Hat die Leibniz-Rechenmaschine wirklich funktioniert? Die Leibniz-Rechenmaschine Teil II
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Formal Metadata
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Title of Series | ||
Number of Parts | 6 | |
Author | 0000-0002-0198-5628 (ORCID) | |
License | No Open Access License: German copyright law applies. This film may be used for your own use but it may not be distributed via the internet or passed on to external parties. | |
Identifiers | 10.5446/47965 (DOI) | |
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Production Year | 2020 | |
Production Place | Hannover |
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Computer animation
Transcript: German(auto-generated)
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Herzlich Willkommen zum zweiten Teil unseres Videos zur Leibniz Rechenmaschine. Der Zenerübertrag der Leibniz Rechenmaschine ist zweistufig aufgebaut.
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Es gibt eine sogenannte Speicherstellung und eine ausführende Stellung, in dem die Zenerüberträge ausgemacht werden. Bei dieser ersten geschalteten Stellung haben wir die Einheit Muldenrad und
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Immer wenn kein Zenerübertrag gebraucht wird, läuft der Einzahn in der Mulde des Muldenrades vorbei. Nur wenn ein Zenerübertrag stattfindet, kommen Einzahn und Zahn des Muldenrades in den Eingriff. Das Muldenrad sitzt auf einer Welle mit einem Fünfhorn und immer dann, das zeige ich gleich,
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wenn es hier vom Einzahn bewegt wurde, dann bewegt es auch das Fünfhorn um eine Stellung nach vorne. Jetzt tue ich so, als würde ich die Zahl 259 eingeben und jetzt steht hier quasi diese
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Stelle kurz vor einem Übertrag, denn es wird jetzt wieder eine 9 hier drauf addiert, in dem ich jetzt noch mal 259 eingebe. Und nun steht hier der Einzahn kurz vor der Schaltung des Muldenrades und jetzt sieht man das. Einzahn schaltet Muldenrad und
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gleichzeitig wird das Fünfhorn gedreht und mit dieser Drehung kommt das Fünfhorn in den
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Übertrag. Diese Zweistufigkeit brauchte Leibniz deswegen mit Schalt- und Speicherphase, weil es getriebe kinematisch nicht möglich ist, gleichzeitig die Ziffern über die
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Staffelwalze einzugeben und einen Zenerübertrag auf die nächste Stelle zu übertragen. Deswegen sind die Zahnrippen der Staffelwalze auch nicht auf 360 Grad des Walzenkörpers aufgetragen, denn ich brauche sozusagen ein Viertel der Staffelwalze, um die Schaltung
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der Zenerüberträge auszumachen. Das heißt, drei Viertel brauche ich, um die Ziffer einzugeben und die Walze abrollen zu lassen und ein Viertel Drehung brauche ich, um dann hier das Zweihorn zu schalten, denn sonst würde sich sozusagen diese Mechanik
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verhaken. Ich kann nur entweder eingeben oder einen Zenerübertrag auslösen. Die Leibniz-Rechenmaschine besteht aus über 650 Einzelteilen und die Getriebereinheiten, die ich eben gezeigt habe, mussten mit großer Genauigkeit gefertigt werden. Nun,
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das war sehr, sehr schwierig für die Handwerker des 17. Jahrhunderts, die mit Hand, Auge und Pfeile gearbeitet haben und mit einfachen Drehbänken. Wenn die Einzelteile nicht korrespondierten und zusammenpassten, musste das ganze Puzzle Leibniz-Rechenmaschine wieder auseinandergebaut und neu zusammengesetzt werden. Durch den
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verschliebbaren Schlitten kamen immer wieder andere Zahnflankenpaarungen miteinander zusammen. Das heißt, immer wieder andere Zahnräder mussten miteinander korrespondieren und in einer sehr, sehr kleinen Fehlertoleranz von 0,1 mm aneinander vorbeilaufen oder ein
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Gegenrad bewegen. Anders als bei einer Uhr, wo alle Funktionen nacheinander ablaufen, mussten in der Leibniz-Rechenmaschine Sachen gleichzeitig passieren, vorbeilaufen oder ein Gegenrad bewegen. Das war sehr, sehr schwierig für die Handwerker,
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die Leibniz beschäftigt hat. Erst konnte er noch auf die hoch qualifizierten Feinmechaniker in Paris zugreifen, aber später in Hannover hatte er es dann mit Schlossern und Großuhrmachern zu tun. Und so war es immer wieder der Fall, dass die Leibniz-Rechenmaschine an
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einer bestimmten Stelle klemmte und nicht wirklich funktionierte. Aber nicht nur die kleinen Bauteile zu fertigen, war die Schwierigkeit beim Funktionsprinzip der Leibniz-Rechenmaschine. Auch die gleichzeitige Zahleneingabe und das gleichzeitige Ausführen der Zehnerüberträge. Ich zeige Ihnen jetzt mal eine Rechnung, die ganz schön hart ist
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für eine Rechenmaschine, nämlich 9999 plus 1. 9999 sind eingestellt und jetzt addieren wir
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einen dazu. Und dann gibt es 1, 2, 3, 4 Zehnerüberträge. Erster Übertrag, zweiter, dritter, vierter und nun bin ich mit meiner Magna Rota Kurbel 360 Grad herum, aber es fehlt mir noch
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ein Zehnerübertrag. Und das wusste Leibniz. Getriebe kinematisch kann das nämlich nicht funktionieren, dass sozusagen hier alle Überträge ausgeführt werden. Das konnte man daran sehen, dass Leibniz hier hinten diese Pentagon-Scheiben eingebaut hat und immer
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wenn eine Pentagon-Scheibe schräg steht, bedeutet das, ein Zehnerübertrag ist nicht ausgemacht. Um nun sozusagen, ohne dass ich die Zahl durch Weiterdrehen ins Rechenwerk erneut addiere, brauche ich sozusagen mehr Grad, um hier den Zehnerübertrag auszuführen.
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Das bedeutet, es gibt einen mechanischen Trick, ich stelle nämlich die Maschine in den Leerlauf, alles auf Null und nun kann ich den Zehnerübertrag ausführen, ohne dass ich die Zahl 1 erneut in das Rechenwerk addiere. Das Konstruktionsprinzip
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der Leibniz-Rechenmaschine hat tatsächlich funktioniert, allerdings mit dem kleinen Trick, dass man die nicht ausgemachten Zehnerüberträge schließlich im Leerlauf ausmachen musste. Sehr schwierig war eben der Aufbau mit dem verschiebbaren Schlitten,
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denn dadurch kamen immer wieder andere Zahnflanken miteinander in Paarung und bei bestimmten Rechnungen klemnte dann die Maschine an unterschiedlichen Stellen. Dass Leibniz die Maschine aber über 16 Stellen tatsächlich vorgeführt hat und sie auch phasenweise sehr gut und fehlerfrei funktionierte, wissen wir, weil es im
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Leibniz-Nachlass Proberechnungen gibt. Die zeigen sozusagen, wie die Mechaniker über sehr sehr viele Stellen komplizierte Rechnungen nachvollzogen haben und wenn man diese Rechnungen nun auf den Nachbauten rechnet, dann kann man sehen, dass die Maschine durchaus funktioniert
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Allerdings wurde sie dann auf dem Postweg verschickt, mit der Postkutsche transportiert und diese Mechanik ist sehr sehr anfällig. Das bedeutet, immer wieder klemnte und hakte es, sodass Leibniz also mit seiner Rechenmaschine nicht wie ursprünglich geplant in Serie gehen konnte. Heute bleibt uns das Staunen über diese geniale Konstruktion, die bis zur Mitte des
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20. Jahrhunderts Vorbild für mechanische Rechenmaschinen war. Bleiben Sie neugierig!
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