Titel: | Die Duplex-Rechenmaschine. |
Autor: | W. Küttner |
Fundstelle: | Band 300, Jahrgang 1896, S. 199 |
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Die Duplex-Rechenmaschine.
Ein Beitrag zur
instrumentalen Arithmetik.
Von W. Küttner, Burgk
bei Dresden.
Mit Abbildungen.
Die Duplex-Rechenmaschine.
Die Völker des Alterthums waren in Folge ihrer für den Kalkül sehr unbequemen
Zahlzeichen ausser Stande, eine einigermaassen umfängliche Rechnung ohne mechanische
Hilfsmittel auszuführen. Sie bedienten sich neben den Fingern (Fingerrechnen)
vorzugsweise des Rechenbrettes, άβαξ bei den Griechen,
abacus bei den Römern genannt, womit die instrumentale Arithmetik ihren Anfang
genommen hat. Freilich gewährte dieses Rechenbrett nicht viel mehr als die
Füglichkeit, Marksteine für eine gewisse Zählarbeit zu setzen, und wir finden noch
heute ähnliche Vorrichtungen bei allen asiatischen Völkern, so den Swân pân bei den
Chinesen, welchen ein Minister des Kaisers Huâng ti im
J. 2637 v. Chr. erfunden haben sollCantor, Vorlesungen über Geschichte der
Mathematik, Leipzig 1880, Teubner., den Soroban bei den
Japanesen, den Tschotii (Stschotü) bei den Russen u.s.w. Den letzteren brachte Poncelet unter dem Namen Boulier oder Compteur aus der
russischen Gefangenschaft mit nach Frankreich, von wo er seinen Einzug wieder in
unsere Schulen gehalten hat und heute zur Veranschaulichung der vier Species, des
Addirens, Subtrahirens, Multiplicirens und Dividirens, dient.
Dass wir heute das Rechenbrett nicht mehr kennen und trotzdem umfängliche numerische
Rechnungen mit vieler Leichtigkeit auszuführen vermögen, verdanken wir den Ziffern,
deren wir uns gegenwärtig allgemein bedienen. Dieselben kamen in Indien bereits im
6. Jahrhundert nach Christi Geburt, aber erst im 11. Jahrhundert vereinzelt im
Abendlande in Gebrauch und werden hier zuerst in astronomischen Tafeln, die von
einem maurisch-spanischen Verfasser, Arzachel, etwa um
1080 verfertigt wurden, angetroffen. Wie es möglich sein sollte, etwa mit den
Zahlzeichen der Griechen und Römer die heutigen commerciellen und wirthschaftlichen
Verhältnisse in Ordnung zu halten, unsere Versicherungsrechnungen durchzuführen,
oder alle die einzelnen Lohnsummen festzustellen, welche unsere Industriearbeiter
allwöchentlich zu erhalten haben, ist schwer zu sagen. So viel ist indess klar, dass
sich diese Zahlzeichen unserer ganzen culturellen Entwickelung hemmend in den Weg
gestellt hätten, und dass die Menschheit ohne den genialen Einfall desjenigen, der
den Zahlzeichen zugleich einen absoluten und einen Stellenwerth verlieh , in
ihren Fortschritten weit zurückgeblieben wäre. Laplace
sagt in der Exposition du système du monde treffend:
„Der Gedanke, alle Quantitäten durch neun Zeichen auszudrücken, indem man
ihnen zugleich einen absoluten und einen Stellenwerth gibt, ist so einfach, dass
man eben deshalb nicht genugsam erkennt, welche Bewunderung er verdient. Aber
eben diese Einfachheit und Leichtigkeit, welche die Methode dem Kalkül
zusichert, erheben das arithmetische System der Indier zu dem Range der nützlichsten Erfindungen. Wie schwer es war, eine
solche Methode aufzufinden, kann man daraus entnehmen, dass sie dem Génie des
Archimedes und Apollonius von Perga, zweien der grössten Geister des Alterthums,
entgangen war.“
Und doch ist auch bei diesem System, das bereits ein 9jähriges Kind befähigt, mit
Leichtigkeit Multiplicationen und Divisionen von drei- und mehrstelligen Zahlen
auszuführen, allezeit der Wunsch rege gewesen, mechanische Hilfsmittel zu besitzen,
welche die Operationen des Rechnens noch weiter abkürzen und erleichtern. Früher war
dies um so mehr der Fall, weil die Unterrichtsmethoden nicht so leicht zur
Beherrschung des Einmaleins führten und im Allgemeinen die rechnerische Ausbildung
weit hinter der unserigen zurückblieb. Sagt doch Adam
Biese in seinem bekannten Rechenbuche, Frankfurt 1544, noch: „Ich habe
befunden in Unterweisung der Jugend, dass alleweg die so auf den Linien anheben
des Rechnens fertiger und lauftiger werden, denn so mit den Ziffern, die Feder
genannt, anfahen.“
Unter Rechnen „auf den Linien“ ist das Rechnen mit Rechenpfennigen zu
verstehen, welche man auf parallele Linien und in die Zwischenräume derselben legte.
Die ersteren bedeuteten der Reihe nach die Einheiten in der Klasse der Einer, Zehner
u.s.f., während die in den Zwischenräumen je fünf dieser Einheiten bezeichneten.
Diese Anordnung verräth sofort den römischen Ursprung des Hilfsmittels, da die
Einrichtung offenbar nur mit Rücksicht auf die Zahlzeichen der Römer getroffen sein
kann. Das Rechnen auf der Linie ist in Deutschland im 16. Jahrhundert noch sehr
häufig gewesen, ja Leupold erzählt in seinem Schauplätze der Rechen- und Messkunst, Leipzig 1727,
dass er in seiner Jugend noch einige Verwalter und Beamte auf den Linien habe
rechnen sehen. Zu Dechales' Zeiten, 1674, war die
Rechnung auf den Linien in Frankreich bei den Kaufleuten sehr in Gebrauch.
Neper, der verdiente Erfinder der Logarithmen, hat
Anfang des 17. Jahrhunderts ein anderes Erleichterungsmittel zur Ausführung gemeiner
Rechnungen erfunden, seine Rechenstäbe, Sie enthalten
die Vielfachen der einzelnen Zahlen bis zum Neunfachen, und diese Vielfachen sind so
angeordnet, dass die Einer unter der Diagonale jedes Faches zur Rechten, die Zehner
aber über derselben zur Linken stehen. Durch das Zusammenlegen einer passenden
Anzahl Stäbe lassen sich sodann alle Vielfachen von 2 bis 9 einer gegebenen Zahl
ablesen. So stellen sich z.B. die Vielfachen der Zahl 71889 dar, wie aus der Figur
auf der folgenden Seite hervorgeht.
Hiernach ist das Achtfache von 71889, wenn innerhalb des nicht schraffirten, d.h.
nicht verdeckten Theiles der Stäbe diagonal addirt wird, gleich 575112. Es ist klar,
dass das Neper'sche Hilfsmittel sich nur für solche
vortheilhaft erweist, denen das Einmaleins nicht geläufig ist, und dass es in Folge
dessen heute nur noch einen ganz untergeordneten Werth besitzt. Früher muss dies
anders gewesen sein, wie schon aus dem Umstände hervorgeht, dass Neper seine Anordnung für werth gehalten hat, sie 1617
in einer lateinischen Abhandlung zu beschreiben, und dass diese Schrift sowohl eine
italienische (1623) als auch zwei deutsche Uebersetzungen (1619 und 1623) erfahren
hat. Ueberdies wird die von Neper angegebene Art, die
Vielfachen einer Zahl zu finden, schon früher in einem deutschen Rechenbuche aus dem
16. Jahrhundert gelehrt. Es hat den Titel: „Eine Newe vnd
wohl gegrundte vnderweysung aller Kaufmanns Rechnung in dreien buchern mit
schönen Regeln und Fragstucken begriffen. – Durch Petrum Apianum von Leysnick, der Astronomie zu
Ingolstadt Ordinarium, verfertiget. Aufs new durchaus übersehen – vnd gebessert.
Anno MDXLIII“. Auf dem Bogen P sind zwei
Multiplicationsexempel völlig nach dem Neper'schen
Verfahren dargestellt. Nur kennt Apian noch nicht die
beweglichen Stäbe, sondern setzt die Vielfachen des Multiplicandus, die höheren von
den niederen Einheiten durch die Diagonale gesondert, in Gemässheit des
Multiplicators zusammen.
Textabbildung Bd. 300, S. 200
Neper's Rechenstäbe.
Kaspar Schott hat die Rechenstäbe dergestalt zu einer
Rechenmaschine vereinigt, dass er anstatt der Stäbe Cylinder nahm, auf deren Flächen
er die Vielfachen der Zahlen 1 bis 9 und 0 auftrug, und sie in einem Kästchen neben
einander so anordnete, dass sie um Zapfen drehbar waren und mit Hilfe von Knöpfchen
auf jede beliebige Zahl gestellt werden konnten. Weitere Ausbildung haben nach Klügel's mathematischem Wörterbuche – dessen Artikel
über instrumentale Arithmetik vorzugsweise dem gegenwärtigen geschichtlichen
Rückblicke mit zu Grunde liegt – die Neper'schen Stäbe
durch Leupold, sowie durch Reyher, Professor der Rechte in Kiel, erfahren.
Ein entscheidender Schritt in der Herstellung vollkommener Rechenmaschinen wurde von
Blaise Pascal, geboren 1623, unternommen. Bereits
in seinem 18. Lebensjahre stellte er sich die Aufgabe, eine Rechenmaschine zu
construiren, die alle Arten von Rechnungen, als Additionen, Subtractionen,
Multiplicationen, Divisionen und andere arithmetische Aufgaben für sich allein, ohne
dass irgend eine geistige Arbeit nöthig sei, ausführen sollte. Er hat, wie es in dem
Privilegium des Königs von Pascal heisst, zu diesem
Zwecke über fünfzig verschiedene Modelle hergestellt, die einen zusammengesetzt aus
geraden, die anderen aus krummen Stäben und wieder andere mit Ketten, die einen mit
concentrischen, die anderen mit excentrischen Rädern, die einen mit Bewegungen in
geraden Linien, die arideren in Kreisen, die einen auf Kegeln, die anderen auf
Cylindern, und wieder andere ganz verschieden von diesen nach Stoff, Gestalt oder
Bewegung, wobei die Haupterfindung und das Wesentliche der Bewegung immer darin
bestand, dass jedes Rad oder Stäbchen einer Ordnung, indem es sich um zehn Ziffern
weiter bewegte, die Fortrückung des folgenden um eine Ziffer, veranlasste. Eines
dieser Modelle steht noch heute im Conservatoire des arts et métiers mit dem
Certificat: Esto probati instrumenti signaculum hoc, Blasius
Pascal Arvernus 1652.Siehe: Oeuvres complètes de Blaise Pascal, Paris 1866,
Hachette et Co.
Pascal's Maschine ist in dem Recueil des machines approuvées par l'Académie des Sciences abgebildet und
beschrieben. Wirklich praktische Verwendung hat dieselbe ebenso wenig gefunden, als
die im J. 1725 von l'Epine verfertigte, welche
einfacher als die Pascal'sche Maschine gewesen sein
soll. Auch hat nach derselben Sammlung Boitissendeau
noch eine andere Maschine erfunden, die ebenfalls von der Akademie rühmlich
beurtheilt worden ist.
Leibnitz, der einige Unvollkommenheiten an der Pascal'schen Maschine bemerkte, ersann ebenfalls eine
Rechenmaschine und legte solche bereits 1673 der Royal Society in London und später
auch, nachdem er noch Verbesserungen an derselben vorgenommen hatte, der Pariser
Akademie der Wissenschaften vor, von welcher sie mit Beifall aufgenommen wurde. Das
Aeussere, sowie das Verfahren beim Gebrauch hat Leibnitz in den Abhandlungen der Berliner
Akademie, Miscellanea Berolinensia, Bd. 1 S. 317, beschrieben und durch
eine Abbildung erläutert. Indess ist Leibnitz mit
seiner Maschine nie völlig zu Stande gekommen, obgleich er grosse Geldsummen dafür
aufgewendet hat. Sie soll ihm 11000 Thaler, nach Anderen sogar 24000 Thaler gekostet
haben. Klügel sagt in seinem mathematischen
Wörterbuche, Th. 2 S. 742: „Da er, “
Leibnitz,
„selbst kein Mechanicus und, wie es scheint, auch ein schlechter Zeichner war, so
mochte er sich den Künstlern nicht gehörig verständlich machen können. Er hat,
wie Leupold an dem a. O. erzählt, seine Maschine an
einen geschickten Mechanicus, M. Teubertin, Zeitz,
geschickt, dass dieser versuchen sollte, sie völlig in Stand zu setzen. Da aber
nach Leibnitz' Tode die Erben dazu kein Geld
hergeben, selbst den Vorschuss jenes Mannes nicht vergüten wollten, so ist das
Werk ganz liegen geblieben. Ein Exemplar der Maschine, aber nicht vollendetes,
ist vor diesem in Hannover auf der königl. Bibliothek befindlich gewesen und
hernach nach Göttingen geschickt. Ich erinnere mich, da ich sie in Göttingen
gesehen habe, dass die Getriebe ungleich lange Triebstrecken wie die Ordinaten
an einer cylindrischen Spirale hatten, um die Räder mittels ihrer Stifte und
Zähne mehr oder weniger zu drehen. Kästner hat eine
Beschreibung derselben zu Pütter's akademischer
Gelehrtengeschichte der Georg-Augustus-Universität geliefert. Eine
kurze Nachricht gibt derselbe in seiner Fortsetzung der Rechenkunst, S. 568 ff. Das göttingische Exemplar ist vollständiger
als das von Leibnitz selbst in den Misc. Berol. beschriebene, welches auch in Leupold's Theater
angeführt ist.“
Die Nachricht von Pascal's und Leibnitz' Rechenmaschine gab die Anregung zu weiteren Versuchen in dieser
Richtung. Neben Leupold traten mit neu erfundenen
Rechenmaschinen Polenus, Professor zu Padua. 1709, und
der württembergische Pfarrer Hahn 1779, sowie der
hessen-darmstädtische Ingenieur-Hauptmann Müller 1786
hervor. Der Verfasser hat Gelegenheit gehabt, eine Hahn'sche Maschine zu sehen, die von Ingenieur Burkhardt
in Glashütte wieder in Gang gesetzt worden war und der Gesellschaft „Isis“ in
Dresden im Frühjahr 1893 vorgeführt wurde.
Allein diese, wie alle bisher genannten Maschinen waren nicht geeignet, eine
ausgedehntere Verwendung zu finden; dies blieb allein der im J. 1821 von Thomas in Colmar erfundenen Rechenmaschine vorbehalten.
Dieser Apparat, den Reuleaux im Civilingenieur, Bd. 8, beschrieben hat, und der den meisten dieser Leser
bekannt sein wird, darf als die erste brauchbare Rechenmaschine bezeichnet werden,
welche bis dahin ersonnen worden ist. Sie hat nicht nur, wie dies bei allen ihren
Vorläuferinnen der Fall war, die Sammlungen von wissenschaftlichen Instrumenten an
Hochschulen und anderen Instituten bereichert, sondern sich thatsächlich für die
praktische Verwendung sehr geeignet erwiesen und überall dort, wo umfängliche
numerische Rechnungen fortgesetzt auszuführen sind, grosse Erleichterungen gebracht.
Bis zum Jahr 1878 sind nach D. p. J. 1879 234 248 aus der Thomas'schen
Werkstatt allein 1000 Maschinen hervorgegangen, und der Erfolg würde noch wesentlich
grösser gewesen sein, wenn nicht vielen der hohe Preis ein Hinderniss für die
Anschaffung dieser Maschine gewesen wäre.
Wie Pascal's und Leibnitz'
Maschine den Anstoss zu neuen Erfindungen gab, so hat auch die Thomas-Maschine, die
übrigens nach der Beschreibung Klügel's den Haupttheil
– die Walze – mit Leibnitz' Maschine gemein zu haben
scheint, Anregung zur Coustruction anderer Rechenmaschinen gegeben. Charles Babbage und die Schweden Scheutz, Vater und Sohn, construirten die sogen. Differenzmaschinen, welche nicht zur Ausführung
beliebiger Rechnungen, sondern nur zur Ableitung von Differenzreihen dienen, wie
solche zur Herstellung tabellarischer Werke, z.B. der Logarithmentafeln u.s.w.,
nöthig sind, und die das Resultat sogleich in plastischer, zur Stereotypirung
geeigneter Form hervorbringen. Charles Babbage ist es
ähnlich ergangen wie Leibnitz mit seiner
Rechenmaschine, d.h. er ist mit seiner Differenzmaschine nie recht zu Stande
gekommen, obgleich die englische Regierung zu dem Bau derselben 17000 Pfund
beigetragen hat. Von der Scheutz'schen Maschine sind,
so viel bekannt geworden, nur zwei Stück zur Ausführung gekommen. Die eine befindet
sich am Dudley observatory in Albany, Nordamerika, während die andere von der
englischen Regierung angekauft und zur Berechnung der 605 Grossquartseiten
umfassenden Tables of lifetimes, annuities and premiums
benutzt worden ist.
Inzwischen hatte man, um zu den eigentlichen Rechenmaschinen zurückzukehren, in der
mechanischen Benutzung der Logarithmen ein weiteres und einfacheres Hilfsmittel beim
Zifferrechnen gefunden. Man trug nach einem beliebigen Maasstabe die Werthe der
Logarithmen auf Stäbe oder Scheiben von Holz und Metall auf und brachte diese
Apparate als Rechenschieber und Rechenscheiben in mannigfacher Gestalt in den
Handel. Freilich waren damit nicht Rechnungen von grosser Genauigkeit auszuführen,
und die Apparate versagten zumeist den Dienst, wo sie erst nöthig wurden, nämlich
beim Auftreten mehrstelliger Zahlen. Noch neuerdings sind von einem Schweizer
derartige Rechenschieber auf Glasplatten hergestellt und hauptsächlich zu
Lohnberechnungen empfohlen worden.
Weiter construirte man kleine Additionsmaschinen in der Anordnung einfacher
Hubzähler, um das Summiren ausgedehnter Colonnen einstelliger Zahlen zu erleichtern.
Indess alle diese Apparate hatten nicht im entferntesten die Bedeutung, die eine
Rechenmaschine wie die Thomas'sche besass, und waren im
Vergleich zur letzteren in ihrer Anwendung ausserordentlich beschränkt. Deshalb ist
auch die Thomas-Maschine immer wieder zum Ausgangspunkte neuer Versuche und
Anordnungen gemacht worden, namentlich haben nach dem Erlöschen der ursprünglichen
Patente zahlreiche Erfinder Verbesserungen an derselben nach dieser oder jener
Richtung hin versucht oder sind von ganz neuen Ideen ausgegangen. In letzterer
Beziehung sind u.a. Dietschold in Glashütte, Königsberger und Co. in St. Petersburg, Heyde in Dresden, O.
Büttner in Dresden, Dr. Ed. Selling in
Würzburg und Odhner in St. Petersburg zu erwähnen.
Allein die Thomas-Maschine, die in Deutschland gegenwärtig von Burkhardt in Glashütte gebaut wird, ist bisher allen
diesen neueren Maschinen vorgezogen worden; keine, am allerwenigsten die Odhner-Maschine, die unter dem Namen „Brunsviga“
in Deutschland eingeführt worden ist und nicht einmal
zwangsläufig arbeitet, konnte sich das Vertrauen erwerben, dessen sich die
Thomas-Maschine mit Recht erfreut, und die man im Laufe der Jahre immer mehr und
mehr schätzen gelernt hat, obgleich ihr bei aller Genialität der Erfindung manche
Unvollkommenheiten anhaften.
Vor allem sind es die vielen Kurbelumdrehungen, die den Gebrauch der Thomas-Maschine,
wie aller ihr nachgebauten Apparate unbequem machen, und die den Wunsch nahe legen,
dass es gelingen möchte, durch eine Abänderung des Mechanismus wenigstens einen
Theil dieser ermüdenden Arbeit entbehren zu können. Um z.B. das Quadrat von 989899
zu ermitteln, sind nach dem gewöhnlichen Verfahren 52
Kurbelumdrehungen erforderlich. Dadurch wird das Rechnen nicht allein zeitraubend,
sondern auch der Mechanismus der Maschine im Verhältniss zur Leistung ungebührlich
abgenutzt.
Es ist selbstverständlich, dass man vielfach versucht hat, diese Mangelhaftigkeit
oder, wenn man will, Unbequemlichkeit der Thomas-Maschine zu beseitigen, denn der
damit zu erzielende Vortheil ist zu augenfällig. Allein bis heute existirt noch kein
Apparat, der die Vorzüge der Thomas-Maschine besässe und frei von dem in Rede
stehenden Mangel wäre. Wie sinnreich auch ein Apparat sich darstellte, den v. Gutbier vor einigen Jahren erdacht hatte, so war
derselbe doch nicht praktisch zu verwerthen, und es ist, so viel der Verfasser
kennt, nicht einmal das Modell fertig gestellt worden. Die v. Gutbier'sche Maschine löste zwar die Aufgabe der Verminderung der
Kurbelumdrehungen vollkommen, war aber dabei leider so monströs und überdies
derartig unzuverlässig, dass an ihre Verwendung als Hilfsmittel beim Rechnen ohne
ganz wesentliche Verbesserungen nicht gedacht werden konnte.
Der Satz, dass jede einzelne Zahl sich immer in 10 – x zerlegen lässt, bietet
allerdings für die Thomas-Maschine ein Mittel, die Kurbelumdrehungen herabzumindern.
Um z.B. mit 9 zu multipliciren, kann man mit 10 und mit 1 multipliciren und von den
erhaltenen Producten die Differenz nehmen. Dies würde ausser der Verlegung des
Lineals nur zwei Kurbelumdrehungen nothwendig machen.
Um mit 7 zu multipliciren, kann man mit 10 und mit 3 multipliciren und wieder die
Differenz der Producte nehmen, was anstatt sieben nur vier Kurbelumdrehungen
erfordern würde u.s.w. Anstatt der oben gedachten Zahl 989899 ist es vortheilhaft,
mit 1000000 und mit 10101 zu multipliciren und das letztere Product von dem ersteren
zu subtrahiren, was mit nur vier anstatt 52 Kurbelumdrehungen sich erreichen
lässt.
Es ist klar, dass auf diese Weise vortheilhaft mit der Thomas-Maschine gerechnet
wird, auch enthalten die Anweisungen, welche den Maschinen beigegeben werden,
bereits Vorschriften nach dieser Richtung. Allein der Vortheil, den man hierdurch
für die Maschine erhält, geht durch die Zerlegung des Multiplicators in zwei Zahlen
für den Rechner in den meisten Fällen ganz wieder verloren. Er hat eine Umsteuerung
der Maschine und eine Rechenoperation ohne Maschine mehr vorzunehmen, und ausserdem
erhält die Formel eine wenig übersichtliche Gestalt. Hierzu kommt noch, dass diese
Zerlegung nur für die Multiplication anwendbar ist und somit für die Division
keinerlei Erleichterung bringt.Einen
Fortschritt in dieser Beziehung zeigt die Maschine von O. Büttner in Dresden, von welcher der
Verfasser erst nach Beendigung dieses Aufsatzes nähere Kenntniss erhielt.
Bei dieser Maschine lässt sich die Umsteuerung vermeiden, und sie würde
vollkommen sein, wenn bei der gekürzten Rechnung auch das Umdrehungszählwerk
ein richtiges Resultat gäbe. Das letztere ist aber
nicht der Fall, vielmehr hat der Rechner eine Umwandelung des
Quotienten vorzunehmen, die ungemein leicht zu Irrthümern Veranlassung geben
kann. Der Erfinder handelt daher ganz correct, wenn er allen denen von der
verkürzten Rechnung abräth, welche nicht gehörig geübt sind. Leider fällt
damit aber der ganze Nutzen, zumal auch der Geübtere sehr leicht einen
Fehler begehen kann und ausserdem eine Aufmerksamkeit aufzuwenden hat, die
beim Maschinenrechnen im Allgemeinen nicht erforderlich sein darf.D. V.
Soll also durch dieses Verfahren thatsächlich und in allen Fällen eine Abkürzung und
Erleichterung der Rechnung stattfinden, so darf weder eine vorherige Zerlegung der
Zahlen nöthig sein, noch eine Umsteuerung der Maschine bedingt werden. Das letztere lässt sich vermeiden, wenn sowohl die Kurbel
nach rechts, als auch nach links gedreht werden kann, während die Zerlegung
entbehrlich wird, wenn das Umdrehungszählwerk so eingerichtet ist, dass es sich
im additiven und subtractiven Sinne fortbewegt, je nachdem die Kurbelumdrehungen
als Rechts- oder als Linksdrehungen ausgeführt werden.
Diese letztere Einrichtung liesse sich ohne Schwierigkeit an der Thomas-Maschine
anbringen. Nicht so ist es mit der zuerst verlangten. Die lebendige Kraft, welche
bewegten Massen innewohnt, erfordert für die Rechenmaschine
Sicherheitsvorrichtungen, dass die Bewegung sich nicht über die bestimmten
Zahneingriffe hinaus fortsetzt, oder, mit anderen Worten, dass die Maschine
zwangsläufig ist. Bei der Thomas-Maschine wird dies dadurch erreicht, dass auf der
Welle des mit der Walze in Verbindung stehenden Triebrades noch eine
Sicherungsscheibe mit in die Peripherie eingefrästen Kreissegmenten aufgesetzt ist.
In eines dieser Segmente legt sich gegebenenfalls immer ein an der Walze
befindliches Schlussringstück und verhindert so die weitere Bewegung des Triebes.
Auf diese Weise hat Thomas die Zwangsläufigkeit, so
weit sie nöthig war, sehr einfach erreicht. Die ganze Anordnung setzt indess voraus,
dass die Walzen sich immer nur nach ein und derselben Richtung drehen, denn nur dann
wirkt die Vorrichtung, nicht aber, wenn die Walzen in entgegengesetzter Richtung in
Umdrehung versetzt werden.
Geht man näher auf den Gegenstand ein, so stellt sich auch bald heraus, dass es
unmöglich ist, der Thomas-Maschine eine Anordnung
zu geben, die eine solche Vorwärts- und Rückwärtsdrehung zuliesse. Um dies zu
erreichen, muss vielmehr eine ganz neue Rechenmaschine erfunden werden, neu in der
Anordnung des Schaltwerkes, neu in der Sicherung oder Zwangsläufigkeit.
Diese Betrachtungen führten den Verfasser auf die Construction seiner Duplex-Rechenmaschine, die in Nachstehendem mit Hilfe
der beigegebenen Zeichnungen (Fig. 1 bis 15) beschrieben werden soll.
Auf der Hauptwelle w, an der linksseitig eine Kurbel
angebracht ist, sitzt fest aufgekeilt das Schaltrad, das an Stelle der von Leibnitz und Thomas
angewandten Walze tritt. Dasselbe besteht aus dem festen Radkörper A1 mit neun radialen
Einschnitten, die zur Aufnahme der verschiebbaren Zähne a1 dienen, und der beweglichen
Stellscheibe B, die durch die Lappen b1 festgehalten, jedoch
an einer drehenden Bewegung nicht gehindert wird. Die Zähne a1 sind auf der einen Seite mit Stiften
c versehen, die sich in einem concentrisch
gebrochenen Schlitz b der Stellscheibe B führen. Je nachdem diese Stellscheibe mehr oder
weniger gedreht wird, tritt eine grössere oder kleinere Anzahl von Zähnen a1 aus der Peripherie
des Schaltrades A1
hervor. Auf diese Weise ist es möglich, das Schaltrad mit einer beliebigen Anzahl
von Zähnen (0 bis 9) zu versehen und die später zu beschreibenden Registrirräder um
eine solche Anzahl von Zähnen fortzubewegen.
Um ein selbsthätiges, unerwünschtes Drehen der Scheibe B
zu verhindern, ist auf der Innenseite des Radkörpers A
eine Sperrfeder c1
angebracht, die, in einen der zehn an B angebrachten
Einschnitte c2
eingreifend, dem Drehen der Stellscheibe einen gewissen Widerstand entgegensetzt,
der zwar beim beabsichtigten Einstellen einer Anzahl Zähne a1 am Griffe b2 leicht überwunden wird, im Uebrigen
aber genügend gross ist, um ein selbsständiges Drehen der Scheibe B zu verhindern.
Aeusserlich verdeckt werden die Schalträder durch die Deckplatte QQ, und nur die Griffe b2 ragen durch je einen Schlitz hervor,
neben welchen die Zahlen 0 bis 9 angeschrieben sind. Je nachdem nun in der Ruhelage der Maschine der
Griff b2 bei 0, 1, 2... steht, sind 0, 1,
2... Zähne über die Peripherie des Schaltrades herausgezogen und greifen
bei einer Umdrehung von A in die Triebe d der Registrirräder D
ein. Letztere sitzen lose auf der Welle w1 auf, sind durch Stifte, die sich in eingedrehten
Nuthen der Welle w1
führen, an der seitlichen Verschiebung gehindert und bestehen aus dem zehnzähnigen
Trieb d, der durch die Hülse d1 mit der Zahltrommel d2 fest verbunden ist.
Der Umfang der Zahltrommel ist mit den Zahlen 0 bis 9 beschrieben, wovon immer eine durch das in der
linksseitigen Decke der Maschine eingebrachte Schauloch d4 dem Rechnenden sichtbar ist.
Es ist klar, dass, wenn im Schaltrade z.B. fünf Zähne eingerückt sind und im
zugehörigen Schauloche d4 des Registrirwerkes eine Null zu ersehen ist, der Trieb d sich bei einer einmaligen Umdrehung des Schaltrades
um fünf Zähne drehen und an Stelle der 0 eine 5 in das Schauloch d4 treten muss. Auf diese Weise kann jede in dem
Schaltwerke eingestellte Zahl auf das Registrirwerk übertragen werden.
Um zu verhindern, dass durch die lebendige Kraft, die den bewegten
Registrirrädern innewohnt, eine Rotation derselben weiter fortgesetzt wird, als es
den im Eingriffe gestandenen Zähnen 04 entspricht, ist zwischen Schalt- und
Registrirwerk ein eigenartiges Sperrwerk eingeschaltet, das eine absolute
Zwangsläufigkeit der Registrirräder bedingt. Dieses Sperrwerk besteht im
Wesentlichen aus einem auf der Zahltrommel senkrecht zu ihrer Ebene aufgesetzten
zehnzähnigen Radkranz d3, der dem zugehörigen Schaltrade zugekehrt
ist, und einem zwischen beiden pendelnden Anker e.
Dargestellt ist dieser Mechanismus in Fig. 1 und Fig. 9 bis 13.
Textabbildung Bd. 300, S. 203
Duplex-Rechenmaschine von Küttner.
Der Anker e, der an der Winkelschiene f1 angebracht und um
die Schraube f drehbar ist, wird mit seinem Stift e1 von der Feder e2 in den ihm
gegenüberstehenden Einschnitt des Radkranzes d3 eingedrückt und sperrt somit das ganze
Registrirrad D, sobald e1 nicht nach dem Schaltrade zu ausweichen
kann. Ein derartiges Ausweichen ist aber nur dann möglich, wenn Zähne in Eingriff
mit dem Trieb d kommen und so lange die nach der
Peripherie gezogenen Ansätze a2 der Zähne a1 den Raum zum Ausweichen frei geben; denn der Anker
e schleift an der Stelle des Schaltrades, an der
sich diese Ansätze a2
in zurückgezogener Lage befinden, und die Ebene dieser Ansätze fällt mit der
vorderen Ebene des Schaltrades zusammen.
Bei einer Drehung des Schaltrades ist daher immer eine so grosse Aussparung A2 gegeben, dass der
Anker e gerade so vielmal ausweichen kann und den Trieb
d um so viel Zähne frei gibt, als Schaltzähne über
die Peripherie herausragen, d.h. im Eingriff mit dem Trieb d stehen, wodurch ein vollständig zwangläufiger Gang
herbeigeführt wird.
Wenn ein Registrirrad über die 9 fortbewegt wird, oder
umgekehrt im Schauloche von 0 auf 9 übergeht, was immer eintritt, wenn bei der
Rechenoperation eine Dekade erfüllt oder angegriffen wird, so muss dieser Vorgang
auf dem die nächst höheren Einheiten darstellenden Registrirrade Berücksichtigung
finden. Hierzu ist folgende Vorrichtung getroffen: Ein auf der Zahltrommel zwischen
den Zahlen 5 und 6
angebrachter, dem nächst höheren Schaltrade zugekehrter Stift g stosst bei der Drehung des Registrirrades an einen
Hebel h, der auf dem nächst höheren Schaltrade einen
sogen. Zehnerzahn I derartig stellt, dass er zum
Eingriff mit dem ihm zugehörigen Trieb d kommt und
diesen um einen Zahn dreht. Dadurch wird die Uebertragung der auf dem vorhergehenden
Registrirrade erreichten oder überschrittenen Dekade bewirkt bezieh. die Hinwegnahme
einer von dem zunächst rechtsliegenden Registrirrade beanspruchten höheren Einheit
herbeigeführt. Die Einzelheiten dieser Vorrichtung sind in Fig. 1 bis 3 dargestellt und sollen
sogleich noch näher beschrieben werden.
Aus Fig. 2 und 3 ist zu ersehen, dass
vor dem Schaltrade A1
ein stehendes Lager H auf der Grundplatte der Maschine
aufgeschraubt ist, das, um die Schraube h1 drehbar, den Zehnerübertragungshebel h trägt. Derselbe ist in Fig. 8 ebenfalls
dargestellt. Er besitzt auf jeder Seite eine Nase k und
k1, von denen k vom Schaltrade durch den Stift A3, k1 vom Registrirrade
durch den Stift g angestossen wird. Auf dem Stehlager
H ist auf der hinteren Seite eine eigenartig
profilirte Wulst H1
(siehe (Fig. 14)
aufgesetzt, auf welcher eine am Hebel h angebrachte
Schleppfeder H2
schleift. Die beiden Einschnitte der Wulst nehmen die Nase H3 der Schleppfeder H2 auf und dienen dazu,
dem Hebel h zwei Grenzlagen zu geben. Die Schleppfeder
H2 greift um H herum und führt dadurch zugleich den Hebel h. Beim Uebergang der 9
auf 0 oder 0 auf 9 des Registrirrades D
stösst der Stift g an die Nase k1 (Fig. 2) des an dem nächst
höheren Schaltrade anliegenden Hebels h. Dadurch wird
derselbe nach der Hauptwelle w hingedreht und durch
Einspringen der Schleppfeder H2 in dieser Stellung erhalten. In Fig. 8 ist diese Stellung
gezeigt, nur ist das zu diesem Zehnerübertragungshebel gehörige Schaltrad, da es vor
der Zeichenebene liegt, der Deutlichkeit halber fortgelassen worden. Wenn man sich
Fig. 1 um 180° nach
rechts gedreht und auf Fig.
2 gelegt denkt, wird man sich die Wirkung des Hebels h auf sein zugehöriges Schaltrad, das in diesem Falle
in Fig. 1 liegt,
vorstellen können. Das letztere besitzt nämlich zwei Zehnerübertragungszähne I, die je in einer in den Radkörper eingefrästen Nuth
i ruhen, um den Bolzen i1 drehbar gelagert sind und die beiden
Stifte l1 und l2 tragen, die durch die Schlitze L und l der Stellscheibe
B hindurchgreifen. Ist durch den Stift g der Hebel h
zurückgeschoben worden, so wird der Stift l1 beim
Passiren dieses Hebels durch die kleine Platte h2, die am Schaltrade schleift, niedergedrückt und
dadurch der Zehnerzahn I aufgerichtet und in Eingriff
mit dem Trieb d gebracht und das Registrirrad um eine
Zahlstelle verschoben. Sofort nachdem dies geschehen ist, wird durch den
Ausrückestift A3 der
Hebel h wieder vorgeschoben und in die Ruhelage
gebracht. Passirt jetzt ein Zehnerzahn den Hebel, d. i. die Centrale zwischen AD, so wird durch die Platte h2 der Stift l2 niedergedrückt und der Zehnerzahn
selbst seitlich umgelegt, so dass er unfähig ist, in den Trieb d einzugreifen. In Fig. 3 ist oben der
eingerückte und unten der umgelegte Zehnerzahn gezeigt.
Da das Schaltrad bei jedem Zehnerzahn eine Aussparung i3 hat, ähnlich der A2 für die Schaltzähne
a1, so kann auch das die Zwangsläufigkeit bedingende,
oben erwähnte Sperrwerk hier in genau derselben Weise wie bei den Schaltzähnen
wirken. Der umgelegte Zehnerzahn schliesst aber die Aussparung i3 dergestalt, dass der
Anker e nicht ausweichen kann, wenn der Zehnerzahn
ausser Wirksamkeit gesetzt ist.
Auf der Welle w sind hinter den Schalträdern noch ebenso
viele Zehnerübertragungsräder M, die zunächst als
Fortsetzung der Schalträder je zwei Zehnerzähne N
besitzen, befestigt, und welche sowohl auf die Registrirräder, als auch auf das Umdrehungszählwerk wirken. Das letztere wird für jede
Zahlstelle gebildet durch den auf der Welle w2 lose aufsitzenden zwanzigzähnigen Trieb o, der mit der Zahltrommel P fest verbunden ist. Auf der letzteren sind zweimal die Zahlen 0 bis 9 neben einander
vor- und rückwärts angeschrieben, wovon immer nur je eine dem Rechnenden durch das
Schauloch S sichtbar wird (Fig. 1). Angeordnet ist
das Umdrehungszählwerk so, dass es in der Einerlage des Registrirwerkes beim ersten
Zehnerübertragungsrade beginnt und nach links sich fortsetzt.
Die Trommel P besitzt einen Radkranz P1, in den der Anker
e3 mit seinem Stift
e1 eingreift,
wodurch deren Zwangsläufigkeit genau so bewirkt wird, wie die Zwangsläufigkeit der
Registrirräder D. Die hierzu erforderlichen Mechanismen
sind ganz ähnlich den oben beschriebenen.
Die Wirksamkeit des Umdrehungszählwerkes oder Tourenzählers ist folgende: Das erste
Zehnerübertragungsrad M ist mit einem festen Zahn
versehen, der in den Trieb o eingreift und die
Zahltrommel P bei jeder Kurbelumdrehung um eine Zahl
fortsteckt. Ausser diesem festen Zahne besitzt fragliches Zehnerübertragungsrad noch
die oben beschriebenen zwei Zehnerzähne, die in d
eingreifen, wenn sie aufgerichtet sind. Die nun folgenden Zehnerübertragungsräder
sind aber ausser den zuletzt genannten Zehnerzähnen mit noch zwei anderen umlegbaren
Zähnen versehen, die, wenn sie zur Aufrichtung gelangen, in o eingreifen und die Zehner des Umdrehungszählwerkes übertragen. Die Art
und Weise, wie dies geschieht, ist analog der oben beschriebenen. Passirt einer der
zwei Stifte der Zahltrommel P die Centrale, so wird der
Hebel q, welcher dem Hebel h vollständig nachgebildet ist, zurückgeschoben. Die Folge hiervon ist,
dass der erste Umlegzahn, der die Centrale passirt, aufgerichtet wird und den Trieb
o um einen Zahn weiter dreht, womit gleichzeitig
die Zahltrommel P um eine Zahl verschoben wird. Passirt
sodann der Stift n3 die
Centrale, so wird der Hebel q wieder in die
Anfangsstellung zurückgeführt, bei welcher die Umlegzähne ausser Eingriff mit dem
Triebe o gebracht werden.
Die Schaulöcher S des Umdrehungszählwerkes befinden sich
in einem sectorenförmig gekrümmten Bleche, das sich seitlich verschieben lässt. Je
nachdem der Auslöschknopf (s.u.) in die erste oder zweite Einbohrung gestellt wird,
werden durch die Schaulöcher die rechts oder links herum angeschriebenen Zahlen der
Trommel P sichtbar gemacht und in Uebereinstimmung mit
der Rechts- oder Linksdrehung der Kurbel gebracht.
Auf der Welle w sitzt weiter ein Sperrad, das in
Verbindung mit einer darunter liegenden Sperrklinke verhindert, dass eine
angefangene Drehung der Kurbel, sobald sie 30° überschritten hat, wieder
zurückgeführt werden kann. Es ist dies nothwendig, weil im anderen Falle eine
falsche Zehnerübertragung eintreten könnte.
Das Registrirwerk ist nicht fest auf der Grundplatte montirt, sondern lässt sich
mittels eines auf der Deckplatte eingeschraubten Knopfes ausheben und in die
erforderlichen Stellungen zum Schaltwerke bringen, welche durch den Wechsel der
Einheiten bei den verschiedenen Rechnungen oder sonstwie bedingt werden. Hierbei
gleitet das gesammte Zähl- oder Registrirwerk in zwei Lagern auf der Führungsstange
W1 und legt sich
mit der unter der Deckplatte angeschraubten Nase in Einschnitte, mit denen die
zwischen dem Schalt- und Registrirwerke liegende Schiene versehen ist, fest ein.
Zum Auslöschen der Zahlen, d.h. zum Zurückführen der
Registrirräder auf Null nach vollendeter Rechnung, ist folgende Vorrichtung
angebracht. In die Wellen w1 und w2, auf
welchen die Registrirräder aufgesteckt sind, ist je eine Nuth eingefräst, in die
eine rechenartige Stange eingesetzt ist. Diese Stangen sind mit je einem Knopfe fest
verbunden. Werden die letzteren, die an der rechten Seite der Maschinenaussenseite
sich befinden, abgezogen, so legen sich die Zinken der Stangen an die Zahltrommeln d2 und P, die mit je einem Stifte g2 versehen sind, an und schleppen sie
sämmtlich, wenn die Knöpfe herumgedreht werden, vermöge dieser Stifte auf die
Nullstellung zurück. Ist diese Stellung erreicht, d.h. die Welle mittels ihres
Knopfes genau einmal herumgedreht worden, so springt die rechenartige Stange durch
den Druck einer Feder wieder zurück und gibt die Registrirräder frei. Während des
soeben beschriebenen Auslöschens muss das Zählwerk aus den Eingriffen herausgehoben
und etwas nach links oder rechts geschoben werden, damit die Anker e und e3 rechts ausweichen können, was nicht möglich ist,
wenn solche in der Ruhestellung an den Schalträdern anliegen.
Wie bereits S. 202 bemerkt, ist das Schaltwerk durch eine gebogene Deckplatte
verschlossen, in die sechs, acht oder mehr Einschnitte eingefräst sind, je nachdem
die Maschine eine sechs-, acht- oder mehrstellige ist. Durch diese Einschnitte ragen
die kleinen Griffe b2
hervor, mittels welcher die Einstellung der Summanden, Subtrahenden, Multiplicanden
und Divisoren in Gemässheit der an den Schlitzen angeschriebenen Zahlen zu erfolgen
hat. Beim Einstellen ist zu beachten, dass die an der linken Seite der Maschine
angebrachte Kurbel genau senkrecht nach unten zu drehen ist und während des ganzen
Einstellens in dieser Lage festgehalten werden muss. Um das letztere zu erreichen,
ist mit dem Zeigefinger der linken Hand unausgesetzt auf den Knopf des den
Kurbelgriff durchdringenden Stiftes zu drücken, wodurch der letztere in die
Durchbohrung der aufgesetzten Stahlplatte gleitet und eine Bewegung der Kurbel
unmöglich macht. Die Handhabung der kleinen Griffe g
geschieht unterdessen mit der rechten Hand.
Das Rechnen mit der Duplex-Rechenmaschine bedarf einiger Erläuterungen, die in dem
Nachfolgenden gegeben werden sollen. Zunächst ist klar, dass die Handhabung der
Maschine genau die der Thomas-Maschine ist, wenn mit ihr nicht gekürzt gerechnet
werden soll. Ihr Hauptwerth und Vorzug besteht aber, wie schon im Eingange dargelegt
worden ist, darin, dass mit ihr die Multiplicationen und Divisionen noch auf eine
andere, kürzere Weise ausgeführt werden können. Nehmen wir an, es sei die Aufgabe
gestellt, das Quadrat von 989899 zu berechnen, so würden wir erst, genau wie bei der
Thomas-Maschine, das Schaltwerk auf 989899 zu stellen haben, dann aber nicht, um mit
den Einern zu multipliciren, die Kurbel neunmal nach
rechts, sondern nur einmal nach links herum drehen. Dadurch würde das Hauptzählwerk bei einer
sechsstelligen Maschine auf 999999010101 und das Umdrehungszählwerk auf ≶ 999999
gestellt werden. Weiter würden wir, da das Umdrehungszählwerk bereits neun Zehner
zeigte, das Lineal sogleich zwei Stellen nach rechts zu schieben und sodann die
Kurbel abermals einmal links herum, anstatt achtmal
nach rechts herum zu drehen haben. Dadurch würde das Hauptzählwerk auf 999900020201
und das Umdrehungszählwerk auf ≶ 999899 gestellt werden. Da nun weiter das
Umdrehungszählwerk bereits in den letzten vier Ziffern mit dem gegebenen
Multiplicator übereinstimmte, so fielen abermals neun Umdrehungen aus, und man hätte
das Lineal wiederum zwei Stellen nach rechts zu schieben und sodann eine Links- anstatt acht
Rechtsumdrehungen mit der Kurbel auszuführen. Hiernach stünde das Hauptzählwerk auf
990001030201 und das Umdrehungszählwerk auf ≶ 989899. Um das Zeichen ≶ im
Umdrehungszählwerk zu beseitigen, bedarf es immer einer Rechtsdrehung in der
äussersten Rechtsstellung des Lineals. Wir würden daher das letztere noch zwei
Stellen nach rechts zu schieben und sodann die verlangte einmalige Umdrehung der
Kurbel auszuführen haben, wodurch das Hauptzählwerk auf 979900030201 und das
Umdrehungszählwerk auf = 989899 gestellt werden würde. Damit wäre die Rechnung
beendet, zu deren Ausführung wir vier Kurbelumdrehungen
und drei Verlegungen des Lineals bedurften, während wir
nach der gewöhnlichen Methode mit der Thomas-Maschine 52 Kurbelumdrehungen und fünf Verlegungen des
Lineals hätten vornehmen müssen.
Es ist selbstredend, dass das gewählte Beispiel ein für die Duplex-Maschine besonders
günstiges ist, und dass nicht in allen anderen Fällen ein gleich grosser Vortheil
erzielt wird. Allein immerhin wird man im Durchschnitt mit derselben nahezu doppelt so schnell multipliciren als mit der
Thomas-Maschine, weil für die einfache Zahlstelle nie mehr
als höchstens fünf Kurbelumdrehungen nöthig sind. Die Multiplicationsregel für die Duplex-Maschine lautet
einfach:
Man drehe die Kurbel rechts oder links herum, je nachdem eine
fortschreitende oder eine rückschreitende Bewegung der Zahltrommel des
Umdrehungszählwerkes am ehesten auf die verlangte Ziffer im Multiplicator führt.
Gleiche Vortheile gewährt die Duplex-Maschine für die Division. Gegeben sei als
Dividendus 979900030201 und als Divisor 989899. Nachdem die erstere Zahl im
Hauptzählwerke und letztere im Schaltwerke gestellt worden ist, bringt man Lineal
und Schaltwerk wie folgt zu einander in Stellung
989899
979900030201
Nun gilt als Regel für die erste Operation, dass man das
Lineal nicht weiter nach links schieben darf, vielmehr die Kurbel fortgesetzt nach
links herumzudrehen hat, so lange nicht die unter
dem Schaltwerk stehende Zahl kleiner als die Hälfte des
Divisors ist. Wir führen daher, nachdem wir noch die Maschine auf „Division“
gestellt haben, eine Linksumdrehung der Kurbel aus und erhalten hierauf im
Hauptzählwerk 990001030201 und im Umdrehungszählwerk 1000000. Als weitere allgemeine
Regel gilt nun, durch die geringste Zahl von Links- oder Rechtsumdrehungen der
Kurbel dahin zu streben, dass im Hauptzählwerk von links nach rechts ohne
Unterbrechung immer die Zahlen 9 oder die Zeichen 0 erscheinen, wobei man zu
beachten hat, dass, wenn auch die Maschine auf Division steht, durch
Rechtsumdrehungen die Zahl im Hauptzählwerk immer grösser, durch Linksumdrehungen aber immer kleiner gemacht wird. Gemäss der soeben erörterten Vorschrift bringen wir
nunmehr Lineal und Schaltwerk wie folgt zu einander:
989899
990001030201
und erhalten durch eine
Rechtsumdrehung der Kurbel im Hauptzählwerk 999900020201 und im
Umdrehungszählwerk = 990000. Weiter bringen wir Lineal und Schaltwerk in die
Stellung
989899
999900020201
und drehen abermals die Kurbel einmal nach rechts herum, wodurch sich das
Hauptzählwerk auf 999999010101 und das Umdrehungszählwerk auf = 989900 stellt. Wird
endlich Lineal und Schaltwerk in die Stellung
989899
999999010101
gebracht und abermals die Kurbel einmal rechts herum gedreht, so erhält man im Hauptzählwerk 000000000000
und im Umdrehungszählwerk als Quotient = 989899, womit die Rechnung beendet ist.
Es könnte scheinen, als ob das gewählte Exempel zur Ausführung mit der
Duplex-Maschine ganz besonders geeignet gewesen wäre und letztere in anderen Fällen
nicht mit ähnlichem Erfolge oder ähnlicher Leichtigkeit zu Ausführungen von
Divisionen benutzt werden könnte. Aus diesem Grunde soll das Verfahren noch an zwei
Beispielen erläutert werden.
Gegeben sei als Dividendus 548868895575, als Divisor 555555. Nachdem beide Zahlen
gestellt und die Maschine auf „Division“ belassen worden ist, bringt man
Lineal und Schaltwerk wie folgt zu einander:
555555
548868895575
und dreht die Kurbel einmal links
herum, weil 548868\,>\,\frac{555555}{2}. Dadurch erhält man im
Hauptzählwerk 993313895575 und im Umdrehungszahl werk 1000000. Nun gibt man dem
Lineal die Stellung
555555
993313895575
und dreht die Kurbel einmal rechts herum, wodurch das Hauptzählwerk in 998869445575 und das
Umdrehungszählwerk in = 990000 übergeht. Weiter wird das Lineal in die Stellung
555555
998869445575
gebracht und die Kurbel einmal nach rechts, wodurch im Hauptzählwerk 999425000575, und dann noch einmal nach
rechts, wodurch 999980555575 entsteht, umgedreht.
Das Umdrehungszählwerk ist hierbei von = 990000 in = 988000 übergegangen. Jetzt wird
dem Lineal die Stellung
555555
999980555575
gegeben und die Kurbel dreimal
rechts umgedreht, wodurch das Hauptzählwerk sich auf 999997222225 und das
Umdrehungszählwerk auf = 987970 stellt. Endlich bringt man Lineal und Schaltwerk in
die Stellung
555555
999997222225
und dreht die Kurbel fünfmal nach rechts, wodurch im Hauptzählwerk 000000000000 und im Umdrehungszählwerk
987965 erscheint und die Rechnung beendet ist. Man hat also mit zwölf Kurbelumdrehungen und fünf Linealverlegungen genau das erreicht, wozu man sonst 44 Kurbelumdrehungen und sechs Linealverlegungen nöthig hatte. Dabei war die Rechnung stets leicht
zu übersehen.
Bei den soeben erörterten zwei Divisionsaufgaben führten die Lösungen nur auf Rechtsdrehungen der Kurbel, nachdem die
Rechnung durch je eine Linksumdrehung eingeleitet worden war. Wir behandeln deshalb
noch eine Aufgabe, wo die Umdrehungen der Kurbel bald Rechts-, bald Linksdrehungen
sind. Es soll zu diesem Zwecke 510555045 mit 555555 dividirt werden. Wir
stellen diese zwei Zahlen wieder ein, bringen Lineal und Schaltwerk in die Lage
555555
000510555045
und drehen die Kurbel einmal links herum, wodurch das Hauptzählwerk in 999 955000045 und das
Umdrehungszählwerk in =001000 übergeht. Geben wir jetzt dem Lineale die Stellung
555555
999955000045
so ist leicht einzusehen, dass wir nunmehr nicht wieder nach
links, sondern nach rechts umdrehen müssen, weil wir im anderen Falle anstatt 9999....., nur
noch 9998..... im Hauptzählwerk erhielten, also einen Rückschritt in der Rechnung
machen würden. Die einmalige Rechtsumdrehung der Kurbel
stellt aber das Hauptzählwerk auf 000010555545 und das Umdrehungszählwerk auf =
000900. Nunmehr geben wir dem Lineal und Schaltwerk die Stellung
555555
000010555545
und drehen einmal nach links
herum, wodurch im Hauptzählwerk 000004999995 erscheint. Da nun aber 499999 noch
grösser als \frac{555555}{2} und diesen Zahlen lauter Nullen vorausgehen, so dreht
man noch einmal nach links und erhält 999999444445 im
Hauptzählwerk und = 000920 im Umdrehungszählwerk. Bringt man nun endlich das Lineal
in die Stellung
555555
999999444445
so sieht man sofort ein, dass eine Rechtsumdrehung der Kurbel im Hauptzählwerke lauter Nullen hervorbringen
und das Umdrehungszählwerk auf = 000919 stellen wird. Wir haben also, um die
verlangte Division auszuführen, nur fünf Umdrehungen
nöthig gehabt, während sonst 19 erforderlich waren.
Die allgemeine Divisionsregel für die Duplex-Maschine
lautet wie folgt:
Gehen dem Dividendus lauter Nullen
voraus, so hat man die Kurbel fortgesetzt nach links
herum zu drehen, so lange die unter dem Divisor ρ
stehende Zahl noch grösser als \frac{\rho}{2} ist; gehen dieser
Zahl indess lauter Neunen voraus, so dreht man
fortgesetzt rechts herum, so lange derselben noch mehr
als \frac{\rho}{2} an 99999999... fehlt.
Im Uebrigen ist es wenig belangreich, wenn eine Kurbelumdrehung einmal zu viel
ausgeführt worden ist, da man sofort wieder durch eine entgegengesetzte Umdrehung
dieselbe aufheben kann, ohne befürchten zu müssen, ein falsches oder auch nur
unsicheres Resultat zu erhalten. Es sind dies Vorzüge der Duplex-Maschine, die jeder
Rechner zu würdigen wissen wird. Die peinliche Aufmerksamkeit, welche die
Thomas-Maschine bei ihrer Anwendung und vorzugsweise bei der Ausführung von
Divisionen erfordert, ist hier nicht mehr im vollen Umfange nöthig, da zu jeder Zeit
und an jeder Zahlstelle des Multiplicators oder Quotienten die Correctur schnell und
sicher angebracht werden kann.
Ein weiterer Vorzug der Duplex-Maschine besteht darin, dass die Ziffern nahezu
in der Ebene der Maschinenoberfläche erscheinen, also nicht, wie dies bei der
Thomas-Maschine der Fall ist, tief liegen. Dadurch wird ein weit sichereres Ablesen
ermöglicht, als es sich bei der versenkten Lage, die Thomas gezwungen war, seinen Zifferscheiben zu geben, ausführen lässt. Bei
nicht ganz zweckmässiger Beleuchtung bietet sogar das Ablesen bei der
Thomas-Maschine Schwierigkeiten oder erfordert doch eine ganz besondere
Aufmerksamkeit.
Die etwas unpraktische und überaus leicht zerbrechliche Einrichtung, die Thomas der Auslöschvorrichtung gegeben, und die oft
eine ganz unnatürliche Stellung der Finger und der Hand im Gefolge hat, ist bei der
Duplex-Rechenmaschine ebenfalls vermieden worden. Das Auslöschen geschieht leicht
und sicher, ohne den Druck einer Feder überwinden zu müssen.
Ein ganz besonderer Vorzug der Duplex-Maschine ist aber die Zehnerübertragung bis zur höchsten Stelle in der Einerlage. Die
Thomas-Maschine wie alle ihr nachgebauten Maschinen leisten dies nicht, in Folge
dessen allen unseren heutigen Rechenmaschinen eine Fehlerquelle anhaftet, die
unbedingt das Vertrauen in die Sicherheit der Resultate beeinträchtigen muss, zumal
die hier und da eingeführten Warnungsglöckchen nicht immer anschlagen. Schlägt aber
das Warnungsglöckchen auch an, so bekundet doch nur die Maschine ihre Unfähigkeit,
die verlangte Rechnung auszuführen. Bei feineren Rechnungen, namentlich bei der
numerischen Auflösung verwickelter mathematischer Formeln wird man künftig kaum noch
eine Rechenmaschine benutzen, die nicht die Zehnerübertragungen bis in die
äussersten Stellen bewirkt.
Endlich hat die Duplex-Rechenmaschine noch den sehr beachtlichen Vorzug, dass sie
viel kleiner als die Thomas-Maschine ist und sich dadurch um vieles handlicher
erweist. Ganz wesentlich ist es aber, dass ihre einfache Construction – sie besitzt
für jede Zahlstelle kaum ein Drittel der beweglichen Theile, die Thomas nöthig hat – eine grosse Dauerhaftigkeit
verbürgt.
Im Uebrigen wird der hier beschriebene Apparat auch als einfache Rechenmaschine gebaut. Die sechsstellige Maschine, deren
Leistungsfähigkeit immer noch die Thomas-Maschine übertrifft, da sie die
Rückwärtsdrehung zulässt, hat sodann nur eine Grösse von rund 24 × 14 cm und dient
ausserdem jedem Schreibtische als Schmuckstück. Sie
wird sich ganz besonders zu Lohnberechnungen in Fabriken und industriellen Betrieben
eignen, wie nicht minder Geometern, Technikern, Ingenieuren, Baumeistern und
kaufmännischen Bureaus die vorzüglichsten Dienste leisten. Diese kleine
sechsstellige Maschine ist natürlich die billigste und die Anschaffung Jedermann
möglich, so dass sie schon aus diesem Grunde wie keine andere Rechenmaschine berufen
ist, Gemeingut des rechnenden Publicums zu werden und die geisttödtende Arbeit der
fortgesetzten Wiederholung des Einmaleins der Menschheit abzunehmen. Wer die
Wohlthat des Maschinenrechnens und die damit verbundene absolute Sicherheit der
Resultate nur einmal genossen hat, wird schwerlich wieder darauf verzichten wollen.
Dabei hat die Rechenmaschine gegenüber der Schreibmaschine den grossen Vorzug, dass
ihre Ausnutzung keine langwierige Einübung bedingt. Innerhalb 2 bis 3 Stunden eignet
sich Jedermann diejenigen Kenntnisse und Fertigkeiten an, die zum ausgiebigen
Gebrauche der Rechenmaschine nöthig sind.
Den Bau der Duplex-Rechenmaschine, die fast in allen Ländern patentirt ist, sowie den
Bau ihrer einfachen Form hat ein geschickter und intelligenter Mechaniker, Woldemar Heinitz, übernommen, der in Dresden,
Lortzingstrasse 27, zu diesem Behufe eine Fabrik errichtet hat. Die von ihm
gelieferten Apparate werden überall wegen ihrer soliden Arbeit und eleganten
Ausstattung uneingeschränkte Anerkennung finden.