Leibniz-Rad - Leibniz wheel

In der gezeigten Position kämmt das Zählrad mit drei der neun Zähne des Leibniz-Rades.

Ein Leibniz-Rad oder eine Stufentrommel ist ein Zylinder mit einer Verzahnung von inkrementellen Längen, der, wenn er mit einem Zählrad gekoppelt ist, in der Rechenmaschine einer Klasse mechanischer Rechenmaschinen verwendet werden kann . Er wurde 1673 von Leibniz erfunden und wurde drei Jahrhunderte lang verwendet, bis Mitte der 1970er Jahre der elektronische Taschenrechner aufkam.

Gottfried Wilhelm Leibniz baute 1694 eine Maschine namens Stufenrechnung nach dem Design der Stufentrommel. Sie wurde durch Thomas de Colmar berühmt, als er sie anderthalb Jahrhunderte später in seinem Arithmometer verwendete , dem ersten in Serie hergestellten Rechenmaschine. Es wurde auch im Curta-Rechner verwendet , einem sehr beliebten tragbaren Taschenrechner, der in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts eingeführt wurde.

Konzept

Durch Kopplung eines Leibniz-Rades mit einem frei auf und ab beweglichen Zählrad kann das Zählrad mit beliebig vielen Zähnen kämmen.

Die Animation auf der Seite zeigt ein neunzahniges Leibniz-Rad gekoppelt mit einem roten Zählrad. Es ist so eingestellt, dass es bei jeder Umdrehung mit drei Zähnen kämmt und würde daher bei jeder Umdrehung 3 zum Zähler addieren oder subtrahieren.

Die Rechenmaschine eines Arithmometers hat einen Satz verbundener Leibniz-Räder, die mit einer Kurbel gekoppelt sind. Jede Kurbelumdrehung dreht alle Leibniz-Räder um eine volle Umdrehung. Die Eingabeschieber bewegen die Zählräder auf den Leibniz-Rädern auf und ab, die ihrerseits durch einen Tragemechanismus verbunden sind.

Ab dem späten 19. Jahrhundert wurden Leibniz-Stufentrommeln in rein mechanischen Rechenmaschinen teilweise durch funktionsähnliche, aber kompakter gebaute Windräder ersetzt ; Stufentrommeln blieben bis zur Entwicklung rein elektronischer Rechenmaschinen die primäre Technologie für elektromechanische Rechenmaschinen.

Nach diesem Prinzip gebaute Maschinen

Replik von Leibniz' Stufenrechnung im Deutschen Museum .
Thomas de Colmar Arithmometer (von 1852. deutlich anders als sein Modell von 1820) verwendet Leibnitz Stufentrommel. Von vielen als der erste weitgehend erfolgreiche mechanische Rechner angesehen und der erste, der in großen Stückzahlen (Tausende) produziert wurde
  • Deutschland– Gottfried Leibniz baute 1694 seinen ersten Stufenrechner und 1706 einen weiteren.
  • Deutschland – Philipp-Matthäus Hahn, ein deutscher Pfarrer, baute 1770 zwei Rundmaschinen.
  • Deutschland – JC Schuster, Hahns Schwager, baute bis ins frühe 19. Jahrhundert einige Maschinen nach Hahns Bauart.
  • Vereinigtes Königreich– Lord Stanhope entwarf 1777 eine Maschine mit Leibniz-Rädern. 1775 entwarf er auch einen Windrad-Rechner .
  • Deutschland – Johann-Helfrich Müller baute 1783 eine Maschine, die Hahns Maschine sehr ähnlich war.
  • Frankreich– Thomas de Colmar erfand sein Arithmometer im Jahr 1820, aber er brauchte 30 Jahre Entwicklung, bevor es 1851 kommerzialisiert wurde. Es wurde bis 1915 hergestellt. Louis Payen, Veuve L. Payen und Darras waren aufeinanderfolgende Besitzer und Händler des Arithmometers.
  • Frankreich– Timoleon Maurel erfand seinen Arithmaurel im Jahr 1842. Die Komplexität seines Designs begrenzte seine Kapazität und machte seine Produktion zum Scheitern verurteilt, aber er konnte zwei Zahlen einfach dadurch multiplizieren, dass er sie auf seinen Zifferblättern platzierte.
  • Europa – Ungefähr zwanzig Klone des Arithmometers wurden in Europa hergestellt, beginnend mit Burkhardt im Jahr 1878 kamen dann Layton, Saxonia, Gräber, Peerless, Mercedes-Euklid, XxX, Archimedes, TIM, Bunzel, Österreich, Tate, Madas usw. Diese Klone, oft mehr ausgefeilter als das ursprüngliche Arithmometer, wurden bis zum Beginn des Zweiten Weltkriegs gebaut.
  • Vereinigtes Königreich – Joseph Edmondson erfand und fertigte 1885 einen Rundrechner.
  • Vereinigte Staaten– Friden- und Monroe-Rechner verwendeten eine biquinäre Variante dieses Mechanismus. Beide wurden in großer Zahl hergestellt; Monroe begann Anfang des 20. Jahrhunderts; Friede in den 1930er Jahren. (Der Marchant verwendete einen radikal anderen und einzigartigen Mechanismus.) Der Variantenmechanismus arbeitete mit Ziffern von 1 bis 4, wie in der Animation gezeigt; Ziffern größer als 4 greifen ein Fünfzahnrad sowie die Zähne des Leibniz-Rades. Dies machte es unnötig, dass das Schiebegetriebe längere Strecken für die höheren Ziffern zurücklegt. Andernfalls würde das Drücken einer 5..9-Taste entweder einen längeren Hub (wie bei einem Comptometer) oder eine übermäßige Kraft in Kombination mit einer sanft abfallenden Nockenoberfläche erfordern.
  • Österreich– Curt Herzstark stellte 1948 seinen tragbaren Taschenrechner Curta vor , der bis zur Einführung elektronischer Taschenrechner in den 1970er Jahren populär blieb.

Siehe auch

Anmerkungen

Quellen

  • Chase, George C (Juli 1980). Geschichte der mechanischen Rechenmaschinen. Band 2, Nummer 3 . IEEE Annals of the History of Computing.
  • Ifrah, Georges (2001). Die Universalgeschichte der Informatik . John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-39671-0.
  • de Brabandere, Luc (1995). Infinitesimalrechnung (auf Französisch). Paris: Mardaga. S. 114–125. ISBN 978-2-87009-591-1.
  • Marguin, Jean (1994). Histoire des instruments et machine à calculer, trois siècles de mécanique pensante 1642-1942 (auf Französisch). Hermann. ISBN 978-2-7056-6166-3.

Externe Links