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Vorrichtung zum Zeichnen, Anreißen, Ausschneiden od. dgl. von algebraisch
bestimmten Ovalen Zum Aufzeichnen, Übertragen usw. von elliptischen Kurven sind
Geräte mannigfaltiger Ausbildung bekannt. Die Schwierigkeit bei der Verwendung beginnt
jedoch dann, wenn es sich darum handelt, an Stelle von elliptischen Kurven solche
mit ovaler Formgebung darzustellen, die genauen mathematischen Formeln entsprechen
müssen und die Eigenschaft haben, daß, wenn zwei zusammenarbeitende Ovale um ihre
Mittelpunkte gedreht werden, sie sich an jeder Stelle ihres Umfanges tangential
berühren. Dies ist beispielsweise wichtig bei ovalen Zahnrädern, bei Ovalradzählem
u. dgl.
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Die bekannten Ellipsenzirkel oder sonstige diesbezügliche Vorrichtungen
sind hierfür nicht geeignet. Es ist zwar schon ein zum Aufreißen von ovalen Kurven
dienendes Gerät vorgeschlagen worden, das sich durch seine einfache Bauweise aus
leicht herzustellenden Elementen auszeichnet. Nachteilig ist jedoch bei ihm, daß
zur Darstellung der gewünschten Ovalkurven ein genau entsprechendes Modell einer
Ellipse vorhanden sein muß, und zwar für jede Größe eine dieser angepaßte, bestimmte
Vorlage.
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Demgegenüber bringt die Erfindung ein Gerät, bei dem die erwähnte
Unzulänglichkeit nicht vorhanden ist. Es werden ohne jedwede Vorlage, Schablone
oder Modell immer ovale Kurven dargestellt, die sich exakt aufeinander ohne irgendwelchen
Schlupf abwälzen. Sie kennzeichnet sich durch zwei Achsen, deren Abstand voneinander
gleich der Summe der beiden Halbachsen des darzustellenden Ovals ist, je einen an
jeder der Achsen angebrachten und auf diesen um seinen Scheitelpunkt schwenkbaren
Winkelhebel, zwei parallele, senkrecht zu der Verbindungslinie der beiden Achsen
verlaufende Führungsschienen, deren Abstand voneinander gleich der Differenz zwischen
der großen und der kleinen Halbachse des darzustellenden Ovals ist und in denen
die Schnittpunkt;, der beiden Winkelhebel geführt werden, eine weitere, die parallelen
Führungsschienen kreuzende, in Richtung der Verbindungslinie der beiden Achsen verlaufende
Führungsschiene, eine in den Schnittpunkten der beiden Winkelhebel geführte Verbindungsschiene,
in deren Mitte das das Oval erzeugende Gerät angebracht ist, welches in der auf
der Verbindungslinie der beiden Achsen liegenden Führungsschiene geführt wird, und
eine das Oval wiedergebende Fläche, die an einer der beiden Achsen angebracht und
zwangläufig zusammen mit dem auf derselben Achse befindlichen Winkelhebel schwenkbar
ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g.1 das Schema des Gerätes in Draufsicht, F i g. 2 einen mit dem Gerät
dargestellten Quadranten eines Ovals und F i g. 3 die perspektivische Ansicht einer
Ausführungsmöglichkeit.
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Auf einer Grundplatte 1 (in der F i g. 1 nicht dargestellt) sind zwei
Säulen oder Stangen als Achsen 2 und 3 angeordnet, um die sich oder mit denen sich
je ein Winkelbebel 4 und 5 in seinem Scheitel drehen kann. Die beiden Achsen 2 und
3 haben einen Abstand voneinander, welcher der Summe aus den beiden Halbachsen
a und b des darzustellenden Ovals entspricht. Auf einem Teil dieser
gedachten Verbindungslinie ist eine Führungsschiene 6 vorgesehen, von der sich nach
beiden Seiten von ihrer Mitte aus in gleichen Abständen und senkrecht zu ihr je
zwei Führungsschienen 7 und 8 erstrecken. Diese Führungsschienen können, wie aus
der F i g. 3 ersichtlich, durch an der Grundplatte 1 befestigte Ständer 9 gehalten
sein. Vorzugsweise sind die Führungsschienen 7 und 8 mit Längsschlitzen
10 versehen, in denen sich die Kreuzungsstellen der Winkelhebel 4 und
5 mit Bolzen 11 und 12 führen. Die Kreuzungsstellen sind durch
eine Verbindungsschiene 13 od. dgl. miteinander verbunden, die ebenfalls mit Führungsschlitzen
14 versehen ist. Ebenso trägt die Führungsschiene 6 einen Führungsschlitz 15.
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Im Mittelpunkt der Verbindungsschiene 13 ist senkrecht zu ihr das
Zeichengerät 16, beispielsweise ein Zeichenstift 17, befestigt, mit dessen unterem
spitz ausgebildetem Ende das gewünschte Oval 18
aufgerissen wird. Wie aus
der F i g. 3 ersichtlich, wird das Oval auf einer dieses wiedergebenden Fläche 19
dargestellt, die zusammen mit dem Winkelhebel 5 um die Achse 3 schwenkbar ist. Durch
Umspannen oder Übertragen dieser Zeichenfläche 19 an
die Achse
2 kann ein weiteres Oval 20 angefertigt werden, welches das erste
Oval 18 tangiert.
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An Stelle eines Zeichenstiftes 17 kann eine Reißnadel oder ein zum
Ausschneiden von ovalen Schablonen aus Kunststoffplatten dienendes Schneidv@er.zeug
eingesetzt sein. Es kann aber genausogut dort ein Steuerorgan für Maschinen (Drehbank,
Fräsmaschine u. ,d-1.), die zur Herstellung von ovalen Körpern eingesetzt werden,
angebracht sein.
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Infolge der Unmöglichkeit unendlich lange Gleitschienen herzustellen
oder anzuwenden, kann nur ein unvollständiges Viertel des Gesamtovals aufgezeichnet
werden. Die Scheitelpunktstellen sind um ein geringes Stück unvollständig. Der sich
dabei ergebende kleine Differenzwinkel a hängt davon ab, wie lange die- Gleitschienen
7 und 8 bzw. deren Schlitze - und zwar nur eine von beiden nach der entsprechenden
Seite, wenn ein Ovalquadrant genügt - technisch ausgeführt werden können.
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In den Figuren ist immer jeweils nur ein solcher Quadrant dargestellt.
Wird die Zeichenfläche 19 um die weiteren drei Quadranten vergrößert, dann kann
selbstverständlich das ganze Oval gezeichnet werden, mit Ausnahme der Scheitelpunktstellen.
Da diese aber nur kurz und verhältnismäßig flach sind, können sie unbedenklich von
Hand oder sonstwie ergänzt werden. Ein Beispiel soll diese veranschaulichen. Werden
die beiden Führungsschienen 7 und 8 beispielsweise 20 - b gemacht, so ist der Ovalquadrant
an den Scheiteln um den Bogen des Winkels d, etwa 2° 52', nicht gezeichnet. Der
aufgezeichnete Ovalbogen ist infolgedessen nur 84° 16' statt 90°. Die Scheitelpunkte
selbst können genau angerissen werden. Da aber beim elliptischen Oval die Scheitel
angenähert flach sind und der Bogen mit zunehmenden Achsenverhältnis
sich sehr weitgehend an die Scheiteltangente anschmiegt, ist die Unvollständigkeit
des gezeichneten Ovalquadranten kein technischer Mangel. Die wesentlichen und technisch
bedeutenden Bogenteile liegen in der Mitte des Ovalbogens, und diese Stellen wie
auch der größte Teil des Bogens können genauestens aufgerissen werden. Die Ergänzung
der verbleibenden geringfügigen flachen Bogenteile kann, wie oben bereits angedeutet,
leicht vervollständigt werden. Im übrigen sind Hilfsvorrichtungen möglich, um das
Oval vollständig aufzuzeichnen.
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Um verschiedene Größen von ovalen Kurven darstellen zu können, ist
in der Grundplatte beiderseits vom Mittelpunkt je eine Reihe von Bohrungen
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angeordnet, in welche die Achse 2 und 3 entsprechend eingesteckt werden.
Diese Lochanordnung eignet sich aber nur dann, wenn lediglich bestimmte Kurven gebraucht
werden. Sind jedoch Kurven beliebiger Größe verlangt, dann wird an Stelle der Lochreihen
je ein Längsschlitz in der Grundplatte vorgesehen, in welchen die Stangen verschiebbar
und einstellbar eingesetzt sind. Die Grundplatte wird dann vorteilhaft auf Füße
gestellt. An Stelle der Verschiebbarkeit der Säulen bzw. Achsen kann auch eine Veränderung
der Führungsschienen 7 und 8 in ihrem Abstand voneinander zu dem gleichen Zweck
verwendet werden.