Ellipsenzirkel. Es sind verschiedene Konstruktionen von Ellipsenzirkeln bekannt, die konstruktiv ent sprechend den verschiedenen Definitionen der Ellipse ausgeführt sind.
Der Ellipsenzirkel gemäss vorliegender Erfindung beruht auf einem neuen Prinzip und ist gekennzeichnet durch eine erste Achse, einen um eine zweite Achse dreh baren Arm, auf welchem ein Zeichenwerk zeug in Längsrichtung des Armes verstellbar angeordnet ist und durch zwischen der ersten Achse und dem Arm eingeschaltete Bewe- gungsübertragungsmittel, welche derart aus gebildet sind,
dass durch eine Drehbewegung der zweiten Achse um die erste Achse um irgendeinen Winkel, eine Drehbewegung des Armes um die zweite Achse im entgegen gesetzten Sinne um den doppelten Winkel herbeigeführt wird.
Zweckmässig sind die Bewegungsübertra- gungsmittel als Zahnräder ausgebildet, wo bei an der ersten Achse ein feststehendes Zahnrad vorgesehen ist und an der zweiten Achse ein weiteres Zahnrad, welches über mindestens ein Zwischenrad mit dem ersten gekuppelt ist und die Zahnräder ein Über setzungsverhältnis 1 : 2 aufweisen.
Auf der beiliegenden Zeichnung dient die Abb. 2 zur Erläuterung der Wirkungsweise, und in den Abb. 1 und 3 bis 6 sind Ausfüh- rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Wird gemäss Abb. 1 der Hebel D mit Drehpunkt in der ersten Achse Z des bezüg- lieh der Zeichenunterlage ruhenden Zahnra des A (Standrad) zum Beispiel im Uhrzeiger sinn gedreht, so dreht sich das Zahnrad C, welches einen nur halb so grossen Umfang (Durchmesser) wie das ruhende Rad A auf weist, infolge Zwischenschaltung eines Wechselrades B im Gegenuhrzeigersinn mit doppelter Winkelgeschwindigkeit. Dabei be schreibt jeder auf einem vom Zahnrad C aus gehenden Arm E liegende Punkt P eine El lipse.
Abb. 2 dient zum Beweis, dass der dort mit P bezeichnete Punkt ein Ellipsenpunkt ist. Nach Abb. 2 ist: x=b.sinp y=a.cosg9
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Unter Bezugnahme auf die gleiche Abb. 2 gilt: Winkel HPK <I>-</I> 90 , gemäss Konstruktion. Strecke<I>H</I> g <I>=</I> (b-a) = konstant.
Der Ellipsenpunkt liegt also immer auf dem über der Strecke<I>H</I> K errichteten Thales- kreis.
Schlussf olgerung Der Drehung des Hebels D um den Win kel p) entspricht eine Drehung des Hebels E um den Winkel <I>(2</I> 9p) in entgegengesetztem Drehsinn. Damit beschreibt der Punkt P auf Hebel E eine Ellipse.
Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 bezeichnet Z wieder die das Standrad A tra gende Achse. C,. ist die zweite Achse, um welche der Arm E sich drehen kann. In der Längsrichtung des Armes E ist verschieb- und feststellbar ein Zeichenwerkzeug P an geordnet. Die Räder A und C sind über ein Zwischenrad <I>B</I> gekuppelt und<I>A</I> hat den doppelten Durchmesser von C.
Während in Abb. 1 die Achsen der Räder A, B und C in einem starren Hebel D gelagert sind, ist bei dem Beispiel nach Abb. 3 ein aus zwei gelenkig und feststellbar miteinander verbun denen Teilen bestehender Hebel D vorgese hen, so dass zwecks Änderung der Abmessun gen der Ellipse der Abstand zwischen den Achsen Z und Cl einstellbar ist. Wird der Hebel D um die Achse Z in einem Dreh sinn gedreht, so beschreibt das Schreibgerät P analog, wie für Abb. 1 gezeigt, eine Ellipse.
Durch Verschiebung des Schreib gerätes längs des Armes E und Einstellung des Abstandes Z-C., kann eine Ellipse von vorgegebenen Halbachsen gezeichnet wer den.
Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 unterscheidet sich von demjenigen nach Abb. 3 dadurch, dass die beiden Teile des ein Kniegelenk bildenden Hebels D gleich lang sind, was erlaubt, die Achse C,. mit der Achse Z zur Deckung zu bringen, wodurch auch Ellipsen von sehr kleiner Exzentrizität und im Grenzfall ein Kreis gezeichnet wer den kann. Wird das Schreibgerät P auch in die zusammenfallenden Achsen C,., Z ver schoben, so entsteht ein Punkt als Grenzfall.
Mit dem Standrad A wirkt ein in der Schei telachse des Kniegelenkes gelagertes Zwi schenrad F zusammen, und auf der gleichen Achse sitzt ein Zahnrad G, das die Abroll- bewegung auf das Rad C überträgt. Das Rad C hat den halben Durchmesser des Rades G, während die Räder A und F glei chen Durchmesser aufweisen.
Anstatt als Bewegungsübertragungsor- gane zwischen Standrad und Rad C Zahn- räder anzuwenden, könnte auch eine Zahn stange verwendet werden, wie in Abb. 5 dar gestellt. A ist wieder das Standrad und C das den Arm E mit Schreibwerkzeug P tra gende Rad C vom halben Durchmesser von A. Die Achsen der beiden Räder sind zur Ver änderung ihres Abstandes in einem telesko- pierbaren Träger<I>H</I> gelagert.<I>I</I> ist eine Zahn stange, mit welcher beide Räder in Eingriff sind.
Wird der Träger H um die Achse Z des feststehenden Zahnrades A gedreht, so rollt die Zahnstange auf dessen Umfang ab, hierbei dreht sich das Rad C in entgegenge setzter Richtung.
In Abb. 6 ist noch gezeigt, wie für die Bewegungsübertragung Seilrollen K, L, 137 und Seile N verwendet werden können.
Elliptical compass. There are different constructions of elliptical circles known, which are constructed accordingly to the various definitions of the ellipse.
The elliptical compass according to the present invention is based on a new principle and is characterized by a first axis, a rotatable arm about a second axis on which a drawing tool is arranged adjustable in the longitudinal direction of the arm and by moving between the first axis and the arm - transmission transmission means, which are formed in such a way,
that by rotating the second axis about the first axis by any angle, a rotating movement of the arm about the second axis in the opposite sense by twice the angle is brought about.
The movement transmission means are expediently designed as gears, with a fixed gear on the first axis and a further gear on the second axis, which is coupled to the first via at least one intermediate gear and the gears have a gear ratio of 1: 2 .
In the accompanying drawing, Fig. 2 serves to explain the mode of operation, and Figs. 1 and 3 to 6 show exemplary embodiments of the subject matter of the invention.
If, as shown in Fig. 1, the lever D with the fulcrum in the first axis Z of the toothed A (stationary wheel), which is at rest in relation to the drawing base, is rotated clockwise, for example, the toothed wheel C rotates, which is only half as large ( Diameter) as the stationary wheel A has, as a result of the interposition of a change wheel B counterclockwise at twice the angular speed. Each point P lying on an arm E extending from the gearwheel C writes an ellipse.
Fig. 2 serves to prove that the point labeled P is an ellipse point. According to Fig. 2: x = b.sinp y = a.cosg9
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With reference to the same Fig. 2, the following applies: Angle HPK <I> - </I> 90, according to construction. Segment <I> H </I> g <I> = </I> (b-a) = constant.
The point of the ellipse therefore always lies on the Thales circle established over the line <I> H </I> K.
Conclusion Turning the lever D around the angle p) corresponds to turning the lever E through the angle <I> (2 </I> 9p) in the opposite direction of rotation. Thus the point P on lever E describes an ellipse.
In the embodiment of Fig. 3, Z again denotes the standard A tra lowing axis. C ,. is the second axis about which the arm E can rotate. In the longitudinal direction of the arm E, a drawing tool P can be moved and locked. Gears A and C are coupled via an intermediate gear <I> B </I> and <I> A </I> has twice the diameter of C.
While in Fig. 1 the axes of the wheels A, B and C are mounted in a rigid lever D, in the example of Fig. 3, a lever D consisting of two articulated and lockable parts is provided, so that for the purpose of change the dimensions of the ellipse, the distance between the axes Z and Cl is adjustable. If the lever D is rotated about the axis Z in a direction of rotation, the writing instrument P describes an ellipse analogously, as shown for Fig. 1.
By shifting the writing device along the arm E and adjusting the distance Z-C., An ellipse of predetermined semi-axes can be drawn who the.
The embodiment of Fig. 4 differs from that of Fig. 3 in that the two parts of the lever D forming a knee joint are of equal length, which allows the axis C ,. with the Z axis to coincide, whereby ellipses of very small eccentricity and in the borderline case a circle can be drawn. If the writing implement P is also displaced in the coincident axes C,., Z, a point is created as a borderline case.
An intermediate wheel F mounted in the central axis of the knee joint interacts with stationary wheel A, and a gear wheel G, which transfers the rolling movement to wheel C, sits on the same axis. The wheel C has half the diameter of the wheel G, while the wheels A and F have the same diameter.
Instead of using cogwheels as motion transmission organs between stationary wheel and wheel C, a toothed rack could also be used, as shown in Fig. 5. A is again the standard wheel and C is the wheel C carrying arm E with writing tool P and half the diameter of A. The axles of the two wheels are mounted in a telescopic carrier <I> H </I> in order to change their distance . <I> I </I> is a rack with which both wheels are engaged.
If the carrier H is rotated about the axis Z of the stationary gear A, the rack rolls on its circumference, while the wheel C rotates in the opposite direction.
Fig. 6 also shows how pulleys K, L, 137 and ropes N can be used for the transmission of motion.