CH348263A - Gerät zum Zeichnen oder Abtasten von Ellipsen - Google Patents

Description

  Gerät     zum        Zeichnen    oder Abtasten von     Ellipsen       Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum  Zeichnen oder Abtasten von Ellipsen, mit einer Kur  bel, die über der Längsmittellinie des Geräts gelagert  und in ihrer Länge einstellbar ist, deren Kurbel  zapfen mit einer fest angeordneten vorderen Quer  führung eines entlang einer Längsführung beweg  lichen Schlittens und mit dem vorderen Teil eines  Lenkstabes in Eingriff steht, welcher mit seinem  Hinterende seitlich ausschwenkbar gelagert ist, sowie  mit einer hinteren Querführung, die auf dem Schlit  ten verstellbar ist,

   wobei auf dieser hinteren Quer  führung und dem Lenkstab angeordnete Gleitstücke  in der Kreuzungsstelle von Querführung und Lenk  stab drehbar verbunden sind und darunter eine  Schreib- oder     Abtastvorrichtung    tragen.  



  Mathematisch genaue Ellipsen mit den Halb  achsen a, b entstehen dadurch, dass die Ordinaten  der Punkte eines Kreises vom Radius a im Verhält  nis b verkürzt und die Abszissen belassen oder     sämt-          a     lieh um die gleiche Konstante geändert werden.

    Ein     Ellips.enzirkel    entspricht den angeführten Be  dingungen, wenn die Verhältnisse der Längen des  Streckenpaares zwischen der     Kurbelmittelachse    und  der hinteren verstellbaren Querführung, an welcher  die Schreibvorrichtung gleitet, und zwischen dieser  hinteren Querführung und dem hinteren Gelenk des  Lenkstabes, sowie des Streckenpaares zwischen dem  Kurbelzapfen und dem     Beschreibgelenkstück    und  diesem und dem hinteren Gelenk des Lenkstabes in  jedem Stadium der Bewegung des Gerätes genau  dem     Halbachsenverhältnis    der zu zeichnenden Ellipse  entsprechen.  



  Ein bekannter     Ellipsenzirkel    der eingangs be  schriebenen Bauart kann diesen Bedingungen nicht  entsprechen, weil unter Festeinstellung der einstell  baren hinteren Querführung auf das gegebene Halb-         achsenverhältnis    ein in seiner Länge unveränderlicher  Lenkstab zur Anwendung kommt und daher zwischen  dem auf ihm entstehenden erwähnten zweiten     Strek-          kenpaar    das     Halbachsenverhältnis    nur ausnahmsweise  entstehen kann. Bei dem bekannten Gerät sind für  das hintere Ende des Lenkstabs     einerseits    und die  hintere Querführung anderseits zwei voneinander  unabhängig bewegliche Längsführungen vorgesehen.

    Der aus dieser Bauweise entstandene Fehler wird  dadurch zu beseitigen versucht, dass ein vom     Lenk-          stabgleitstück    abwärts ragender zylindrischer Stift sich  in einer zur Hauptlängsachse des Ganzen parallelen  Nut des darunter in der verstellbaren Querführung  laufenden, die Schreibvorrichtung tragenden     Gleit-          stücks    bewegen kann. Da aber unter den genannten  baulichen Bedingungen der     bekannten    Vorrichtung  auch die Ordinaten der Ellipsen abweichend von  der für sie gegebenen Regel gesteuert werden, genügt  dieser Längenausgleich nicht dazu, genaue Ellipsen zu  beschreiben.

   Der bekannte     Ellipsenzirkel    hat auch  durch die zwei Längsführungen einen zu vielseitigen  Aufbau. Seine Einstellung ist schwierig und umständ  lich, insbesondere weil die Längsführung des Schlit  tens zweispurig zwischen den zwei Längsschenkeln  eines Rahmens und unterseitigen Einschnitten an den  beiden äusseren Enden der beiden Querführungen  gebildet wird, was notwendig ein Ecken dieser weit  auseinander liegenden Führungen verursacht.  



  Ausserdem erlaubt der Bau des bekannten     Ellip-          senzirkels    nicht das Beschreiben von Ellipsen mit  extrem gering     unterschiedlichem        Halbachsenverhält-          nis,    weil seine beiden Querführungen auf gleicher  Ebene und gleichen Einstellstäben gelagert sind,

   und  daher infolge gegenseitigen Anschlags ihrer Längs  seiten die verstellbare Querführung nicht unter die  am     Schlittenvorderende    fest angeordnete     Querführung     gestellt werden     kann.    Ausserdem erlaubt die     bekannte         Ausführung auch nicht das genaue Zeichnen von       Ellipsen    mit extrem stark unterschiedlichem Halb  achsenverhältnis,

   weil infolge des längenunveränder  lichen Lenkstabs und der Lagerung seines Hinter  endes auf einem auf der     Hauptlängsschiene    beweg  liehen Schieber das     Lenkstabgelenk    gegenüber dem  von der Kurbel     sinus-    oder     cosinusförmig    bewegten  Schlitten und der darauf unter das Gelenk gestellten  hinteren Querführung wandert. Ferner- weist der  bekannte     Ellipsenzirkel    nur eine skalenlose und daher  umständlich     bedienbare    Einstellvorrichtung für die  Kurbellänge auf, während die Einstellung der kleinen  Halbachse nur mittels auf der Zeichnung von Hand       aufzubringender        Hilfslinien    vorgenommen werden  kann.

   Beim Gerät gemäss Erfindung sind die geschil  derten Mängel beseitigt.  



  Das erfindungsgemässe Gerät ist dadurch gekenn  zeichnet, dass in der Längsmittellinie als     Längsfüh-          rung    für den beweglichen Schlitten eine     Hauptlängs-          schiene    vorgesehen ist, welche auf mindestens drei  Füssen steht, dass der Lenkstab in einem Schwenk  lager am hinteren Ende des Schlittens gelagert ist,  und dass die Länge des Lenkstabs von der vorderen  Querführung bis     zum    Schwenklager veränderlich ist.  



  Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein  Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands be  schrieben.  



       Fig.    1 zeigt das Gerät in Seitenansicht mit seinem  vorderen Teil im     Axialschnitt.     



       Fig.    2 zeigt dasselbe Gerät in der Draufsicht, und       Fig.    3 in der Stirnansicht.    Beim dargestellten Gerät findet eine Lenkstange  6 Verwendung, die an einem ihrer Enden unterhalb  dem     Kurbelzapfen    7,     in    dem darauf schwenkbaren  Lager 17 längsverschiebbar ist. Von der auf dem  hinteren Fuss 1 und den     zwei    seitlichen vorderen  Füssen 2     dreipunktförmig    getragenen     Hauptlängs-          schiene    3 ist der gesamte Mechanismus des Geräts  getragen.

   Am Vorderende der     Hauptlängsschiene    3  ist     eine        senkrechte    Achse 4 drehbar angeordnet. Die  Achse 4 trägt an ihrem Unterende eine in ihrer Länge  verstellbare Kurbel 5. An einer auf der     Hauptlängs-          schiene    3 geführten Rollenführung 13 ist ein     stab-          förmig    gestalteter und wie die     Hauptlängsschiene    3  gerichteter Schlitten 10 in Richtung von deren Achse  beweglich aufgehängt. Dabei befinden sich die vor  und hinter der Rollenführung 13 sich erstreckenden  Teile des Schlittens 10 senkrecht unter der Unterseite  der     Hauptlängsschiene    3.

   Am Vorderende des Schlit  tens 10 ist eine Querführung 9 in der Mitte ihrer  Länge fest angesetzt. In dieser vorderen, festen  Querführung 9 liegt ein     Gleitstein    8, in welchem der       Kurbelzapfen    7     eingreift,    so dass bei Drehen der Kur  bel 5 durch Gleiten des Gleitsteins 8 entlang der  Querführung 9 der Schlitten 10 auf der     Hauptlängs-          schiene    3 hin und her bewegt wird. Durch die     Ver-          stellbarkeit    der Länge der Kurbel 5 kann das Mass  der Längsbewegung des Schlittens 10 auf das Mass  der Länge der grossen     Ellipsenachse    eingestellt wer-    den.

   Hinter der festen Querführung 9 ist eine zweite  Querführung 12 mit einem in ihrer Mitte angesetzten  Schieber auf einer Unterschiene des Schlittens 10,  also gegenüber der vorderen Querführung 9 in der  Höhe versetzt, in Richtung der     Hauptlängsschiene    3  verschieb- und mittels einer Stellschraube feststellbar.  Die beiden Querführungen 9 und 12 ragen also mit  je einer halben Länge rechtwinklig von dem Schlit  ten 10 frei ab. In dem hinteren Teil des Schlittens 10  ist mittels eines unter der Hauptachse senkrecht an  geordneten Zapfens 11 der seitlich ausschwenkbare  Lenkstab 6 gelagert. Derselbe ist mit einem aus  holenden Endbügel 16 um und unter das Hinterende  des Schlittens 10 und unter den beiden Querführun  gen 9 und 12 hindurchgeführt.

   Bei der vorderen  Querführung 9 ist der Lenkstab 6 in einem waage  rechten, unteren, hülsenförmigen Teil 17 eines La  gers längsbeweglich     geführt,    welches mit seinem  oberen senkrechten Teil 18 auf dem Kurbelzapfen  7 und im Gleitstein 8 der vorderen Querführung 9  seitlich schwenkbar gelagert ist. Die Anordnung der  Lagerung der beiden Enden des Lenkstabs 6 kann  auch umgekehrt sein, also so, dass er in einem hin  teren, auf den Gelenkzapfen 11 schwenkbaren Lager  längsbeweglich und mit einem vorderen Bügel auf  dem Kurbelzapfen 7 und im Gleitstein 8 seitlich  schwenkbar gelagert ist.

   In jedem Falle kann sich  der Lenkstab 6 selbständig mit seiner Mittelachse  genau unter die Kreuzung der Mittelachse der Kurbel  5 und der vorderen Querführung 9     einstellen    und  seine wirksame Länge zwischen dem Kurbelzapfen 7  und seinem hinteren Gelenkzapfen 11 im Verlauf  seiner     Ausschwenkungsbewegung    ändern. Dabei ste  hen der     Lenkstab    6 und die verschiebbare Quer  führung 12 an ihrer Kreuzungsstelle durch je ein auf  ihnen geführtes und aneinander drehbar gelagertes  Gelenkstück 19, 20 miteinander in Eingriff, wobei  das untere Gelenkstück 20 einen Schreibstift 21 trägt.  An Stelle des letzteren kann auch ein Taster oder  ein Bearbeitungswerkzeug oder dergleichen angeord  net sein.  



  Da der Kurbelzapfen 7 auf die geschilderte  Weise zugleich mit der vorderen Querführung 9 und  dem vorderen Teil des Lenkstabs 6 in     Eingriff    steht,  Wird bei Drehen der Kurbel 5 der Schlitten 10 mit  seinen Querführungen 9 und 12 und dem Lenkstab 6  auf der     Hauptführungsschiene    3 in Richtung der  grossen Achse der Ellipse bewegt und das Vorderende  des Lenkstabs 6     zugleich    auf einem der grossen       Ellipsenachse    entsprechenden Kreis seitlich ausge  schwenkt. Durch Verstellen der einstellbaren Quer  führung 12 gegenüber der Mittelachse der festen  Querführung 9 wird das Gelenk 19, 20 zwischen  Lenkstab 6 und Querführung 12 auf einen Bruchteil  des Kurbelradius und der grossen     Ellipsenachse    ein  gestellt.

   Dadurch werden die Ordinaten des Kreises  der Kurbel im eingestellten     Halbachsenverhältnis    der  Ellipse verkleinert in dieselbe     eingetragen.     



  An der     Hauptlängsschiene    3 ist eine von einer  Nullmarke nach beiden Richtungen zählende Skala      angeordnet. Eine Marke am Schlitten 10 fällt bei  rechtwinkliger Stellung der Kurbel 5 zur Hauptachse  3 mit dem Nullstrich der Skala zusammen. Die Marke  zeigt bei in Hauptlängsrichtung verstellter Kurbel 5  die grosse Halbachse der Ellipse an. Die Stellung der  Kurbel 5 kann dann durch eine in ihrer Schwalben  schwanzführung 22 am Unterende der Kurbelachse 4  eingeführte     gerändelte    Stellschraube 23 gesichert  sein. Auf der .einstellbaren Querführung 12 ist eine  von der Mitte nach einem oder beiden Enden mes  sende Skala und auf dem darin laufenden Gleitstück  19 eine Marke angeordnet, womit, bei Feststellung  der Kurbel 5 quer zur Hauptlängsachse, die kleine  Halbachse der Ellipse einstellbar ist.

   Man hat also  mit der zuletzt genannten Einstellvorrichtung die  Möglichkeit, die gegebene kleine Halbachse einzu  stellen.  



  Am hinteren Fuss 1 der     Hauptlängsschiene    3 ist  ein Lineal 14 mit einem     Längsführungslager    15 seit  lich schwenkbar angeordnet, derart, dass es durch An  schlag am Fuss 1 mit der einwärts gerichteten     Mess-          kante    24 seines vorderen Teils einwärts unter die  Hauptachse des Ganzen geschwenkt werden kann.  Der vordere Teil des Lineals kann entlang seiner       Messkante    eine Skala aufweisen.  



  Mit dem beschriebenen Gerät lassen sich mathe  matisch genaue Ellipsen zeichnen, und zwar auch  solche mit extrem geringem oder mit extrem grossem       Halbachsenverhältnis.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Gerät zum Zeichnen oder Abtasten von Ellipsen, mit einer Kurbel (5), die über der Längsmittellinie des Geräts gelagert und in ihrer Länge einstellbar ist, deren Kurbelzapfen mit einer fest angeordneten vorderen Querführung (9) eines entlang einer Längs führung beweglichen Schlittens (10) und mit dem vorderen Teil eines Lenkstabs (6) in Eingriff steht, welcher mit seinem Hinterende seitlich ausschwenk bar gelagert ist, sowie mit einer hinteren Querfüh rung (12), die auf dem Schlitten verstellbar ist, wo bei auf dieser hinteren Querführung und dem Lenk stab angeordnete Gleitstücke (19, 20) in der Kreu zungsstelle von Querführung und Lenkstab drehbar verbunden sind und darunter eine Schreib- oder Ab tastvorrichtung (21) tragen, dadurch gekennzeich net,

   dass in der Längsmittellinie als Längsführung für den beweglichen Schlitten eine Hauptlängsschiene (3) vorgesehen ist, welche auf mindestens drei Füssen (1, 2) steht, dass der Lenkstab (6) in einem Schwenk- lager (11) am hinteren Ende des Schlittens (10) gelagert ist, und dass die Länge des Lenkstabs (6) von der vorderen Querführung bis zum Schwenk lager veränderlich ist. UNTERANSPRüCHE 1. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass am Vorderende des Schlittens (10) in gleicher Höhe mit demselben die vordere, mit dem Kurbelzapfen (7) in Eingriff stehende Querführung (9) befestigt ist. 2.

   Gerät nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der fest am Schlitten (10) angeordneten vorderen Querführung (9) eine mittels eines fest angesetzten Schiebers an der Unterseite des Schlittens (10), also gegenüber der vorderen Querführung (9) in der Höhe versetzte, hintere Querführung (12) angeordnet ist. 3. Gerät nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Teil (16) des Lenkstabs (6) und die vor dere Lagerung (17) desselben so tief geführt sind, dass der Lenkstab (6) die Querführungen (9, 12) unterfährt. 4.

   Gerät nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Endteil des Lenkstabs (6) in .einem waage rechten, hülsenförmigen Teil (17) eines Lagers längs beweglich und mit einem senkrechten Teil (18) des Lagers auf dem Kurbelzapfen (7) in einem Gleit- stein (8) der vorderen Querführung (9) querbeweg lich gelagert ist. 5. Gerät nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Hauptlängsschiene (3) eine von einer Null marke aus nach beiden Richtungen zählende Skala und auf dem Schlitten (10) eine Einstellmarke an geordnet ist. 6.

   Gerät nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einstellbaren Querführung (12) eine von der Mitte aus zählende Skala angeordnet ist. 7. Gerät nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am hinteren Fuss (1) der Hauptschiene (3) ein Lineal (14) derart schwenkbar gelagert ist, dass es bei An schlag am Fuss mit einer an seinem vorderen Teil angeordneten Messkante (24) unter der Hauptachse des Gerätes liegt.