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Vorrichtung zur Ausführung der Grundrechenarten mit beliebigen Stellenzahlen
Der Erfindungsgedanke erstreckt sich auf Vorrichtungen zur Ausführung der Grundrechena..rten
mit beliebigen Stellenzahlen. Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht
darin, die bisherigen Nachteile der bekannten Rechenmaschinen zu vermeiden und darüber
hinaus noch besondere neue und fortschrittliche Wirkungen zu erzielen.
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Dies ist dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die Ziffern gleicher
Stellenwertigkeit für die beiden Faktoren bzw. Summanden gleichzeitig einstellbar
sind, und zwar dadurch, daß zwei Getriebegruppen angeordnet sind, in denen für jede
Stelle je ein gleichartig ausgebildetes Getriebe vorgesehen ist, daß die gleichartigen
Getriebe jeder Stelle wechselseitig derart aufeinanderwirken, daß der Einstellfaktor
in der einen Getriebegruppe gleichzeitig Drehfaktor für die andere Getriebegruppe
ist, und umgekehrt, und daß jede Getriebegruppe einen Anteil des Resultats liefert,
die in je einer Summengetriebe- je Stelle addiert und irr einem Resultatzählwerk
angezeigt werden. Ein weiterer Vorteil nach der Erfindung besteht darin, daß jede
Änderung eines eingestellten Ziahlenwertes durch die Anordnung und Ausbnldung der
beiden Getriebegruppen unmittelbar auf das Resultatzählwerk wirkt, derart, daß sich
ein Löschen. der eingestellten Faktoren bzw. Summanden erübrigt.
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Aus der vorgeschlagenen Lösung ergibt sich vor allem der überraschende
Vorteil, daß bei der Einstellung nicht mehr zwischen einem Einstell- und einem Drehfaktor
zu unterscheiden ist. Im einzelnen ergeben sich folgende neuartige; Eigenschaften
r. Die Reihenfolge der Einstellung der beiden Faktoren ist beliebig.
z.
Bei beiden Faktoren können in jeder Stelle Korrekturen gegeben werden, ohne vorher
löschen zu müssen.
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ä. Es braucht bei der Einstellung neuer Zahlwerte überhaupt nicht
mehr gelöscht zu werden. Man kann von jedem beliebigen Zahlenwert durch Korrektureinstellung
in den einzelnen Stellen auf den neuen Zahlenwert übergehen.
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4. Ziffern gleicher Stellenwertigkeit können in beiden Faktoren gleichzeitig
eingestellt werden. 5. Quadratzahlen können: durch einmaliges Einstellen des Grundwertes
berechnet werden.
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6. Es ist keine falsche Bedienung mehr möglich, da jede Veränderung
des Zahlenwertes eine Änderung des 'Resultatwertes zur Folge hat. Die ab zulese#nden
Werte der Faktoren und des Resultats gehören immer zusammen.
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Als Getriebe jeder Getriebegruppe können an sich bekannte Rechenmaschinengetriebe,
wie z. B. Staffelwalzen, Sprossenräder, Schaltklinkenräder, Proportionalhebel od.
dgl., Verwendung finden, wobei durch an sich bekannte Mittel, wie z. B. Schaltgetriebe
oder Sperrgetriebe, trotz gleichzeitigem Einstellen der Ziffern eine zeitlich nacheinander
erfolgende Betätigung der Getriebeglieder für den Einstell- und Drehfaktor in den
Einzelgetrieben jeder Getriebegruppe gewährleistet ist.
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Eine andere Lösungart besteht darin, diaß erfindungsgemäß als Getriebe
jeder Getriebegruppe solche pneumatischen, hydraulischen, chemischen, elektrischen,
optischen oder mechanischen Einrichtungen Verwendung finden, bei denen zwischen
den Eingangs- und Resultatwerten ein mathematisches Gesetz besteht, nach dem die
Größe des Resultatwertes proportional dem Produkt oder der Summe der Größen der
beiden Eingangswerte ist. Eine besondere Ausgestaltung ergibt sich hierbei dadurch,
daß mechanische Rechengetriebe Verwendung finden, bei denen zwischen den Eingangs-
und den Resultatwerten durch die geometrische Grundlage ein mathematisches Gesetz
besteht, nach dem der Weg des Abtriebsgliedes proportional dem Produkt oder der
Summe der Wege der beiden. Antriebsglieder ist.
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Von den Rechenmaschinengetrieben unterscheiden sich diese sogenanntenRechengetriebe
dadurch, daß durch die geometrische Grundlage des Getriebes zwischen den Eingangs-
oder Antriebswerten als den unabhängig Veränderlichen und dem Ausgangs- oder Abtriebs-,vert
als der abhängig Veränderlichen bezüglich der Bewegungen, die diese Glieder machen,
das zu verwirklichende Funktionsgesetz besteht. Diese Getriebe werden bisher ausschließlich
für solche Zwecke verwendet, bei denen laufend durch das Einstellen der Eingangswerte
ohne Zeitverzug der Ergebniswert angezeigt wird, wobei Beschränkungen hinsichtlich
der erreichten Genauigkeit in Kauf genommen werden. Es werden dabei die Werte. laufend
eingestellt, d. h. in Differentialschritten von unendlich klein werdender Größe.
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Von; diesen Rechengetrieben sind solche auszuwählen, die die Lösung
aller vier Grundrechenarten gestatten. Es kommen deshalb vor allem die Multiplikationsgetriebe
in Betracht, da durchWahl des einen Faktors zu Eins eine Addition oder je nach Bewegungssinn,
eine Subtraktion und durch Umkehren des Werteflusses im Getriebe auch Divisionen
ausgeführt werden können.
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Als Multiplikationsgetriebe sind das Reibradgetriebe und der Strahlensatzmultiplikator
besonders geeignet.
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Vorzugsweise werden Reibradgetriebe verwendet, bei denen, wie :an
sich bekannt, die radial verschiebbare Reibrolle zur Darstellung des einen Faktors.
und die Drehung der Reibscheibe zur Darstellung des anderen Faktors dienen.
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Um die Stellenzahl bei Verwendung von Reibradgetrieben beliebig erhöhen
zu können, muß ein Getriebe wie bei den Rechenmaschinen für j e eine Dezimalstelle
vorgesehen werden. Dadurch braucht jedes einzelne Getriebe die Einstellung von maximal
nur zehn Werten, und zwar als ganze Zahlen sowohl als Verschiebewert der Reibrolle
als auch als Drehwert der Reibscheibe zu ermöglichen, wobei als Maximalwert des
Produktes sich der Wert zoo ergibt, der an den angeschlossenen Zählwerksstellen
angezeigt wird. Dadurch werden die Anforderungen, die an das Getriebe gestellt werden,
gering, womit wesentliche Vorteile für die Herstellung und dieBetriebssicherheit
verbunden sind. Es gibt also bei dieser Verwendung der Reibradgetriebe mit der Nullstellung
in der Mitte der Reibscheibe neun Stellungen der Reibrolle im Abstand von beispielsweise
5 mm . und für die Drehung der Reibscheibe von 45 oder 30° für eine Einheit insgesamt
von 9 X 45° = 11/s oder s/4 Umdrehungen.
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Die Reibscheibe hat keine Nullstellung, sondern geht immer wieder
von der jeweils erreichten Endlage als Anfangslage für den neuen Rechengang aus.
Das Resultat ist immer ganzzahlig, es gehören also zu einer Umdrehung der Abtriebsachse
immer eine ganz bestimmte Anzahl von Einheiten. Da, Abweichungen von der zu jeder
Einheit gehörenden Drehung der Abtriebsachse Fehler sind, die durch die Abweichung
des radialen Abstandes vom Sollwert, durch Abweichungen des Reibrollendurchmessers
vom Sollwert infolge von Fertigungs- und Abnutzungsfehlern u. dgl. verursacht sind,
können durch eine selbsttätige Justierung der Stellung der Abtriebsachse auf volle
Einheiten diese Fehler beseitigt werden. -Beim Reibradgetriebe sind die Faktoren
hinsichtlich ihrer Darstellung im Getriebe nicht gleichwertig. Der Faktor, der der
Verschiebung der Reibrolle aus der Mitte der Reibscheibe proportional ist, gibt
das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb an, er hat aber
während der Einstellung keine Beeinflussung des Ergebniswertes zur Folge. Der Faktor,
der durch die Drehung der Reibscheibe dargestellt wird, hat dagegen unmittelbar
die Drehung der Reibrolle und damit die Anzeige des Ergebniswertes zur Folge. Er
läßt sich daher wieder zwischen dem Einstellfaktor und dem Drehfaktor unterscheiden,
die auch
wieder in bestimmter Reihenfolge eingestellt werden müssen.
Sollen beide Faktoren gleichwertig in ihrem getriebetechnischen Verhalten sein,
müssen wieder zwei gleichartige Getriebegruppen jeder Dezimalstelle verwendet werden.
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Trotzdem somit das Reibradgetriebe in vieler Beziehung dem Rechenm!.aschinengetriebe
ähnlich ist, unterscheidet es sich im wesentlichen von diesem. Ihm fehlen die mit
einem Schaltgetriebe verbundenen Nachteile des stoßweisen. Arbeitens durch die,
Unterbrechung des Getriebeschlusses. Dadurch sind die Beanspruchungen geringer,
die Rechengeschwindigkeiten können erhöht werden, die Schaltgeräusche fallen fort.
Der Drehfaktor ist nicht mehr wie beim Schaltgetriebe ein Zählfaktor, bei dem jede
Umdrehung einer Einheit entspricht, sondern der Darstellungsmaßstab kann als Bruchteil
einer Umdrehung oder auch als mehr als eine Umdrehung beliebig gewählt werden. Es
können auch negative Zahlenwerte eingestellt werden, indem beim Einstellfaktor dieser
von der Scheibenmitte aus auf der anderen Seite der Schraubenspindel dargestellt
und beim Drehfaktor die Drehrichtung der Scheibe umgekehrt wird.
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Ferner besitzt beim Reibradgetriebe der eine Faktor, der Einstellfaktor,
eine feste Nullage, nämlich die Mitte der Reibscheibe, der andere Faktor, der Drehfaktor,
eine veränderliche Nullage. Das bedeutet, daß der Drehfaktor, immer von der letzten
Stellung der Reibscheibe ausgehend, zählt und daher keine Rückdrehung der Reibscheibe
in die Nullstellung erforderlich ist. Dadurch ist es möglich, bei Korrektureinstellungen,
von der jeweiligen Stellung der Reibscheibe ausgehend, unter Berücksichtigung der
Drehsinne die positiven oder negativen Korrekturwerte einzustellen. Bei aufeinanderfolgenden
Rechenvorgängen kann aus dem gleichen Grunde, von der jeweiligen Stellung der Reibscheibe
ausgehend, der neue Faktor eingestellt werden.
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Bei Verwendung eines Strahlensatzmultiplikators dient der eine Faktor
zum Ausschwenken eines um eine Achse drehbaren Hebels und der andere Faktor zum
Verschieben eines Schlittens, und zwar derart, daß sich nach dem Strahlensatz der
Geometrie durch den ausgeschwenkten Hebel auf dem Schlitten der Resultatwert einstellt
und daß Mittel, wie z. B. Elektromagnete, vorgesehen sind, die wahlweise in dem
zugeordneten Einzelgetriebe der anderen Getriebegruppe durch Lösen der mechanischen
Verbindung zwischen den Getriebegliedern dieses Getriebe ausschalten.
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Der Strahlensatzmultiplikator unterscheidet sich von dem Reibradgetriebe
durch grundsätzlich andere Eigenschaften. Das Getriebe zeichnet sich dadurch gegenüber
dem Reibradgetriebe aus, daß bei ihm sowohl die Einstellung des Faktors x als auch
des Faktors i- unmittelbar auf das Ergebnis einwirkt und damit jede Veränderung
von y und x zwangläufig nach dem zugrunde liegenden geo metrischen Gesetz in der
Änderung des Resultats ausgedrückt wird. Es ist bei der Bemessung nur darauf zu
achten, daß in jedem Falle ein einwandfreies Gleiten der Schieber gegeneinander
gewährleistet ist.
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Die Zeichnungen zeigen in schematischen Darstellungen Ausführungsbeispiele
nach dem Erfindungsgedanken und lassen weitere neuartige und fortschrittliche Merkmale
desselben erkennen.
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Fig. i bis 3 sind Darstellungen einer Ausführungsart unter Verwendung
von an sich bekannten Rechenmaschinengetrieben, z. B. von Staffelwalzen; die Ausführung
nach Fig.4 und 5 verwendet Reibradgetriebe, die an sich ebenfalls bekannt sind,
während Fig. 6 bis 8 sich auf solche Vorrichtungen erstrecken, bei denen Getriebe,
die als Strahlensatzmultiplikatoren ausgebildet sind, Verwendung finden; Fig. 9
zeigt in Tabellenform die Eigenheiten der Getriebe an einem Rechenbeispiel.
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Gemäß Fig. i ergibt sich folgende Anordnung: a) Faktoren werden nacheinander
eingestellt Durch den am Handrad für x nach einer Teilung eingestellten Zahlenwert
in der entsprechenden Stelle wird sowohl die Staffelwalze i in der Getriebegruppe
I gedreht als auch das Aufnahmerad 2 in der Getriebegruppe II verschoben.
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Für die Getriebegruppe I ist x also der Drehfaktor, für die Getriebegruppe
II der Einstellfaktor. Wird y = o vorausgesetzt, so liefert während der Einstellung
von x die Getriebegruppe I keinen Resultatwert, da sich das Aufnahmerad 4 außerhalb
des Eingriffsbereichs der verschieden langen Zähne auf der Staffelwalze befindet.
Durch Einstellen. des Zahlenwertes y nach Teilung wird in entsprechender Weise die
Staffelwalze 3 in der Getriebegruppe II gedreht und das Aufnahmerad 4 in der Getriebegruppe
I verschoben. Da in der Getriebegruppe Il bereits der eine Faktor eingestellt und
durch die Stellung des Aufnalunerades 2 vor der- Staffelwalze verwirklicht worden
ist, liefert diese Gruppe an der Resultatachse 7 das Ergebnis, während die Getriebegruppe
I keinen Resultatwert liefert. Der Resultatwert aus der Getriebegruppe II geht über
das Summengetriebe 5 auf das Zählwerk 6 und gelangt dort zur Anzeige. Wird nun der
Wert x korrigiert, so liefert die GetriebegruppeI den Korrekturwert des Resultats,
der über das Summengetriebe 5 die Zählwerkstellung entsprechend verändert. Bei einer
Korrektur von y liefert die Getriebegruppe II die Korrektur des Resultats.
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b) Faktoren werden gleichzeitig eingestellt Da wegen der Natur des
Getriebes keine stetige Verschiebung des Aufnahmerades 2 bzw. .4 vor der Staffelwalze
erfolgen kann, sondern diese in Schritten, von der Größe einer Einheit erfolgen
muß, muß bei gleichzeitigem Einstellen von x und y durch Schaltelemente erreicht
werden, daß eine bestimmte zeitliche Reihenfolge in der Verschiebung des Aufnahmerades
und der Drehung der Staffelwalze eingehalten wird. Würden in den beiden Getriebegruppen
beim gleichzeitigen Drehen
der Handräder erst die Verschiebung der
Aufnahmeräder erfolgen und anschließend in beiden die Drehung der Staffelwalze,
so würden beide Getriebegruppen ein Resultat liefern, und es würde sich bei Multiplikation
von i X i als Resultat 2 ergeben. Um den richtigen Wert zu bekommen, müßte eine
Einheit vom Resultat abgezogen werden. Bei dieser Schaltungsweise muß also vor dem
Resultatwerk durch ein Differential bei. jedem Schritt eine Einheit abgezogen werden.
Diese Erschwerung läßt sich vermeiden durch folgende Reihenfolge der Schaltvorgänge:
Werden die, Handräder für x und y gleichzeitig gedreht,-so muß zunächst
in der Getriebegruppe I die Verschiebung des Aufnahmerades 4 um eine Einheit erfolgen
und anschließend die Drehung der Staffelwalze i entsprechend dem Faktor x. Die Getriebegruppe
I liefert dadurch den Resultatwert = i, der in das Summengetriebe 5 und in das Zählwerk
6 geht. Im; der Getriebegruppe II erfolgt gleichzeitig mit dar Verschiebung des
Aufnahmerades 4 in der Getriebegruppe I die Drehung der Staffelwalze 3. Anschließend
daran erfolgt gleichzeitig mit der Drehung der Staffelwalze i in der Getriebegruppe
I die Verschiebung des Aufnahme rades 2, die aber nach Abschluß der Drehung der
Staffelwalze 3 erfolgt und damit keinen Anteil liefert.
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Bei der Produktbildung 2 X 2 liefert bei dieser Reihenfolge die Getriebegruppe
I dem. Resultatanteil = 2, während die Getriebegruppe II den Resultatanteil = i
liefert. Aus beiden zusammen kommt also der Resultatwert = 3, der zusammen mit der
i in der Resultatanzeige den Gesamtwert 4 liefert.
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Bei mehrstelligen Zahlen (Fig.2) ist für jede Stelle eine Kombination
von je zwei Getriebegruppen notwendig (Fig. 2). In den Getriebegruppen I und II
sind wechselseitig die Staffelwalzen; 8, 9, 1o, ii und die Verschiebeglieder der
Aufnahmeräder 12, 13, 14, 15 verbunden, und zwar so, daß immer nur in einer Stelle
das Aufnahmerad verschoben, in beiden Stellen aber die Staffelwalzen gedreht werden.
Die Handräder 16, 17 für die Verschiebung der Aufnahmeräder werden mit dem Getriebe
der jeweils in Betracht kommenden Stelle gekuppelt, wobei gleichzeitig das Resultatzählwerk
18 in die entsprechende Stellung zu den Antriebsachsen i9, 2o der Zählwerkstellen
gebracht wird. Die Achsen der Aufnahmeräder 12 bis 15 drehen sich proportional dem
Ergebnis aus jedem Getriebe, wobei ja zwei in Summengetrieben 21, 22 addiert und
als Summe in das Resultatzählwerk i8 gegeben -werden.
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Der Rechenvorgang spielt sich dabei folgendermaßen ab: Es sei das
Produkt aus 37 und 52 zu bilden. Sollen zunächst drei Zehner eingestellt werden,
wird durch Drehen am Handrad 23 das. Handrad 16 für x und das Handrad 17 für y mit
der Verschiebespindel der Aufnahmeräder 12, 14 in den oberen Getrieben gekuppelt.
Gleichzeitig wird das Resultatzählwerk 18 so eingestellt, daß die erste Stelle an
die zweite Zählwerkstelle und die zweite Stelle an die dritte Zählwerkstelle angeschlossen
werden. Dann wird z. B. zunächst nach der Skala ioi die Zahl 3 eingestellt durch
Drehen am Handrad 16 für x. Weder durch die Verschiebung des Aufnahmerades 12- in
der Getriebegruppe I noch durch die Drehung der Staffelwalzen io, ii in der Getriebegruppe
II ergibt sich ein Resultatwert. Dann wird mit dem y-Handrad 17 nach der Skala io2
der Wert 5 in der ersten Stelle der Getriebegruppe II eingestellt. Die Drehwngen
der Staffelwalzen 8, 9 in der Gruppe I liefern das Produkt 15 in der ersten Stelle,
das in den ersten beiden Stellen des vierstelligen Resultatzählwerkes 18 angezeigt
wird. Anschließend werden die x- und y-Handräder 16, 17 auf die nächste Stelle eingestellt
und das Resultatzählwerk 18 um eine Stelle nach links verschoben.. Wird dann mit
dem x-Handrad 16 nach der Skala 103 der Wert 7 in der Getriebegruppe I eingestellt,
so ergibt sich in der Getriebegruppe II infolge der Drehung der Staffelwalzen i
o, i i in der höheren Stelle das Produkt 7 X 5 = 35 mit io als Einheit, das in die
dritte Zählwerkstelle fließt. Dann folgt nach der Skala 104 die Einstellung der
Zahl 2 in die zweite Stelle der Getriebegruppe Il. Dadurch ergibt sich aus Getriebegruppe
I in der ersten Stelle das Produkt 2 X 3 mit io als Einheit, das ebenfalls in die
dritte Stelle des Resultatzählwerkes 18 geht, und das. Produkt 2 X 7 = 14, das in
die vierte Zählwerkstelle fließt. Die Summe aller Einzelprodukte liefert das Resultat
1924, das am Zählwerk 18 angezeigt wird.
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Zur Änderung eines Falttors, ß-. B. bei Änderung der 7 in der zweiten
Stelle in Ziffer 9, wird die Skala 103 und zwangläufig auch das Aufnahmerad
13 der Staffelwalze 9 auf den neuen Wert eingestellt. Dabei liefert die Getriebegruppe
II als Korrekturen bei den Zehnern 2 X 5 = io und bei den Einern 2 X 2 = 4, insgesamt
eine Korrektur von 104, so daß als Resultat der Wert 2o28 erscheint.
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Es bleibt noch zu erwähnen, daß zur Berechnung von Ouadratzahlen nur
eine Getriebegruppe erforderlich ist (Fig.3). Dabei rnuß bei jeder Umdrehung der
Staffelwalze 24 zunächst das Aufnahmerad25 verstellt werden, so daß sich die Notwendigkeit
ergibt, bei jeder Umdrehung eine Einheit von dem Resultat abzuziehen. Es ist also
notwendig, ein Summengetriebe 26 in den Resultatstrang einzuschalten. Diese Anordnung
ermöglicht auch als selbständige Baueinheit den nachträglichen Einbau in Rechenmaschinen
bekannter Art. Bei Verwendung eines Reibradgetriebes ergibt sich bei einer Anordnung
nach Fig.4 folgende Arbeitsweise, wenn die beiden Falttoren nacheinander eingestellt
werden.
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Wird in dem ersten Getriebe durch Verschieben der Reibrolle 27 in,
radialer Richtung der Falttor x eiingestellt, so, wird dadurch die Reibrolle 27
nicht gedreht und auch kein Abtriebswert an der Achse 3o herausgeführt. In dem zweiten
Getriebe wird dieser Wert als Drehfaktor eingestellt und zur Drehung der Reibscheibe
28 verwendet, auf der die Reibrolle 29 sich im Mittelpunkt befindet, so daß
auch
keine Drehung der Abtriebsachse 3 i erfolgt. Es ist also durch die Einstellung des
einen Faktors kein Resultatwert vorhanden. Wird dann im ersten Getriebe der Drehfaktor
eingestellt, indem die Reibscheibe 32 um einen dem Wert des Faktors proportionalen
Betrag gedreht wird, ergibt sich an der Resultatachse 3o durch die Drehung der Reibrolle
27 eine Drehung, die dem Produkt x X y proportional ist. In dem zweiten Getriebe
erscheint der Drehfaktor des ersten Getriebes als Einstellfaktor. Die Verschiebung
der Reibrolle 29 hat in diesem Getriebe aber keine Drehung der Resultatachse zur
Folge, so daß dieses Getriebe den Resultatwert Null liefert.
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Beide Resultatwerte gehen über ein Summengetriebe 33 auf das Zählwerk,
das aus zwei Zahlenrollen für die Einer 34 und die Zehner 35 besteht. In dem Summengetriebe
33 bildet sich die Summe. Wird jetzt der Fakto-rx verändert, liefert dasjenige der
beiden Getriebe die Korrektur des Ergebnisses, bei dem der Faktor x als Drehfaktor
dargestellt wird. Entsprechend verhält es sich bei &,r Änderung des Faktors
y. Faktoren werden gleichzeitig eingestellt Der Unterschied zum. zuvor beschriebenen
Rechenmaschinengetriebe ist der, daß beim Reibscheibengetriebe die Verstellung um
volle Einheiten nicht sprungweise, sondern. stetig erfolgt. Es kann also die Verschiebung
der Reibrolle und die Drehung der Reibscheibe gleichzeitig erfolgen. Dadurch wird
der Vorgang, der beim Rechenmaschinengetriebe als Summenvorgang von endlichen Intervallen
anzusehen war, zu einem Summenvorgang von unendlich kleinen Intervallen, d. h.,
es wird ein Integrationsvorgang. Wenn demnach beim Reibradgetriebe die beiden: Faktoren
gleichzeitig eingestellt werden, liefern die beiden Getriebegruppen bei einem Beispiel
3 X 7 innerhalb des Bereichs, in dem x = y ist, d. h. zwischen o und 3 je
die Hälfte des Ouadra.twertes, während der Anteil 3 X 4 von der Getriebegruppe geliefert
wird,, bei der die Zahl 7 als Drehfaktor eingestellt wird.
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Wird x = y, so, wird aus dem Multiplikationsgetriebe ein Oua@driergetriebe.
Die beiden Getriebegruppen liefern jede die Hälfte des Resultatwertes. Es ist deshalb
auch möglich, mit einem Getriebe auszukommen (Fig. 5). Dabei ist lediglich im Maßstab,
d. h. durch ein. Übersetzungsgetriebe i : 2 ins Schnelle, zu berücksichtigen, daß
an d'er Resultatachse 36 nur der halbe Resultatwert erscheint, der mit 2 zu multiplizieren
isst, damit am Resultatwerk 34, 35 der richtige Wert des Quadrats abgelesen werden
kann.
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Bei mehrstelligen Zahlen ist bei den Rechenmaschinen die Stellenwertigkeit
jeder Einzelmultiplikation bei der Einführung des Resultats in das Resultatzählwerk
zu berücksichtigen. Bei feststehendem Zählwerk werden die Ergebniswertachsen der
Reibradgetriebe deshalb an eine Schiebekupplung angeschlossen, die die Verbindung
mit den Zählwerkstellen gleicher Wertigkeit herstellt. Anordnungen mit Strahlensatzmultiplikatoren
zeigen Fig. 6 bis B.
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Nach dem Strahlensatz läßt sich aus dem zwischen vier Strecken bestehenden
Verhältnis das Produkt zweier Faktoren darstellen. Das auf dieser Grundlage bestehende
Getriebe enthält den um eine Achse 37 drehbaren x-Hebel 38, der aus einer Anfangslage
heraus um ein denn Faktor x proportionales Sehnenteilstück gedreht wird, es enthält
zweitens den senkrecht zur Verschieberichtung nach x einstellbaren y-Schieber 39,
dessen Abstand von der Achse 37 des x-Hebels 38 dem Faktor y proportional ist, und.
drittens den z- oder Resultatschieber 40, dessen Bewegungsrichtung wieder senkrecht
zu der des y-Schiebers 39 verläuft. Dieses Getriebe, das ebenfalls eine stetige
stufenlose Verstellung der beiden. Faktoren x und y gestattet, wird
z. B. in zo den Zahlen o bis 9 entsprechenden Stellungen der Getriebeglieder für
x und y verwendet. Es sind darin ebensoviel Multiplikationsgetriebe erforderlich,
wie die einzustellende Zahl Stellen besitzt.
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Beim Strahlensatzmultiplikator haben beide Faktoren eine bestimmte
Nullage. Für den y-Schieber ist es die Lage der Drehachse 37 des x-Hebels 38; für
den x-Hebel 38 ist es die linke Grenzlage seines Bewegungsbereichs. Ein. neuer Multiplikationsvorgang
macht deshalb immer zuvor die Rückführung des x- oder y-Hebels 38 bzw. 39 in die
Nullage erforderlich. Sind in einer Getriebegruppe eine Reihe von Multiplikatoren
entsprechend der Stellenzahl zusammengefaßt und! die y-Hebel 39 auf die einzelnen
Stellen eingestellt, so, muß nach jeder Multiplikation der ganzem Gruppe mit einem
x-Wert der x-Hebel 38 wieder rin die Ausgangslage zurückgeführt werden, ehe die
Multiplikation mit dem Zahlenwert in der nächsten Stelle folgen kann. Das bedeutet,
daß das Resultatzählwerk 41 über Kupplungen, z. B. Wendekupplungen 42, mit den Resultatachsen
43 der Multiplikatoren verbunden sein muß, die nur beim Hingang geschlossen, beim
Rückgang aber geöffnet sind, damit der Resultatwert nicht aus dem Zählwerk 41 wieder
herausgedreht wird. Diese unterschiedliche Eigenschaft hat auch Evnrluß auf die
Art der Koirrekturgebung. Beim Reibradgetriebe wird die Reibscheibe bei der Korrektur
eines Zahlenwertes von beispielsweise 6 in 4 von der der 6 entsprechenden Scheibenstellung
ausgehend um zwei Einheiten zurückgedreht, so daß sie sich gegenüber der gehäusefesten
Teilung am Ende der Verstellung in der dem Zahlenwert4 entsprechenden Stellung befindet.
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Bei einenn Strahlensatzmultiplikator ist nach erfolgter Multiplikation.
mit dem x-Wert der Faktor aus dem Getriebe wieder verschwunden, weil der x-Hebel
38 in seine Ausgangslage zurückgeführt werden muß. Um die im obigen Beispiel angegebene
Korrektur durchzuführen, ist es notwendig, den x-Hebel 38 aus der Nullage heraus
um den Differenzbetrag zu verschwenken. Deshalb ist es notwendig, mit der Tastatur
44 (Fig. 7) für die Faktoren eine Einrichtung zu verbinden, mit der die Differenzen
und das Vorzeichen dieser bestimmt
werden.. Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel.
Durch Drücken einer Taste 44, z. B. der Ziffer 4 wird je nach der Lage dieser Taste
zu der vorher betätigten ein Stromkreis geschlossen, der einen Motor45 entweder
rechts oder links herum laufen läßt. Der Motor 45 schwenkt über eine Kupplung dem.
x-Hebel 38 aus der Nullage und, verschiebt gleichzeitig eine Kontaktplatte 46 so
lange, bis durch Auflaufen. des zur heruntergedrückten Taste 44 gehörenden Kontakts
47 auf ein Isolierstück 48 der Stromkreis unterbrochen, wird und der Motor 45 stehenbleibt.
Dann ist die Einstellung des Diferenzbetrages beendet. Die Kupplung wird geöffnet
und der x-Hebel bei unveränderter Stellung des Teils 46, durch eine Feder oder eine
andere Kraftquelle in die Nullage zurückgeführt. An Stelle den x-Hebel 38 nach zwei
Seiten ausschwenkbar zu machen, kann eine Wendekupplung 42, wie dargestellt, vorgesehen
oder an Stelle des Hinganges des x-Hebels 38 sein Rückgang in. die Nullage zum Antrieb
des Zählwerkes 41 dienen. _ Faktoren werden nacheinander eingestellt Während im
Einzelgetriebe für eine Stelle beide Faktoren mechanisch gleichwertig sind und deshalb
nicht mehr in Drehfaktor und Einstellfaktor unterschieden werden können, ist beim
Zusammenbau mehrerer Einzelgetriebe zu einer Getriebegruppe für mehrstellige Zahlen
wieder eine solche Unterscheidung notwendig. Fig. 6 zeigt den Aufbau einer Gruppe
für vierstellige Zahlen. Die Faktoren x und y werden durch Drehen der beiden
Handräder 49, 50 eingestellt, durch die z. B. über Drahtseile die. Getriebeglieder
39, 38 verstellt werden. Während aber für y (Einstellfaktor) in jedem Einzelgetriebe
je ein Handrad zum Einstellen der Zahl in jeder Stelle vorzusehen ist, ist das x-Handrad
50 (Drehfaktor) für die ganze Getriebegruppe nur einmal vorhanden. In Fig.6 ist
das Beispiel dargestellt, da,B in der ersten Stelle y = 5, in der zweiten y = z,
in. der dritten y = 7 und; in der vierten y = 8 ist. Wenn alle y-Werte eingestellt
sind, folgen die x-Werte der einzelnen Stellen. Zuvor ist durch eine Zwischenkupplung
oder durch Verschieben des Resultatzählwerkes 41 selbst die Verbindung zwischen
den Einzelgetrieben und dem Resultatzählwerk entsprechend der Wertigkeit des x-Wertes
herzustellen. Dann wird der x-Wert der entsprechenden Stelle durch Betätigung des
x-Handrades 5o in alle Einzelgetriebe der Getriebegruppe gegeben. Zu diesem Zweck
sind die x-Hebel 38 aller Einzelgetriebe mechanisch starr miteinander verbunden.
Der x-Hebel 38 schwenkt beim Einstellen von x aus der Anfangslage aus und nimmt
die einzelnen Resultathebel 40 mit, die über die Resultatwertachsen 43 und die Zählwerkskupplungen
51 die Zählwerke antreiben. Nach Erreichung des x-Wertes kehrt der x-Hebel 38 in
die Anfangslage zurück. Damit der Resultatwert aus dem Zählwerk 41 nicht wieder
herausgedreht wird, werden die Resultatwertachsen 43 durch Wendekupplungen 42, die
bei Bewegungsumkehr des x-Hebels 38 geöffnet werden, unterbrochen. In Fig. 6 ist
als Beispiel der Wert x = 5 gewählt. Durch ihn ergibt sich aus dem ersten Getriebe
als Produkt 25 mit Einer als Wertigkeit, aus dem zweiten Getriebe als Produkt 5
mit to als Einheit, aus dem dritten Getriebe 35 mit roo als Einheit und aus dem
letzten 40 mit rooo als Einheit. Die Entkupplung besorgt bei Bewegungsumkehr der
Elektromagnat 52. Folgt nun die zweite Stelle des Faktors x, so ist zunächst das
Resultatzählwerk 41 um eine Stelle zu verschieben, dann werden die Wendekupplungen
42 geschlossen und der Zahlenwert x eingestellt. Wiederum laufen aus allen Einzelgetrieben
die Resultatwerte gleichzeitig in das Zählwerk 41. Im Augenblick der Bewegungsumkehr
des x-Hebels 38 wird dann die Wendekupplung 42 durch den Elektromagnet 52 wieder
geöffnet. So, wiederholt sich die Reihenfolge der Vorgänge bei jeder weiteren Stelle.
Faktoren werden gleichzeitig eingestellt Bei dem beschriebenen Vorgang ist, wenn
der Rechenvorgang beendet ist, der Zahlenwert des Einstellfaktors y im Getriebe
mechanisch enthalten, während der Zahlenwert des Drehfaktors x nicht mehr vorhanden
ist. Für die Korrektur und für das gleichzeitigeEinstellen vonZiffern gleicherWertigkeait
ist es wieder notwendig, den Drehfaktor als Einstellfaktor einer zweiten Getriebegruppe
mechanisch zu verwirklichen. Dabei zeigt sich ein weiterer grundsätzlicher Unterschied
gegenüber den Reibradgetrieben., der darin besteht, daß die Arbeitsweise des Multiplikators
nicht mehr auf einer Integration beruht. Dieser Unterschied besteht auch beim Vergleich
mit dem Rechenmaschinengetriebe, bei dem der Rechenvorgang eine Summenbildung endlicher
Differenzen darstellt. Bei diesen ergibt sich ein Unterschied im Resultat, wenn
beide Faktoren, die den. gleichen Zahlenwert haben mögen, nacheinander edier gleichzeitig
eingestellt werden. Wenn erst der Einstellfaktor und anschließend der Drehfaktor
eingestellt werden, eirgibt sich das Quadrat als Resultat; werden beide Faktoren
gleichzeitig eingestellt, ergibt sich als Resultat des Integrationsvorganges der
halbe Wert des Quadrates, und zwar entweder in endlichen Schritten (beim Rechenmaschinengetriebe)
oder in unendlich kleinen Schritten (beim Reib-radgetriebe).
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Beim Strahlensatzmultiplikator liefert jedes Einzelgetriebe bereits
dein Gesamtwert. Es ist deshalb, eine Änderung in der Zusammenschaltung der beiden
Getriebegruppen notwendig, und zwar in der Weise, da,ß, wenn in der Getriebegruppe
I mit einem Stellenwert des Drehfaktors x die Multiplikation ausgeführt wird, das
zu diesem Stellenwert gehörende Einzelgetriebe in Getriebegruppe II keinen -Anteil
liefern darf, also abgeschaltet sein muß. Zu diesem Zweck ist in der Getriebegruppe
II beispielsweise folgende Anordnung notwendig (Fig. 8). Die Schwenkhebel 38 für
den Drehfaktor werden wie in der Getriebegruppe I gemeinsam geschwenkt, z. B. durch
die Führungsstange 53, mit der eine Zahnstange 54 fest verbunden ist, in die ein
Zahnrad 55 eingreift, das mit den Getriebegliedern
zum Einstellen
der Einstellfaktoren in Getriebegruppe 1 in Verbindung steht. Die Kupplung 56 wird
wie in Getriebegruppe I geöffnet, wenn der dem einzustellenden Drehfaktor entsprechende
Weg zurückgelegt ist, und die. Schwenkhebel 38 werden unter der Wirkung der Feder
57 in die Ausgangslage zurückgeführt. Zum Unterschied von der Getriebegruppe I sind..
in der Getriebegruppe II die Schwenkhebel 38 in den Einzelgetrieben aber noch längs
verschieblich angeordnet, und zwar beispielsweise derart, daß sie! in bezug auf
die Achse 58 in einem Langloch 59 verschiebbar sind. Die Verschiebung besorgt je
ein Ele-ktro.-magnet 6o entgegen der Wirkung der Feder 61. Damit das jeweils in
Betracht kommende Einzelgetriebe in Getriebegruppe 1I keinen Anteil liefert, wird
durch die dementsprechend. aufgebaute Schaltung der Elektromagnet 6o in diesem Getriebe
an die elektrische Spannung gelegt, so, daß vor Beginn der Einführung des Drehfaktors
sich der Schwenkhebel 38 außer Eingriff befindet. Bei der Korrektur eines Stellenwertes
eines oder beider Falttoren liefert immer diejenige Getriebegruppe den Karrekturw
ert des Resultats, bei dem der korrigierte Faktor der Drehfaktor ist.
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Die drei beschriebenen Getriebearten unterscheiden sich weitgehend
durch ihre konstruktiven und betrieblichen Eigenschaften. Darüber hinaus sind aber
auch die Aufteilungen der Resultatwertanteile auf die beiden Getriebegruppen unterschiedlich.
In Fig.9 sind die Eigenheiten an dem Beispiel 23 X ,45 = I035 erläutert und vergleichend
gegenübergestellt. Die linke Spalte gibt an, welche Anteile die Getriebegruppe I
liefert und wie sich diese auf die beiden Einzelgetriebe für die erste und zweite
Stelle aufteilen. In der rechten Spalte sind die Ergebniswertanteile der Getriebegruppe
II angegeben. Die stark ausgezogenen Ordinatenwerte, an die sich keine, Abszissenwerte
mehr anschließen (z. B. Getriebegruppe II, erste Stelle), zeigen an, daß der der
Ordinate entsprechende Zahlenwert als Einstellfaktor im Getriebe enthalten ist und
für die Fortsetzung der Rechnung bei Anfügen weiterer Stellen in Bereitschaft steht.