DE410271C - Two-dimensional slide rule - Google Patents

Two-dimensional slide rule

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DE410271C
DE410271C DEK90101D DEK0090101D DE410271C DE 410271 C DE410271 C DE 410271C DE K90101 D DEK90101 D DE K90101D DE K0090101 D DEK0090101 D DE K0090101D DE 410271 C DE410271 C DE 410271C
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06GANALOGUE COMPUTERS
    • G06G1/00Hand manipulated computing devices
    • G06G1/14Hand manipulated computing devices in which a straight or curved line has to be drawn from given points on one or more input scales to one or more points on a result scale

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length-Measuring Instruments Using Mechanical Means (AREA)

Description

Zweidimensionaler Rechenschieber. Zur zahlenmäßigen Auswertung technischer Formeln benutzt man in der Praxis meist den gewöhnlichen logarithmischen Rechenschieber. Es gibt jedoch eine große Zahl von Formeln, deren Auswertung lediglich mit Hilfe des Rechenschiebers umständlich ist und verhältnismäßig viel Zeit erfordert; Formeln dieser Art sind z. B. solche, in denen additive Glieder vorkommen, wie oder solche mit gebrochenen Exponenten, wie z = xl@85. y-°, E. Treten derartige Gleichungen in dem betreffenden Fachgebiet sehr häufig auf, so wird man zur Ersparnis von Zeit und Denkarbeit =noch andere Rechenhilfsmittel verwenden müssen; man entnimmt in diesen Fällen bei--,pielsweise die mit dem gewöhnlichen Rechenschieber nur in umständlicher Weise auszurechnenden Zahlenwerte besonderen Tabellen, falls solche hierfür in den Handbüchern und Ingenieurkalendern vorhanden sind, oder man benutzt Nomogramme, bei deren Anwendung sich die Benutzung von Zahlentafeln und Rechenschieber erübrigt. Aus derartigen Nomogrammen, die - entsprechend dem analytisch oder empirisch gegebenen Zusammenhang der Veränderlichen - Kurvenscharen und bezifferte Skalen enthalten, kann man meist durch das Ziehen von Strichen oder Entlangwandern an vorgedruckten Linien den -wuchten Wert einer Veränderlichen leicht ermitteln, wenn. die übrigen in der betreffenden Formel auftretenden Veränderlichen zahlenmäßig gegeben sind.Two-dimensional slide rule. In practice, the usual logarithmic slide rule is usually used for numerical evaluation of technical formulas. However, there are a large number of formulas whose evaluation using the slide rule is cumbersome and takes a relatively long time; Formulas of this type are e.g. B. those in which additive terms occur, such as or those with fractional exponents, like z = xl @ 85. y- °, E. If such equations occur very frequently in the relevant subject, then one will have to use other arithmetic tools to save time and thinking work; In these cases, one takes from -, for example, the numerical values, which are difficult to calculate with the usual slide rule, special tables, if such are available for this in the manuals and engineering calendars, or one uses nomograms, the application of which involves the use of number tables and slide rules unnecessary. From such nomograms, which - according to the analytically or empirically given relationship of the variables - contain groups of curves and numbered scales, one can usually easily determine the balanced value of a variable by drawing lines or walking along preprinted lines, if. the other variables appearing in the relevant formula are given numerically.

Von diesen soeben gekennzeichneten Rechenblättern, die bisher in der Praxis Verwendung gefunden haben, unterscheidet sich eine neue Art von Nomogrammen dadurch, #laß mehrere Blätter, die aufeinander verschoben werden können, gleichzeitig benutzt werden. Diese Nomogramme, .die im einfachsten Fall ein »Grundblatt« und ein auf diesem Grundblatt einzustellendes »Deckblatt« enthalten, ermöglichen einerseits oft bedeutend einfachere Lösungen von Formeln, für die nomographische Tafeln mit verwickelten Kurvenscharen schon bekannt sind, andererseits lassen sich durch sie Gleichungen erfassen, deren nomographische Darstellung bisher nicht möglich war. Den Vorzügen, die diese »Wanderkurvenblätter« vor den bisher gebräuchlichen Nomogrammen auszeichnen, steht ein wesentlicher Nachteil gegenüber, der sich bei der Benutzung dieser leicht herzustellenden Rechenblätter zeigt; er besteht darin, daß die Einstellung des Deckblattes auf ,lem Grundblatt - die Lage der beidenBlätter zueinander ist durch die Zahlenwerte der gegebenen Veränderlichen festgelegt - erhebliche Aufmerksamkeit und Sorgfalt verlangt.Of these spreadsheets that have just been identified and that have been used so far in the Having found practical use, a new type of nomograms differs thereby, # leave multiple sheets that can be shifted on top of each other at the same time to be used. These nomograms, which in the simplest case are a "basic sheet" and contain a "cover sheet" to be set on this basic sheet, enable on the one hand often significantly simpler solutions to formulas for the nomographic tables with intricate families of curves are already known, on the other hand they can be used Record equations whose nomographic representation was previously not possible. The advantages that these "hiking curve sheets" have over the nomograms that have been used up to now distinguish, there is a major disadvantage that arises in use this shows easy-to-make spreadsheets; it consists in that attitude of the cover sheet, the base sheet - the position of the two sheets to one another determined by the numerical values of the given variables - considerable attention and care required.

Dieser Nachteil wird durch die vorliegende Erfindung beseitigt, indem nämlich der Bewegungsmöglichkeit der beiden Blätter zueinander, die bei gegenseitiger Berührung noch in drei Freiheitsgraden erfolgen kann, durch eine unvollkommen geschlossene kinematische 1.,Zette ein Freiheitsgrad entzogen wird. Derartige Rechenvorrichtungen, bei denen - im einfachsten Fall - das Deckblatt zwangläufig über das Grundblatt durch ein an sich bekanntes kinematisches Getriebe geführt wird, stellen die Erweiterung des nur mit einem 1,'reiheitsgrad beweglichenRechenschiebers ins "Zweidimensionale dar. Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung dargestellt.This disadvantage is eliminated by the present invention by namely the possibility of movement of the two sheets to one another, which is when mutual Touch can still take place in three degrees of freedom, through an imperfectly closed one kinematic 1st, Zette one degree of freedom is withdrawn. Such computing devices, where - in the simplest case - the cover sheet inevitably over the base sheet is guided by a known kinematic gear, represent the extension of the slide rule, which can only be moved with a degree of purity, into the "two-dimensional The subject of the invention is shown in the drawing.

Zur Veranschaulichung des Erfindungsredankens dient nachfolgendes einfaches Beispiel: Für die im Schiffbau verwendete Formel: , die zur Ermittlung der blühe des Verdrängungsschwerpunktes über Oberkante Kiel dient, läßt sich ein »Wanderkurvenblatt« anfertigen, bei dessen Her-', stellung nur eine Kurve e durch Festlegung weniger Punkte in das fertige logarithmische Netz einzuzeichnen und auszuschneiden ist, und bei dessen Anwendung die Ablesung -ohne das Zeichnen besonderer Linien - an der vorgedruckten. Teilung entlang im Winkelweg (vgl. Pfeillinien in der Abbildung) in einfacher Weise erfolgt; die vier den Veränderlichen a, T, b und d entsprechenden Skalen weisen gleiche logarithmische Teilungen auf, für die ohne weiteres das vorgedruckte Netz des handelsüblichen Logarithmenpapiers benutzt wird. - Durch Anbringung einer an sich bekannten und für Zeicheninstrumente schon benutzten Parallelführung h, i, h, 1, die auf der festen Unterlage r mittels Schraubend und o befestigt ist, wird im vorliegenden Fall der Bewegungsmöglichkeit des Deckblattes der Freiheitsgrad der Drehung entzogen, wodurch sich die Einstellung der beiden Blätter zueinander äußerst einfach gestaltet und die Ablesung des gesuchten Wertes ohne Mühe erfolgen kann., wie das nachfolgende Zahlenbeispiel zeigt: Gegeben a =: 79,T - 7,3, c5 - 67; gesucht b - ? Man markiert auf den Grundblatt p einen Punkt, dessen Lage durch die Koordinaten a - 79 und T == 7,3 gegeben ist. Sodann schiebt man das Deckblatt d so auf das Grundblatt p, daß dieser Punkt im Schauloch f des Deckblattes sichtbar wird (für die erforderliche Parallelität der Netzlinien auf dem Grund- und Deckblatt sorgt selbsttätig die Parallelführung). Hierauf geht man von d - 67 wagerecht zwischen ,den vorgedruckten Linien entlang bis zur Deckblattkurve e und von dort senkrecht nach oben zur b-Skala, die in dem Wert b - 3,95 getroffen wird.The following simple example serves to illustrate the inventiveness of the invention: For the formula used in shipbuilding: which is used to determine the bloom of the For the displacement center of gravity above the upper edge of Kiel, a "wandering curve sheet" can be made, in the creation of which only a curve e has to be drawn in and cut out by defining a few points in the finished logarithmic network, and when it is used, the reading -without drawing any particular Lines - on the preprinted. Division along in the angular path (see arrow lines in the figure) takes place in a simple manner; the four scales corresponding to the variables a, T, b and d have the same logarithmic divisions, for which the preprinted network of the commercially available logarithmic paper is readily used. - By attaching a parallel guide h, i, h, 1, known per se and already used for drawing instruments, which is attached to the fixed base r by means of a screw and o, in the present case the possibility of movement of the cover sheet is deprived of the degree of freedom of rotation, which results in the setting of the two sheets to one another is extremely simple and the reading of the value sought can be carried out without any effort, as the following numerical example shows: Given a =: 79, T - 7.3, c5 - 67; wanted b -? A point is marked on the base sheet p, the position of which is given by the coordinates a - 79 and T == 7.3. The cover sheet d is then pushed onto the base sheet p in such a way that this point becomes visible in the viewing hole f of the cover sheet (the parallel guide automatically ensures the necessary parallelism of the grid lines on the base and cover sheet). Then you go from d - 67 horizontally between, along the preprinted lines to the cover sheet curve e and from there vertically upwards to the b-scale, which is hit in the value b - 3.95.

Statt dieser .aus sieben Gliedern bestehenden Farallelführung könnte auch eine andere Art der bekannten Parallelführungen Verwendung finden. Im vorliegenden Fall kann das Deckblatt nach zwei Richtungen - ohne Drehung - verschoben werden; in anderen Fällen wird durch eine erstsprechende zwangläufige Lagenführung die Verschiebung des Deckblattes nur nach einer Richtung und eine Drehung um einen festen Punkt ermöglicht werden können. Durch sinngemäßes Aneinanderreihen solcher Mechanismen werden sich sehr verwickelte Formeln (besonders- mit einer noch größeren Zahl von Veränderlichen) verhältnismäßig einfach auflösen lassen. Noch verwickeltere Formeln. wird man erfassen können, wenn man statt der ebenen Blätter gekrümmte Flächen (Zylinder-, Kugelflächen) usw. benutzt und wieder die Einstellung des Deckblattes auf ,dem Grundblatt dadurch wesentlich erleichtert, daß@ man durch eine entsprechende unvollkommen geschlossene kinematische Kette .der Bewegungsmöglichkeit der beiden Flächen zueinander einen Freiheitsrrad entzieht.Instead of this parallel line consisting of seven members Another type of known parallel guides can also be used. In the present In this case, the cover sheet can be moved in two directions - without rotation; in other cases, the shift is made by a first-time compulsory position guide of the cover sheet only in one direction and a rotation around a fixed point can be. By stringing together such mechanisms, very intricate formulas (especially - with an even larger number of variables) let dissolve relatively easily. Even more complex formulas. one will grasp can, if instead of flat leaves curved surfaces (cylindrical, spherical surfaces) etc. used and again the setting of the cover sheet, thereby the base sheet It is much easier that @ one by a corresponding imperfectly closed kinematic chain .the possibility of movement of the two surfaces to one another Freedom wheel withdrawn.

Während im allgemeinen auf der Rechenvorrichtung nach Einstellung der beweglichen Teile der gesuchte Wert in einer durch :die gegebenen Werte bestimmten Weise abzulesen ist, kann in Sonderfällen diese Ablesung darturch erspart werden, daß mittels einer zusätzlichen elektrischen oder mechanischen Vorrichtung eine ;dem gesuchten Wert ent-::prechende meßbare Größenänderung hervor-" rufen wird. Ohne daß es erforderlich wäre, e beispielsweise den Zahlenwert des gesuchten 'Zeigungswinkels einer Zielvorrichtung auf einer für @diesen Zweck hergestellten Rechenvorrichtung abzulesen und hiernach die Zielvorrichtung um diesen Betrag zu drehen, kann lediglich durch Einstellung der Rechenvorrichtung in Verbindung mit einer ;der vorher erwähnten zusätzlichen Einrichtungen die Zielvorrichtung zwangläufig um den gesuchten Mnkel gedreht werden. Ebenso kann - um ein zweites Beispiel zu nennen - das Werkzeug auf einer Werkzeugmaschine um einen l;estimmten Betrag mittels einer der vorher erwähnten Anordnungen verschoben werden, ohne daß der sich aus einer Formel ergebende Zahlenwert :der Verschiebungsstrecke auf der für diese Formel hergestellten Rechenvorrichtung abgelesen zu werden braucht. Auch für verschiedene andere Zwecke sind derartige Einrichtungen anwendbar; so lassen sich beispielsweise Rechenvorrichtungen für Formeln, in denen Meßwerte als veränderliche .Größen auftreten, mit den beweglichen, für die Ablesung der Meßwerte maßgebenden Teilen der zugehörigen Meßinstrumente zwangläufig kuppeln, und zwar ähnlich wie bei den vor-:;tehenden beiden Beispielen - durch eine zu-::usätzli,c?he elektrische oder mechanische Vorrichtung.While the searched value can generally be read on the computing device after the moving parts have been adjusted in a manner determined by: the given values, in special cases this reading can be saved by using an additional electrical or mechanical device to will "call hervor- :: prechende measurable change in size. Without that it would be necessary e read, for example, the numerical value of the desired 'Zeigungswinkels a target device on a made for @diesen purpose computing device and thereafter to turn the target device by that amount, by merely setting The arithmetic device in connection with one of the aforementioned additional devices, the target device can be rotated inevitably around the sought-after defect ungen be shifted without the numerical value resulting from a formula: the displacement distance needing to be read on the computing device produced for this formula. Such devices can also be used for various other purposes; Thus, for example, computing devices for formulas in which measured values appear as variable .Grameters, with the movable parts of the associated measuring instruments that are decisive for the reading of the measured values, in a similar way to the previous two examples - by means of a to - :: additional, c? he electrical or mechanical device.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Zweidimensionaler Rechenschieber, bestehend aus zwei oder mehreren gegeneinander beweglichen ebenen oder gekrümmten Flächenstücken, die zz veränderliche Größen in Punkt- oder Linienkoordinaten in geeigneter Anordnung enthalten und bei yz - i zahlenmäßig gegebenen Werten, die die Lage der Flächenstücke zueinander bestimmen, die nte Veränderliche abzulesen gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß ;die Bewegung der sich berührenden Flächenstücke zueinander durch kinematischen Zwanglauf bis auf zwei Freiheitsgrade beschränkt wird, indem durch eine kinematische Kette der Bewegungsmöglichkeit je zweier Flächenstücke zueinander ein Freiheitsgrad entzogen wird. z. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der sich berührenden Flächenstücke nur eine Schiebungsbewegung ist, indem durch eine Parallelführung der Bewegungsmöglichkeit je zweier Flächenstücke zueinander der Freiheitsgrad der Drehung entzogen wird. 3. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der sich berührenden Flächenstücke nur eine Schiebungsbewegung nach einer Richtung und eine Drehbewegung ist, indem durch eine entsprechende kinematische Kette der Bewegungsmöglichkeit j e zweier Flächenstücke zueinander der Freiheitsgrad der Schiebung nach der einen Richtung hin entzogen wird. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß von den aus Funktionspapier gebildeten Flächenstücken, - die iz veränderliche Größen in Punkt- oder Linienkoordinaten enthalten, das mit einem Ausschnitt (f) versehene Deckblatt (g), dessen Umgrenzung teils geradlinig verläuft, teils von einer Kurve (e) gebildet wird, mittels einer Parallelführung (h, i, h, L, m) auf dem Grundblatt in beliebiger Richtung verschoben werden kann. 5. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer mechanischen oder elektrischen Vorrichtung eine meßbare Größenänderung hervorgerufen wird, die dem. Zablenwert der gesuchten Veränderlichen entspricht. 6. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die Flächenstücke, die n veränderliche Größen in Punkt- oder Linienkoordinaten enthalten, handelsübliches Funktionspapier mit vorgedruckter Teilung verwendet wird. PATENT CLAIMS: i. Two-dimensional slide rule, consisting of two or more mutually movable flat or curved surface pieces, which contain zz variable quantities in point or line coordinates in a suitable arrangement and with yz - i numerically given values that determine the position of the surface pieces relative to each other, the nth variable allows to be read , characterized in that; the movement of the touching surface pieces to one another is restricted by kinematic forced operation to two degrees of freedom, in that one degree of freedom is withdrawn from each other by a kinematic chain of the possibility of movement of two surface pieces to one another. z. Embodiment according to claim i, characterized in that the movement of the surface pieces touching each other is only a sliding movement, in that the degree of freedom of rotation is withdrawn from the possibility of movement of two surface pieces with respect to one another by parallel guidance. 3. Embodiment according to claim i, characterized in that the movement of the touching surface pieces is only a sliding movement in one direction and a rotary movement by deprived of the degree of freedom of the displacement in one direction by a corresponding kinematic chain of the possibility of movement of two surface pieces to each other will. Embodiment according to claim i, characterized in that of the surface pieces formed from functional paper - which contain variable sizes in point or line coordinates, the cover sheet (g) provided with a cutout (f), the boundary of which runs partly in a straight line, partly from a Curve (e) is formed, can be moved in any direction by means of a parallel guide (h, i, h, L, m) on the base sheet. 5. Embodiment according to claim i, characterized in that a measurable change in size is caused by means of a mechanical or electrical device, which the. Zablenwert corresponds to the searched variable. 6. Embodiment according to claim i, characterized in that commercially available functional paper with preprinted graduation is used for the patches containing n variable sizes in point or line coordinates.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2444693A (en) * 1943-02-16 1948-07-06 Charles F Comstock Aircraft load calculator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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