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Rechenvorrichtung für alle vier Grundrechnungsarten, für die Stellenwertbestimmung und für die Umwandlung von Massbezeichnungen
Die Erfindung betrifft eine für Schul-und ähnliche Zwecke geeignete Rechenvorrichtung für alle vier Grundrechnungsarten, für die Stellenwertbestimmung beim Rechnen mit Dezimalzahlen, sowie für die Umwandlung von Massbezeichnungen. Ähnliche Vorrichtungen sind bereits bekannt ; doch lassen sich mit den meisten von diesen nur zwei Rechenoperationen durchführen, während die übrigen sehr unübersichtlich sind.
Die Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Vorrichtungen darin, dass bei übersichtlicher Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes alle vier Grundrechnungsarten rascher als bisher durchgeführt werden können, dass beim Rechnen mit Dezimalzahlen gleichzeitig auch der Stellenwert bestimmt und dass die Umwandlung von Masseinheiten vorgenommen werden kann.
In der Zeichnung ist in Fig. l die Rechenvorrichtung, in Fig. 2 ein Querschnitt durch diese längs der Linie A-B, in Fig. 3 ein Querschnitt längs der Linie C-D und in Fig. 4 eine vereinfachte Ausführungsform des Erfindunggedankens für die Elementarklasse dargestellt.
Im wesentlichen besteht die Erfindung (Fig. 1-3) aus zwei verschieden grossen, konzentrischen Kreisscheiben 1 und 2. Auf der kleineren Kreisscheibe 2 ist am Umfange an der mit Null bezeichneten Stelle eine Zunge 3 mit einer Schauöffnung 4 angebracht, welche die grosse Kreisscheibe 1 etwas überragt. Über den Kreisscheiben 1 und 2 - diese überragend und beiderseits umfassend-ist ein Streifen, die sogenannte Schere 5, mit einer Längsschau- öffnung 6 als Radius um einen Drehzapfen 7 in Form einer Kofferniete 8 drehbar angeordnet.
Am Umfange der grösseren Kreisscheibe 1 befinden sich zwei verschiedenfarbige Zahlenreihen 9 und 10 mit den Zahlen von 0 bis 100 und von 101 bis 200, in hundert gleichen Winkelabständen und im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers angeordnet. Unter diesen Zahlenreihen sind unter jeder jeweilig folgenden Fünferoder Zehnerzahl in abgekürzter Form die Stellenwertbezeichnungen, der sogenannte Stellenwertring 11, von Null nach rechts die Ganzen (grosse Anfangsbuchstaben), nach links die Dezimalen (kleine Anfangsbuchstaben) angeordnet, u. zw. so, dass unter Null die Einer (E), unter 95 die Zehner (Z), unter 90 die Hunderter (H) usw., unter 5 die Zehntel (z), unter 10 die Hundertstel (h) usw. zu stehen kommen.
Diese zwei Zahlenreihen 9 und 10 und der Stellenwertring 11 sind konzentrisch zur kleineren Kreisscheibe, aber ausserhalb dieser angeordnet. Die kleinere Kreisscheibe 2 trägt an ihrem äussersten Umfange ebenfallsdieZahlenreihe13mitdenZahlen0-100, innerhalb welcher-wie auf der Kreisscheibe 1, jedoch in umgekehrter Reihenfolge (nach links die Ganzen, nach rechts die Dezimalen)-die Stellenwertbezeichnungen in gekürzter Form in einem Stellenwertring 14 angeordnet sind. Innerhalb dieses Stellenwertringes 14 befinden sich neun weitere verschiedenfarbige Kreisringe 15-23. In diesen sind die in zwei Farben gehaltenen kleinen Faktorenkreise 24 mit den Faktorenzahlen-manche Faktorenkreise enthalten zwei verschiedenfarbige Faktorenzahlen-angeordnet.
Die im Faktorenring 15 liegenden Faktorenkreise haben voneinander den doppelten Winkelabstand der Zahlen der Zahlenreihe 13. Die im nächsten inneren Faktorenring 16 liegenden Faktorenkreise weisen den dreifachen, die des Faktorenringes 17 den vierfachen usw. und die im Faktorenring 23 liegenden Faktorenkreise den zehnfachen Winkelabstand der Elemente der Zahlenreihe 13 auf. Zur leichteren Kennzeichnung dieser Winkelabstände, welche die 2er-, 3er-... lOer-Reihe des kleinen und grossen Einmaleins darstellen, dient die Beschriftung der Schere 5, die sich an der linken Seite der Schau- öffnung 6 befindet und den ersten Faktor jeder 1 x 1-Reihe darstellt. Auf der rechten Seite der Scherenschauöffnung 6 sind die Bezeichnungen 1/2' 1, 3-"Vio ersichtlich.
Die punktierten oder in anderer Farbe gehaltenen Faktorenkreise und Zahlen sind die einzelnen Faktoren, welche der Zahlenreihe 10 mit den Zahlen von 101 bis 200 zugeordnet sind. Innerhalb des Faktorenringes 23 sind auf 5 konzentrischen, verschiedenfarbigen Kreisringen 24-28 die Längen-, Flächen-, Raummasse, Gewichte und Hohlmasse vermerkt. Am Radius des Einerstellenwertesalso unter E-befinden sich die Benennungen km, ha, m3, t und hl, während links und rechts davon die anderen Massbenennungen in dekadischer Ordnung angegeben sind. Diese Ausgestaltung der Rechenscheibe ermöglicht die Umwandlung der Mass-und Gewichtseinheiten.
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man nun neben anderen Faktorenkreisen den Faktorenkreis mit der Zahl 12, u. zw. im Faktorenkreis der 7er-Reihe 20. Mithin ergibt 84 geteilt durch 12 den Quotienten 7.
Soll die Aufgabe 71 : 9 gelöst werden, dann wird die Schere 5 mit ihrer Schauöffnung 6 nach vorheriger Grundeinstellung der Vorrichtung so lange gedreht, bis in der Schauöffnung die Zahl 71 auf den beiden Kreisscheiben 1 und 2 erscheint. Unter dieser sieht man nun keinen vollen Faktorenkreis, somit ist 71 durch keine Zahl restlos teilbar. Um nun den gesuchten Quotienten zu ermitteln, hält man die Kreisscheibe 1 und die Schere 5 fest und dreht nur die Kreisscheibe 2 so lange, bis in der Scheren-
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der Faktorenkreis mit der Ziffer 7 ersichtlich wird : 71 : 9=7, Rest 8. Die Restzahl 8 erscheint gleichzeitig in der Zungenschauöffnung 4.
Zur Bestimmung des Stellenwertes beim Dividieren von Ganzen durch Dezimalzahlen und umgekehrt sowie von Dezimalzahlen durch Dezimalzahlen ist die Grundeinstellung der Vorrichtung nicht erforderlich.
Sollen z. B. in der Aufgabe 843-76 : 0-0035 die Hunderter durch Tausendstel dividiert werden, dann dreht man die Kreisscheibe 2 an der Zunge 3 so lange, bis das H (Hunderter) der Kreisscheibe 1 in die Zungenschauöffnung 4 zu stehen kommt. Nun hält man beide Kreisscheiben 1 und 2 mit der linken Hand fest und dreht die Schere 5
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(Hunderttausender) auf der Kreisscheibe 1 als Quotient der Division. Der Dividend und der Quotient sind immer von der Kreisscheibe 1 abzulesen.
Beim Verwandeln der Mass-und Gewichtseinheiten in grössere oder kleinere Einheiten ist die Grundeinstellung der Vorrichtung erforderlich. Will man z. B. wissen, wieviel Meter ein Kilometer hat, dann dreht man die Schere 5 so lange, bis in ihrer Schauöffnung 6 das"m" ersichtlich wird. Über diesem sieht man auf der Kreisscheibe 1 das"T" (Tausender). 1 km hat also 1000 m.
Gleichzeitig kann auch abgelesen werden,
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hat, dann dreht man die Kreisscheibe 2 aus der Grundstellung so lange nach links, bis die Bezeichnung"a"in die Scherenschauöffnung 6 kommt. Nun wird die Schere 5 so lange gedreht, bis in ihrer Schauöffnung 6 die Bezeichnung : "cm2" erscheint. Darüber steht auf der Kreisscheibe 1 der Wert M" (Millionen), l a hat also 1,000. 000 cm2.
Die in Fig. 4 dargestellte vereinfachte Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist für : die Elementarklasse bestimmt. Die Abänderungen bestehen darin, dass die Zahlenwerte von 1 bis 20 einfarbig vermerkt sind und dass auf der Kreis-
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scheibe 2 10 "Faktorenringe 13 a, 15-23 statt 9 erscheinen sowie dass die Stellenwertringe 11 und 14 und die Kreisringe für die Mass-und Gewichtsbezeichnungen 24-28 entfallen. Die Rechenbeispiele sind dementsprechend auf den Zahlenraum 1-20 beschränkt.
PATENTANSPRÜCHE : l. Rechenvorrichtung für alle vier Grundrechnungsarten, für die Stellenwertbestimmung und für die Umwandlung von Massbezeichnungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenelemente (Zahlen, Stellenwerte, Einheiten) auf einer grösseren Kreisscheibe (1), auf einer konzen-
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radiusförmigen Streifen konzentrisch angeordnet sind, wobei die Kreisscheiben und der Streifen um einen Drehzapfen (7) unabhängig voneinander drehbar gelagert sind.