DE130714C

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Publication number: DE130714C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkhebelverbindung, welche zum Führen mehrerer Punkte im genauen Kreisbogen als geometrischem Ort dienen kann, indem die zwangläufig mit einander verbundenen Glieder dieser Hebelverbindung mehrere, und zwar mindestens drei in eine Kreislinie einschreibbare Punkte aufweisen, welche bei jeder Stellung bezw. Lagenveränderung der zur Verbindung gehörenden Glieder immer in einen genauen Kreisbogen einschreibbar bleiben. Somit eignet sich diese Hebelverbindung sowohl zur Anfertigung von genau arbeitenden Kreislinealen, wie beispielsweise von Zahnrädern, Riemscheiben oder dergl., deren Kreisumfang vergröfsert oder verkleinert werden kann, ohne dafs dieselben etwas von der Regelmäfsigkeit ihrer Gestalt einbüfsen.The present invention relates to an articulated lever connection which is used to guide several Points in the exact arc of a circle can serve as a geometric location by the inevitably with interconnected links of this lever connection several, at least three have inscribable points in a circular line, which BEZW in each position. Change of position the links belonging to the connection can always be inscribed in an exact arc. So this is suitable Lever connection both for the production of precisely working circular rulers, such as of gears, pulleys or the like. The circumference of which is enlarged or reduced can become without them having anything of the regularity of their shape forfeit.

Selbstverständlich müssen bei solchen Zahnrädern , Riemscheiben oder dergl. zur Veränderung ihrer Gröfse nach Oeffnen des Radkranzes einzelne Glieder hinzugefügt oder entfernt werden, worauf dieser Kranz wieder geschlossen werden kann.It goes without saying that such gears, pulleys or the like have to be changed Individual links added or removed to their size after opening the wheel rim whereupon this wreath can be closed again.

Im Gegensatz zu früheren Versuchen, eine solche genaue Kreisführung mehrerer Punkte zu erzielen, die jedoch nur zu annähernden Lösungen dieser Aufgabe führten, wird bei der vorliegenden Erfindung eine mathematisch genaue Lösung dieses Problems erzielt.In contrast to earlier attempts, such an exact circular guidance of several points to achieve, which however only led to approximate solutions of this problem, is at of the present invention achieves a mathematically accurate solution to this problem.

Auf beiliegender Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand sowohl in theoretischen wie auch in praktischen Beispielen dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Ausführungsform eines Gelenkhebelsystems, Fig. 2 eine etwas anders gewählte Bauart desselben, Fig. 3 einen Aufrifs einer Verbindung, bei welcher die Glieder als Platten ausgebildet sind, Fig. 4 einen Grundrifs des durch Fig. 3 veranschaulichten Systems; Fig. 5 stellt ein Kettenrad mit 23 Zähnen dar, dessen Umfang in der eingangs angegebenen Weise zu verändern ist. Fig. 6 ist eine Öberansicht und Fig. 7 ein Aufrifs eines nach denselben Grundsätzen gebauten Kreislineals. In Fig. 8 ist ein Aufrifs eines Theiles des Kreislineals dargestellt, in welchem die Lage der durch die vorderen Glieder verdeckten Stellen der hinteren Glieder punktirt angedeutet ist. Fig. 9 ist eine Seitenansicht des Kreislineals und die Fig. 10 und 11 zeigen Einzelheiten desselben. Fig. 12 veranschaulicht die in Fig. 1 dargestellte Hebelverbindung graphisch in der einen Lage, welche die Glieder einnehmen können; Fig. 13 zeigt dieselbe Hebelverbindung in einer anderen Lage. Fig. 14 veranschaulicht ein Zahnrad, welches aus Gliedern zusammengestellt ist, die genau dieselbe Gestalt besitzen wie diejenigen, welche zur Construction des Zahnrades gemäfs Fig. 5 gedient haben, jedoch mit nur acht Zähnen. Fig. 15 und 16 zeigen die einzelnen Glieder des Zahnrades nach Fig. 5 und 14.The subject of the invention is shown in both theoretical and theoretical terms on the accompanying drawing as also shown in practical examples, namely: FIG. 1 shows an embodiment an articulated lever system, FIG. 2 a somewhat different type of construction of the same, FIG. 3 a Aufrifs a connection in which the links are designed as plates, Fig. 4 a The outline of the system illustrated by FIG. 3; Fig. 5 shows a sprocket with 23 teeth represents, the scope of which is to be changed in the manner indicated at the beginning. Fig. 6 is a Top view and FIG. 7 shows an elevation of a circular ruler built according to the same principles. In Fig. 8 an elevation of a part of the circular ruler is shown in which the position the points of the posterior limbs hidden by the anterior limbs are indicated by dots is. Fig. 9 is a side view of the circular ruler and Figs. 10 and 11 show Details of the same. FIG. 12 illustrates the lever connection shown in FIG. 1 graphically in the one position which the limbs can assume; Fig. 13 shows the same lever connection in a different location. 14 illustrates a gear made up of links is put together, which have exactly the same shape as those which for Construction of the gear according to Fig. 5, but with only eight teeth. FIGS. 15 and 16 show the individual links of the gear wheel according to FIGS. 5 and 14.

Zur Ermöglichung der oben erwähnten genauen Kreisführung werden mehrere Glieder oder Hebel nach einem bestimmten Gesetze an einander gereiht, und zwar wird eine Anzahl an ihren vier Stofsecken gelenkig verbundener, aus Gliedern von nur zwei verschiedenen Gröfsen gebildeter congruenter Antiparallelogramme, d. h. Vierseite mit gleichen gekreuzten Schenkeln und gleichen Seiten fe ac, c g b h u. s. w. (Fig. 1, 12 und 13) soTo enable the above-mentioned precise circular routing, several links or levers are lined up according to a certain law, namely a number of congruent antiparallelograms articulated at their four fabric corners, formed from links of only two different sizes, i.e. four sides with the same crossed legs and same pages fe ac, cgbh etc. (Fig. 1, 12 and 13) so

mit einander verbunden, dafs der eine Kreuz- | schenkel des einen Antiparallelogramms (z. B. ^! e c in Fig. 12) stets mit der Seite des anliegenden Parallelogramms (c g in Fig. 12) starr verbunden ist. Der Winkel zwischen beiden mufs für alle Glieder der Kette constant sein. In den Fig. 1, 12 und 13 sind beispielsweise zwei auf diese Weise zwangläufig verbundene Antiparallelogramme dargestellt, dei denen der Winkel i8o° beträgt. Auf Grund dieser Anordnung entstehen zwei scheerenartig durch einen gemeinsamen Drehpunkt c mit einander verbundene Systeme fe c g h und f α c b h, wovon in den Fig. 12 und 13 das eine dick, das andere dünn ausgezogen ist. Da af = e c = c b = gh und ebenso ef = ac = eg = bh ist, so folgt, dafs durch de und den Schnittpunkt von bc und gh Symmetrielinien gehen, die sich wegen der Symmetrie zu c in einem Punkt schneiden müssen. Der Abstand dieses Schnittpunktes von α ist wegen der Symmetrie zu d gleich dem Abstand des Schnittpunktes von e und wegen der Symmetrie zu c gleich dein Abstand des Schnittpunktes von g, der wieder wegen der Symmetrie zu dem Schnittpunkt von b c und g h gleich dem Abstand von b ist. Es liegen somit 'alle Punkte e α g b auf einem Kreis, und bleiben auf einem Kreis, auch wenn das System aus der Lage nach Fig. 12 in die nach Fig. 13 verbogen wird.connected with each other, that the one cross | leg of one antiparallelogram (z. B. ^! ec in Fig. 12) is always rigidly connected to the side of the adjacent parallelogram (cg in Fig. 12). The angle between the two must be constant for all links in the chain. In FIGS. 1, 12 and 13, for example, two antiparallelograms that are necessarily connected in this way are shown, the angle of which is i8o °. Due to this arrangement, two systems fe cgh and f α cbh that are connected to one another by a common pivot point c arise in the manner of scissors, one of which is drawn out thickly and the other thinly in FIGS. 12 and 13. Since af = ec = cb = gh and also ef = ac = eg = bh , it follows that lines of symmetry pass through de and the point of intersection of bc and gh , which, because of the symmetry to c , must intersect at a point. The distance of this point of intersection of α is to c because of the symmetry to d equal to the distance of the intersection of e and because of the symmetry equal to your distance of the intersection of g, which again because of the symmetry to the intersection of bc and gh equal to the distance of b is. Thus, all points e α gb lie on a circle and remain on a circle even if the system is bent from the position according to FIG. 12 into that according to FIG.

Selbstverständlich können die Antiparallelogramme, anstatt wie in Fig. 1, 12 und 13 an einander gereiht zu werden, auch in einander greifen (Fig. 2) und dennoch bleiben die Verhältnisse stets dieselben.Of course, instead of as in FIGS. 1, 12 and 13, the antiparallelograms can to be lined up with each other, also interlocking (Fig. 2) and yet the relationships remain always the same.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist das Princip ebenfalls genau dasselbe, wenn auch aus praktischen Gründen die Linie e c g (Fig. 12) anstatt geradlinig winkelförmig (Fig. 3) gewählt ist und die unveränderlichen Winkelhebel durch dreieckige Platten ersetzt sind. Die Fig. 3 zeigt deutlich, dafs hier auch das Antiparallelo- gv'dmm c g b h vorkommt, und dafs sich an dieses Antiparallelogramm ein anderes Antiparallelogramm c α ef anschliefst, und zwar derart, dafs der gekreuzte Schenkel des einen e c mit der Seite des anderen c g starr verbunden ist. Wird also die Anzahl Dreiecke der symmetrisch zu einander liegenden Dreiecksysteme vergröfsert oder verkleinert, so ist die Kreislinie wiederum der geometrische Ort für die Punktete /2 u. s. w. und e α g b u. s. w.In the arrangement according to FIG. 3, the principle is also exactly the same, even if for practical reasons the line ecg (FIG. 12) is chosen instead of straight angular (FIG. 3) and the invariable angle levers are replaced by triangular plates. 3 clearly shows that the antiparallelogram gv'dmm cgbh also occurs here, and that this antiparallelogram is followed by another antiparallelogram c α ef in such a way that the crossed leg of one ec with the side of the other cg is rigidly connected. If the number of triangles of the triangular systems lying symmetrically to one another is increased or decreased, the circular line is again the geometric location for the dots / 2 etc. and e α gb etc.

Die Fig. 5 und 14, deren Gegenstand im Nachfolgenden beschrieben wird, beziehen sich also einfach auf eine praktische Verwendung des durch Fig. 3 allgemein veranschaulichten Princips. Das Ausführungsbeispiel gemäfs Fig. 5 stellt nun ein Kettenrad für Fahrräder dar, dessen Radius bezw. Umfang zwecks Aenderung des Uebersetzungsverhältnisses vergröfsert oder verkleinert werden kann. Es .sind zu diesem Zwecke zwei Reihen von als Dreieckplatten ausgebildeten Winkelhebeln b ac und e g c nöthig, und da die vordere sowohl wie die hintere Reihe der Dreieckplatten sich theilweise überdecken, führen dieselben ihre Bewegungen in vier verschiedenen parallelen Ebenen aus. An ihren Scheiteln m e g k Ip u. s. w. tragen die vorderen Winkelhebel m ef e g c, g k i, kl j u. s. w. einen Zahn zur Aufnahme der Kette, während die hinteren Winkelhebel zum Theil Speichen tragen, welche an ihrem inneren Ende entsprechend erweitert und mit Schlitzen versehen sind, die um die Radnabe greifen. Durch Einfügen von Dreieckplatten kann der Umfang des Kettenrades vergröfsert und durch Entfernen solcher Hebel verkleinert werden (Fig. 5 und 14). Die Speichen müssen mit · der Nabe lösbar verbunden sein, damit ihre wirksame Länge der Aenderung des Radius entsprechend gewählt werden kann.FIGS. 5 and 14, the subject matter of which will now be described, thus relate simply to a practical use of the principle generally illustrated by FIG. The embodiment according to FIG. 5 now represents a chain wheel for bicycles, the radius of which respectively. Scope can be enlarged or reduced in order to change the transmission ratio. For this purpose two rows of angle levers b ac and egc designed as triangular plates are necessary, and since the front as well as the rear row of triangular plates partially overlap, they execute their movements in four different parallel planes. At their apexes megk Ip etc. the front angle levers m ef eg c, gki, kl j and sw carry a tooth for receiving the chain, while the rear angle levers partly carry spokes which are correspondingly widened and provided with slots at their inner end that grip around the wheel hub. The circumference of the chain wheel can be increased by inserting triangular plates and reduced by removing such levers (Figs. 5 and 14). The spokes must be detachably connected to the hub so that their effective length can be selected according to the change in radius.

In gleicher Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das eingangs geschilderte geometrische Princip bei der Ausführung des Kreislineals (Fig. 6, 7, 8 und 9) zur Ausführung gebracht; auch hier ist eine vordere Reihe von als Dreieckplatten ausgebildeten Winkelhebeln e g c u. s. w. und eine hintere Reihe gleicher Glieder b α c u. s. w. (Fig. 8) vorhanden, von denen jede —· der erforderlichen Beweglichkeit wegen — auf zwei parallele Ebenen vertheilt ist. Die Dreieckplatten sind aber in dem vorliegenden Falle mit einer mittleren Aussparung oder Aushöhlung versehen, damit das ganze Kreislineal leichter wird und ein gefälligeres Aussehen erhält. Die einzelnen aus ausgehöhlten Dreieckplatten bestehenden Glieder tragen ferner gerade Fortsätze, welche mit Führungen i für ein Stahlband versehen sind. Dieses Stahlband, das an sich bei gelenkigen Kurvenlinealen bekannt ist, ist an dem einen Ende der von den dreieckförmigen Gliedern gebildeten Kette befestigt, während das andere Ende mit einem auf der Scala r verschiebbaren Nonius s versehen ist und in eine Schraube t endigt. Durch Drehen einer dieses Gewinde i umfassenden Mutter 11 kann das Stahlband gespannt oder entspannt und in seiner jeweiligen Stellung durch eine Klemme ν mit Klemmschraube w festgehalten werden. Die Klemme ν wird im Punkte 0 mit dem Fortsatze des letzten dreieckigen Gliedes verbunden. Die Scala r mit dem Nonius s, der Schraube t und der Mutter u werden von einem besonderen Stück getragen, das mit dem letzten dreieckigen-Gliede in derselben Weise wie ein sonstiges Winkelhebelglied oder dreieckiges Glied verbunden ist. Die Theilung r ist so gewählt, dafs sie den jeweiligen Krümmungshalbmesser des Stahlbandes angiebt.In the same way as in the embodiment described above, the geometrical principle described at the beginning is implemented in the execution of the circular ruler (FIGS. 6, 7, 8 and 9); Here, too, there is a front row of triangular levers egc etc. and a rear row of identical links b α c etc. (Fig. 8), each of which - for the sake of mobility - is distributed over two parallel planes. In the present case, however, the triangular plates are provided with a central recess or hollow, so that the entire circular ruler is lighter and has a more pleasing appearance. The individual links consisting of hollowed-out triangular plates also have straight extensions which are provided with guides i for a steel band. This steel band, which is known per se in articulated curve rulers, is attached to one end of the chain formed by the triangular links, while the other end is provided with a vernier s that can be moved on the scale r and ends in a screw t. By turning a nut 11 encompassing this thread i , the steel band can be tensioned or relaxed and held in its respective position by a clamp ν with a clamping screw w . The terminal ν is connected at point 0 with the continuation of the last triangular link. The scale r with the vernier s, the screw t and the nut u are supported by a special piece which is connected to the last triangular link in the same way as any other angle lever link or triangular link. The division r is chosen so that it indicates the respective radius of curvature of the steel band.

Claims

The special construction of the individual angle levers or hollowed-out triangular plates for the circular ruler is shown in detail in Fig. 10, while Fig. 11 shows individual parts of the terminal ν. 8 and 9 also serve to better illustrate the mutual position of the front and rear links BEZW. Rows of links. Patent-A ν Proverbs:

1. Articulated lever connection for guiding several points in a circular arc as a geometric location, characterized by a number of congruent antiparallelograms (fe ac, cgbh with hinged corners, which are connected to each other in such a way that the crossed leg (ec) of the one antiparallelogram is always with the side ( cg) of the neighboring is rigidly connected at an angle that is constant for all members.

2. Embodiment of the articulated lever connection according to claim 1, characterized in that the two end points of the crossed leg (ec) of one antiparallelogram and the side (cg) of the adjacent antiparallelogram rigidly connected to it are embodied by articulated pivot points of a triangular plate.

Embodiment of the articulated lever connection according to claims 1 and 2 as a chain wheel for bicycles, characterized by a front and a rear row (egc and b ac) (Fig. 5) of triangular elements designed as triangular plates according to claim 2, which in the vertices (rneakl us W ₇ ) Wear teeth to hold the bicycle chain, while part of the inner corners terminate in spokes, the slotted ends of which encircle the wheel hub.

Embodiment of the
manure according to claim 1
characterized by
as well as back rows
are provided with extensions that form a polygon inscribed in the circle, and over which a steel band is placed in a known manner, one end of which can be shortened or lengthened by a screw t and nut u more or less, with one on the in a known manner The division (r) attached to the last lever element with vernier (s) allows the respective radius of the circular arc to be read off.

Articulated lever connection as a circular ruler, there the front Angle levers

from

1 sheet of drawings.