DE924290C - Vorrichtung zur Ausfuehrung der Grundrechenarten mit beliebigen Stellenzahlen - Google Patents

Vorrichtung zur Ausfuehrung der Grundrechenarten mit beliebigen Stellenzahlen

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DE924290C
DE924290C DEK11543A DEK0011543A DE924290C DE 924290 C DE924290 C DE 924290C DE K11543 A DEK11543 A DE K11543A DE K0011543 A DEK0011543 A DE K0011543A DE 924290 C DE924290 C DE 924290C
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Alfred Dr-Ing Kuhlenkamp
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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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 4. Ziffern gleicher Stellenwertigkeit können in beiden Faktoren gleichzeitig eingestellt werden. 5. Quadratzahlen können: durch einmaliges Einstellen des Grundwertes berechnet werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Als Multiplikationsgetriebe sind das Reibradgetriebe und der Strahlensatzmultiplikator besonders geeignet.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Zeichnungen zeigen in schematischen Darstellungen Ausführungsbeispiele nach dem Erfindungsgedanken und lassen weitere neuartige und fortschrittliche Merkmale desselben erkennen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Ausführung der Grundrechenarten mit beliebigen Stellenzahlen, dar durch gekennzeichnet, daß die Ziffern gleicher Stellenwertigkeit für die beiden Falttoren 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 au.feinanderwirken, 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 j e einem Summengetriebe j e Stelle addiert und in einem Resultatzählwerk angezeigtwe.rden.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede Änderung eines eingestellten Zahlen-,vertes durch die Anordnung und Ausbildung der beiden Getriebegruppen unmittelbar auf das Resultatzählwerk wirkt, derart, daß sich ein Löschen der eingestellten Faktoren bzw. Summanden erübrigt.
  3. 3. Vorrichtung nachAnspruch i oder i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Getriebe jeder Getriebegruppe an sich bekannte Rechenmaschinengetriebe, wie z. B. Staffelwalzen, Sprossenräder, Schaltklinkenräder, Proportionalhebel od. dgl., Verwendung finden und daß 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 Getriebegruppegewährleiste:t.ist. .
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, falls beide Faktoren gleiche Werte haben, die eine Getriebegruppe:, z. B. mittels Kupplungen, abschaltbar ist und nur mit der anderen Getriebegruppe. gerechnet wird, wobei für diese vor dem Resultatzählwerk für jedes Einzelgetriebe-ein gewollt einschaltbares Summengetriebe angeordnet ist, welches von dem aus dem Einzelgetriebe kommenden Resultatwert bei jedem Rechenschritt eine: Einheit abzieht.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch i oder i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Getriebe. jeder Getriebegruppe z. B. solche elektrischen 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.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge:-kennzeichnet, 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.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Reibradgetriebe verwendet werden, bei denen, wie an sich bekannt, die radial verschiebbare Reibrolle zur Darstellung des einen Falttors und die Drehung der Reibscheibe zur Darstellung des anderen Faktors dienen. B. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß, falls beide Faktoren gleiche Werte haben, die eine Getriebegruppe, z. B. mittels Kupplungen, abschaltbar ist und nur mit der anderen, Getriebegruppe gerechnet wird, wobei für diese vor dem Resultatzählwerk für jedes Einzelgetriebe eine gewollt umschaltbare übersetzung i : 2 angeordnet. ist. g. Getriebe, insbesondere für eine Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Faktor zum Ausschwenken eines um eiineAchse drehbarenHebels und der andere Faktor zum Verschieben eines Schlittens dient, und zwar derart, da,ß 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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