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Rechengerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Rechengerät, welches
die Durchführung von Rechenoperationen erlaubt, die auf dem logarithmischen Rechenschieber
entweder gar nicht oder nur umständlich ausgeführt werden können. Das neue Gerät
hat mit dem Rechenschieber den Vorteil der Verwendung einer einheitlichen Skala
für alle auszuführenden Rechnungen gemeinsam und unterscheidet sich dadurch vorteilhaft
von den bekannten Nomogrammen. Bei diesen sind nämlich mehrere Skalen meist verschiedener
Teilung vorhanden, und es erweist sich im praktischen Gebrauch als sehr störend,
daß sich das Auge des Rechners jeweils einer anderen Skala anpassen muß. Das erfordert
nicht nur eine besondere Aufmerksamkeit, sondern auch einen zusätzlichen Zeitaufwand.
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Die Beschränkung des bekannten Rechenschiebers liegt in der alleinigen
Verschiebung der Skala in sich selbst, wodurch die ausführbaren Rechenoperationen
auf die Multiplikation und Division bei logarithmischen Skalen bzw. auf die Addition
und Subtraktion bei linearen Skalen beschränkt werden.
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Es sind nun viele Rechengeräte bekanntgeworden, welche sich mit der
Lösung der Aufgaben befassen, welche die Leistungsfähigkeit des logarithmischen
Rechenschiebers überschreiten, aber alle diese Geräte sind ungleich komplizierter
als die erfindungsgemäße Anordnung, sowohl durch die Verwendung verschiedenartiger
Skalen und Teilungen als auch in ihrem konstruktiven Aufbau. Allen bekanntgewordenen
Rechengeräten dieser Art fehlt das für den praktischen Gebrauch ausschlaggebende
Merkmal, daß sowohl die gegebenen Werte als auch die gesuchten Werte auf der gleichen
Skala abgelesen werden. Das in der österreichischen Patentschrift 149 496 beschriebene
Rechengerät
besitzt ähnlich wie das Gerät der vorliegenden Erfindung
mit zwei Freiheitsgraden in einer Ebene verschiebbare Skalen, gegebene und gesuchte
Werte sind aber auf verschiedenen Skalen abzulesen. .
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Das Wesen der Erfindung besteht in der Verwendung eines skalatragenden
Lineals, welches in einer Führung läuft, die sowohl eine Verschiebung des Lineals,
in seiner Längsrichtung erlaubt als auch eine Querbewegung des Lineals gestattet,
so daß die skalentragende Kante des Lineals verschiedenen Geraden einer Geradenschar
in der Ebene entspricht. Diese Geradenschar, die man auch als Führungsschar bezeichnen
kann, ist dabei auf der Unterlage nicht materiell vorhanden, sie dient bloß gedanklich
zur Kennzeichnung der durch die Führung des Lineals gegebenen möglichen Lagen des
Lineals bzw. seiner skalentragenden Kante. Je nach der Ausführung der Führung bilden
diese Lagen eine Schar paralleler Geraden, oder die Schar der durch einen Punkt
gehenden Geraden, oder die Schar der Tangenten an einem Kreis.
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Auf der Unterlage sind drei Kurven angebracht, welche im allgemeinen
keine Geraden sind. Die Schnittpunkte dieser drei Kurven mit der skalentragenden
Kante des Lineals entsprechen der Reihe nach den beiden gegebenen Größen und den
gesuchten Größen.
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In der Fig. = ist schematisch eine beispielsweise Ausführung der Erfindung
dargestellt. S stellt die skalentragende Kante des Lineals dar, das- in sich verschiebbar
geführt ist. Ferner ist durch eine geeignete Führung dafür gesorgt, daß diese Kante
parallele Lagen einnehmen kann, sich also mit jeder Geraden der gedachten Führungsschar
g decken kann, ohne daß jedoch # diese Geradenschar materiell vorhanden sein soll.
In der Fig. i ist der Fall angedeutet, daß das Rechengerät zur Berechnung der Funktion
f (x) einer einzigen Veränderlichen verwendet wird. Man betrachtet dann o
und x als die gegebenen Werte und f (x) als den gesuchten Wert. Man verschiebt
beim Gebrauch das Lineal S so lange, bis sich o und x in den Schnittpunkten der
Skala mit den auf der Unterlage vorhandenen Linien i und 2 ablesen lassen. Dann
erkennt man den gesuchten Wert f (x) auf dem Schnittpunkt der Skala mit der
Kurve 3.
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Die Fig. 2 zeigt die Ausführung des Rechengerätes für die Berechnung
bestimmter Funktionen f (x, y)
von zwei verschiedenen Veränderlichen x und
y. Dabei ist wieder angenommen, daß sich da's Lineal sowohl in sich als auch parallel
zu sich verschieben kann. Man verschiebt das Lineal in seiner Führung so lange,
bis die Schnittpunkte der Skala mit den beiden Geraden x und y die gegebenen Werte
zeigen. Dann kann man z. B. auf der einen Kurve die Funktion
auf der anderen Kurve
und auf der dritten gezeichneten Kurve x +- y ablesen. Im Falle einer linearen Skala
lassen sich auf diese Weise Kurven für die Berechnung aller Funktionen
f (x, y) = x + f (y - x),
im- Falle der Verwendung einer logarithmischen
Skala alle Funktionen f (x, y) = x f
angeben.
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Die Fig. 3 zeigt als weiteres Beispiel die Lösung der Interpolationsaufgabe,
zwischen den gegebenen Werten x und y einen Zwischenwert x -E- a (y'-'-x)
einzuschalten, wobei a ein zusätzlich gegebener Parameter, gewöhnlich in Zehntel
zwischen o und i gegeben, ist. Außer den mit o und = gekennzeichneten Kurven für
die Einstellung der Werte x und y befinden sich auf der Unterlage
noch nach Zehntel bezifferte weitere Kurven zur Ablesung .des gesuchten Wertes entsprechend
dem vorgeschriebenen Wert von a.
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Die Fig. q. entspricht jener Ausführung der Führung des verschiebbaren
Lineals, bei der die verschiedenen durch die Führung erzwungenen Lagen des Lineals
den Geraden eines Büschels entsprechen. Die Führung des Lineals wird dann am besten
durch einen Schlitten erreicht, welcher von einem in der Unterlage drehbar befestigten
Bolzen getragen wird. Die in der Figur eingetragenen Geraden der Führungsschar dienen
nur zur Andeutung der verschiedenen Lagen der Skala, sind aber auf der Unterlage
nicht wirklich vorhanden. Vorhanden sind die zwei mit o und x bezeichneten Kurven
zum Einstellen der gegebenen Werte o und x und ferner eine oder mehrere (mit a1,
a2, a3 bezeichnete) Kurven zum Ablesen des gesuchten Wertes f (x, a), wobei a1,
a2, a3 irgendwelche Parameter, darstellen. In ähnlicher Weise, wie in Fig. 2 gezeigt,
kann das Rechengerät auch zur Berechnung von Funktionen f (x, y, a) verwendet
werden.
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Eine besonders zweckmäßige Ausführung ist in Fig. 5 gezeigt. Der drehbar
in der Unterlage befestigte Bolzen D befindet sich unterhalb der Mitte des Lineals,
und das Lineal ist in einer von dem Bolzen D getragenen Schlittenführung
Sch verschiebbar. Die möglichen Lagen der skalentragenden Kante entsprechen
den Tangenten eines Kreises mit der Breite des Lineals als Durchmesser. Es sind
mindestens drei Kurven auf der Unterlage vorhanden, nämlich x und y für die gegebenen
Werte und f (x, y) für den gesuchten. Das Lineal trägt auf der einen Kante
z. B. eine lineare Skala, auf der, anderen jedoch eine logarithmische Skala. Es
kann in seiner Führung umgesteckt werden, so daß mit dem Rechengerät Funktionen
der beiden obenerwähnten Typen berechnet werden können. Schließlich kann die Unterlage
auswechselbar gestaltet sein, so daß sich j e nach den zu berechnenden Funktionen
andere Kurven unter dem Lineal befinden.