-
Die
Erfindung betrifft einen Zirkel, mit einem ersten Zirkelabschnitt
und einem zweiten Zirkelabschnitt, die über ein eine Arretiereinrichtung
aufweisendes Gelenk miteinander verbunden sind, das ein gegenüber dem
ersten oder zweiten Zirkelabschnitt drehbar gelagertes Gelenkstück umfasst.
-
Bei
Zirkeln, die ein arretierbares Gelenk aufweisen, besteht seit langer
Zeit das Problem, dass die Klemmwirkung des Gelenks häufig nicht
ausreicht. In der Vergangenheit wurden aus Metall bestehende, geschraubte
Gelenke verwendet, diese weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie
sich bei der Benutzung nach einiger Zeit lockern und die Verschraubung
nachgezogen werden muss. Zudem sind metallische Gelenke vergleichsweise
teuer in der Herstellung. Ebenso sind bereits genietete Gelenke
vorgeschlagen worden, die jedoch ebenfalls aus Kostengründen keine
Alternative darstellen.
-
Üblicherweise
werden bei herkömmlichen Zirkeln
Kunststoffgelenke verwendet, die in einen U-förmigen Endabschnitt eines Zirkel-
oder Zirkelschenkelabschnitts eingesetzt und von einer drehfesten
Spindel gehalten werden. Eine auf die Spindel aufgeschraubte Rändelmutter
verklemmt das Kunststoffgelenk mit dem Zirkel- oder Zirkelschenkelabschnitt.
Problematisch ist jedoch der Einsatz einer Verlängerungsstange, da dann durch
die Hebelwirkung vergleichsweise große Kräfte an dem Gelenk auftreten,
die dazu führen,
dass sich das Gelenk verstellt, wodurch der Radius des Zirkels unbeabsichtigterweise
geändert
wird.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zirkel mit einer
verbesserten Arretiereinrichtung anzugeben, bei dem ein unbeabsichtigtes
Verstellen des Gelenks verhindert wird.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Arretiereinrichtung beabstandet zu der Drehachse des Gelenkstücks angeordnet
ist.
-
Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine im Vergleich
zum Stand der Technik wesentlich verbesserte Klemmwirkung erzielt
werden kann, wenn die die Haftreibung erzeugenden Flächen sich
nicht in oder unmittelbar an der Drehachse befinden. Wenn diese
Flächen
von der Drehachse des Gelenks entfernt angeordnet sind, können sie wesentlich
größere Drehmomente
im Vergleich zu herkömmlichen
Arretiereinrichtungen aufnehmen, sodass ein unbeabsichtigtes Lösen und
Verstellen des Gelenks verhindert wird.
-
Gemäß einer
ersten Variante des erfindungsgemäßen Zirkels können der
erste Zirkelabschnitt und der zweite Zirkelabschnitt an einem Zubehörteil des
Zirkels, insbesondere an einer Verlängerungsstange, ausgebildet
sein.
-
Gemäß einer
zweiten, alternativen Variante des erfindungsgemäßen Zirkels können der
erste Zirkelabschnitt und der zweite Zirkelabschnitt als Zirkelschenkelabschnitte
ausgebildet sind, die einen Zirkelschenkel bilden, der über einen
Zirkelkopf mit einem zweiten Zirkelschenkel verbunden ist.
-
Bei
dem erfindungsgemäßen Zirkel
kann es vorgesehen sein, dass die Arretiereinrichtung eine mit einer
Mutter zusammenwirkende Spindel aufweist, die derart an dem Gelenkstück abgestützt ist, dass
das Gelenkstück
im arretierten Zustand gegen den Zirkelschenkelabschnitt geklemmt
ist. Die Achse der Spindel liegt dabei in der durch die Zirkelschenkel aufgespannten
Ebene.
-
Es
wird besonders bevorzugt, dass das Gelenkstück die Grundform einer Halbscheibe
aufweist und die Kontur des mit dem Gelenkstück zusammenwirkenden Endabschnitts
des ersten oder zweiten Zirkelschenkelabschnitts im Wesentlichen
gegengleich dazu ausgebildet ist. Bei einer Verstellung des Gelenkstücks gegenüber dem
Zirkelschenkelabschnitt führt
die gebogene Seitenfläche
der Halbscheibe eine Drehbewegung relativ zu der gegenüberliegenden
Fläche
des Zirkelschenkelabschnitts durch und kann in jeder Relativlage
mittels der Arretiereinrichtung fixiert werden. Beim Arretieren
mittels der Spindel werden die gegenüberliegenden Flächen aneinandergepresst,
wodurch die Position des Gelenks fixiert wird.
-
Zur
Festlegung einer Drehachse kann es bei dem erfindungsgemäßen Zirkel
vorgesehen sein, dass das Gelenkstück an gegenüberliegenden Seiten Zapfenabschnitte
aufweist, die in entsprechende Aussparungen des Zirkelschenkelabschnitts
eingreifen. Die gedachte Verbindungslinie der beiden Zapfenabschnitte
bildet die Drehachse des Gelenkstücks. Alternativ könnten die
Zapfenabschnitte auch an dem Zirkelschenkelabschnitt angeordnet
sein, die in entsprechende Vertiefungen des Gelenkstücks eingreifen.
Es ist auch denkbar, eine separate Welle zu verwenden, die eine
Drehbewegung des Gelenkstücks
ermöglicht.
-
Es
ist zweckmäßig, dass
der Endabschnitt des ersten oder zweiten Zirkelschenkelabschnitts
zur Aufnahme des Gelenkstücks
näherungsweise
U-förmig ausgebildet
ist. In diesem Fall kann das Gelenkstück zwischen den beiden U-förmigen Schenkeln aufgenommen
sein, sodass es teilweise verdeckt ist.
-
Vorzugsweise
weist das Gelenkstück
eine Bohrung oder Ausnehmung für
die Spindel auf. Die Spindel kann sich durch das Gelenkstück erstrecken und
an einer Seite, vorzugsweise an der Außenseite des Zirkels, mittels
einer Mutter arretiert werden.
-
Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Gelenkstück lösbar mit
dem entfernt von dem Zirkelkopf angeordneten Zirkelschenkelabschnitt
verbindbar oder verbunden ist. Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Zirkel
der entfernt von dem Zirkelkopf angeordnete Zirkelschenkelabschnitt
als Zirkeleinsatz ausgebildet sein. Auf diese Weise lassen sich
herkömmliche
Zirkeleinsätze über das
Gelenkstück
mit dem Zirkel verbinden.
-
Die
Spindel des erfindungsgemäßen Zirkels weist
einen Spindelkopf auf, der drehfest gegenüber dem Gelenkstück gelagert
ist. Dadurch wird ein unerwünschtes
Verdrehen der Spindel beim Betätigen
der Arretiervorrichtung verhindert.
-
Bei
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zirkels
kann es vorgesehen sein, dass im Inneren des Gelenkstücks ein eine Öffnung aufweisender
Spannklotz angeordnet ist, durch den die Spindel geführt ist
und an dem der Kopf der Spindel anliegt. Da der Spannklotz beweglich
ist und das Gelenkstück
eine Öffnung
für einen Zirkeleinsatz
aufweist, können
Zirkeleinsätze
mit unterschiedlichen Zapfendurchmessern geklemmt werden. Die Klemmung
wird automatisch bei der Arretierung des Gelenks wirksam. Insbesondere
kann es bei dem erfindungsgemäßen Zirkel
vorgesehen sein, dass der Spannklotz und das Gelenkstück für Zirkeleinsätze mit
einem Zapfendurchmesser von 3,5 mm und 4 mm geeignet sind.
-
Bei
dem erfindungsgemäßen Zirkel
kann das Gelenkstück
an der gekrümmten
Seite der Halbscheibe einen Vorsprung aufweisen, der die Drehbewegung
des Gelenks begrenzt und eine weitere Drehung des äußeren Zirkelschenkelabschnitts
nach außen
verhindert. Vorzugsweise kann der Vorsprung entlang eines U-förmigen Endabschnitts
des Zirkelschenkelabschnitts bewegbar sein. Der Vorsprung kann zylinderförmig ausgebildet
sein, besonders bevorzugt wird eine Variante, bei der der Vorsprung eine
Bohrung oder Ausnehmung für
die Spindel aufweist. Bei dieser Variante liegt die Spindelmutter
im arretierten Zustand an der Stirnfläche des Vorsprungs an.
-
In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass
das Gelenkstück
einen zum Zirkelkopf weisenden Vorsprung aufweist, der entlang einer
Nut des Zirkelschenkelabschnitts bewegbar ist und beim Anliegen
an das Ende der Nut die Drehbewegung des Gelenks begrenzt. Dieser zweite
Vorsprung, der alternativ oder zusätzlich zu dem erwähnten ersten
Vorsprung an dem Gelenkstück
angeordnet ist, begrenzt die Drehbewegung des Zirkelschenkelabschnitts
bei Erreichen eines festgelegten Winkels.
-
Der
erfindungsgemäße Zirkel
kann auch eine an sich bekannte Verstellspindel aufweisen.
-
Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines besonders
geeigneten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen
und zeigen:
-
1 einen
erfindungsgemäßen Zirkel
in einer perspektivischen Ansicht;
-
2A–2D ein
Gelenkstück
des erfindungsgemäßen Zirkels
in verschiedenen perspektivischen Ansichten;
-
3A–3C perspektivische
Ansichten des Endabschnitts des Zirkelschenkel abschnitts des erfindungsgemäßen Zirkels;
-
4A und 4B einen
Spannklotz des erfindungsgemäßen Zirkels
in verschiedenen Ansichten;
-
5 eine
Teilansicht eines Zirkeleinsatzes im Bereich des Zapfens;
-
6A und 6B eine
Seitenansicht eines Zirkelschenkels und eine geschnittene vergrößerte Ansicht
des Gelenks entlang der Linie VI-VI;
-
7A und 7B eine
Seitenansicht eines Zirkelschenkels mit abgewinkeltem Zirkeleinsatz und
das Gelenk in einer geschnittenen vergrößerten Ansicht entlang der
Linie VII-VII; und
-
8 ein
Ausführungsbeispiel,
bei dem das Gelenk an einer Verlängerungsstange
ausgebildet ist.
-
Der
in 1 in einer perspektivischen Darstellung gezeigte
Zirkel 1 umfasst Zirkelschenkel 2, 3, die über einen
Zirkelkopf 4 miteinander verbunden sind. Jeder Zirkelschenkel 2, 3 besteht
aus einem ersten Zirkelschenkelabschnitt 5, 6 und
einem zweiten Zirkelschenkelabschnitt 7, 8, wobei
ein erster Zirkelschenkelabschnitt 5, 6 und ein
zweiter Zirkelschenkelabschnitt 7, 8 jeweils über ein
Gelenk 9, 10 miteinander verbunden sind. Die Gelenke 9, 10 weisen jeweils
eine Arretiereinrichtung auf, mit der die zweiten Zirkelschenkelabschnitte 7, 8 in
einer bestimmten Position fixiert werden können, um einen gewünschten
Radius des Zirkels einzustellen.
-
Die
Arretierung erfolgt dabei mittels Rändelmuttern 11, 12,
die seitlich an den Gelenken 9, 10 angebracht
sind. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die zweiten Zirkelschenkelabschnitte 7, 8 als
Zirkeleinsätze
ausgebildet, dabei weist der Zirkelschenkelabschnitt 7 an
seinem Ende eine Nadel auf, der Zirkelschenkelabschnitt 8 weist an
seinem Ende eine Bleistiftmine auf.
-
Die
Gelenke 9, 10 des Zirkels 1 weisen jeweils
ein Gelenkstück 13 auf,
das in den 2A bis 2D in
verschiedenen perspektivischen Ansichten gezeigt ist. Das Gelenkstück 13 besitzt
im Wesentlichen die Form einer Halbscheibe und weist eine sich über etwa
180° erstreckende
gebogene Umfangsfläche 14 und
halbkreisförmige
Seitenflächen 15, 16 auf.
-
Im
eingebauten Zustand befindet sich das Gelenkstück 13 im Bereich des
Endabschnitts des Zirkelschenkelabschnitts 5, der in den 3A bis 3C in
perspektivischen Ansichten gezeigt ist. An beiden Halbkreisflächen 15, 16 weist
das Gelenkstück
zylinderförmige,
als Zapfenabschnitte 17, 18 ausgebildete Vorsprünge auf,
die im eingebauten Zustand in Aussparungen 19, 20 der
Schenkel des U-förmig
ausgebildeten Endabschnitts 21 des Zirkelschenkelabschnitts 5 eingesetzt
sind. Eine gedachte Verbindungslinie zwischen den Zapfenabschnitten 17, 18 bildet
die Drehachse des Gelenkstücks 13. Etwa
in der Mitte der Umfangsfläche 14 weist
das Gelenkstück 13 einen
zylinderförmigen
Vorsprung 22 mit einer Bohrung auf, durch die eine Spindel
gesteckt werden kann. Das Gelenkstück 13 weist an einem
Ende der Umfangsfläche 14 einen
weiteren Vorsprung 23 auf, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Dieser Vorsprung 23 ist
entlang einer Nut 24 in der Mitte des U-förmigen Endabschnitts 21 des
Zirkelschenkelabschnitts 5 bewegbar. Die Nut 24 verläuft entsprechend
der Halbkreisform des Gelenkstücks 13 gebogen.
Am Ende der Nut 24 läuft
der Vorsprung 23 des Gelenkstücks 13 gegen einen
nicht dargestellten Anschlag, der die Drehbewegung des Gelenkstücks 13 und
damit den Öffnungswinkel
des Zirkels 1 begrenzt.
-
Wie
am besten in 2A zu sehen ist, weist das Gelenkstück 13 an
seiner flachen Seite eine Öffnung 25 auf,
in die der in den 4A und 4B gezeigte
Spannklotz 26 eingesetzt werden kann. Der Spannklotz 26 weist
eine quaderförmige
Grundform auf, eine Seite ist konkav gewölbt und damit an die Außenkontur
des in 5 gezeigten Zapfens 27 eines Zirkeleinsatzes 28 angepasst.
Der Spannklotz 26 weist eine Öffnung 29 auf, durch
die eine Spindel gesteckt werden kann.
-
6A zeigt
eine Seitenansicht eines Zirkelschenkels, 6B zeigt
eine vergrößerte Ansicht
eines Schnitts entlang der Linie VI-VI. Die Rändelmutter 11 ist
auf die Spindel 30 geschraubt, deren Spindelkopf 31 so
geformt ist, dass er drehfest in die Öffnung des Spannklotzes 26 eingesetzt
ist. Der Spannklotz 26 liegt sowohl an dem Spindelkopf 31 als
auch an dem U-förmigen
Zapfen 27 des Zirkeleinsatzes 28 an und klemmt
den Zirkeleinsatz 28 gegen das Gelenkstück 13, das wiederum
gegen den Zirkelschenkelabschnitt 5 gepresst wird. Die
Klemmkraft wird dabei durch Anziehen der Rändelmutter 11 erzeugt.
Die seitlich von dem Gelenkstück 13 abstehenden
Zapfenabschnitte 17, 18, die die Drehachse des
Gelenkstücks 13 bilden,
sind in den Aussparungen 19, 20 des Endabschnitts 21 des
Zirkelschenkelabschnitts 5 abgestützt.
-
7A zeigt
eine Seitenansicht des Zirkels 1, 7B zeigt
den Bereich des Gelenks in einer entlang der Linie VII-VII geschnittenen,
vergrößerten Ansicht.
In 7B ist das Gelenk 9 in abgeknickter Position
dargestellt. Die Klemmwirkung wird dabei durch Festschrauben der
Rändelmutter 11 erzielt,
die mit der Spindel 30 verschraubt ist und deren Spindelkopf 31 den
Spannklotz 26 gegen den unteren oder äußeren Zirkelschenkelabschnitt 7 presst.
Das Gelenkstück 13 liegt
mit einem Teil seiner Umfangsfläche 14 an
der entsprechenden Gegenfläche
des ersten oder oberen Zirkelschenkelabschnitts 5 an. Ebenso
liegt es an Gegenflächen
des zweiten, unteren Zirkelschenkelabschnitts 7 an, sodass
die Zirkelschenkelabschnitte 5, 7 durch das Gelenkstück 13 in der
eingestellten Position gehalten und geklemmt werden. In 7B ist
auch der an dem Gelenkstück 13 angeordnete
Vorsprung 23 dargestellt, der bei einem bestimmten Öffnungswinkel
gegen eine Anschlagfläche
in der Nut 24 stößt, wodurch
der Öffnungswinkel
begrenzt wird.
-
8 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem das Gelenk an einer Verlängerungsstange
ausgebildet ist. Die in 8 gezeigte Verlängerungsstange 32 weist
an ihrem oberen Ende einen U-förmigen
Zapfen 27 auf, der in eine entsprechende Öffnung eines
Zirkelabschnitts eingesetzt und arretiert werden kann. Am entgegengesetzten
Ende der Verlängerungsstange 32 befindet
sich ein Gelenkstück 13 mit
einem Spannklotz 26 und einer Mutter 11, wobei
das Gelenkstück 13 und
die damit zusammenwirkenden Bauteile identisch zu den in den 2 bis 4 gezeigten
Zirkelkomponenten aufgebaut sind. Das Gelenkstück 13 weist an seinem
freien Ende eine Öffnung
auf, in die ein Zirkeleinsatz eingesetzt werden kann.
-
Da
die Klemmflächen,
an denen die Haftreibung wirkt, entfernt von der Drehachse angeordnet sind,
kann das Gelenk höheren
Kräften
und Drehmomenten widerstehen als bisher eingesetzt Gelenke, sodass
ein unbeabsichtigtes Verstellen verhindert wird.