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Logarithmischer Rechenapparat Gegenstand der Patentschrift 471 113
ist eine logarithmische Rechenvorrichtung mit einzeln oder gemeinsam zu zweien oder
mehreren bewegbaren Trägern logarithmischer Teilungen, welche sich dadurch kennzeichnet,
daß zur gemeinsamen Bewegung zweier oder mehrerer Teilungsträger elektromagnetische
Kupplungen vorgesehen sind.
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Die vorliegende Erfindung verbessert die Vorrichtungen nach dem Hauptpatent
dadurch, daß die Triebkörper für die logarithmischen Teilungsträger auf einer gemeinsamen
Achse drehbar angeordnet werden, und daß jeder Triebkörper mit zwei wahlweise einschaltbaren
elektromagnetischen Kupplungen versehen wird, von denen die eine den betreffenden
Triebkörper mit der drehbaren Achse, die andere mit einem feststehenden Teil, beispielsweise
einem Achslaser, fest verbindet. Insbesondere wird jeder Triebkörper mit zwei koaxialen,
wahlweise einschaltbaren Glockenelektromagneten, dem Achsmagneten und dem Haltemagneten,
versehen, von denen der Achsmagnet mit einem mit der gemeinsamen drehbaren Achse,
der Haltemagnet mit einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Anker zusammenarbeitet.
Durch diese neue Anordnung wird folgender Vorteil erreicht: Sämtliche Triebkörper
für die logarithmischen Teilungen können direkt auf einer gemeinsamen drehbaren
Achse angeordnet sein. Derjenige bzw. diejenigen Triebkörper, welche während einer
Operation verstellt werden soll bzw. verstellt werden sollen, werden durch Unterstromsetzen
des Achsmagneten mit der Achse fest verbunden, während bei den anderen Triebkörpern,
die an der Bewegung nicht teilnehmen sollen, die Haltemagnete unter Strom gesetzt
werden. Wird nun die gemeinsame Achse gedreht, so nehmen an der Bewegung nur diejenigen
Teilungsträger teil, welche zur Ausführung der Rechenoperation verstellt werden
sollen, während die anderen Teilungsträger unbedingt feststehen, ohne daß eine schleifende
Mitnahme stattfinden kann.
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Diese für das sichere Arbeiten logarithmischer Rechenvorrichtungen
der in Frage kommenden Art notwendige Bedingung wird dabei durch außerordentlich
einfache konstruktive Mittel erreicht. Dabei hat man es unter Zugrundelegung der
oben gekennzeichneten neuen Anordnung in der Hand, die Schaltung so auszubilden,
daß
beispielsweise durch Drücken eines einzigen Schaltknopfes sämtliche für eine bestimmte
Operation erforderlichen Schaltverbindungen hergestellt werden.
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In den Abbildungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der gemäß
der Erfindung verbesserten logarithmischen Rechenvorrichtung mit elektromagnetischen
Kupplungen dargestellt.
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Abb. i zeigt die schematische Ansicht einer Rechenvorrichtung nach
der Erfindung. Auf der Grundplatte i sind die drei Lagerstützen 2 für die Achse
3 montiert, welche beispielsweise mittels der Handkurbel 4 gedreht werden kann.
Fest mit den Lagerttützen 2 sind die mit der Bohrung des Achslagers konzentrischen
Eisen-Scheiben 5 verbunden. Auf der Achse fest angeordnet sind die konzentrischen
Eisenplatten 6. Drehbar auf der Achse 3 sind die Triebkörper R, I, 1I, III für die
logarithmischen Teilungsträger angeordnet. Als Träger für die logarithmischen Teilungen
können entweder die Mantelflächen der zylinderförmigen Triebkörper R; I, 1I, III
selbst dienen oder aber diese Triebkörper können zur Bewegung anderer Teilungsträger
benutzt werden, beispielsweise dadurch, daß sie mit Stiften in gleichen Abständen
versehen sind und zur Bewegung von elastischen, mit logarithmischen Teilungen versehenen
Bändern dienen, Die Triebkörper könnten auch Zahnräder tragen und mit Zahnstangen
zusammenarbeiten, welche zur Bewegung stabförmiger Teilungsträger dienen u. dgl.
mehr. Jeder Triebkörper ist nun mit je einem Halteglockenelektromagneten HR, Hl,
HII, Hlll und einem Achsmagneten AR, .9.I, All, <41I1 versehen. Wird der
Haltemagnet im Triebkörper unter Strom gesetzt, so hält er elektromagnetisch den
betreffenden Triebkörper an dem an dem betreffenden Achslager 2 fest angeordneten
Eisenanker 5 fest, so daß der betreffende Triebkörper und demzufolge der mit diesem
zusammenarbeitende logarithmische - Teilungsträger gegen Drehungen unbedingt gesichert
ist. Wird der Achsmagnet eines Triebkörpers unter Strom gesetzt, so wird dadurch
der betreffende Triebkörper mit dem betreffenden, auf "der drehbaren Achse 3 fest
angeordneten Eisenanker 6 elektromagnetisch verbunden. Wird die Achse 3 gedreht,
so wird der betreffende Triebkörper und demzufolge der betreffende logarithmische
Teilungsträger mitgenommen.
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Denkt man sich beispielsweise mit jedem Triebkörper einen Teilungsträger
zusammenirbeitend, welcher eine normale logarithmische Zahlenteilung trägt, so kann
beispielsweise ein Produkt aus vier Zahlen a . b . c . d mit einer Rechenvorrichtung
gemäß Abb. i folgendernaßen gebildet werden: Sind noch nicht sämtliche Teilungen
auf den Infangsstrich i eingestellt, so werden nacheinander die Achsmagnete der
Triebkörper R, I, II, III gleichzeitig mit dem Haltemagneten jedes der jeweils übrigen
Triebkörper unter Strom gesetzt und jedesmal die Kurbel q. gedreht, bis jeweils
an den Teilungsträgern R, I, II, III, der Strich i eingestellt ist. Alsdann werdender
AchsmagnetvonR und gleichzeitig die Haltemagnete von I, 1I, III unter Strom gesetzt
und an dem Teilungsträger R die Zahl cl eingestellt. Darauf werden die Achsmagnete
von R und I und gleichzeitig die Haltemagnete von II und III unter" Ström gesetzt
und an I die Zahl b eingestellt. Sodann werden die Achsmagnete von II und R und
gleichzeitig die Haltemagnete von I und III unter Strom gesetzt und an dem Teilungsträger
II die Zahl c eingestellt: Schließlich werden die Achsmagnete von R und III und
die Haltemagnete von I und II unter Ström gesetzt und alsdann an dem Teilungsträger
III die Zahl d eingestellt. Bei dem ersten Schritt ist der Teilungsträger von R
allein um die Strecke log n verstellt worden. Bei dem zweiten Schritt sind die Teilungsträger
I und R beide gleichzeitig um log b, bei dem dritten Schritt II und R beide gleichzeitig
um log c, bei dem vierten Schritt III und R beide gleichzeitig um log d verstellt
worden, so daß R im ganzen die Verstellung log a + log b + log c + log d erfahren
hat und daher das Produkt a b c d
angibt. Aus dem Beispiel ist zu sehen, wie
man gemäß der Erfindung für besondere Zwecke besonders geeignete logarithmische
Rechenvorrichtungen herstellen kann.
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Die Schaltung kann zweckmäßigerweise nach dem in Abb. 2 dargestellten
Schema ausgeführt werden. Mittels des Druckknopfes 7 wird zunächst die ganze Vorrichtung
an die nicht dargestellte Batterie durch den Schalter 8 angeschlossen bzw. von der
Batterie abgeschaltet, wie aus der Schemazeichnung ohne weiteres zu ersehen ist.
Beispielsweise an der negativen Klemme der Batterie ist die Leitung g angeschlossen,
von welcher die Zweige io, 1i, 12, 13 abgehen. Diese Zweige führen über Schleifring
=4', i5', 16' 17' zu dem die einen Pole von Achsmagneten und Haltemagneten eines
jeden Triebkörpers R, I, II, III verbindenden Leiterstück 15, 16, 17, 18. Der zweite
Pol des Haltemagneten HR ist durch das Leiterstück ig über den Schleifring 2o mit
dem Leiter ai verbunden, welcher mittels der Zweige 22, 23, 24 zu je einer Kontaktfeder
25, 26, 27 der Schalter I', II', III' führt. Der zweite Pol des Achsmagneten
AR ist durch den Leiter 28 über Schleifring 29, Leiter 3o mit den Kontaktfedern
31, 32, 33, 34 der Schalter R', I", 1I", III" verbünden. Der zweite Pol der Haltemagnete
HI, HIl, HIII ist durch
die Leiter 35. 36, 37 über die Schleifringe
38, 39, 40, die Leiter 41, 42, 43 mit den Kontaktfedern 44, 45, 46 der Schalter
I", II", III" verbunden. Die zweiten Pole der Achsmagnete A1,
A11, A111 stehen
durch die Leiter 47, 48, 49 über die Schleifringe 50, 51, 52 und die Leiter 53,
54, 55 mit den Kontaktfedern 56, 57, 58 der Schalter I', II', III' in Verbindung.
Die Schalter R', I' und I", Il' und II", III' und 11I" enthalten noch die Kontaktfedern
bzw. 59, 6o', 61', 6o", 61", 62', 63', 62", 63", 64', 65', 64", 65". Ferner sind
I' und I", II' und IV', III' und 11I" noch mit den Kontaktfedern 66' und 66" bzw.
67' und 67", 68' und 68" versehen. Der positive Pol der Batterie steht über den
Schalter 8 mit dem Leiter 69 in Verbindung. Die Kontaktfeder 59 des Schalters R'
steht mit dem Leiter 69 durch den Leiter 70 in Verbindung. An den Leiter
69 sind durch die Leiter 71, 72, 73 die Kontaktfedern 6o', 62', 64' angeschlossen,
welche über die Leiter 74, 75 bzw. 76, 77 bzw. 78, 79 mit den Kontaktfedern 61',
61" bzw. 63', 63" bzw. 65', 65" verbunden sind. Ferner sind noch die Kontaktfedern
66', 6o" bzw. 67', 62" bzw. 68', 64" durch die Leiter 8o, 81, 82 miteinander verbunden,
und endlich sind die Kontaktfedern 56, 66" bzw. 57, 67" bzw. 58, 68" durch die Leiter
83, 84, 85 miteinander verbunden.
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Die Wirkungsweise ist nun folgende: Wird der Schaltknopf R' hineingedrückt,
wie es die Abb. 2 zeigt, so legt sich Kontaktfeder 59 gegen 31 und stellt damit
leitende Verbindung des Pluspols der Batterie über Leitung 30, Schleifring 29, Leitung
28, Achsmagneten AR , Leitung 15, Schleifring 14 mit dem negativen Pol der Batterie
her. Ferner wird der positive Pol der Batterie über Leitung 69, 71, Leitung 74,
Feder 61', 66', Leitung 8o, Feder 6o", Feder 44, Leiter 41, Schleifring 38, Leiter
35, Haltemagneten HI, Leiter 16, Schleifring 15', Leiter ii, Leiter 9 mit
dem negativen Pol der Batterie verbunden. In entsprechender Weise sind auch die
Haltemagnete H11, HIII an die Batterie angeschlossen, während die Achsmagnete AI,
A11,
A111 und Haltmagnet HR stromlos sind.
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Wird also bei hereingedrücktem Knopf R' die in der Schaltskizze in
Abb. 2 nicht dargestellte gemeinsame Achse gedreht, so wird der Triebkörper R allein
durch seinen Achsmagneten AR mitgenommen, während die Triebkörper I, II,
III durch deren Haltemagnete HI, H11, H111
festgehalten werden.
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Wird einer der anderen Knöpfe, beispielsweise I' hineingedrückt, so
springt zufolge einer in Abb.2 schematisch angedeuteten, an sich bekannten Vorrichtung
der Knopf R' heraus, so daß die Verbindung zwischen den Kontaktfedern 31, 59 gelöst
wird. Durch das Hineindrücken des Knopfes I' werden die Kontaktfedern 56, 6o' und
61', 25 miteinander in Verbindung gebracht. Durch diese Verbindung wird zunächst
der positive Pol der Batterie über Leitung 69, Leiter 71, Feder 6o', Feder 56, Leiter
53, Schleifring 5o, Leiter 47, Achsmagneten A1, Leiter 16, Schleifring 15',
Leiter ii, 9 mit dem negativen Pol der Batterie verbunden. Durch die Verbindung
der Kontaktfedern 61' mit 25 ist der positive Pol der Batterie über Leitung 69,
Leiter 71, 74, Feder 61', Feder 25, Leiter 22, Leiter 2i, HaltemagnetenHR, Leiter
15, Schleifring 14', Leiter io, Leiter 9 mit dem negativen Pol der Batterie verbunden.
Ferner steht der positive Pol der Batterie über Schalter 8, Leiter 69, Leiter 72,
Leiter 76, Kontaktfeder 63', Feder 67', Leiter 81, Feder 62", Feder 45, Leiter 42,
Schleifring 39, Leiter 36, Haltemagneten H11, Leiter 17, Schleifring 16',
Leiter 12, Leiter 9 mit dem negativen Pol der Batterie in Verbindung. In entsprechender
Weise ist auch der Haltemagnet H111 an die Batterie leitend angeschlossen.
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Wird also Knopf I' hineingedrückt, so erhält Achsmagnet
A1 sowie die Haltemagnete HR, H11, H111 Strom, während AR,
HI, A11, A111
stromlos sind. Bei Drehung der Achse (3) wird also Triebkörper
I mitgenommen, Triebkörper R, II, III dagegen festgehalten. Wird I" gedrückt, wobei
wie sonst alle übrigen Kontaktknöpfe in Ruhelage zurückspringen, so werden die Kontaktfedern
6o", 61" mit 66", 32 verbunden, während der Kontakt zwischen 6o" und 44 gelöst wird.
Es steht alsdann der positive Pol der Batterie über Schalter 8, Leiter 69, Leiter
71, Leiter 74, Feder 61', Feder 66', Leiter 8o, Feder 6o", Feder 66", Leiter 83,
Leiter 53, Schleifring 5o, Leiter 47, Achsmagneten AI, Leiter 16, Schleifring
15', Leiter i1, Leiter 9 mit dem negativen Pol der Batterie in Verbindung. Ferner
steht der positive Pol der Batterie über Schalter 8, Leiter 69, Leiter 71, 74, 75,
Feder 61", Feder 32, Leiter 3o, Schleifring 29, Leiter 28, Achsmagneten AR, Leiter
15, Schleifring 14' Leiter io, Leiter 9 mit dem negativen Pol der Batterie in Verbindung.
Ferner steht der positive Pol der Batterie über Schalter 8, Leiter 69, Leiter 72,
Leiter 76, Feder 63', Feder 67' Leiter 81, Feder 62", Feder 45, Leiter 42, Schleifring
39, Leiter 36, Haltemagneten H11, Leiter 17, Schleifring 16', Leiter 12, Leiter
9 mit dem negativen Pol der Batterie in Verbindung. Ganz entsprechend ist Haltemagnet
HIII mit den beiden Polen der Batterie verbunden.
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Ist also I" hineingedrückt, so stehen die Achsmagnete AR und
A1 sowie die Haltemagnete Hii und HIII unter Strom, während die Haltemagnete
HR und HI und die Achsmagnete Ali und Alll stromlos sind. Es werden also
bei Drehung der Achse (3) die Triebkörper R und I gemeinsam bewegt, während die
Triebkörper II und III festgehalten werden.
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Ganz entsprechende Schaltungen werden hergestellt
durch
Hineindrücken der Knöpfe II und II" bzw. III' und III".
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Durch die beschriebene Schaltung ist mar also in die Lage versetzt,
entweder durch Hineindrücken der Knöpfe R' oder I' oder Il' oder III' den Triebkörper
R oder I oder II oder III und die zugehörigen Teilungsträger für sich allein zu
bewegen oder aber durch Hineindrücken der Knöpfe I" bzw. II" bzw. IM' die Triebkörper
R und I bzw. R und II bzw. R und III je mit dem zugehörigen Teilungsträger gemeinsam
zu bewegen, wobei gleichzeitig jeweils diejenigen Triebkörper und Teilungsträger,
welche an der Bewegung nicht teilnehmen sollen, unbedingt sicher festgehalten werden.
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß sich eine Rechenvorrichtung
gemäß der Erfindung mit einer der beschriebenen, entsprechenden Schaltung ganz besonders
zur Ausführung von verwickelten Rechenoperationen eignet, bei welchen die Produkte
und Quotienten von zwei und mehr Faktoren in mannigfacher Weise zu bilden sind.
Wie bereits in der Beschreibung zum Hauptpatent dargelegt, eignet sich eine solche
Rechenvorrichtung ganz besonders dann, wenn es sich um die Auswertung von Formeln
handelt, bei welchen die verschiedenen Elemente längere Reihen von Zahlen durchlaufen.
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Ein näheres Eingehen hierauf sowie auf die manigfachen anderen Ausführungsformen,
die dem Erfindungsgegenstand selbstverständlich gegeben werden können, erübrigt
sich.