DE102013114752A1

DE102013114752A1 - Zeichengerät

Info

Publication number: DE102013114752A1
Application number: DE102013114752.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Hoffmann Philipp De
Priority date: 2013-12-21
Filing date: 2013-12-21
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2033-12-22
Also published as: DE102013114752B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zeichengerät mit einer äußeren, formfesten Struktur (1), in der eine Arretiervorrichtung (3) eingebracht ist, und einer inneren Struktur (4), in der korrespondierende Punktlochreihen, sowie Aussparungen eingebracht sind, vorzugsweise mathematische Funktionen, deren Maßstab mit den Haupteinteilungen des Zeichengeräts korrespondiert. Somit ist das Zeichnen von Kreisen im Intervallabstand der Bohrungen möglich, aber auch das Zeichnen von mathematischen Funktionen und derer Funktionen, die durch Geometriedreieck hinlänglich bekannt sind. Die Arretiervorrichtung (3) ist dabei so gestaltet, dass durch einfaches Drücken eine Rastposition erreicht wird, wodurch ein integrierter Arretierstift (3c) unterhalb der äußeren Struktur in Papier oder eine ähnliche Oberfläche eindringen kann. Durch ein weiteres Drücken wird die Raststellung gelöst, wodurch ein Rückstellelement die Arretiervorrichtung wieder in ihre Ausgangsposition drückt und den Arretierstift bündig zur äußeren Struktur (1) einfährt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein flächiges Zeichengerät mit einer inneren Flächenstruktur und einer die innere Flächenstruktur vollständig umschließenden äußeren Struktur, vorzugsweise zum Zeichnen von Kreisen und mathematischen Funktionskurven. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Mechanik für ein flächiges Zeichengerät, vorzugsweise mit Raststellung, zum Einstechen in Papier oder ähnliche Oberflächen.
Stand der Technik
Obwohl die manuelle Zeichenarbeit im industriellen und grafischen Bereich zunehmend von Zeichenprogrammen ersetzt wird, gibt es einen breiten Anwendungsbedarf von Zeichengeräten im schulischen oder Ausbildungsbereich. Anwender sind damit vermehrt Schüler und Studenten. Zunächst werden mit Zeichengeräten in Form von geraden Linealen und Dreiecken gerade Striche gezeichnet. Mit geeigneten Skalen auf den Zeichengeräten werden darüber hinaus auch Abstände gemessen. Zusätzlich weisen Zeichengeräte vorzugsweise in transparenter dreieckiger Form optische Hilfen auf, so dass sie auch zum Messen und Zeichnen von Winkeln und zum direkten Zeichnen paralleler Linien genutzt werden. Mit geeigneten Konturen werden mit gekrümmten Zeichengeräten auch Kurven und Formen reproduzierbar erstellt.
Bekannte Geodreiecke bestehen im wesentlichen aus einem gleichschenkligen, rechtwinkligen Dreieckskörper aus flexiblem oder festem, transparentem Kunststoff und werden zum Messen und Zeichnen von geometrischen Figuren verwendet. Die bekannten Geodreiecke sind in der Regel durchgehend glasklar transparent gefärbt oder durchgehend einfarbig, z.B. hellgrün, transparent über den gesamten Bereich ausgelegt.
Zur Verbesserung der Ablesbarkeit der Winkelskalen von Geodreiecken wird in der DE 93 08 287 U1 vorgeschlagen, farbliche Unterlegungen zu nutzen. Das gezeigte Geodreieck ist zweifarbig ausgeführt, wobei sich die beiden verschieden farbigen Bereiche beidseits der Mittellinie befinden. Gegenstand beispielsweise der DE 1 972 829 U ist die Anordnung der Beschriftung der Winkelskala.
Beispiele für Kurvenlineale üblicher Bauart, transparent oder nichttransparent, aus Metall, Kunststoff oder anderen geeigneten Materialien sind Parabelschablonen, mit deren Hilfe sich in der Regel die Normalparabelfunktion f(x) = x², die Tangensfunktion f(x) = tan(x) und die Sinusfunktion f(x) = sin(x) in der Einheit [cm] mechanisch darstellen lassen, und herkömmliche gerade Lineale unterschiedlicher Länge mit Maßeinteilung, mit deren Hilfe sich gerade Linien darstellen lassen. Dies ist unter anderem aus der DE 1 780 024 U bekannt.
Als Zeichengeräte eingesetzt werden auch Zirkel bzw. Zirkellineale, mit Hilfe derer Kreise unterschiedlicher Radien darstellbar sind, formbare Kurvenlineale, welche einen manuell geformten Kurvenverlauf beibehalten und dadurch die Nachzeichnung genau dieses Verlaufs ermöglichen, sowie Geodreiecke und andere Winkelmessgeräte zur mechanischen Darstellung von Winkeln. Ein als Zirkel nutzbares Geodreieck ist aus der DE 197 47 193 A1 bekannt. In der EP 1 726 454 B1 ist ein Zeichengerät beschrieben, das ein eingebrachtes Justierelement mit korrespondierenden Durchgangsbohrungen umfasst, die eine reduzierte Zirkelfunktion ermöglichen. Geodreiecke ermöglichen es oft zusätzlich, durch die parallel zur längsten Seite verlaufenden Markierungen Parallelen zu bereits vorhandenen Linien einzuzeichnen. Handelsübliche Zeichengeräte erzeugen mit Abstandsnocken an den Führungsflächen einen Abstand zum Papier, die als Tuschekante bezeichnet wird.
Unbefriedigend am Stand der Technik ist, dass kein passendes technisches Hilfsmittel existiert, welches auf robuste Weise eine Zirkelfunktion, Normalparabel-, Tangens-, Sinus-, Hyperbelfunktion und die Funktionen eines Geometriedreiecks vereint.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zeichengerät zu schaffen, welches vielseitig für die manuelle Zeichenarbeit verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Zeichengerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein flächiges Zeichengerät mit einer inneren Flächenstruktur und einer die innere Flächenstruktur vollständig umschließenden äußeren Struktur. Die innere Flächenstruktur des flächigen Zeichengeräts besteht aus einem ersten Material und die äußere Struktur aus einem zweiten Material.
Das flächige Zeichengerät ist somit mindestens zweigeteilt aufgebaut mit einer inneren Flächenstruktur einerseits und eine äußeren Struktur andererseits. Die Abmessungen sind hierbei in einer dem Fachmann bekannten Art und Weise so zu wählen, dass die Rahmenfunktion der äußeren Struktur gewährleistet ist. Aufgrund dieser Ausführung ist das Zeichengerät stabil und trotzdem leicht. Es zeichnet sich durch einen geringen Verschleiß aus, so dass es langjährig benutzt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die innere Flächenstruktur in einer geringeren Wandstärke als die äußere Struktur ausgeführt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die äußere Struktur zumindest bereichsweise eine größere Wandstärke und/oder die innere Flächenstruktur zumindest bereichsweise eine geringere Wandstärke hat. Die Wandstärke der inneren Flächenstruktur vorzugsweise mindestens 1 mm und vorzugsweise höchstens 3 mm, vorzugsweise 2 mm.
Besonders vorteilhaft überragt die Dicke der äußeren Struktur die Dicke der inneren Flächenstruktur in zumindest der in einer Zeichenposition betrachteten Richtung nach unten um wenigstens 1 mm. Dadurch kommt beim flächigen Aufliegen des Zeichengeräts auf einer Zeichenunterlage, beispielsweise einem Blatt Papier, nur der Außenrahmen auf dem Papier zu liegen. Es wirken so beim Verdrehen des Zeichengeräts auf dem Papier nur geringe Reibkräfte, was einen komfortablen Umgang mit dem Zeichengerät zum Zeichnen und genauen Positionieren auf dem Papier ermöglicht.
Das Zeichengerät ist in der Wahl des ersten Materials so ausgeführt, dass es besonders formstabil ist. Bei einer erfindungsgemäßen Ausführung wird dies durch den Einsatz von Metall erreicht. Besonders vorteilhaft sind Aluminiumlegierungen. Dadurch ist nicht nur eine leichte Herstellbarkeit gewährleistet, sondern das Zeichengerät hat auch eine Struktur, die gegen Verformung durch Handkraft robust ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die innere Flächenstruktur transparent ausgeführt. Besonders vorteilhaft ist sie aus Kunststoff, wobei dies den direkten Blick auf die Unterlage ermöglicht. Dadurch ist ein komfortabler Umgang mit dem Zeichengerät zum Zeichnen und genauen Positionieren auf dem Papier ermöglicht.
Das flächige Zeichengerät gemäß der Erfindung kann die Form eines gleichschenkligen Dreiecks haben und ist so besonders geeignet, um Winkel zu messen und abzutragen.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung hat das flächige Zeichengerät die Form eines Lineals.
Bei dem flächigen Zeichengerät gemäß der Erfindung ist in der inneren Flächenstruktur bevorzugt mindestens eine geometrische Aussparung angeordnet. Die geometrische Aussparung stellt vorzugsweise eine mathematische Funktionen dar, insbesondere Abschnitte der Funktionsgraphen f(x) = tan(x), f(x) = sin(x), f(x) = x², f(x) = 1/x.
Das flächige Zeichengerät kann gemäß der Erfindung auch eine Zirkelfunktion übernehmen. Es ist hierzu als Zeichengerät mit einer inneren und äußeren Struktur ausgeführt, an der mindestens eine Zeichenanlage für ein Schreib- oder Schnittgerät zum Zeichnen oder Schneiden eines Musters ausgebildet ist. Des Weiteren ist eine Arretiervorrichtung vorgesehen, die bevorzugt ein aus einer oberen Stellung in eine untere Einstichstellung bewegbares Arretierelement zur Fixierung des Zeichengerätes auf einem Papier oder einer papierähnliche Unterlage umfasst. Das Arretierelement hat damit eine ähnliche Funktion wie eine Zirkelspitze.
Das bewegbare Arretierelement der Arretiervorrichtung kann einen Arretierstift umfassen, der in einer zentralen Position der Arretiervorrichtung gelagert ist und in mindestens einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Position arretierbar ist. Vorzugsweise weist die Arretiervorrichtung ein Rückstellelement zur Rückstellung des Arretierelements bzw. -stifts aus der ausgefahrenen Position auf.
Bei einer Ausführungsform des flächigen Zeichengeräts gemäß der Erfindung ist die Arretiervorrichtung in die innere Flächenstruktur oder die äußere Struktur des Zeichengeräts eingelassen und umfasst einen Führungsring, der vorzugsweise aus Kunststoff ist, sowie eine in dem Führungsring verfahrbar gleitgelagerte Arretiertaste, welche in ihrer Mitte als Arretierstift ausgebildet ist. Die Arretiertaste ist mit einer größeren Dicke als die innere Flächenstruktur und die äußere Struktur ausgeführt ist derart, dass es sowohl in der eingefahrenen als auch in der ausgefahrenen Position aus der inneren Flächenstruktur oder der äußeren Struktur des Zeichengeräts vorsteht. Dies erleichtert die Bedienung der Arretiervorrichtung, insbesondere das Lösen der Arretierung des flächigen Zeichengeräts.
Für die Fixierung der Arretiervorrichtung in der ausgefahrenen Position kann diese einen flexiblen Anschlag mit einer Nase umfassen, derart, dass die Nase zunächst beim Herunterdrücken leicht nach innen ausgelenkt wird, bis sie einrastet und dadurch die Druckkraft des Rückstellelements aufnimmt
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen flächigen Zeichengeräts prägt der Führungsring eine Führung in Form einer Bahn aus, die die Bewegung des Einstichs zum Führungsring definiert. Zusätzliche Führungselemente sind nicht erforderlich.
Die Arretiervorrichtung kann in einer Ecke oder in einer mittigen Position der äußeren Struktur angeordnet sein. Dies hängt zum Beispiel von dem Einsatzzweck des Zeichengeräts ab.
In der inneren Struktur können eine oder mehrere Bohrungen mit Abstand zum Arretierstift vorgesehen sein. Diese Bohrungen dienen als punktförmiges Zeichenelement zur Zeichnung von Teil- oder Vollkreisen bei Drehung des Zeichengerätes um den Arretierstift, indem ein Schreib- oder Schnittgerät in die betreffende Bohrung eingeführt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 in schematischer Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines flächigen Zeichengeräts gemäß der Erfindung, das als gleichschenklig ausgeführtes Dreieckslineal mit einer Arretiervorrichtung in der äußeren Struktur und geometrischen Aussparungen in der inneren Struktur ausgeführt ist,
2 in schematischer Darstellung das Zeichengerät von 1 von unten, das drei Noppen in den Eckenbereichen der äußeren Struktur aufweist,
3 in einem Längsschnitt A-A die Arretiervorrichtung des Zeichengeräts von 1,
4 einen schematischem Längsschnitt B-B durch die Symmetrieachse des Zeichengeräts von 1,
5 in schematischer Draufsicht gemäß 1 die Veranschaulichung einer Betätigung der Arretiervorrichtung durch den Benutzer mittels eines Fingers,
6 eine schematische, um die Arretiervorrichtung gedrehte Draufsicht gemäß 1, wobei ein in eine Bohrung eingeführtes Schreib- oder Schnittgerät zur Erzeugung eines Kreisbogens bei Drehung des Zeichengeräts dargestellt ist,
7 in schematischer Darstellung die Arretierfunktion in mehrschrittiger Abfolge, wobei die Relativbewegung von Führungsring und Arretierstift mit Rückstellelement zueinander in Frontansicht, Ansicht von hinten und Schnittansicht dargestellt ist,
8 in schematischer Draufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines flächigen Zeichengeräts gemäß der Erfindung, bei dem die Arretiervorrichtung in der linken unteren Ecke der äußeren Struktur aufgenommen ist und dadurch die Bohrungen in einer Linie fluchtend parallel zur Hypotenuse angeordnet sind, und
9 einen schematischem Längsschnitt B´-B´ durch die Symmetrieachse eines dritten Ausführungsbeispiels eines flächigen Zeichengeräts gemäß der Erfindung, bei dem die Noppen anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet sind.
In den Figuren sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente und Bauteile dargestellt. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Im Folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von 1 bis 7 erläutert.
1 und 2 zeigen ein Zeichengerät 1 in Form eines rechtwinkligen Dreieckslineals mit einer aus einem Aluminiumschaum hergestellten, flachen, äußeren Struktur 1 als Rahmen. Die Ecken der äußeren Struktur können mit beliebigen Radien, zweckmäßig mit r = 1mm verrundet sein. Aufgrund des gewählten Materials ist die äußere Struktur 1 zugleich leicht und äußerst formstabil. Die äußere Struktur 1 ist auf der Oberseite mit Skalen 2, 13 und auf der Unterseite mit Noppen 1a versehen. Sie umschließt eine transparente, innere Flächenstruktur 4, die als Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt worden ist und eine geringere Dicke als die äußere Struktur 1 aufweist. Letztere ist innen mit einem vorstehenden Ring 1c mit einer Begrenzung 1b ausgebildet, der als Auflage für den Randbereich der inneren Struktur 4 dient. Beide Strukturen 1, 4 sind miteinander verklebt. Die Klebeverbindung 5 ist in 4 veranschaulicht. Dort befindet sich zugleich ein Schwarzdruck. Mittig bezüglich der als Zeichenanlage für ein Schreib- oder Schnittgerät dienenden Hypotenuse 15 des Zeichendreiecks ist in der äußeren Struktur 1 eine Arretiervorrichtung 3 angeordnet, die zentral mit einen Arretierstift 3c versehen ist und weiter unten mehr im Einzelnen erläutert wird.
Mittig ist die innere Struktur 4 mit einer weiteren Skala 16 versehen. Sie weist mehrere geometrische Aussparungen auf, die mathematische Funktionen darstellen, nämlich einen Tangenskurvenabschnitt 7 f(x) = tan(x), einen Sinuskurvenabschnitt 8 f(x) = sin(x), einen Parabelkurvenabschnitt 10 f(x) = x² und einen Hyperbelabschnitt 11 f(x) = 1/x. Beschriftungen 6 mit Angabe der jeweiligen mathematischen Funktion befinden sich jeweils nahe den geometrischen Aussparungen. Die Benutzung der geometrischen Aussparungen wird noch erläutert.
Um ein einfaches Zeichnen von Kreisbogenlinien zu ermöglichen, ist das Zeichengerät 1 mit mehreren, in einem vorgegebenen Abstand zu dem Arretierstift 3b angeordneten Bohrungen 9 versehen, die als punktförmige Zeichenanlage für ein Schreib- oder Schnittgerät 14 dienen, siehe 6. Es können durch die Anordnung der Bohrungen 9 in der inneren Struktur 4 insbesondere Kreise mit sehr kleinen Intervallen zueinander um den den Kreismittelpunkt bildenden Einstichpunkt des Arretierstifts 3b gezeichnet oder geschnitten werden. Dabei können die Bohrungen 9 in der inneren Struktur 4 in beliebigen Abständen zum Kreismittelpunkt der Arretiervorrichtung 3 angeordnet werden, um jeden Radius zu ermöglichen. Vorteilhaft ist es, die meisten Bohrungen 9 auf y = 0 zu positionieren, um beim Verschieben des Zeichengerätes 1 parallel zur Hypotenuse nicht nur Hilfslinien zu erkennen, sondern, auch die Möglichkeit zu haben durch die Bohrungen 9 Markierungen, vorzugsweise Punkte, zu setzen. Die Bohrungen 9 können im Abstand zur ausgefahrenen Einstichmitte so zwischen 10 und 55mm im Intervall von 5mm angeordnet werden, dass eine große Bandbreite an handelsüblichen Schreibgeräten 14 in die Bohrungen im Durchmesser von 2,5mm gesteckt werden können. Durch eine volle Umdrehung um die Achse der Einstichmitte können Kreislinien mit variablen Radien gezeichnet werden.
Es kann zusätzlich ein Sinusabschnitt als Aussparung in die innere Struktur 4 so eingebracht sein, dass nach einer Drehung des Zeichengerätes gegen den Uhrzeigerdrehsinn um 90° eine Hilfslinie die Abszisse abbildet und der äußerste linke Punkt in dem besagten Sinusabschnitt den Ursprungspunkt kennzeichnet. Der Sinusabschnitt ist hierbei die graphische Darstellung der Gleichung f(x) = sin(x) im Wertebereich von x = {0,...,π}, wobei x in [cm]. Zum Zeichnen eines Kosinus kann dieser als Sinusfunktion dargestellt durch die planparallele Verschiebung oder Translation des Zeichengerätes um π/2 entlang der Abszisse der Funktion verstanden werden.
Es kann zusätzlich ein Parabelabschnitt als Aussparung in die innere Struktur 4 so eingebracht sein, dass die Symmetrieachse oder Mitte des Zeichengerätes die Ordinate abbildet und der unterste tiefste Punkt der Aussparung den Ursprung kennzeichnet. Zum Zeichnen des Parabelabschnitts ist eine Drehung des Zeichengerätes um 180° notwendig. Der Parabelabschnitt ist hierbei die graphische Darstellung der Gleichung f(x) = x² im Wertebereich von x = {0,...,2}, wobei x in [cm].
Es kann zusätzlich ein Hyperbelabschnitt 11 als Aussparung in die innere Struktur 4 so eingebracht sein, dass die Abszisse als notwendige Anlage die innere Begrenzung der äußeren Struktur 1 ist. Die notwendige Anlage und Ordinate als vertikale Linie auf der inneren Struktur 4 in 2 zu erkennen. Der Hyperbelabschnitt ist hierbei die graphische Darstellung der Gleichung f(x) = 1/x im Wertebereich von x = {0,...,3}, wobei x in [cm].
Es kann zusätzlich ein Tangensabschnitt als Aussparung in die innere Struktur 4 so eingebracht sein, dass die bei einer 90° Drehung des Zeichengerätes im Uhrzeigerdrehsinn der Schwarzdruck 5 die Ordinate darstellt und die Aussparung selbst im tiefsten Punkt den Ursprung kennzeichnet. Der Tangensabschnitt ist hierbei die graphische Darstellung der Gleichung f(x) = tan(x) im Wertebereich von y = {0,...,3}, wobei y in [cm].
Erweiterte Wertebereiche der Aussparungen oder Funktionskurven können dadurch erzeugt werden, dass einzelne Aussparungen oder Funktionen fortgelassen werden, um andere größer darzustellen. Dies soll im Folgenden exemplarisch ausgeführt werden: So kann auf eine oder mehrere Aussparungen verzichtet werden, um den Tangensabschnitt als graphische Darstellung der Gleichung f(x) = tan(x) im angepassten Wertebereich von y = {0,...,6}, wobei y in [cm], zu ermöglichen. Alternativ kann auf eine oder mehrere Aussparungen verzichtet werden, um den Hyperbelabschnitt als graphische Darstellung der Gleichung f(x) = 1/x im Wertebereich von x = {0,...,10}, wobei x in [cm], zu ermöglichen. Alternativ kann auf eine oder mehrere Aussparungen verzichtet werden, um den Parabelabschnitt als graphische Darstellung der Gleichung f(x) = x² im Wertebereich von x = {–2, ..., 2}, wobei x in [cm], zu ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform kann des Weiteren eine gegenläufige Winkelskala auf der äußeren Struktur 1 aufgebracht sein, die in einer Ausführungsform der Erfindung verzweigt besondere Winkel markiert, zweckmäßig Winkelmarkierungen bei bei 7°, 23°, 42°, 68° und 75°.
Zusammengefasst: Das Zeichnen von Kreisen im Intervallabstand der Bohrungen möglich, aber auch das Zeichnen von mathematischen Funktionen und derer Funktionen, die durch Geometriedreieck hinlänglich bekannt sind.
Im Folgenden wird die Arretiervorrichtung 3 mehr im Einzelnen erläutert. Diese umfasst eine Arretiertaste 3a, deren Dicke größer als diejenige der äußeren Struktur 1 ist. Als Auflage für einen Bedienfinger (siehe 5) dient an der Oberseite der Arretiertaste 3a eine vorzugsweise konkav ausgeformte Druckfläche. Diese kann durch eine geeignete Werkstoffwahl rutschhemmend ausgeführt sein oder optisch ansprechend glänzend sein. Dabei kann eine Beschriftung 6 mittig auf der Druckfläche 3c durch Bedrucken, Ätzen oder dreidimensional bereits im Material eingebracht sein. In der Mitte ist die Arretiertaste mit dem bereits erwähnten, nach unten weisenden Arretierstift 3c versehen. Am Umfang der Arretiertaste befindet sich ein Anschlag 3b, der flexibel mit einer Nase ausgestaltet ist, derart, dass die Nase zunächst beim Herunterdrücken leicht nach innen ausgelenkt wird, bis sie einrastet.
Die Arretiertaste 3a ist in einem einen Innenkragen aufweisenden Führungsring 3e verschiebbar aufgenommen, der wiederum in einer Aussparung der äußeren Struktur 1 befestigt ist. Der innere Ring ist zylindrisch und hat eine geringere Dicke als die innere Struktur 4. Der Innenkragen des Führungsrings 3e sichert die von diesem aufgenommene Arretiertaste 3a. Im Boden 1d der Aussparung der äußeren Struktur befindet sich eine Durchgangsbohrung 12, durch die der vordere Bereich des Arretierstifts 3c treten kann. Der Boden 1d dient als Widerlager für ein Rückstellelement 3d, das als Feder ausgebildet ist. Der Führungsring 3e der Arretiervorrichtung kann ein Spritzgussteil sein. Der Arretierstift kann aus Metall, z.B. Edelstahl, hergestellt sein. und in den Kopfteil der Arretiertaste 3a eingesteckt sein, so dass sich eine formschlüssige Verbindung ergibt.
7 veranschaulicht die Funktionsweise der Arretiervorrichtung 3 anhand von mehreren Einzelschritten. Der Ablauf wird anhand verschiedener Ansichten (Frontansicht, Rückansicht, Schnittansicht) erläutert.
Schritt 1: Ausgangsstellung – Die Arretiervorrichtung ist entlastet, der Dorn bzw. die Spitze des Arretierstifts 3c ist nicht sichtbar.
Schritt 2: Erster Fingerdruck – Durch Druckausübung des Bedienfingers auf die Druckfläche der Arretiertaste 3a wird der Arretierstift 3c linear, entgegen der Kraft des Rückstellelements, nach unten bewegt und gelangt aufs Blatt. Die Nase rastet taktil spürbar am Anschlag ein.
Schritt 3: Raststellung – Der Dorn befindet sich im Blatt.
Schritt 4: Zweiter Fingerdruck – Die erneute Druckausübung auf die Druckfläche der Arretiertaste 3a führt zu einer weiteren Auslenkung des Arretierstifts 3c.
Schritt 5: Anschlag unten – Die Arretiertaste 3a ist maximal heruntergedrückt und der Dorn in der am weitesten ausgefahrenen Position. Das Rückstellelement ist maximal gespannt, was die notwendige potentielle Energie für den Schritt 6 bereithält.
Schritt 6: Entlastung und Hubbewegung – Beim Lösen des Fingerdrucks bewegt sich die Arretiertaste 3a durch die Federkraft nach oben, d.h. potentielle Energie des Rückstellelements 3d wird in kinitische Energie und damit in eine Hubbewegung umgewandelt. Im letzten Abschnitt wird die Hubbewegung durch die Kontur des Führungsrings 3e in eine Schwenkbewegung umgewandelt. Die Ausgangsstellung wird wieder erreicht.
Zusammengefasst: Die Arretiervorrichtung 3 ist so gestaltet, dass durch einfaches Drücken eine Rastposition erreicht wird, wodurch der integrierte Arretierstift 3c unterhalb der äußeren Struktur 1 in Papier oder eine ähnliche Oberfläche eindringen kann. Durch ein weiteres Drücken wird die Raststellung gelöst, wodurch das Rückstellelement 3d die Arretiervorrichtung wieder in ihre Ausgangsposition drückt und den Arretierstift 3c bündig zur äußeren Struktur 1 einfährt.
8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Arretiervorrichtung 3 ist hier in einer Position in der linken unteren Ecke der äußeren Struktur 1 angeformt. Diese Anordnung unterscheidet sich wesentlich von der des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, dass die zugehörigen Bohrungen 9 nun in einer Linie parallel zur Hypotenuse über die volle wirksame Länge der inneren Struktur 4 angeordnet werden können. Dadurch ist der maximal darstellbare Zeichenradius vergrößert, und die Bedienlogik des Zeichengerätes ist verbessert.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 9 sind Noppen 1a aus einem weiteren Material, vorzugsweise Kunststoff, weiter vorzugsweise Teflon, oder wahlweise aus einem magnetischen Material, vorzugsweise Neodym, in Bohrungen der äußeren Struktur 1 eingebracht. Die Noppen 1a sind mit der äußeren Struktur verklebt oder per Press- oder Schrumpfsitz verbunden. Die Gleiteigenschaft auf Papier oder ähnlichen Oberflächen oder die Haftwirkung auf ferromagnetischen Oberflächen ist verbessert.
Die beschriebenen und weitere möglichen Ausführungsvarianten Varianten der äußeren und der inneren Struktur sind beliebig kombinierbar.
Bezugszeichenliste

1: Strukturrahmen
1a: Noppen
1b: Begrenzung
1c: Ring
1d: Boden
2: Gegenläufige Winkelskala
3: Arretiervorrichtung
3a: Druckfläche
3b: Anschlag Arreterierung
3c: Arretierstift
3d: Rückstellelement
3e: Führungsring
4: Innere Struktur
5: Schwarzdruck und Klebestelle
6: Beschriftung
7: Tangenskurvenabschnitt
8: Sinuskurvenabschnitt
9: Bohrungen
10: Parabelkurvenabschnitt
11: Hyperbelabschnitt
12: Durchgangsbohrung
13: Markierung Pi-Vielfache
14: Schreib- oder Schneidegerät
15: Hypotenuse oder Ziehkante
16: Skala

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 9308287 U1 [0004]
DE 1972829 U [0004]
DE 1780024 U [0005]
DE 19747193 A1 [0006]
EP 1726454 B1 [0006]

Claims

Flächiges Zeichengerät mit einer inneren Flächenstruktur (4) und einer die innere Flächenstruktur (4) vollständig umschließenden äußeren Struktur (1), wobei die innere Flächenstruktur aus einem ersten Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Struktur (1) des flächigen Zeichengeräts aus einem zweiten Material besteht.
Flächiges Zeichengerät nach Anspruch 1, wobei die innere Flächenstruktur (4) in einer geringeren Wandstärke als die äußere Struktur (1) ausgeführt ist.
Flächiges Zeichengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Flächenstruktur (4) eine Dicke von 1 bis 3 mm, vorzugsweise 2 mm, aufweist.
Flächiges Zeichengerät nach Anspruch 3, wobei die äußere Struktur (1) zumindest bereichsweise 1 bis 3 mm, vorzugsweise 1 mm, dicker als die innere Flächenstruktur ausgeführt ist.
Flächiges Zeichengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die äußere Struktur (1) formstabil ausgeführt ist, insbesondere aus einem Metallwerkstoff, vorzugsweise Aluminium, gefertigt ist.
Flächiges Zeichengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Flächenstruktur (4) aus einem transparenten Werkstoff ausgeführt ist, vorzugsweise einem Kunststoff.
Flächiges Zeichengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flächige Zeichengerät die Form eines gleichschenkligen Dreieck hat.
Flächiges Zeichengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das flächige Zeichengerät als Lineal ausgeführt ist.
Flächiges Zeichengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der inneren Flächenstruktur mindestens eine geometrische Aussparung (7, 8, 10, 11) angeordnet ist, wobei die geometrische Aussparung vorzugsweise eine mathematische Funktionen darstellt, insbesondere Abschnitte der Funktionsgraphen f(x) = tan(x) (7), f(x) = sin(x) (8), f(x) = x 2 (10), f(x) = 1/x (11).
Flächiges Zeichengerät, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine innere Flächenstruktur (4) und eine die innere Flächenstruktur vollständig umschließende äußere Struktur (1), wobei das flächige Zeichengerät eine Arretiervorrichtung (3) zur punktuellen Arretierung des Zeichengerätes umfasst.
Flächiges Zeichengerät nach Anspruch 10, wobei die Arretiervorrichtung (3) einen Arretierstift (3c) umfasst, der in einer zentralen Position der Arretiervorrichtung (3) gelagert ist und in mindestens einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Position arretierbar ist.
Flächiges Zeichengerät nach Anspruch 11, wobei die Arretiervorrichtung (3) weiterhin ein Rückstellelement (3d) zur Rückstellung des Arretierstifts (3c) aus der ausgefahrenen Position umfasst.
Flächiges Zeichengerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Arretiervorrichtung (3) in die innere Flächenstruktur (4) oder die äußere Struktur (1) des Zeichengeräts eingelassen ist und einen Führungsring (3e) sowie eine in dem Führungsring verfahrbar gleitgelagerte Arretiertaste (3a) umfasst, welche in seiner Mitte als Arretierstift (3c) ausgebildet ist, wobei die Arretiertaste (3a) mit einer größeren Dicke als die innere Flächenstruktur (4) und die äußere Struktur (1) ausgeführt ist derart, dass es sowohl in der eingefahrenen als auch in der ausgefahrenen Position aus der inneren Flächenstruktur (4) oder der äußeren Struktur (1) des Zeichengeräts vorsteht.
Flächiges Zeichengerät nach Anspruch 13, wobei der Führungsring (3e) aus Kunststoff ist.
Flächiges Zeichengerät nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Arretiervorrichtung (3) einen flexiblen Anschlag (3b) mit einer Nase umfasst, derart, dass die Nase zunächst beim Herunterdrücken leicht nach innen ausgelenkt wird, bis sie einrastet.
Flächiges Zeichengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Führungsring (3e) eine Führung in Form einer Bahn ausprägt, die die Bewegung des Einstichs zum Führungsring definiert.
Flächiges Zeichengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Arretiervorrichtung (3) in einer Ecke in der äußeren Struktur (1) angeordnet ist.
Flächiges Zeichengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Arretierungsvorrichtung (3) in einer mittigen Position in der äußeren Struktur (1) angeordnet ist.
Flächiges Zeichengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der inneren Struktur (4) mindestens eine Bohrung (9) mit Abstand zum Arretierstift (3c) vorgesehen ist und als punktförmiges Zeichenelement zur Zeichnung von Teil- oder Vollkreisen bei Drehung des Zeichengerätes um den Arretierstift (3c) angeordnet ist.
Flächiges Zeichengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Unterseite der äußeren Struktur (1) Noppen (1a) angebracht sind.