. 7,8, 9 und 10 : Verzichtet man auf eine dieser Forderungen, so kann man z. B. die Forderung aufrechterhalten, dass alle Zwischenhebel gleich lang bleiben, dann kann aber der Lagerpunkt B2 in Fig. 7 nicht mehr die gleiche Höhe über der Grundebene haben, und das Zwischenhebellager bekommt eine elliptische Form, und die Ebene des Zwischenhebellagers muss dann unter einem Winkel a gegen die Grundebene gehoben werden. In Fig. 7 und 8 ist die Konstruktion durchgeführt. Sie ist bis zur Konstruktion des Punktes Fo die gleiche wie in Fig. 5. Schreibt man die Form des Zwischenhebellagers nach Fig. 8 z.
B. elliptischen Bogen O2 B2 (Fig. 8) vor, so findet man als Schnittpunkt des Kreisbogens um Fo mit dem Radius Fo B2 mit dem Kreis um 0"mit dem Radius d = O 0, den Punkt B2, auf der
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winkel x2. Umgekehrt kann man zu einem vorgegebenen Neigungswinkel z. B. X3 in Fig. 7 den Punkt SS, dann B3 und somit die Form des elliptischen Bogens finden, in welchem die Zwischenhebellagerpunkte angeordnet sein müssen.
Wenn man also von der obigen Forderung : gleiche Höhe zusammengehöriger Lagerpunkte A und B abgeht, wird der Winkel zwischen dem Zwischenhebel und dem Typenhebel für die äusseren Tasten ein anderer, und die Drehmomente werden wesentlich verschieden. Hält man dagegen die Forderung gleicher Höhe entsprechender Lagerpunkte A und B aufrecht, so muss man auf den gleichen Abstand dieser Lagerpunkte und damit auf gleiche Länge aller Zwischenhebel verzichten, wenn man von dem kritischen Winkel x und der Kreisbogenform des Zwischenhebellagers abgeht.
Angenommen, das Zwischenhebellager habe, um eine niedere und gedrängte Bauart zu erreichen, die Form eines elliptischen Bogens wie in Fig. 10, dann ergibt sich aus Fig. 9 ähnlich wie in Fig. 5 der Punkt F. Der Kreis um Fo mit dem Radius F B schneidet die Parallele Ao Bo in B4'Fo B4 trifft die Drehachse M1 D in 84, 84 O2 liefert den zugehörigen Neigungswinkel der Zwischenhebellagerebene.
Umgekehrt kann man zu einem vorgegebenen Neigungswinkel den zugehörigen elliptischen Bogen aus Fig. 9 und Fig. 10 finden. Diese Lösung hat den Nachteil, dass die Zwischenhebel nach aussen länger werden und damit die Drehmomente ungünstiger werden. Ausserdem zeigt Fig. 10, dass die in Fig. 1 aufgezeigten Vereckungen grösser werden. Bei grösster räumlicher Zusammendrängung wird Einfachheit im Aufbau und Ausgeglichenheit der Drehmomente erreicht, wenn bei vorgegebener Neigung der Ebene des Typenhebellagers, der Längen des Typenhebels und der Zwischenhebel, die Neigung der Zwischenhebellagerebene (kritischer Winkel x in Fig. 5) nach vorstehenden Angaben bestimmt wird ; dabei wird das Zwischenhebellager ein konzentrischer Kreisbogen.
Geht man von diesen Forderungen ab, so wandelt es sich bei gleichzeitiger Änderung der Neigungswinkel in elliptische Bogen ab.
Nimmt man z. B. den Bau einer Schreibmaschine nach den im Vorangegangenen aufgezeigten, neuen Grundsäzen für einen Optimalfall an Vereinfachung und Vereinheitlichung vor, so sind folgende Forderungen zu stellen : alle Typenhebel sind gleich (Radius 1'), alle Zwischenhebel sind gleich, alle Abstände zugehöriger Lagerpunkte sind gleich (AB = 01 O2 = d), alle Verbindungsglieder zwischen Typen-und Zwischenhebel sind gleich, alle Verbindungsglieder zwischen Zwischen-und Tastenhebel sind gleich, alle Hebel schwingen senkrecht in ihrem Lager, alle Drehpunkte der Tastenhebel liegen auf einer Geraden, alle Tastenhebel sind gerade, alle Drehmomente sind bei gleichem Tastenhub gleich, alle an Schreibmaschinen genormten Teile (Walze, Tastatur) werden eingehalten (Abstand der äussersten Taste von der Mitte = b).
Gemäss der Erfindung soll zu den obigen Angaben die kritische Neigung der Zwischenhebellagerebene zur Grundebene mit der zum Typenhebellagerkreis geometrischen Kurve für die zugehörigen Zwischenhebellagerpunkte und gleichzeitig der Radius dieser Kurve ermittelt werden. (Neigung der Zwischenhebellagerebene = x, Radius R = y.)
Die Fig. 13 veranschaulicht zeichnerisch diese Berechnung.
Vor Lösung dieser Aufgabe wird folgende praktische Erwägung angestellt, um eine weitgehendste räumliche Beschränkung der Schreibmaschine zu ermöglichen : Die Walze muss auf einem Wagen laufen.
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Dieser Wagen mit all seinen notwendigen Vorrichtungen bedingt einen gewissen Abstand der Walzenachse von der Grundebene. An die Walzenwandung müssen als Voraussetzung einer genauen Schrift die Typen tangential aufschlagen. Das Typenhebellager muss zur Aufnahme der verlangten Anzahl Typenhebel die der Beanspruchung und Materialbeschaffenheit entsprechende Stärke aufweisen (Abstand der äussersten Schlitze von der Mitte = s). Unter dem Segment muss Raum sein für die Materialstärke und den Tastenhub der Tastenhebel. Der äusserste Tastenhebel hat bei Normaltastatur von der Mitte den Abstand = b. Die Durchschlagkraft soll den bekannten Maschinen ebenbürtig sein.
(Drehmomente im Typenhebellager.)
Um nun dies alles zu berücksichtigen und eine möglichst niedrige und gedrängte Bauweise einhalten zu können, muss das Segment unter einem Winkel (Winkel 0 :.) zur Grundebene so tangential gegen die Walzenwandung geneigt sein, dass alle Typenköpfe auch in der Ruhelage etwa den gleichen Abstand von der Grundebene haben wie in ihrem Aufschlagpunkt an der Walze.
Damit erhält man den Neigungswinkel a und aus der Typenhebellänge den Radius r.
Der Abstand des mittelsten Lagerpunktes O1 im Segment vom mittelsten Lagerpunkt Os im Zwischenhebellager ist auch durch die für die Maschine gewählte Tiefe bedingt und dementsprechend zu wählen. (A B = oui 02 = d.)
Damit zum Ausgleich der Drehmomente an den Zwischenhebeln gleiche Angriffspunkte möglich sind, müssen diese senkrecht über den zugehörigen Tastenhebeln liegen. (Abstand des äussersten Punktes von der Mitte = b.)
Nachdem so die Grössen ci, r und d festgelegt sind, kann analog den bereits erwähnten Ausführungsbeispielen der bestimmte Winkel x errechnet und konstruiert bzw. bestimmt werden, unter dem die Zwischenhebellagerebene gegen die Grundebene geneigt sein muss.
Der Radius R = y des Zwischenhebellagers wird gleichzeitig mit ermittelt. Die Schnittlinien der Typenhebellagerebene und der Zwischenhebellagerebene mit der Grundebene sind infolge des symmetrischen Aufbaues parallel. Je zwei zusammengehörige Lagerpunkte A und B, im Typenhebel-und Zwischenhebellager, sind einander zugeordnet, so dass A B == Oi102 = d ist. Dadurch sind die beiden Punktreihen in einer bestimmten Verwandtschaft und Zuordnung (geometrisches Verhältnis).
Nimmt man die durch 0102 gehende Grundebene als Grundrissebene und die dazu senkrechte Mittelebene der Maschine als Aufrissebene an und klappt die Typenhebellagerebene und die Zwischenhebellagerebene in die Grundrissebene um, so verlieren natürlich die heruntergeklappten Lagerpunkte Au und Bu ihren Raumabstand A B = OOs == ; sie werden aber infolge der vorher festgelegten Verwandtschaft in bestimmter Weise weiterhin einander zugeordnet bleiben.
Die Schwingebenen der Typenhebel schneiden sich alle in einer Achse a1 durch M1, senkrecht zur Typenhebellagerebene. Diese Achse al (Tangente in M1) trifft die Grundebene in D (bestimmt durch)' und a). Die Schwingebenen der Zwischenhebel schneiden sich ebenfalls alle in einer Achse a2 senkrecht zur Zwischenhebellagerebene.
Die bereits erwähnte bestimmte Zuordnung und Verwandtschaft (geometrisches Verhältnis) je zweier zusammengehöriger Lagerpunkte im Typenhebel-und Zwischenhebellager bedingt auch für die beiden Achsen al und a2 eine dem obigen geometrischen Verhältnis entsprechende Abhängigkeit. Diese ergibt sich aus der Tatsache, dass diese beiden Achsen durch den gemeinsamen Schnittpunkt D in der Grundebene gehen. Die Forderung, dass sämtliche Drehmomente der Typenhebellagerebene mit den zugehörigen Drehmomenten der Zwischenhebellagerebene ausgeglichen bzw. gegenseitig abgestimmt sind, bedingt, dass die Verbindungslinie Au Bu der in die Grundebene umgeklappten Lagerpunkte A und B ebenfalls durch D geht.
Die eingangs dieses Ausführungsbeispieles aufgestellten Forderungen bedingen, dass die Achsen-
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hebel nicht mit denjenigen der Zwischenhebel zusammenfallen.
Der Punkt D spielt also im geometrischen Verwandtschaftsverhältnis der beiden Punktreihen die Rolle einer Invarianten.
Konstruktion von x und y :
Man zeichnet auf der Grundkante a der Reihe nach 01, 0 und Os ; man trägt in O1 den Winkel ex und findet M1 (M101 Oi = r). Die Senkrechte in Mi (Tangente) trifft die Grundkante in D. In 0 trägt auf man an 0 O1 nach unten den Winkel s auf und findet so Au und damit dann auch den Punkt A im Grundund Aufriss.
Die gerade Linie Au D trifft die Parallele zur Grundkante im Abstand b in Bu. Die Mittelsenkrechte zur Kreissehne Boo 02 trifft die Grundkante in Os, dem heruntergeklappten Mittelpunkt des
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1. auf dem Kreis um Os mit dem gefundenen Radius y,
2. auf der Tangente von D an diesen Kreis.
Damit ist Mg bestimmt und Mg Os. Der Neigungswinkel x ist also jetzt konstruiert. Aus diesem Neigungswinkel x und B findet man jetzt Grund-und Aufriss des Raumpunktes B.
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Durch Umklappen der Strecke A B im Raum, die im Grund-und Aufriss jetzt bekannt ist, lässt sich deren wahre Grösse feststellen A* B*. Da sich diese in der Grösse A* B* = A B = 0102 ergibt, sind sämtliche eingangs dieses Beispieles gestellten Forderungen erfüllt.
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bei gleichem y die zugehörigen Lagerpunkte im Zwischenhebellager, wenn man für e die entsprechenden Werte benutzt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schreibmaschine von niedriger und gedrängter Bauart (Kleinschreibmasehine), dadurch gekenn- zeichnet, dass die Lagerpunkte der Zwischenhebel des Typenhebelantriebs bestimmt sind durch gewählte Abstände (d) von den jeweils zugeordneten Lagerpunkten auf dem Typenhebellagerkreisbogen und eine Kurve bilden, die in einer zur Grundebene unter einem solchen Winkel (x) geneigten Ebene liegt, so dass bei ausgeglichenen Drehmomenten im Typenhebel-und Zwischenhebellager gleicher Typenhebelanschlag an der Papierwalze bei gleichem Kraftaufwand für sämtliche am Schlagwerk angeordneten Tasten erzielt wird.