DE244380C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen

Eilipsographen oder Ellipsenzirkel, mit dem Ellipsen der verschiedensten Größe und Form auf sehr einfache und bequeme Weise gezeichnet und ausgeschnitten werden können.

Die Vorrichtung besteht aus einem Stangensystem von vier Stangen, die in geeigneter Weise drehbar oder drehbar und verschiebbar miteinander verbunden sind, derart, daß, wenn ίο die beiden Brennpunkte der zu ziehenden Ellipse und irgendein Punkt der Ellipsenkurve gegeben sind, der neue Zirkel auf sehr einfache Weise auf diesen Punkt eingestellt werden kann, so daß dann der Schreibstift der Ellipsenkurve entlanggeführt werden kann. Eine mit dem Eilipsographen verbundene Gelenkführung hält den Schreibstift stets in der richtigen Lage. Die einmal richtig eingestellte Reißfeder wird dann während des Ziehens derart gedreht, daß eine richtige scharfe Kurve gezogen wird.

Ein Ausführungsbeispiel des neuen Ellipsographen ist auf beiliegender Zeichnung dargestellt, und zwar ist
Fig. ι eine perspektivische Darstellung und Fig. 2 eine Oberansicht, während

Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Schreibstifthalters mit Gelenkführung in größerem Maßstabe darstellt.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Eilipsographen.

Die Wirkungsweise des Instrumentes beruht auf dem folgenden Satz:

Es seien die Punkte d und f (Fig. 4) die Brennpunkte einer Ellipse und Punkt e irgend-, ein Punkt der Ellipse. Zieht man nun Linien von β durch die Brennpunkte d und f und trägt vom Punkt β auf der Linie e d eine Strecke e α ab, welche gleich der halben großen Ellipsenachse e g vermindert um eine willkürliehe Strecke α g ist; trägt man ferner vom Punkt e auf der Linie e f eine Strecke e c ab, welche gleich der halben großen Ellipsenachse e h plus einer Strecke h c — α g ist, so schneidet die durch die Punkte α und c gezogene Schnittlinie die Linie f d im Punkt b. Für jeden anderen Punkt der Ellipse wird die auf genannte Weise ermittelte Schnittlinie die Linie f d in demselben Punkt b schneiden. Dieses Gesetz folgt unmittelbar aus dem sogenannten Menelausschen Lehrsatz, gemäß welchem eine willkürliche gerade Schnittlinie abc (Fig. 4), durch ein beliebiges Dreieck d e f gezogen, Strecken abschneidet, welche in folgendem Verhältnis zueinander stehen:

f b da β c

b d α e
Wählt man nun

f c

so ist

da = f

f b e c

· ————;

b d α β
hieraus folgt, daß

f b a e

bd

= = konstant.

e c

"Wählt man nun die willkürliche Strecke a g bzw. h c -r= o, so werden die Strecken eg= eh gleich die halbe große Ellipsenachse, und es wird
fi _ eg

id

e h '

der Schnittpunkt i liegt also gerade in der Mitte zwischen den beiden Brennpunkten f • ίο und d. Für eine Ellipse ist bekanntlich die Summe der Brennstrahlen gleich der großen Achse der Ellipse. Sie möge mit A bezeichnet werden. Es muß also

oder

e d -\- e f = A

(eg + gd) + {eh — fh) = A

sein, soll der Punkt e ein Punkt der Ellipse sein. Daß dies nun tatsächlich im vorliegenden Falle für jeden Punkt e zutrifft, geht daraus hervor, daß

eg= e h = \A

angenommen ist.

Demnach muß sein

Weil nun g d --=■ f h, so ergibt sich

\A + \A = A.
Es ist also tatsächlich

ed + ef = A,

was zu beweisen war, und der Punkt e muß eine Ellipse beschreiben, wenn die Linien e d und e c gezwungen werden, durch die Brennpunkte d und f der Ellipse zu gehen, während die Linie g h gezwungen wird, die Linie f d im Punkt i zu schneiden und gleiche Strecken e g und e h von den Brennstrahlen abzuschneiden. Denkt man sich nun die Linien derart miteinander verbunden, daß der Punkt e und die mit den Linien e d und e c fest verbundenen Punkte α und c Drehpunkte sind, wobei die Strecken e α und e c die Länge der halben großen Ellipsenachse vermindert oder vermehrt um α g bzw. h c (a g = h c kann gleich 0 sein) haben, während die beiden in e miteinander drehbar verbundenen Linien durch die festen Punkte (Brennpunkte) f bzw. d verschiebbar und drehbar sind, und die in a und c drehbare Linie α c durch den festen Punkt b (bzw. i für α g = h c = o) drehbar und verschiebbar hindurchgeht, so muß, wenn die Linie f d bzw. die Brennpunkte f und d festgehalten werden, der Punkt e eine Ellipse beschreiben. Die Lage der Linien für zwei weitere Punkte e¹ und e² der Ellipse ist in Fig. 4 strichpunktiert bzw. gestrichelt ebenfalls angedeutet.

Die in parallelen Ebenen angeordneten Stangen i, 2,3 und 4 des Eilipsographen spielen nun die Rolle der Linien f d, ed, e c und α c und können folgendermaßen miteinander verbunden werden:

In der folgenden Beschreibung wird vorausgesetzt, daß das Instrument auf eine wagerechte Ebene aufgestellt ist. Die Stangen 2 und 3 sind jede für sich um die Hohlachse 5 drehbar angeordnet und werden durch die beiden Bunde 6 und 7 in richtigem Abstand voneinander gehalten. Die an der Oberseite mit einem T-förmigen Schlitz 8 versehene Stange 2 ist mittels eines in den Schlitz 8 passenden Gleitstückes 9 (Fig. 3) mit dem Bügel 10 verbunden. Der Bügel 10 ist seinerseits drehbar mit der an der Stange 1 mittels der Schraube 11 zu befestigenden Klemme 12 verbunden. Der Drehpunkt des Gleitstückes 9 liegt dabei senkrecht über dem Drehpunkt des Bügels 10 an der Klemme, während die Spitze 13 senkrecht unter den genannten Drehpunkten angeordnet ist. Die an der Unterseite mit einem T-förmigen Schlitz 14 versehene Stange 3 ist mittels eines ähnlichen Gleitstückes mit der Klemme 15 verbunden, welche letztere eine Spitze 16 trägt und mittels der Schraube 17 fest mit der Stange 1 verbunden werden kann. Die Stange 4 ist mit zwei T-förmigen Schlitzen 18 und 19 versehen (Fig. 1) und dadurch drehbar mit der Stange 2 verbunden, daß das drehbare, mit der U-förmigen Klemme 20 verbundene Winkelstück 21 fest mit der Stange 4 verschraubt ist, während die U-förmige Klemme mittels der Klemmschraube 22 (Fig; 2) mit der Stange 2 verbunden ist. Die Stange 4 ist'in ähnlicher Weise wie die Stange 2 mit der Stange 1 verbunden, und zwar mittels des Bügels 23 und der mit Spitze 24 versehenen Klemme 25. Schließlich ist die Stange 4 mittels eines drehbar an der U-förmigen Klemme 26 verbundenen Gleitstückes mit der Stange 3 verbunden. Zwecks bequemerer Handhabung des Instrumentes ist die Stange 1 verlängert und trägt ein Querstück 27, welches mit einer Hand festgehalten wird, während mit der anderen Hand die Ellipse gezogen wird.

Die Handhabung ist folgende, wobei der Einfachheit halber der oben erwähnte einfachere Fall «g = k = o betrachtet werde.

Zum Einstellen des Eilipsographen werden die Spitzen 13 und 16 auf die Brennpunkte f d der Ellipse eingestellt, und die zugehörigen Klemmen 12 und 15 werden auf der Stange 1 festgeschraubt. Die U-förmige Klemme 20 und die U-förmige Klemme 26 werden nun derart an den Stangen 2 bzw. 3 verschraubt, daß die Abstände vom Drehpunkt e der Stangen 2 und 3 (Hohlachse 5) bis zu den Kreuzungspunkten h g der genannten Stangen 2 und 3

mit der Stange 4 gleich der halben Achse sind, d. h. also eh = e g = \A gemacht. Zweckmäßig werden zu diesem Zweck die Stangen 2 und 3 mit einer Skaleneinteilung versehen. Ferner wird der Abstand der Mittellinien der Klemmen 20 und 26 von den Spitzen 13 bzw. 16 gleichgemacht und sodann die Klemme 25 auf der Stange 1 festgeschraubt. Die Stange 4 hat dabei für den vorliegenden Fall eine solche Lage, daß die Spitze 24 auf den Mittelpunkt i zwischen den beiden Brennpunkten f und d steht (die Stange 1 ist zweckmäßig ebenfalls mit Skaleneinteilung versehen). Nunmehr sind die oben gestellten Bedingungen erfüllt, und der Schreibstift kann eine zunächst halbe Ellipse beschreiben. Zum Ziehen der unteren Ellipsenhälfte wird das Instrument derart umgelegt, daß die Spitzen 13 und 16 die Brennpunkte wechseln.

Damit nun eine in den Eilipsograph eingesetzte Reißfeder ihre richtige Ziehlage beibehalten kann, sind die Stangen 2 und 3 (Fig. 3) mit Verlängerungsstücken 28 und 29 von gleicher Länge versehen, welche gelenkig mit den gleich langen Gelenkstücken 30 bzw. 31 verbunden sind, während diese Gelenkstücke 30 und 31 wieder gelenkig mit dem Stab 32 verbunden sind. Der [fest mit der Hohlachse verbundene Stift 33 geht durch eine Öffnung in dem Stab 32 hindurch. Die Richtung dieses Stiftes 33 muß bei Drehung der Stäbe 2 und 3 bzw. ihrer Verlängerungsstücke 28 und 29 stets den durch die Stäbe 2 und 3 gebildeten Winkel halbieren, so daß die einmal richtig gestellte und mittels der Handschraube 34 in der Hohlachse 5 befestigte Reißfeder 35 stets in richtiger Ziehlage in bezug auf die Ellipsenkurve bleibt.

Der beschriebene Eilipsograph eignet sich durch seine einfache Konstruktion und leichte Handhabung nicht nur zum Zeichnen von Ellipsen auf wagerecht oder schräg gestellten Zeichenbrettern, sondern auch zum Ziehen von Ellipsen auf einer Wandtafel unter Verwendung von Kreide.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eilipsograph, bestehend aus einem zur Zeichenebene parallel beweglichen Stangensystem, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stangen (2,3) um die den Schreibstift (35) enthaltende Hohlachse (5) drehbar miteinander verbunden sind und eine dritte Stange (4) drehbar mit der Stange

(2) und drehbar und verschiebbar mit der Stange (3) verbunden ist, während alle drei Stangen (2, 3 und 4) drehbar und verschiebbar mit einer mit der Zeichenebene zu verbindenden vierten Stange (1) verbunden sind, derart, daß die Kreuzungslinien der beiden Stangen (2,3) mit der vierten Stange (1) durch die Brennpunkte der Ellipse gehen und in der Projektion der Stangen (2, 3 und 4) ein Dreieck (e α c) gebildet wird, dessen Scheitelpunkt (e) in der Mitte der Hohlachse (5) liegt, und dessen Schenkel (e α und e c) gleich der halben großen Achse der zu ziehenden Ellipse sind, verkürzt bzw. verlängert um eine willkürliche Strecke (a g — h c), die auch gleich 0 sein kann, während die Länge der Seite (c a) veränderlich ist.

2. Ausführungsform des Eilipsographen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der gleich langen Verlangerungsstücke (28, 29) der Stangen (2, 3), der mit den ersteren verbundenen gleich langen Gelenkstücke (30, 31), des Stabes (32) und des durch den Stab (32) hindurchgeführten und mit der Hohlachse (5) verbunden Stiftes (33) die Reißfeder stets in · richtiger Ziehlage gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.