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Vorrichtung zum Teilen von Kreisumfängen und Winkeln. Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Teilen und Messen von Winkeln und Kreisumfängen, bei
der ein an einem Lineal verschiebbarer, einstellbarer Rollkörper einen mit der Linealt.eilung
übereinstimmenden Durchmesser besitzt. Kennzeichnend für derartige bekannte Teil-
und Meßinstruxnente ist der Umstand, daß der Rollkörper selbst bei der Ausführung
von Teilungen und Messungen unter Vermittlung einer an ihm angebrachten Marke auf
die Winkelschenkel eingestellt wird und die zu ermittelnden Teilpunkte durch auf
seinem Umfange angebrachte Spitzen anzeichnen ruß. Diese Einstellung eines genau
zylindrischen Körpers ist mühsaim und kann keine genauen Ergebnisse sichern, und
bei einem mit einer oder mehreren Spitzen versehenen Rollkörper (Kopierrad) geht
die Stetigkeit der Abwälzung verloren.
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Die Erfindung liefert ein wirkliches Präzisiflnsinstrurnent mit einem
allen praktischen Anforderungen genügenden Genauigkeitsgrad, welches dabei einfach
in der Handhabung und billig in der Herstellung ist. Das wesentlichste Merkuml der
Erfindung liegt darin, claß zum Anzeichnen der Teilpunkte und zurr: Einstellen des
Instrumentes auf die Winkelschenkel bzw. die Ausgangs- und Endpunkte der Kreisbogen
nicht mehr der Rollkörper selbst dient, sondern ein besonderes Lineal, dessen maßgebende
Kante durch die Drehachse des Rollkörpers geht, während der letztere .mit einer
völlig glIatten, weder Marke noch Spitze tragenden Abwälzungslinie versehen ist
und durch einen am Rollkörperträger sitzenden Zeiger -lediglich beliebige Ausgangsstellungen
.und ganze oder Teilwälzungen des R,9l,lkörpers beobachtet werden.
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Zur ° Erläuterung des Erfindungsgedanken ist ein Ausführungsbeispiel
auf der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt: Abb. i einen teilweise im Schnitt
gehaltenen Grundriß einer schematischen Ausführungsform, Abb. 2 eine teilweise im
Schnitt gehaltene Seitenansicht, gesehen in der Richtung des Pfeiles x, und Abb.3
das Erläuterungsschema zur Benutzung der Vorrichtung.
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a ist die Teilschiene mit quadratischem Querschnitt, die in einem
Träger b befestigt ist und deren Drehachse durch die Gerade s-s angedeutet ist.
Die Mitteiilinie & der Teilschiene geht durch die Drehachse s-s und steht senkrecht
zu ihr. Zum Festlegen der Drehachse s-s auf einem Zeichenblatt c dient ein beweglich
in dem Träger b sitzender Stift d mit Spitze dl, die in das Zeichenblatt c eingedrückt
werden kann. Die - Teilschiene ist mit einer Zentimeterteilung a2 versehen.
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Ein durch eine Stellschraube e1 feststellbarer Schieber e nimmt mit
seiner zylindrischen Nabe e2 eine Rolle f mit in ihrer Mittelebene sl-sl gelegener
kreisförmiger Rollbahn auf. Ein zylindrischer Hals f1 trägt eine Teilung f2, .und
der zugehörige Zeiger g ist an dem Schieberblock e befestigt. An dein Träger
b isit. ein Lineal h befestigt, dessen maßgebende Kante hl durch die
Drehachse s-s
bzw. den Drehpunkt s' (Abb. i) hindurchgeht.
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Die Benutzung der Vorrichtung soll an der Aufgabe klargemacht werden,
daß ein Kreis mit dem Durchmesser D, von dem nur der Bogen B vorliegt, in 23 Teile
eingeteilt werden sohl. Es werde arigenomrnen, daß der Umfang des Wälzungskreises
der Wälzungsrolle f gleich 7c ist, d. h. der Durchmesser des in der Ebene sl-sl
gelegenen Rollkreises der Rolle f betrage i cm. Dann ist nur notwendig, den Schieber
e auf der Teilung a' so einzustellen, daß die Wälizungsebene sl-sl auf den Teil
111/2 eingestellt wird, d. 1i. die Ebene sl-s' muß von der Drehachse s-s den Abstand
von -111/, cm haben. Nachdem die Rolle f in der eben angegebenen Weise eingestellt
ist, wird mit der maßgebenden Kante hl des Lineals lt auf dem Kreisbogen B der Punkt
P argemerkt. Alsdann wird der Rollkörper f aus seiner Lage I in der Richtung des
Pfeiles y in die Lage II gedreht, und zwar derart, daß durch den Zeiger g auf der
Teilung f 1 gerade eine Abwälzung des Rollkörpers f angezeigt ist. Dann ist die
Lineailkante hl aus ihrer Lage I in die Lage II übergegangen, und es kann nunmehr
der Punkt P1 auf dem Bogen B angemerkt werden. Der Abstand der Punkte P, P1 ist
dann gleich dem 23. Teil des zu dem Bogen B gehörigen vollen Kreisumfanges.
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Der Beweis hierfür sowie die hieraru:s sich ergebende ganz allgemeine
Verwendungsmöglichkeit der Vorrichtung ergibt sich leicht an Folgendem:.
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Wenn d,. der Durchmesser des Wälzungskreises ist und x die Zahl der
Umläufe der Rolle und ya eine beliebige positive ganze oder gebrochene Zahl bedeutet,
und wenn ferner r den Abstand des Rollkreises (in der Ebenes'-s' gelegen) von der
Drehachse s-s bedeutet so sohl sein: x#n#d,#7c= 2r7r oder die Anzahl der Teile
In dieser Gleichung kann, wenn d,. gegeben ist, und wenn ferner die Anzahl der gesuchten
Teilex vorliegt, durch entsprechende Wahl von ia, r bequem bestimmt werden,
also diejenige Größe, auf welche der Rollkreis bzw. die Ebenes'-s' auf der Teilung
a2 einzustellen ist. Nimmt man z. B. n- i, d. h. es soll, wie in dem oben, gezeigten
Beispiel, zwischen den Lagen I und II die Rolle feinen Umlauf gemacht haben, so
ist:
Es -sollte in @deni vorigen Beispiel in 23 Teile "geteilt werden, demnach liefert
die vorslehende Gleichung
Es läßt sich aber ebenso leicht die Aufgabe auch mit Hilfe der Vorrichtung durchführen,
einen Winkel von 23° zu zeichnen und densallben in 7 Teile einzuteilen. Dann ist
zunächst
Demnach muß zunächst die Rolle f auf den Teilstrich 7,8a6 eingestellt werden, was
mit Hilfe eines geeigneten Nonius ohne weitere leicht und sicher möglich ist, und
dann, wie es bei dem vorstehenden Beispiel erläutert, die Rolle f durch einen einmaligen
Umlauf aus ihrer Lage I in die Lage II übergeführt werden, wobei entsprechend die
Schenkel des Winkels an dem Lineal 1a zu ziehen sind, wenn sich dasselbe
in seiner Lage I und II befindet.
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Man könnte nun, um diesen Winkel in 7 Teile zu teilen, x gleichsetzen
und würde dann aus der Gleichung
erhalten: j" = 54782 am.
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Das würde aber für r einen unbequem großen Wert ergeben. Es ist deshalb
zweckmäßiger, i: in diesem Falle nicht gleich i zu setzen, sondern z. B. o,2, d..h.
es wird nicht der ganze Umlauf mit der Rolle f ausgeführt, sondern nur so lange
eine Abwäl'zung vorgenommen, bis der Zeiger g von dem Teilstrich o auf den Teilstrich
:2 der Teilung f' zeigt, wenn jeder Teilstrich.'/", des Rollkreises anzeigt. In
diesem Falle erhält man dann für r= 10,974 cm, also einen Wert, den man wieder bequem
an dein Teilungslineal einstellen kann. Mit Hilfe des Rechenschiebers lassen sich
diese Rechnungen außerordentlich rasch und genau vollziehen, und dementsprechend
ist auch mit zwei Einstellungen und Abwälzungen einmal ein Winkel von 23° verzeichnet
und das andere Ma'1 dieser Winkel von :#3° in 7 Teile eingeteilt.
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Die praktische Ausgestaltung der Vorrichtung kann in der mannigfachsten
Weise erfolgen. Der Wätzungskörper f kann z. B., um die geringste Reibung hervorzurufen,
in
Spitzen gelagert sein, es kann außerdem die Fläche des Rollkreises
aus irgendeinem beliebigen Material hergestellt werden, und es kann auch, um eine
möglichst exakte Wälzungsbewegung zu erhalten, der Rollkörper f auf einer gut geschliffenen
Stahlscheibe oder einer Scheibe aus sonstigem Material abrollen, welche zwischen
Zeichenpapier und Rolle geschoben wird. Die Winkelstellung zwischen der Teilschiene
a und dem Lineal lt kann gleichfalls beliebig sein, es könnten auch Teilschiene
und Lineal einen Durchmesser bilden, also in einer Linie liegen. Ebenso können zum
Feineinstellen des Wälzungskörpers gegenüber dem Zeiger g wie auch gegenüber der
Teilung a= bekannte Hilfsmittel, wie z. B. Nonius und Mikrometerschraube, benutzt
werden.