-
Ellipsenzirkel Die Erfindung betrifft Ellipsenzirkel, deren Wirkung
auf der Gleichheit der Summe der Brennstrahllängen beruht. Der Gegenstand der Erfindung
besteht darin, daB der Zirkel gebildet ist erstens von zwei in sich festen, d. h.
nicht biegsamen Schenkeln, welche mit Spitzen o. dgl. zur Befestigung in den Brennpunkten
der zu zeichnenden Ellipse versehen sind, zweitens von dem Schreibwerkzeug, welches
die beiden Schenkel drehbar miteinander verbindet sowie von ihnen in ihren Längsrichtungen
bewegbar geführt wird, und drittens von Mitteln, welche bewirken, daB jeder Bewegung
des Schreibwerkzeuges in bezug auf den einen Schenkel zwangläufig eine gleich große,
aber entgegengesetzt gerichtete Bewegung in bezug auf den anderen Schenkel entspricht.
-
Auf den Zeichnungen sind Ausführungsformen von Ellipsenzirkeln nach
der Erfindung dargestellt.
-
Abb-. i und z sollen nur das allgemeine Prinzip des Zirkels dartun,
sie sind schaubildliche Ansichten der Hauptteile eines im Gebrauch befindlichen
Zirkels; Abb.3 ist ein Schaubild des den einen Schenkel auf der Zeichenfläche in
dem einen Brennpunkt befestigenden. Teiles; Abb. q. ist derselbe Teil in Seitenansicht
in seiner Gebrauchslage auf der Zeichenebene; Abb. 5 ist eine Einzelheit; Abb.6
ist ein Schaubild des Schreibwerkzeuges mit abgebrochenen Teilen der durch es verbundenen
Schenkel; Abb. 7 zeigt in seitlicher Ansicht zwei voneinander -verschiedene Arten
der Ausbildung einer Einrichtung nach Abb. 6; Abb.8 zeigt in Ansicht -von oben oder
unten Bruchteile von Schenkeln nach Abb. 6; Abb. 9 zeigt in schematischer Darstellung
eine andere Ausführung eines Zirkels; Abb. io ist ein Schnitt durch den Verbindungsteil
des Schreibwerkzeuges eines Zirkels nach Ab b. 9.
-
Die Wirkungsweise von Zirkeln nach der Erfindung sei zunächst an Hand
der Abb. z und a beschrieben: Der Zirkel besteht aus den Schenkeln a und b, von
denen jeder ein stabartiges Gebilde mit einem bis nahe an die Schenkelenden reichenden
Längsschlitz darstellt. Der Schenkel a trägt an seinem einen Ende der Schenkellänge
nach nicht verschiebbar die in einen Brennpunkt c der zu zeichnenden Ellipse d einzustechende
Spitze e. Der andere Schenkel b trägt die gleichfalls unbeweglich an ihm befestigte
Spitze f, welche in den anderen Brennpunkt g der zu zeichnenden Ellipse d einzustechen
ist. Wenn auch die beiden Spitzen e und f während des Zeichnens ihre
Lagen än den Schenkeln a und b nicht ändern sollen, so kann gegebenenfalls
doch in Frage kommen, sie längs der Schenkel einstellbar auszubilden.
-
Das Schreibwerkzeug h ist senkrecht durch die Schlitze der beiden
Schenkel a und b gesteckt und soll von den Schenkeln in unveränderter
Winkellage, vorzugsweise senkrecht
zu ihren Längsrichtungen, gehalten
werden, dabei aber mit sich selbst parallel verschiebbar in den Schlitzen sein,
und zwar so, daß jeder Längsverschiebung in einem Schenkel von dem zugehörigen Brennpunkt
weg zwangläufigeine genau gleich große Längsverschiebung im jeweils anderen Schenkel
in Richtung auf den ihm .zugehörigen Brennpunkt entspricht.
-
Führt man das Schreibwerkzeug h über die Zeichenebene, so ist sein
Weg die dem Abstand der Brennpunkte -voneinander und der Summe der wirksamen Schenkellängen
entsprechenden Ellipse, denn die Änderung der wirksamen Schenkellängen folgt genau
demselben Gesetze wie die entsprechenden Fadenlängen- bei der bekannten Fadeikons`.ruktion
der Ellipse.
-
Die Schenkel a und b kreuzen einander und haben notwendigerweise eine
gewisse Querausdehnung. Infolgedessen würde !bei einer Brennpunktspitze e des oberen
Schenkels a mit gewöhnlichem Schaft, wie einen solchen die andere Brennpunktspitze
f hat, dieser Schaft den unteren Schenkel b hindern, in der Schwenklage nach links
(in Abb. r und a) bis in die Richtungslage der großen Ellipsenachse zu gelangen.
Man könnte das Schreibwerkzeug h also nicht bis zum Schnittpunkt der Ellipse links
mit der großen Achse führen. Zur Beseitigung dieses Nachteiles sitzt die Brennpunktspitze
e an einem Umgehungsbügel i.
-
Der Umgehungsbügel i kann durch flächige Ausbildung, wie in den Abb.
3 und q. dargestellt, zugleich dazu dienen, dem ganzen Gerät Halt gegen Kippen und
dem Schenkel a eine immer gleichbleibende Höhe über der Zeichenebene zu geben, indem
er mit der Fläche seines unteren Teiles auf der Ebene des Zeichenpapiers h aufliegt.
Um auch der anderen Brennpunktspitze feine solche Halte-und die Schenkelhöhe sichernde
Wirkung zu geben, ist sie in der in Abb. 5 dargestellten Flächenform ausgebildet,
bei welcher der Spitzenansatz bis zur unteren Stützkante des Flächenteiles in die
Zeichenfläche k einzudrücken ist.
-
Einen wichtigen Bestandteil bildet die Vorrichtung, um die Bewegungsgrößen
des Schreibwerkzeuges h in den beiden Schenkeln a. und b voneinander abhängig zu
machen.
-
Bei der Vorrichtung nach den Abb.6, 7 und 8 ist jeder der beiden Schenkel
a und b-
seitlich des Längsschlitzes mit einer Längsverzahnung l und
der etwa aus einer das Schreibwerkzeug h in- sich führenden Hülse bestehende Schreibwerkzeugträger
m mit zwei gleich großen, gleichaxialen und miteinander gekuppelten Zahnrädern zz
und o versehen, welche in je eine der Verzahnungen l eingreifen. Von oben oder unten
gesehen befinden sich aber die beiden Verzahnungen l der Schenkel a und b
auf «verschiedenen Seiten des Schreibwerkzeugträgers m, was zur Folge hat, daß,
verschiebt man den Schreibwerkzeugträger in (durch Drehung des Schreibwerkzeugträgers
zra um seine Längsachse) in dem einen Schenkel in Richtung auf den- zugehörigen
Brennpunkt, die zwangläufig damit herbeigeführte Verschiebung in dem anderen Schenkel
die Richtung von dessen Brennpunkt fort hat. Damit ist die gewünschte Abhängigkeit
erreicht.
-
Die Halterung des Schreibwerkzeugträgers m an den Schenkeln
a und b wird einerseits durch die Zahnräder iz, o und andererseits durch
die gleichfalls auf dem Schreibwerkzeugträger m sitzenden Scheiben p, q bewirkt.
Dabei kann die Anordnung entweder eine solche sein wie gemäß Abb.6 und 7 links,
daß die Zahnrädern, o beide oben auf den Schenkeln sitzen, oder eine solche wie
in Abb. 7 rechts, däß beim oberen Schenkel a das Zahnrad n oben und beim unteren
Schenkel b das Zahnrad o unten sitzt. Als dritte Möglichkeit kommt noch hinzu, daß
das Zahnrad beim oberen Schenkel unten und beint unteren Schenkel oben sitzt.
-
Um bei gegebenem Brennpunktabstand den Zirkel auf Ellipsen- aller
Achsengrößen einstellen zu können, kann man z. B. beide Schenkel oder einen Schenkel
(ein Schenkel genügt) aus zwei durch den Längsschlitz voneinander getrennten Teilen
bestehen lassen und die beiden Teile an einem Ende gelenkig miteinander verbinden
(Gelenk r in Abb. 8). So ausgebildet läßt sich der- Schenkel winkelartig öffnen,
wie in Abb.8 links unten dargestellt ist, und so geöffnet erlaubt er, das zugehörige
Zahnrad n oder o an beliebiger Stelle in die Verzahnung l zu bringen. Geschlossen
und geschlossen gehalten werden dann die Teile etwa durch den Stöpselteil s, dessen
Zapfen t *in die Löcher u des anderen Schenkelendes (s. Abb.7) zu stecken sind.
Der Stöpsel s kann übrigens zugleich dazu dienen, den betreffenden Schenkel zu verlängern,
indem man ihn entsprechend lang ausbildet und mit einer an die Verzahnung L anschließenden
Verzahnung v ausrüstet.
-
Die Einstellbarkeit auf verschiedene Ellipsengrößen läßt sich beispielsweise
auch dadurch erreichen, daß man die Zahnräder st und o in bezug aufeinander entkuppelbar
einrichtet. Eine einfache Entkupplungsvorrichtung wäre z. B. die, die Trägerhülse
m der ganzen Länge nach oder nur im Gebiet des zu entkuppelnden Zahnrades zu schlitzen
und eine Einsteckhülse in ihr unterzubringen, von welcher ein Kupplungsstift durch
den
Schlitz der äußeren Hülse in eine Ausnehmung der Zabradnabe
ragt. Es ist dann nur eine Hebung bzw. Senkung der inneren Hülse auszuführen, um
die Entkupplung bzw. Kupplung zu bewirken. Es könnte auf einfache Weise auch durch
das Schreibwerkzeug die Entkupplung bzw. Kupplung bewirkt werden, z. B. so-, daß
mit dem Einbringen des Schreibwerkzeuges in die Hülse die Kupplung und mit dem Herausziehen
aus der Hülse die Entkupplung bewirkt wird.
-
Eine andersartige Vorrichtung, um die Bewegungsweggrößen des Schreibwerkzeuges
in den beiden Schenkeln a und b voneinander abhängig zu machen, ist in den
Abb.9 und io dargestellt. Sie verwendet die bekannte Fadenkonstruktion, indem an
den beiden Brennpunktspitzenhaltern e, f in den Höhenebenen der Schenkel
je ein Ende eines Fadens, Kettchens oder feinen Drehseiles w (lösbar und einstellbar
- man denke an eine Klemmbefestigung wie bei Klemmschrauben für elektrische Geräte
- die Köpfe der Brennpunkthalter e, f sollen solche Schrauben darstellen)
befestigt ist und das Seil w, wie in Abb. i o dargestellt, durch den Schresbwerkzeughalter
in von Schenkel zu Schenkel geführt ist. Bei solchem Gebrauch des Schreibwerkzeughalters
m kann man das Schreibwerkzeug selbst nicht, wie bei der Ausführungsform gemäß den
Abb.6 und 7, durch den hohlen Halter m hindurchführen, sondern es unten an ihm anbringen
und etwa durch einen Bügel mit dem Lenkknopf oben verbinden, damit man den schreibenden
Teil des Schreibwerkzeuges in die jeweils gewünschte Winkellage zur Tangente der
Ellipse bringen kann.
-
Um das Seil w, wie bei der Fadenkonstruktion den Faden, gespannt zu
halten, greifen an dem Schreibwerkzeughalter m Zugmittel x an, welche an den äußeren
Schenkelteilen zweckmäßig einstellbar befestigt sind und Zugfedern enthalten. Der
äußere Teil des einen Schenkels ist z. B. mit einer Verlängerungshülse y versehen,
welche an ihrem äußeren Ende das Zugmittel festhält und so erlaubt, die Befestigungsteile
zur Vergrößerung oder Verminderung der Federspannung in einen größeren bzw. geringeren
Abstand von der Kreuzung der Schenkel zu bringen. Auf dem anderen Schenkel ist beispielsweise
der Längsschlitz für die Anbringung des Zugmittelbefestigungsteiles z mitbenutzt.
-
Die Einstellung der gesamten wirksamen Seillänge möge einfach durch
Änderung der Klemmstellen in den Klemmschrauben e, f
erfolgen.
-
In bezug auf Abb. ¢ wird noch das Folgende bemerkt: Bei der Ausführungsform
gemäß den Abb.6, 7 und 8 besteht die Schwierigkeit, daß die Haltescheiben p,
q, indem sie einen vergleichsweise beträchtlichen Durchmesser haben müssen,
die hinreichende Annäherung der Achse des Schreibwerkzeuges an den Brennpunkt beim
Zeichnen von Ellipsen, deren große Achse nur wenig größer ist als der Abstand der
Brennpunkte, hindern. Zur Beseitigung dieses Nachteiles ist in Abb. 4. das Schenkelende
nach Art eines Umgehungsbügels ausgebildet, solcherweise, daß die Haltescheibe p,
q mit ihrem Rand bis beliebig über die Achse der Brennpunktspitze hinaus
bewegt werden kann. Der schreibende Teil kann mithin bis auf einen Abstand gleich
der Summe der halben Stärken des schreibenden Teils einerseits und des Spitzenteils
anderseits an den Brennpunkt herangebracht werden. Selbstverständlich ist noch eine
weitere Annäherung durch Biegung des schreibenden Teils möglich, doch muß dann dafür
gesorgt sein, daß der schreibende Teil zur Tangente der Ellipse eine immer gleiche
Lage einnimmt.