Vierspezies-Rechenmaschinen

Die erste echte Vierspeziesmaschine (eine Maschine, die für Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division einsetzbar ist) geht auf Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 - 1716) zurück. Sie arbeitete mit verstellbaren Staffelwalzen. Jede dieser Walzen wirkt auf ein Zahnrad des Resultatwerks, und sie dreht es je nach Einstellung bei jeder Umdrehung um um null bis neun Positionen weiter. Weil darüber hinaus Eingabeeinheit und Resultatwerk gegeneinander verschiebbar sind, kann man mit mehrstelligen Zahlen multiplizieren, indem man Einer, Zehner Hunderter usw. getrennt "eindreht". Die Maschine von Leibniz erreichte nur das Prototypstadium, auch einige weitere Entwürfe (Hahn, Müller, Leupold, Polenius) blieben Einzelexemplare. Erst das um 1820 konstruierte Arithmomètre von Charles Xavier Thomas aus Colmar wurde ab 1850 zum kommerziellen Langzeiterfolg. Als Thomas 1870 starb, wurde die Produktion von seinem Fabrikanten Leon Payen bis 1907 weitergeführt. Noch vor der Jahrhundertwende hatten allerdings deutsche Fabrikanten begonnen, die Thomas-Maschine, deren Patente mittlerweile ausgelaufen waren, zu kopieren und weiterzuentwickeln.Jubiläum

Arithmomètre P2B
Leon Payen, Paris
nach Thomas de Colmar
1895
Preis 1868 Fr 400
SN 2929
(Nummerierung beginnt 1863 mit 500)
Animation (S. Weiss)
 
 
Vierspezies (A, S, M, D)
8x9x16 Stellen (Einstellwerk, Umdrehungszählwerk, Resultatwerk)
Schiebereinstellung, 2 Löschkurbeln Kurbelantrieb
Vergleich mit jüngerem Typ
Funktion
Beschreibung von 1862
arithmometre.org

TIM III
Time is Money
Ludwig Spitz, Berlin,
ab 1909
SN 11553

 
Vierspezies (A, S, M, D)
8x9x16 Stellen (Einstellwerk, Umdrehungszählwerk, Resultatwerk)
Schiebereinstellung, 2 Löschschieber, Kurbelantrieb
Innenansicht eines Staffelwalzenrechners
Brunsviga 10
Grimme, Natalis & Co AG
Braunschweig, 
ab 1932, diese 1934
SN 141715
Preis 1938: 275 RM
Vierspezies (A, S, M, D)
5er-Staffelwalzen
6x5x10 Stellen
Eingabe über Schieber
Nullsteller (bei dieser Maschine nicht mehr vorhanden)
Kurbelantrieb
 
Monroe LN 160
Monroe
Orange, New York
USA
ca. 1930
Vierspezies
5er-Staffelwalze
8x8x16 Stellen
Volltastatur
Kurbelantrieb
Mechanismus  
Curta Typ I und II
Contina AG
Mauren, Liechtenstein
hergestellt 1947-1971
Typ I:
SN 36956
Preis 1957: 395 DM
Typ II:
SN 515458
Preis 1960: 495 DM

Curta-Simulator
Vierspezies
Typ I: 8x6x11 Stellen
Typ II: 11x8x15 Stellen
Eine zentrale Staffelwalze
Schiebereinstellung, Kurbelbetrieb
Umdrehungszählwerk mit Zehnerübertrag
Näheres 
curta.de Rick Furr curta.li
Zusammenbau einer Curta Demontage
Curta-Staffelwalze How the Curta works
  

Das Sprossenrad - ein Zahnrad, bei dem je nach Einstellung 0 bis 9 Zähne ausgefahren werden können How pinwheel Calculators work , - geht auf den italienischen Astronomen und Mathematiker Giovanni Polenus (um 1700) zurück. Wirklich funktionierende Maschinen dieses Typs wurden aber erst am Ende des 19. Jahrhunderts von dem Amerikaner Frank Baldwin und dem Schweden Willgodt T. Odhner konstruiert und in Großserie hergestellt Näheres. In Deutschland produzierte die Firma Grimme, Natalis & Co. die ersten Sprossenradmaschinen (Marke: Brunsviga) - aufgrund eines Lizenzabkommens mit Odhner. Dies tat sie so erfolgreich, dass die Firma Odhner sich veranlasst sah, ihren Namen in "Original-Odhner" zu ändern. Sprossenradmaschinen sind typischerweise mit  Schiebereinstellung versehen. Seit 1932 gab es aber von Facit auch Sprossenradmaschinen mit Tastatur. Bei diesen Maschinen bewegt sich nicht das Resultatwerk, sondern der Block mit den Sprossenrädern. Sprossenradmaschinen wurden bis etwa 1970 in immer neuen verbesserten und verbilligten Varianten angeboten. Noch in den 1960er Jahren kamen Miniaturmaschinen wie die Alpina und Maschinen mit Kunststoffmechanik wie die finess auf den Markt.

Odhner Arithmometer
Original-Odhner Ag

Maschinenfabrik
W.T. Odhner
St. Petersburg
SN 13316
ca. 1908
Original-Anleitung
Vierspezies
9x8x13 Stellen
Überlaufglocke
Kommamerkschieber
Kein Übertrag im Umdrehungszählwerk,
rote Ziffern bei Subtraktion
Vergleichstest 1906
Thales Mod. C
Thaleswerk Rastatt
ab 1911
SN 7371
 
Vierspezies
9x8x13 Stellen
Glocke für Überlauf
Umdrehungszählwerk mit Zehnerübertrag
Wagenvorschub mit Feder und Stoppvorrichtung
Kamm zur schnellen Nullstellung des Eingabewerks
Übertrag über alle Stellen des Umdrehungszählwerks
Umdrehungszähler schaltet automatisch zwischen Addition und Subtraktion um
geöffnete Thales
Facit T
Actiebolaget Facit
Åtvidaberg
Schweden
ab 1932
SN 16643
Vierspezies
10x8x13 Stellen
verschiebbarer Sprossenradschlitten
Eingabe über spezielle Zehnertastatur
Löschtasten
 
Walther WSR 160
Walther Büromaschinen GmbH,
Niederstotzingen Wttbg. 
ab 1958
SN 181669
Preis 1967: 650 DM

Anleitung
Vierspezies
10x8x16 Stellen
Einstellkontrollwerk
Nicht mitdrehende Einstellschieber
Löschhebel
Umdrehungszählwerk mit Zehnerübertrag
Rückübertragung Resultat -> Eingabe
Schnittzeichnung 

 
Brunsviga 13 RK 
Olympia Werke AG
Braunschweig,
ca. 1960
SN 34-102527
Animation Kurzanleitung 
Vierspezies
10x8x13 Stellen
Einstellkontrollwerk
Umdrehungszählwerk mit Zehnerübertrag
Löschhebel
Rückübertragung Resultat -> Eingabe
 Variante Anleitung
Brunsviga-Ausstellung
Facit CM 2-16
Facit Schweden
ab 1959
SN 1094668
Preis 1967: 695 DM


 
Vierspezies
11*9x16 Stellen
verschiebbarer Sprossenradschlitten
Rückübertragung
Zehnertastatur
Innenansicht

Neben Staffelwalze und Sprossenrad gab es aber auch andere Konstruktionsprinzipien, etwa SchaltklinkenProportionalhebel, Stellsegmente und Abwandlungen. Der geniale Rechenmaschinenkonstrukteur Christel Hamann (1870 - 1948) ist der geistige Vater gleich mehrerer Serien, die bis in die Schlussphase des mechanischen Rechnens erfolgreich produziert wurden.

All diesen Funktionsprinzipien gemeinsam ist, dass sie die Multiplikation als fortgesetzte Addition mit Stellenverschiebung ausführen. Seit dem Ende des 19. Jahrhunderts gab es aber auch Maschinen mit direkter Multiplikation über einen Multiplikationskörper, bei der für jede Stelle des zweiten Faktors einer Multiplikation nur noch eine einzige Kurbeldrehung erforderlich war. Eine umfassende Klassifizierung mechanischer Rechenmaschinen findet sich in Form mehrerer Downloads im Rechnerlexikon.
 


Arithmometer von Tschebyschow
1876
mit Multipliziervorrichtung
Nach einem Entwurf von Thomas Püttmann
R.A. 2019
Neben vielen anderen Maschinen entwarf der russische Mathematiker Tschebyschow das Arithmometer, eine Additionsmaschine (Analogrechner) mit kontinuierlichem Übertrag.
Später ergänzte er eine Multipliziervorrichtung. Hintergrund

Thomas Püttmann hat diese Maschine in Fischertechnik modelliert.  Video
 
Millionär
Otto Steiger / Hans Egli
Zürich
1895 - 1935
Preis 1914: 1300 Franken
SN 803,  ca. 1905
Animation
Vorfühung
Kurzanleitung 
ausführliche Anleitung
8x8x16 Stellen, Multiplikationskörper
Vierspezies: Addition, Subtraktion, sehr schnelle Multiplikation und umständliche Division..
Mit den Schiebern wird  der 1. Faktor eingestellt,
dann nacheinander mit dem Hebel links jede Stelle des 2. Faktors eingestellt und rechts einmal gedreht. Die Maschine rückt automatisch zur nächsten Stelle vor.
John Wolff  Millionär zerlegt 
American Machinist (PDF)  Spätes Modell
Zeitgenössische Besprechung
Mercedes-Euklid 1
Mercedes Büromaschinen Ges.m.b.H. Zella-Mehlis
Konstruktion 1903
produziert 1910 - 1927
SN 8954  (1924)
Vierspezies, halbautomatische Stopdivision
9x8x16 Stellen
Proportionalhebel
Eingabe über Volltastatur
Handkurbel
Die "Gauss" von Christel Hamann
Funktionsmodell der "Gauss"
Der "Gauss 4"-Prototyp mit Staffelplatte
Die Geschichte der Mercedes-Euklid
Anleitung Mercedes-Euklid 1
1910-1970 Wandlungen einer Rechenmaschine
Mercedes-Euklid 29
Mercedes Büromaschinen Ges.m.b.H. Zella-Mehlis
1934 - 1956
SN 40869 (1939)
Vierspezies, vollautomatische Division
9x6x12 Stellen
Proportionalhebel
Eingabe über Volltastatur
Handkurbel
Die Erotik der Rechenmaschine
Die Geschichte der Mercedes-Euklid
Die Mercedes-Euklid
Hamann Elma
DeTeWe, Berlin
ab 1934
SN 3892
 
Vierspezies, vollautomatische Division
9x8x13 Stellen
Schaltklinken
Schiebereinstellung
Motor- oder Handbetrieb
DeTeWe-Hamann-Sortiment 
Anleitung (Hamann Manus)
Anleitung (Hamann Automat)
 
Marchant XL
Marchant Calculating Machine Co.
Oakland, USA
ab 1924
SN 93698
Preis 1925: 350 $
 
Vierspezies
9x9x18 Stellen
Stellsegmente
Schiebereinstellung
Kurbelbetrieb
Andere Stellsegmentmaschinen 
PH Ludwigsburg
Contex 10
Carlsen
Dänemark
ab 1957
Preis 1967: 540 DM
Gebrauchsanweisung
Addition, Subtraktion 10 Stellen
Multiplikation über Mehrfachdrücken,
Stopdivision über Mehrfachdrücken, Notieren jeder Stelle und Stellenverschiebung
Eingabe über Zehnertastatur
Resultatanzeige (ASM) 11 Stellen,
Division jeweils 1 Stelle
Rechnerlexikon
Firmengeschichte
Produx Multator II
Otto Meuter & Sohn Hamburg
ca. 1955
SN 18978
Preis 1967: 298 DM
Gebrauchsanweisung
Addition und Multiplikation
Subtraktion und Division über Komplement
Rückübertragung vom Resultatwerk ins Einstellwerk
10x5x10 Stellen
Stellsegmente
Schiebereinstellung
Kurbelbetrieb
Näheres

Rechenwerkzeug.de