DE3501020C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
- B43L—ARTICLES FOR WRITING OR DRAWING UPON; WRITING OR DRAWING AIDS; ACCESSORIES FOR WRITING OR DRAWING
- B43L13/00—Drawing instruments, or writing or drawing appliances or accessories not otherwise provided for
- B43L13/02—Draughting machines or drawing devices for keeping parallelism
- B43L13/08—Protractor heads
Landscapes
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Drawing Aids And Blackboards (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Gewichtsausgleichseinrichtung nach dem Oberbe
griff des einzigen Anspruchs. Eine solche Gewichtsausgleichseinrichtung
ist aus der US-PS 40 70 758 bekannt.
Durch die beiden miteinander kämmenden Getriebezahnräder wird bei der be
kannten Gewichtsausgleichseinrichtung, von der die Erfindung ausgeht, die
infolge der Zugkraft der Zugeinrichtung auftretende Lagerbelastung der
Spindel verringert, da der mit den Linealen verbundene Linealträger bzw.
das erste Getriebezahnrad mit dem am nicht drehbaren Teil des Zeichen
kopfes gelagerten zweiten Getriebezahnrad kämmt, wobei die Zugkraft der
Zugeinrichtung nur auf das zweite Getriebezahnrad wirkt und daher in den
nicht drehbaren Teil des Zeichenkopfes geleitet wird. Ist der Durchmesser
des ersten Getriebezahnrades klein so wird die Kraft größer, die erfor
derlich ist, um den Linealträger in Gleichgewichtslage zu halten. Damit
wird aber auch die Reibung zwischen den Getriebezahnrädern größer. Um die
Reibung klein zu halten, ist es daher erforderlich, den Durchmesser des
ersten Getriebezahnrades so groß wie möglich zu machen. Da aber das zweite
Getriebezahnrad synchron mit dem ersten Getriebezahnrad dreht, muß in die
sem Fall auch das zweite Getriebezahnrad so groß wie möglich werden. Ins
gesamt folgt daraus, daß der Raumbedarf der Getriebezahnräder ziemlich
groß ist.
Der Lehre der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei der bekannten
Gewichtsausgleichseinrichtung die Kraftwirkungsverhältnisse zu verbessern
und dabei zu erreichen, daß der Durchmesser des ersten Getriebezahnrades
vergrößert werden kann, ohne in gleicher Weise den Durchmesser des zweiten
Getriebezahnrades vergrößern zu müssen.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird bei der beanspruchten Gewichtsausgleichs
einrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des einzigen An
spruchs gelöst. Erfindungsgemäß wird also zwischen den beiden Getriebezahn
rädern der Gewichtsausgleichseinrichtung ein Zwischengetriebezahnrad ange
ordnet. Dieses Zwischengetriebezahnrad ist zunächst zweistufig mit koaxial
angeordneten Zahnkränzen unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet, um
über die Durchmesser der Zahnkränze bei synchroner Drehung eindeutige
Kraftwirkungsverhältnisse und ein eindeutiges Übersetzungsverhältnis zu
erzielen. Durch die Durchmesserverhältnisse der Getriebezahnräder und
der Zahnkränze des Zwischengetriebezahnrades zueinander gemäß der Lehre
der vorliegenden Erfindung wird nunmehr erreicht, daß ein Unter
schied der Durchmesser des ersten Getriebezahnrads und des zweiten Ge
triebezahnrads durch das Zwischengetriebezahnrad wieder rückgängig ge
macht werden kann. Das erste Getriebezahnrad kann also einen sehr großen
Durchmesser aufweisen, ohne daß an dem Durchmesser des zweiten Getriebe
zahnrads irgendetwas geändert werden muß. Die Rückübersetzung des Durch
messerunterschieds erfolgt über das Zwischengetriebezahnrad, dessen
Durchmesser absolut sehr viel kleiner ist als der Durchmesser der Ge
triebezahnräder, also mit sehr geringem Raumbedarf.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungs
beispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt
Fig. 1 einen Zeichenkopf im Querschnitt,
Fig. 2 eine Zeichenmaschine mit Linealen in Draufsicht und
Fig. 3 einen Zeichenkopf, bei dem eine Abdeckung entfernt ist, in
Draufsicht.
In Fig. 2 ist ein Zeichenbrett 10 dargestellt, welches am Halterahmen
eines (nicht gezeichneten) Stativs befestigt ist, ausgestattet mit der
Möglichkeit der Schrägstellung in der Weise, daß es bei einem jeweils
gewünschten Neigungswinkel zwischen der Horizontalen und Vertikalen
arretiert werden kann. Auf einer an der Oberseite des Zeichenbrettes 10
angebrachten Horzontalschiene 12 ist ein Horizontallaufwagen 14 ver
schiebbar montiert. Das obere Ende einer Vertikalschiene 16 ist mit dem
Horizontallaufwagen 14 verbunden. Das untere Ende der Vertikalschiene 16
ist mittels einer endseitigen Abstützrolle am Zeichenbrett 10 in der Weise
montiert, daß es leichtgängig verschiebbar ist. Auf der Vertikalschiene 16
ist ein Vertikallaufwagen 18 verschiebbar angebracht. Ein nicht drehbares
Teil 24 eines Zeichenkopfes 22 ist am Vertikallaufwagen 18 mittels eines
bekannten Doppelscharniers 20 befestigt.
Wie Fig. 1 zeigt, wird auf dem nicht drehbaren Teil 24 ein rohrförmiges
Teil 26 gehalten. Ein rohrförmiges Distanzstück 28 und eine Winkelskala 30
sind an einem Flanschrand des rohrförmigen Teils 26 mittels Schrauben be
festigt. Die Winkelskala 30 ist an dem nicht drehbaren Teil 24 mittels
einer (nicht sichtbaren) Grundlinienarretierung lösbar befestigt. Eine
Spindel 32 ist mit ihrem Außenumfang drehbar in das rohrförmige
Teil 26 eingepaßt. Auf dem Oberteil der Spindel 32 ist ein Handgriff 34,
am Unterteil ist ein Linealträger 38 unter Zuhilfenahme eines Distanz
stückes 36 befestigt. Lineale 40, 42 sind am Linealträger 38 befestigt.
Ein erstes Getriebezahnrad 44 ist am Linealträger 38 ausgebildet. Ein
zweites Getriebezahnrad 46 ist mit einer Scheibe 50 verbunden, die ihrer
seits auf einer Achse 48 in dem nicht drehbaren Teil 24 drehbar gehalten
wird. Ein Freiraum zwischen der Scheibe 50 und dem Getriebezahnrad 46
dient zur Aufnahme eines Seilzugs 52. Eine am zweiten Getriebezahnrad 46
ausgebildete Aufnahmekammer erstreckt sich zusammen mit einer Vorschub
spindel 54 diametral durch das zweite Getriebezahnrad 46. Ein Einstell
knopf 56 ist auf die Vorschubspindel 54 aufgeschraubt. Ein Befestigungs
element 58 ist drehbar in eine Ausnehmung im Einstellknopf 56 eingepaßt.
Das Befestigungselement 58 ist so konstruiert, daß es von einer Führung
entlang der Vorschubspindel 54 im zweiten Getriebezahnrad 46 geführt
wird. Durch Kopplung an die Verschiebebewegung des Einstellknopfes 56
entlang der Vorschubspindel 54 wird das Befestigungselement 58 seiner
seits verschoben. Ein Anschlußstück 52 a, das mit einem Ende des Seil
zugs 52 verbunden ist, ist am Befestigungselement 58 angebracht. Eine
Führungsrolle 60 ist in dem nicht drehbaren Teil 24 drehbar gelagert
und der Seilzug 52 ist um die Führungsrolle 60 gespannt. Das andere Ende
des Seilzugs 52 ist mit einem Ende einer Feder 62 (Schraubenzugfeder)
verbunden. Das andere Ende der Feder 62 wird durch eine an dem nicht
drehbaren Teil 24 befestigte Schraube festgehalten. Eine an dem nicht
drehbaren Teil 24 befestigte Achse 64 trägt drehbar ein zweistufiges
Zwischengetriebezahnrad 66. Eine kleinerer Zahnkranz 66 a des Zwischen
getriebezahnrades 66 kämmt mit dem zweiten Getriebezahnrad 46, während
ein größerer Zahnkranz 66 b des Zwischengetriebezahnrades 66 mit dem
ersten Getriebezahnrad 44 kämmt.
Nebenbei sei bemerkt, daß der Zeichenkopf 22 so konstruiert ist, daß
er bei einer beliebig vorgegebenen Position des schräggestellten
Zeichenbretts 10 mit Hilfe einer bekannten Vorrichtung (nicht abge
bildet), die den Zeichenkopf 22 im indifferenten Gleichgewicht halten
kann, bewegungslos bleibt.
Die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels soll im folgenden beschrieben
werden.
Unter der Bedingung, daß die Verbindung des Linealträgers 38 mit dem
nicht drehbaren Teil 24 gelöst und somit der Linealträger 38 frei dreh
bar ist und daß das Zeichenbrett 10 geneigt ist, wird am Linealträger 38
im wesentlichen durch das Gewicht der Lineale 40, 42 eine Drehkraft im
Gegenuhrzeigersinn sowie parallel zur Fläche des Zeichenbretts 10 in
Fig. 3 um das rohrförmige Teil 26 erzeugt. Andererseits wird durch die
Federkraft der Feder 26 eine Drehkraft F (vgl. Fig. 3) im Uhrzeigersinn
am zweiten Getriebezahnrad 46 erzeugt, wobei die Drehkraft F über das
Zwischengetriebezahnrad 66 auf das erste Getriebezahnrad 44 als Drehkraft
im Uhrzeigersinn übertragen wird.
Das am ersten Getriebezahnrad 44 aufgrund des Gewichts der Lineale 40, 42
auftretende Drehmoment (Drehkraft) und das genau entgegengesetzte, durch
die Feder 62 bewirkte Drehmoment (Drehkraft) heben sich wechselseitig auf,
so daß der Linealträger 38 einen bewegungslos stabilen Zustand beibehält.
In diesem Ausführungsbeispiel sei der Durchmesser des ersten Getriebe
zahnrads 44 A, der Durchmesser des größeren Zahnkranzes 66 b sei B, der
Durchmesser des zweiten Getriebezahnrads 46 sei C und der Durchmesser
des kleineren Zahnkranzes 66 a sei D. Das ergibt sich als Getriebe
formel A : B = C : D. Das heißt also, daß das Verhältnis A : B der
Durchmesser des ersten Getriebezahnrades 44 und des größeren Zahnkranzes 66 b
mit dem Verhältnis C : D der Durchmesser des zweiten Getriebezahnrads 46
und des kleineren Zahnkranzes 66 a übereinstimmt, so daß folgendes gilt:
Die Änderungen der Winkelstellungen des ersten Getriebezahnrads 44 und
des zweiten Getriebezahnrads 46 sind identisch. Die Sinuskurve des in
folge des Gewichts der Lineale 40, 42 in Verbindung mit der Drehung des
ersten Getreibezahnrads 44 hervorgerufenen Drehmoments am ersten Getriebe
zahnrad 44 sowie die Sinuskurve des durch die Drehung des zweiten Getrie
bezahnrads 46 infolge der Feder 62 hervorgebrachten Drehmoments sind syn
chronisiert. Die Kraft F zum Austarieren des ersten Getriebezahnrads 44
entsteht als Reaktionskraft G am ersten Getriebezahnrad 44 wie in Fig. 3
zu sehen ist. Die Reaktionskraft G und die Gewichtskraft H wirken zwischen
dem rohrförmigen Teil 26 und der Spindel 32 als resultierende Kraft J. Die
Kraft J wirkt als Reibungskraft zwischen Spindel 32 und rohrförmigem Teil 26.
Um die Kraft J klein zu halten, muß der Durchmesser des ersten Getriebezahn
rads 44 vergrößert werden. Dadurch kann auch das Drehmoment aus der auf das
erste Getriebezahnrad 44 wirkenden Kraft F vergrößert werden. Das Drehmo
ment, das am Getriebezahnrad 44 mit dem durch das Gewicht der Lineale 40, 42
bewirkten Drehmoment in Gleichgewicht ist, kann also durch eine kleine
Kraft F erzeugt werden. Gleichwohl kann, wegen des räumlich kleinen Zwischen
getriebezahnrades 66, der Durchmesser des Getriebezahnrades 46 klein gehalten
werden. Der Gesamt-Raumbedarf der Getriebeübersetzung ist also relativ gering.
Angenommen, daß die Federkraft der Feder 62 F 1, der Radius des ersten Ge
triebezahnrads 44 R 1 und der Radius des zweiten Getriebezahnrads 46 R 2 sei,
so gilt:
R 1 × F = R 2 × F 1; R 2 < R 1, F < F 1.
R 1 × F = R 2 × F 1; R 2 < R 1, F < F 1.
Insbesondere dann, wenn als Feder 62 eine harte Feder gewählt und damit
der Federweg klein wird, wird die Lebensdauer der Feder 62 verbessert.
Weiter gilt, daß sich dann, wenn der Neigungswinkel des Zeichenbretts 10
geändert wird, auch die Größe der Last entsprechend ändert, die im
Schwerpunkt auf der Seite des Linealträgers 38 durch das Gewicht der
Lineale 40, 42 angreift. Wenn der Neigungswinkel des Zeichenbrettes 10
geändert wird, kann die Exzentrizität des Seilzugs 52 gegenüber dem
zweiten Getriebezahnrad 46 nachgestellt werden, und zwar durch Drehung
des Einstellknopfes 56. Dadurch wird dann die Größe des Ausgleichsdreh
moments am zweiten Getriebezahnrad 46 nachgestellt.
Claims (1)
- Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschine, wobei die Zeichenmaschine einen Zeichenkopf mit einer an einem nicht drehbaren Teil des Zeichenkopfes drehbar gelagerten Spindel, einem am unteren Ende der Spindel befestigten Linealträger mit mindestens einem Lineal und einem am oberen Ende der Spindel befestigten Handgriff aufweist, wobei ein erstes Ge triebezahnrad, ein zweites Getriebezahnrad und eine Zugeinrichtung vorgesehen sind, das erste Getriebezahnrad koaxial zu der Spindel angeordnet und mit dieser verbunden ist, das zweite Getriebezahnrad am nicht drehbaren Teil des Zeichenkopfes drehbar gelagert ist und die Zugeinrichtung mit einem Ende exzentrisch am zweiten Getriebezahnrad befestigt ist und wobei von der Zug einrichtung auf das zweite Getriebezahnrad ein Drehmoment ausgeübt und das Drehmoment auf das erste Getriebezahnrad in einer Richtung übertragen wird, in der es das durch das Eigengewicht der Lineale erzeugte Drehmoment gerade ausgleicht, dadurch gekennzeichnet, daß am nicht dreh baren Teil (24) des Zeichenkopfes (22) ein zweistufiges Zwischengetriebezahn rad (66) mit einem kleineren Zahnkranz (66 a) und einem dazu koaxial größeren Zahnkranz (66 b) drehbar gelagert ist, daß der Durchmesser des ersten Getriebe zahnrads (44) größer ist als der Durchmesser des größeren Zahnkranzes (66 b) des Zwischengetriebezahnrads (66) und das erste Getriebezahnrad (44) mit dem größeren Zahnkranz (66 b) und das zweite Getriebezahnrad (46) mit dem kleine ren Zahnkranz (66 a) des Zwischengetriebezahnrads (66) kämmt und daß das Ver hältnis der Durchmesser des ersten Getriebezahnrads (44) und des größeren Zahnkranzes (66 b) nahezu gleich ist mit dem Verhältnis der Durchmesser des zweiten Getriebezahnrads (46) und des kleineren Zahnkranzes (66 a).
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