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Binärrechner mit Subtraktion Für hohe Rechengeschwindigkeiten setzt
sich in neuerer Zeit immer mehr das binäre Zahlensystem durch. Das beruht darauf,
daß es wegen der Verwendung von nur zwei Grundziffern, nämlich Null und Eins, äußerst
vereinfachte Rechenoperationen gestattet, die ihrerseits wiederum leicht mit rein,
elektrischen Mitteln durchgeführt werden können.
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Die Erfindung sieht nun eine besonders einfache Möglichkeit vor, in
binären Recheneinrichtungen Subtraktionen durchzuführen, und zwar sogar eine Direktsubtraktion
im Gegensatz zur Subtraktion auf dem Umweg der Addition des Komplementärwertes.
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Bei binären Recheneinrichtungen wird jede Rechenstelle durch einen
Rechenimpuls abwechselnd von der Nullstellung in die Einsstellung und umgekehrt
geschaltet und zwischen jeder Rechenstelle und derjenigen nächsthöheren Stellenwertes
erfolgt ein Übertragimpuls, wenn in der Rechenstelle des niedrigeren Stellenwertes
jeweils zwei Rechenimpulse aufgenommen worden sind. Es handelt sich dabei um den
gleichen Vorgang, den man bei Recheneinrichtungen nach dem dezimalen System als
Zehnerübertrag bezeichnet, den man aber beim binären System sinngemäß als Zweierübertrag
bezeichnen muß.
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Gemäß der Erfindung erfolgt nun der Zweierübertrag von einer Rechenwerkstelle
auf die nächsthöhere derart unter der Überwachung einer Addition oder Subtraktign
bestimmenden Rechenartsteuerung, z. B. Additions- und Subtraktionstaste oder des
Steuerlochs einer Registrierkarte, daß in der Additionsstellung bei der Schaltung
von Eins auf Null und in der Subtraktionsstellung bei der Schaltung von Null auf
Eins ein Zweierübertrag erfolgt, daß jedoch in der Additionsstellung bei der
Schaltang
von Null auf Eins und in der Subtraktionsstellung ;bei der Schaltung von Eins auf
Null kein Zweierübertrag erfolgt.
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Aus dieser erfindungsgemäßen Maßnahme ergibt sich nun eine Arbeitsweise,
die an Hand der Beispiele erläutert werden. soll.
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Nachstehend sind zwei Zahlen untereinander geschrieben, von denen
die untere von der oberen subtrahiert werden soll. Auf der linken Seite sind die
Zahlen in dezimaler Schreibweise und auf der rechten Seite in binärer Schreibweise
angegeben:
| 63=11111I |
| -36=100I00 |
| 27= I I O I I |
In den beiden niedrigsten Stellen ergibt die Subtraktion Null von Eins jeweils Eins,
so daß also hier ein Zweierübertrag überhaupt nicht in Frage kommt. In der drittletzten
Stelle steht aber oben und unten eine Eins. Wären die. beiden Einser zu addieren,
so müßte das Resultat Null erscheinen und ein Zweierübertrag auf die nächsthöhere
Stelle erfolgen. Wenn aber der untere Einser zu subtrahieren ist, so erfolgt ebenfalls
eine Zurückschaltung der Rechenstelle auf Null, aber ein Zweierübertrag unterbleibt
im Falle der Subtraktion. In der viertletzten Stelle des Resultats ergibt sich daher
eine Eins. In der höchsten Stelle heben sich die beiden Einser auf. Das Resultat
I I o I I 1 entspricht in .dezimaler Schreibweise tatsächlich dem Wert 27,
denn es bedeutet von der niedrigsten Stelle an gelesen: (I X20) +,(I X21) -i- (0X22)
+ (I X 23)'+ (I X 24) = 27. Zur Erläuterung des als Borgen wirkenden Zweierübertrags
dient ein weiteres Beispiel:
32=I00000
-21= I0101.
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Da in der letzten Stelle des Subtrahenden eine Eins vom Minuenden
abzuziehen ist, dieser jedoch in allen Stellen :bis auf die höchste Stelle auf Null
steht, muß in allen. Stellen des Minuenden ein durchlaufendes Borgen, einer Eins
erfolgen. Nach dem Borgen in der höchsten Stelle ergibt die Zählereinstellung folgendes
Bild: O I I I I I.
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Dabei ist aber vom Subtrahenden schon eine Einheit abgezogen worden,
so daß der Subtrahend folgendes Bild hat:
10100.
Die eigentliche Subtraktion
aergibt sich dann wie folgt:
| 3I = O I 1 I I I |
| -2o= 10100 |
| Il= OIOII. |
Da in den beiden letzten Stellen Null von Eins zu subtrahieren ist, kommt hier ein
Zweierübertrag nicht in Frage. In der drittletzten Stelle wird Eins von Eins subtrahiert.
Erfindungsgemäß wird in diesem Fall die Rechenwerkstelle von Eins auf Null gestellt,
ohne daß ein Zweierübertrag erfolgt. In der viertletzten Stelle wird Null von Eins
subtrahiert, was im Resultat Eins ergibt, und in der fünftletzten Stelle ergibt
der Schaltimpuls Eins zu Eins wieder Null, womit wiederum kein Zweierübertrag verbunden
ist. Das Resultat ist in binärer Schreibweise IOI I, d. h. von der niedrigsten Stelle
aus gelesen: (1X20) + (1X21)
+ (0X22) + (1X23), was also tatsächlich die
richtige Differenz 1I nach dezimaler Schreibweise ergibt.
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Es ist ersichtlich, daß bei der subtraktiven Arbeitsweise im Endergebnis
der Zweierübertrag nicht dazugezählt, sondern von der nächsthöheren Stelle abgezogen
wird, so daß also das sog. Borgen einer Einheit von der nächsthöheren Stelle erfolgt.
Dieses Borgen, kann sich auch über mehrere Stellen erstrecken, wenn in der jeweils
nächsthöheren Stelle eine Null steht, also nichts zum Borgen vorhanden ist. In diesem
Fall muß das Borgen durch alle Stellen weiterlaufen, bis es auf eine Stelle trifft,
in der eine Eins eingestellt ist, wie das obige Beispiel 3.2-21 = I I zeigt.
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Das Wesen der Erfindung soll nunmehr an einem schematischen.- Ausführungsbeispiel
erläutert werden. Dabei ist die Steuerung des Rechenwerks durch Lochkarten angenommen,
ebenso die Rechenartsteuerung durch ein Steuerloch der Lochkarte, weil bei dieser
Art der Steuerung die hohe Rechengeschwindigkeit des im Ausführungsbeispiel beschriebenen
binären Relaisrechners am besten ausgenutzt werden kann. Es ist aber klar, daß die
Art der Einführung der Zählkarte in den Relaisrechner von untergeordneter Bedeutung
ist und ebensogut durch eine Tastatur oder andere gleichwertige Mittel erfolgen
könnte.
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Fig. I zeigt das Prinzipschaltbild eines Rechenrelais, wie es beim
Ausführungsbeispiel Anwendung findet; Fig.2 zeigt das Prinzipschaltbild des Rechenrelais
in seiner Zusammenschaltung mit einem Zweierübertragrelais sowie der den Zweierübertrag
bestimmendenRechenartsteuerung zwischenRechenrelais und Übertragrelais; Fig.3 zeigt
schematisch eine Ausführungsform eines binären Relaisrechners mit Direktsubtraktion,
der durch binär gelochte Zählkarten gesteuert wird; Fig. 4, 5 und 6 zeigen in Schnitt
und Ansicht eine Ausführungsform des Rechenrelais; Fig. 7 zeigt in Draufsicht die
Zählbank eines binären Relaisrechners mit mehreren Rechenwerkstellen, von denen
jede Stelle aus einem Rechenrelais und einem Übertragrelais besteht.
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Im nachfolgenden wird nun zunächst erläutert, wie der Relaisrechner
arbeitet, wenn er nur auf Addition eingestellt ist. Die Änderungen, die sich hei
subtraktiver Arbeitsweise ergeben, werden dann ohne weiteres verständlich «-erdeis.
Die Subtraktion
wird deshalb im :@nsrhluß an die Arbeitsweise bei
:1ddition gesondert beschrieben.
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An Hand des Prinzipschaltbildes nach Fig. t soll zunächst die grundsätzliche
Arbeitsweise eines Rechenrelais erläutert werden. Es sind dort zu jeder Seite des
hin und her beweglichen Ankers i A zwei Spulen vorgesehen. Die an entgegengesetzten
Seiten des Ankers liegenden Spulen Ho bzw. H i sind die Haltespulen für die Nullstellung
bzw. die Einsstellung. Beide Spulen sind hintereinander geschaltet und liegen im
Stromkreis der Leitung i H, d. h. der Leitung für die erste Zählwerkstelle, die
Haltespulen enthält. Im Betriebszustand sind die beiden Haltespulen dauernd unter
Strom. Da jedoch die Haltespule Ho eine etwas größere Windungszahl als die Haltespule
H i aufweist, wird der Anker i A des Rechenrelais in der Ausgangsstellung immer
in der aus Fig. i ersichtlichen linken Stellung, d. h. in der Nullstellung des Rechenrelais
gehalten.
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Die beiden unteren, an entgegengesetzten Seiten des Relaisankers liegenden
Spulen I o und I i sind die Impulsspulen, die jedoch nur in dem Augenblick
eines über die Impulszuleitung i L ankommenden Rechenimpulses Strom erhalten. Jede
Impulsspule hat einen Kontakt Ko bzw. K i, an dem der Anker i A in der zugeordneten
Stellung anliegt, der damit eine Verbindung zwischen der Leitung i L, der zugeordneten
Impulsspule und der Rückleitung i R, d. h. der Rückleitung für die erste Zählwerkstelle
herstellt.
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Wesentlich ist für die Wirkungsweise, daß die beiden Spulen Ho und
lo sowie andererseits die beiden Spulen H i und I i sich derart entgegenwirken,
daß sich ihre magnetischen Kraftfelder bei gleichzeitiger Erregung beider Spulen
aufheben.
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Die erwähnten Windungsverhältnisse sind in den Zeichnungen schematisch
derart angedeutet, daß die beiden Spulen Ho und lo die gleiche Windungszahl aufweisen,
die aber etwas größer ist als die unter sich ebenfallsgleiche Windungszahl der beiden
Spulen H i und I i. Damit sich die magnetischen Wirkungen beider Wicklungen
aufheben können, sind sie in Wirklichkeit auf eine einzige Spule aufgewickelt, wovon
aber in Fig. i der übersichtlichen Darstellung wegen Abstand genommen worden ist.
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Bei der Addition ist nun die Wirkungsweise folgende: In der Ausgangsstellung
wird der Anker i A durch die etwas überwiegende Haltewicklung H o nach links gezogen
und stellt mit seinem unteren Ende eine Verbindung von der Impulszuleitung i L über
Kontakt Ko zu dem Impulsmagneten lo her. Der letztere Magnet wird aber erst wirksam,
wenn eiti Rechenimpuls ankommt. Wird nun in der betreffenden Rechenwerksstelle die
Grundziffer Eins eingeführt, so erfolgt ein Impuls über Leitung i I_; .ltiker i
A, Kontakt K o, Impulswicklung I o und iil>er Rückleitung t R zurück zur Stromquelle.
In diesem Augenblick hebt aber die magnetische Wirkung der Spule lo die magnetische
Wirkung der Spule Ho auf den Anker i A auf. In diesem kurzen Augenblick wird daher
die Haltespule H i wirksam w,erdcti können und den Anker nach rechts umlegen. Dadurch
wird auch die Impulszuleitung zu der Spule lo abgeschaltet, und der Anker wird jetzt
von der Spule H i in der' rechten Stellung gehalten, trotzdem die Spule H i schwächer
ist als Ho; aber der größere Luftspalt zwischen Ho und H i läßt die Überlegenheit
der Spule Ho nicht zur Geltung kommen. Um .zu verhindern, daß nun gleich wieder
derselbe Impuls nochmals vermöge der Erregung der Spule 11 ein Zurückschalten des
Ankers veranlaßt, wird in der später :bei Fig.3 beschriebenen Ausführung noch ein
Abreißrelais in die Impulsleitung eingeschaltet, so daß ein Impuls, gleichgültig,
wie lange er dauert, nur jeweils eine einmalige Umlegung des Relaisankers bewirken
kann und die nächste Umlegung immer einen neuen Impuls erfordert.
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Kommt nun ein zweiter Impuls, so wird infolge des nach rechts umgelegten
Ankers i A die Impulsspule I i über Kontakt .K i Strom erhalten und dadurch den
Einfluß der Spule H i auf den Relaisanker aufheben. In diesem Augenblick kann wieder
die Spule Ho wirksam werden, weil zur rechten Seite des Relaisankers überhaupt keine
magnetischen Kräfte angreifen; der Relaisanker wird durch den zweiten Impuls wieder
nach links in seine Ausgangsstellung zurückgelegt.
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Es ist also ersichtlich, daß nach jedem zweiten Impuls der Anker wieder
seine Nullstellung ein-. nimmt. Da aber nun in der Zwischenzeit zwei Einheiten in
der betreffenden Zählerstelle eingeführt worden sind, so muß beim Zurückgang des
Ankers in die Nullstellung ein Zweierübertrag in die nächsthöhere Rechenstelle erfolgen.
Die dazu im Prinzip erforderliche Anordnung ist in Fig. 2 veranschaulicht, bei der
für die Zwecke des Übertrages ein dem Rechenrelais ähnliches Übertragsrelais vorgesehen
ist.
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Das Übertragsrelais besitzt zwei Haltespulen HT o und HT i;
d. h. Haltewicklung im Transferkreis für Nullstellung bzw. Einsstellung. Auch hier
ist die linke Haltewicklung etwas stärker ausgebildet als die rechte. Ferner sind
die :beiden Impulswicklungen IT o und IT i vorgesehen, d. h. Impulswicklung
im Transferkreis für die Nullstellung und die Einsstellung. Der Anker i AT des Übertragsrelais
stellt in seiner linken Stellung über Kontakt KT o eine Verbindung zur Spule IT
o her, während für das rechte Relais 1T i keine entsprechende Kontaktgabe
erforderlich ist. Dieses Relais ist vielmehr über die Leitung oLTb, Kontaktfeder
U 2 und Leitung o LTa an den Kontakt K o
angeschlossen.
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Der Anker 2A des Rechenrelais in der zweiten Rechenwerksstelle ist
einerseits an die Leitung 2 L angeschlossen, von der er seinen Rechenimpuls bekommt.
Andererseits verbindet eine Leitung 1 Z den Anker i AT'in der.gezeichneten linken
Stellung mit dem Anker 2 A des Rechenrelais der zweiten Stelle.
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Die Wirkungsweise des Zweierübertrages beim Addieren ergibt sich nun
aus folgendem: Wenn ein Rechenimpuls über die Leitung i L ankommt, so wird er, wie
bei Fig. i beschrieben, den Anker i A nach rechts umlegen, wo er von der
Haltespule
H i gehalten wird. Gleichzeitig wird aber derselbe Rechenimpuls über Anker i A,
Leitung o LTa, Kontaktfeder U 2 und Leitung o LTb durch Spule JT i zurück zur anderen
Seite der Stromquelle fließen. Dabei heben sich im Übertragrelais die Wirkungen
der Spule HT i und JT i auf, was jedoch ohne Einfluß auf den Anker i AT ist, da
dieser nach wie vor von der Spule HT o in der linken Stellung gehalten wird.
Durch den ersten Impuls ist aber nur der Anker i A des Rechenrelais umgelegt worden,
während der Anker i AT in seiner Ausgangsstellung verbleibt, denn auch über i LTb
konnte kein Steuerimpuls erfolgen, der die Spüle JT o hätte erreichen können.
Sofort nach Auftreten des Impulses erfolgt ein Abreißen desselben, so daß der Anker
i A in der rechten Stellung stehen bleibt.
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Beim zweiten Impuls wird der Anker i A in der bereits beschriebenen
Weise wieder nach inks umgelegt. Wenn dieser zweite Impuls ankommt, erregt er aber
nicht nur die Spule J i, sondern er wird auch über i LTa, Kontaktfeder
U i, Leitung i LTb, Anker i AT, Kontakt KT o, Spule JT o und zurück
zur Stromquelle wirksam. Gleichzeitig kann er aber vom Anker i AT über Leitung i
Z zum Anker 2 A
des Rechenrelais der nächsthöheren Stelle fließen; er wird
daher das Rechenrelais dieser höheren Stelle um eine Einheit weiterschalten, genau
so, wie es beim Relais der ersten Stelle beschrieben worden ist. Da der Impuls auch
über Spule 7T o fließt und damit den Einfluß der Spule HT o auf den
Anker i AT aufhebt, kann die Spule HT i den Anker nach rechts umlegen und ihn in
seiner Lage halten. Nach zwei Impulsen hat also der Anker i A wieder seine Ausgangsstellung
erreicht, aber der Anker 2 A der nächsthöheren Stelle ist in die Einsstellung geschaltet
worden und gleichzeitig ist der Anker i AT von seiner Ausgangsstellung in die rechte
Stellung umgelegt worden, in der er sich also beim Ankommen des dritten Steuerimpulses
befindet.
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Der dritte Steuerimpuls wird nun in der beschriebenen Weise den Anker
i A des Rechenrelais wieder nach rechts in die Einsstellung umlegen und gleichzeitig
wird er sich über die Leitung oLTa, o LTb und die Spule JT i fortsetzen.
Die Spulen HT i und JT i heben sich wieder in ihrem Einfluß auf den Anker i AT auf,
so daß dieser unter dem Einfluß der Spule HT o nach links umgelegt wird.
Ein übertragimpuls auf die zweite Zählerstelle konnte dabei aber nicht erfolgen.
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Wenn ein vierter Impuls ankommt, wird der Anker i A in seine Nullstellung
zurückgeschaltet. Aber durch diesen vierten Impuls wird, und zwar solange sich der
Anker i A noch rechts befindet, über Leitung i LTa, Kontaktfeder U i, Leitung
i LTb und Anker i AT auch ein Zweierübertrag-Impuls über Leitung i Z zum Rechenrelais
der nächsthöheren Stelle zustande kommen können. Gleichzeitig wird derselbe Impuls
durch Erregung der Spule JT o ein Umlegen des Relaisankers i AT nach rechts
veranlassen.
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Die gleiche Arbeitsweise, die im vorstehenden zwischen der ersten
und zweiten Stelle beschrieben worden ist, findet zwischen der zweiten und dritten
sowie zwischen jeder folgenden und der nächsthöheren Stelle statt. Es ist daher
ersichtlich, daß sich in jeder Stelle Null und Eins lediglich durch die Lage des
Relaisankers darstellen läßt, und daß auch ein Zweierübertrag von der niedrigsten
bis zur höchsten Stelle möglich ist. Der Zweierübertrag wirkt sich über alle in
Einsstellung befindlichen Rechenrelais aus, bis er auf ein Rechenrelais stößt, dessen
Anker A in Nullstellung steht. Dann legen sich alle Rechenrelaisanker A von der
Zählerstelle an, in der der Rechenimpuls erfolgt, bis einschließlich des höchsten
sich in Nullstellung lyefindlichen Relais um, so daß diejenigen Stellen, die vorher
auf Eins standen, jetzt auf Null stehen, während die nächsthöhere Nullstelle auf
Eins umgelegt wird.
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Wie ersichtlich, erfolgt in der beschriebenen Additionsstellung jeweils
ein Zweierübertrag, wenn eine Rechenstelle von Eins auf Null umgestellt wird, bei
der Umstellung von Null auf Eins hingegen erfolgt kein Zweierübertrag. Genau der
umgekehrte Vorgang findet nun gemäß der Erfindung statt, wenn eine Zahl von der
bereits im Rechenwerk befindlichen Einstellung zu subtrahieren ist. Dann erfolgt
jeweils ein "Zweierübertrag bei der Umstellung der Rechen-,verkstelle von Null auf
Eins, und wenn die RechenNverkstelle von Eins auf Null übergeht, erfolgt kein Zweierübertrag.
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Das wird bei der beschriebenen Ausführungsform in einfachster Weise
dadurch erreicht, daß zwischen dem Rechenrelais und der n' Übertragrelais zur nächsthöheren
Stelle ein Umschalter vorgesehen ist, der einfach die Übertragimpulse vertauscht
und der unter der Überwachung der die Addition oder Subtraktion bestimmenden Rechenartsteuerung
steht, wie z. B. unter der LTl@erwachung des Steuerloches einer Registrierkarte
oder unter der Überwachung einer Rechenarttaste.
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Am einfachsten läßt sich die `\,irkungsweise in Verbindung mit der
schematischen Darstellung nach Fig. 2 erläutern. Der Umschalter besteht für jede
Stelle aus den beiden Kontaktfedern U i und U2, die von eitlem unter dein Einfluß
des Steuerloches stehenden Relais nach unten umgelegt werden, wenn eine Subtraktion
vorzunehmen ist. Das unter der Überwachung des Subtraktionsloches stehendeRelaiskann
diet'nischaltlcontakte mehrerer nebeneinanderliegender Rechenwerkstellen beherrschen.
Normalerweise ist die Leitung i LTa durch die Kontaktfeder U i mit der Leitung
i LTb verbunden. Irr gleicher Weise ist die Leitung o lrTa über Kontaktfeder
U2 mit der LeitungoLTb verbunden. In dieser Stellung erfolgt in der bereits beschriebenen
Weise die Addition.
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Wenn aber ein Posten zu subtrahieren ist, werden die Kontaktfedern
U i und U 2 unter dem Einfluß der Rechenartsteuerung nach unten umgelegt, und es
wird nunmehr die Leitung i LTa mit der Leitung o LT b und Leitung o
LT a mit der Leitung i LT b
verbunden.
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Kommt nun in dieser Subtraktionsstellung ein Rechenimpuls, so wird
er, wenn der Anker i A in der linken Stellung steht, nicht nur den Anker i A in
die rechte Stellung umlegen, sondern er wird
sich auch über die
Leitung o LTa, Kontaktfeder U2, Leitung i LT b, Anker i AT,
Kontakt KT o,
Leitung i Z zur nächsthöheren Stelle fortsetzen und damit einen
Übertrag bewirken, während gleichzeitig auch der Anker i AT nach rechts umgelegt
wird. Es ist also genau der umgekehrte Vorgang wie beim Addieren. Ein Zweierübertrag
oder in diesem Fall vielmehr ein Borgen erfolgt, wenn eine Rechenwerksstelle von
Null auf Eins umgeschaltet wird. Es ist auch ohne weiteres ersichtlich, daß sich
dieses Borgen durch alle Stellen soweit fortsetzt, als diese Stellen auf Null eingestellt
sind und erst, wenn der Borgimpuls auf eine Stelle stößt, die auf Eins umgestellt
ist, wird er diese auf Null stellen, während gleichzeitig alle niedrigeren Stellen
auf Eins eingestellt werden.
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Ist aber der Anker i A in der rechten Stellung, von der aus er bei
seinem Rückgang im Additionsgang einen "Zweierübertrag über Leitung i LTb senden
würde, so erfolgt im Subtraktionsgang kein Zweierübertrag. !in Subtraktionsgang
ist nämlich die Leitung i LTb an dieLeitungoLTa angeschaltet und der über den rechts
stehenden Anker i A kommende Impuls, der sich über die Leitung i LTa fortpflanzt,
wird über .die jetzt nach unten umgelegte Kontaktfeder 17 i in die Leitung
oLTb und Spule IT i fließen. Er wird jedoch aus dem gleichen Grund keine Umschaltung
des Ankers i AT veranlassen, aus dem ein über Leitung oLTb beim Additionsgang ankommender
Impuls keine Umschaltung veranlaßt.
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Fig.3 zeigt schematisch das Schaltbild eines durch binär gelochte
Registrierkarten gesteuerten Relaisrechners. Die Bezugszeichen sind dabei in Anlehnung
an die vorhergehende Beschreibung gewählt, so daß sich auch aus derselben die Arbeitsweise
der Anordnung nach Fig. 3 ergibt. Es werden daher nur diejenigen Abänderungen und
Ergänzungen erwähnt, die die Anordnung nach Fig.3 von den Prinzipschaltbildern nach
Fig. i und 2 unterscheiden.
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Die Registrierkarte 17 ist in bekannter Weise nach dem binären Zahlensystem
gelocht; das in der Zeichnung am weitesten unten befindliche Lochfeld ist die Spalte
niedrigsten Stellenwertes. In Fig.3 ist nur eine einzige Zahl gelocht, jedoch können
auch mehrere Reiher. von Zahlen vorgesehen sein. Die Karte wird in bekannter Weise
zwischen Abfühllriirsten 1 i, 12, 13 und einer Kontaktplatte hindurchgeführt, wobei
die Bürste i i die Lochspalte niedrigsten Stellenwertes abfühlt. Die Bürsten sind
derart gestaffelt angeordnet, daß die verschiedenen Lochspalten an den Bürsten nacheinander
vorbeilaufen. In der Zeichnung ist der Einfachheit halber nur ein Teil der zur Abfühlung
einer Spalte erforderlicheil Bürstenanzahl veranschaulicht. Durch die gestaffelte
Anordnung wird mit Sicherheit erreicht, daß sich ein Impuls über alle Rechenwerkstellen
hinweg bereits ausgewirkt hat, bevor die nächste Lochung 'abgefühlt wird.
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Die Lochkarte weist auch ein Feld i9 auf, das die Rechenart bestimmt.
Ist das Feld nicht gelocht, so wird der gelochte Posten addiert. Enthält das Feld
jedoch ein Steuerloch, so veranlaßt dieses die Subtraktion des gelochten Postens.
Das Steuerlochfeldig wird von der Bürstei8 abgefühlt, die ihrerseits das Umschaltrelais
U steuert. Wenn ein Subtraktionsloch abgefühlt wird, wird das Umschaltrelais U erregt,
das sich seinen Haltestromkreis herstellt und gleichzeitig die Kontaktfedern U i,
U 2 nach unten umlegt. Um den Einfluß des Relais U auf die Kontaktfedern sinnfälliger
zu machen, ist dieses Relais nochmals punktiert unterhalb der Kontaktfedern U i,
U2 eingezeichnet. Wie bereits erwähnt, kann das Relais natürlich die Umschaltkontakte
mehrerer nebeneinanderliegender Rechenwerkstellen überwachen. Wenn der Rechenvorgang
beendet bzw. die Lochspalte oder Lochkarte abgefühlt ist, erfolgt durch einen Nockenkontakt
17 die Unterbrechung des Haltekreises des Umschaltrelais.
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Beim Durchgang der Karten unter den Bürsten wird in bekannter Weise
der Kartenhebelkontakt 16 geschlossen und dadurch die Kontaktplatte an die Stromquelle
io angeschaltet. Die Stromquelle ist einerseits an die Hauptleitung 20 und andererseits
an die Hauptleitung 3o angeschlossen. Zwischen beiden Leitungen sind die Haltewicklungen
Ho, H i und HT o, HT i angeordnet.
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Die Bürste i i ist über die Leitung i B und Abreißrelais i C mit der
Impulsleitung i I_ verbunden. In ähnlicher Weise ist die Bürste 12 über Leitung
2 B und Abreißrelais 2 C mit der Impulsleitung 2 L verbunden. Wenn infolge Vorbeiganges
eines Loches an der zugeordneten Bürste ein Rechenimpuls ausgelöst wird, fließt
er über die zugeordnete Leitung I_, beispielsweise i L. Da jedoch das Relais i C
sofort seinen Anker anzieht, wird die Zuleitung zu i L unterbrochen und ein Haltestromkreis
über Leitung i D zur Hauptleitung 3o der Stromquelle hergestellt. Auf diese Weise
wird also erreicht, daß sofort nach der Impulsgabe ein Abreißen des Impulses erfolgt,
selbst dann, wenn das Loch noch unter der Bürste ist. Erst wenn das Loch die Bürste
verläßt, wird das Relais i C stromlos und seinAnker kann wieder abfallen, aber ein
anderer Impuls kann dann erst von einem anderen Loch oder einer anderen Karte ausgelöst
werden.
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Um Rückströme zu vermeiden, wird der Impuls über die Leitung i LT,
Anker i AT nicht direkt zum Rechenrelais der nächsthöheren Stelle geleitet, sondern
es wird erst das Relais SR zur Weiterschaltung des Impulses erregt, welches seinen
Kontakt SK schließt und dadurch einen Impuls über das Abreißrelais 2 C in die nächsthöhere
Zählerstelle sendet. Das Relais SR fällt durch seine Konstruktion bedingt etwas
verzögert ab, um ein sicheres Schließen seines Kontaktes SK zu bewirken.
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Um die Einstellung des Relaisrechners auch durch Druck oder Lochung
wiedergeben zu können; ist eine besondere Umschaltanordnung vorgesehen. Mittels
dieser kann man die Relaiseinstellung abfühlen und dann entweder durch ein Druckwerk
je nach der Einstellung des Relais eine Null oder Eins drucken oder man kann auch
eine die Rechenwerkeinstellung wiedergebendeLochung vornehmen,
indem
eben die Nulleinstellung keine Lochung, die Einseinstellung dagegen eine Lochung
in der zugeordneten Lochspalte erzeugt. Zum Zwecke der erwähnten Umschaltung wird
durch einen Umschaltkontakt PK jeder Zählerstelle die Leitung P an die Hauptleitung
2o angeschlossen und gleichzeitig werden die Kontakte PU, PU o und
PU i nach unten umgelegt. Dadurch werden die an den LeitungenPo und P i mit
Null und Eins angedeuteten Registrierorgane in der. Stromkreis eingeschaltet und
der Registrierimpuls kann dann von Leitung 20, Kontakt PK, Leitung P, die jetzt
nach unten umgelegte Kontaktfeder PU, Leitung i L und je nach,der Stellung des Relaisankers
i A über Kontakt PU o oder PU i zu der Registriereinrichtung Null
oder Eins erfolgen. Ist die Registrierung der Relaiseinrichtung erfolgt, so werden
die Kontakte wieder in die gezeichnete Rechenwerkstellung zurückgestellt. Die gleiche
Umstellung erfolgt natürlich für alle Rechenrelais der anderen Rechenstellen, während
die Übertragrelais mit der Resultatregistrierung nichts zu tun haben.
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Die Wicklungen Ho und 1o sind in Fig. 3 auf einen gemeinsamen Spulenkern
io/o, die Wicklungen H i und 1 i auf einen gemeinsamen Spulenkern io/i aufgebracht,
zwischen denen sich der Anker i A befindet. Eine ähnliche Anordnung ist hinsichtlich
der Spule T io/o und T io/i beim Übertragrelais getroffen.
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Die äußere Ausgestaltung des Relaisrechners geht aus den Fig. 4 bis
7 hervor. In Fig. 7 ist eine Relaisbank veranschaulicht, wobei jede Zählwerkstelle
aus einem Rechenielais io/o, lo/i sowie dem dazugehörigen übertragrelais
T io/o, T io/i besteht. Jeder Relaisträger besitzt einen U-förmigen
Kern, auf dessen einem Schenkel je die Spulen io/o und io/i angeordnet sind. Die-
offenen Enden der U-förmigen Kerne stehen einander gegenüber, so daß ein guter Magnetfluß
durch den dazwischen liegenden Relaisanker erzielt wird. Der Anker ist mit seinem
einen Ende durch ein dünnes Federbandstahlblech mit einem stromführenden Winkel
verbunden, so daß eine Lagerreibung vermieden wird und beim Umlegen des Ankers nur
das Träg; heitsmoment desselben zu überwinden ist.
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Die Erfindung ist im vorstehenden mit einem Relaisrechner besonderer
Art beschrieben, bei dem nur die Pendelstellung des Ankers die Wertangabe wiedergibt.
Es ist aber ohne weiteres einleuchtend, daß die Erfindung auch bei binären Recheneinrichtungen
anderer Art und sogar bei solchen mechanischer Ausgestaltung Anwendung finden kann.
In dieserri Fall ist es lediglich notwendig, die kraftschlüssigen Verbindungen zwischen
der Rechenstelle niederer und der Rechenstelle höherer Ordnung so zu vertauschen,
daß bei Addition und SubtraktiondieÜbertragimpulse umgekehrtwerden, wie'es dererfindungsgemäßen
Anweisung entspricht.