DE508509C

DE508509C - Device for drawing ellipses and other curves

Info

Publication number: DE508509C
Application number: DEK117891D
Authority: DE
Original assignee: ARNOLD KUPHAL
Current assignee: ARNOLD KUPHAL
Priority date: 1929-12-10
Filing date: 1929-12-10
Publication date: 1930-10-03

Description

Gerät zum Zeichnen von Ellipsen und anderen Kurven Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät zum Zeichnen von Kurven, bei dem ein Zeichenstift in kreisender Bewegung um eine feststehende Mittelachse geführt wird. Das Neue besteht darin, daß die benachbarten Schenkelpaare eines den Zeichenstift tragenden Gelenkparallelogram.m-es um ihre Gelenke durchschwenkbar sind. Vorzugsweise wird eines der Gelenke des Parallelogrammes an einem Rahmengestell fest gelagert, und um dieses Gelenk werden die beiden benachbarten Schenkel in bestimmtem Drehsinn und mit bestimmtem Geschwindigkeitsverhältnis durchgedreht.Device for drawing ellipses and other curves subject of the Invention is a device for drawing curves, in which a drawing pencil in circling Movement is guided around a fixed central axis. The new thing is that the adjacent pairs of legs of a joint parallelogram. m-es carrying the pen are pivotable around their joints. Preferably one of the joints of the parallelogram fixedly mounted on a frame, and around this joint are the two adjacent ones Legs turned in a certain direction and with a certain speed ratio.

Im weiteren bezieht sich die Erfindung noch auf die besondere Ausbildung des Gelenkviereckes, dessen Unterbringung in einem Rahmengestell zusammen mit seinem Antrieb sowie die Ausbildung des Rahmengestelles.The invention also relates to the special training of the articulated square, its accommodation in a frame together with his Drive and the design of the frame.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Abb. i die Vorderansicht des neuen Zeichengeräts mit Kurbelantrieb teilweise im Schnitt, Abb.2 die Endansicht dazu, Abb.3 eine schematische Darstellung des Getriebes in Draufsicht, Abb. q. eine Teildraufsicht aus der Ebene A-B der Abb. i in größerem Maßstab, Abb. 5 eine zweite Ausführungsfor in des neuen Geräts, Abb. 6 und 6a eine Abänderung hierzu, Abb. 7 bis i.1 verschiedene Einzelheiten. Das Zeichengerät besteht im wesentlichen aus einem den Zeichenstift tragenden gleichseitigen Gelenkparallelogramm mit den Seiten 1, 2, 3, d. und den Gelenken 5, 6, 7, 8 (Abb. i und 4), von denen das eine Gelenk 5 an einem Rahmengestell 9 drehbar, jedoch unverschiebbar gelagert ist. Hierzu ist am Rahmen 9 eine als Gelenkzapfen dienende Drehachse 5' befestigt, um die die Seiten 1, 2 des Parallelogrammes mittels übereinandergeschobener Hülsenachsen i o, i i verschwenkbar sind. -Durch Verlegen der Seiten i bis d. in verschiedene Ebenen sowie Anpassen je zweier gegenüberliegender Ecken des Gelenkparallelogrammes durch entsprechende Abschrägungen 12, 13 bzw. Kröpfung 14 wird erzielt, daß die beiden Seiten 1, 2 fortlaufend, beispielsweise in entgegengesetzter Richtung, durchgedreht werden können. Die Formänderung des Parallelogrammes während dieser Drehbewegung wird zur Führung des Zeichenstiftes 15 nach der gewünschten Kurve nutzbar gemacht. Hierzu sind zwei gegenüberliegende Seiten 2 und d. des Parallelogrammes nach unten über die Gelenke 6 und 7 in Bügelform verlängert (Abb. i) ; die freien Schenkel 2', d.' der Bügel tragen eine an ihnen bei 16, 17 gelenkig befestigte und mit ihnen parallel verlaufende Führungsschiene 18, die durch Verlegen .der Kupplungsgelenke 16, 17 auf den Schenkeln 2', d.' vorwärts, rückwärts und nach beiden Seiten hin verschiebbar ist. Die Vor- und Rückwärtsverschiebung ist wegen etwa eintretenden Raummangels innerhalb des Rahmengestelles notwendig. Längs der Schiene 18 ist der Zeichenstift 15 einstellbar angeordnet. Zweckmäßig ist hierzu die Schiene 18 mit einer Zentimeterskala und Kerben i8' versehen, mittels welcher sich der in einem Längsschlitz 15' der Schiene i8 verschiebbare Zeichenstift 15 einstellen und feststellen läßt (Abb.7).Some embodiments of the invention are shown in the drawing, namely shows: Fig. i the front view of the new drawing device with crank drive partly in section, Figure 2 is the end view, Figure 3 is a schematic representation of the gearbox in plan view, Fig. q. a partial top view from plane A-B of Fig. i on a larger scale, Fig. 5 a second embodiment of the new device, Fig. 6 and 6a a modification to this, Fig. 7 to i.1 various details. The drawing device consists essentially of an equilateral joint parallelogram carrying the pen with pages 1, 2, 3, d. and the joints 5, 6, 7, 8 (Fig. i and 4), of which the one joint 5 rotatably mounted on a frame 9, but non-displaceably is. For this purpose, an axis of rotation 5 'serving as a pivot pin is attached to the frame 9, around the sides 1, 2 of the parallelogram by means of sleeve axes pushed one on top of the other i o, i i are pivotable. -By relocating pages i to d. in different Levels as well as adapting two opposite corners of the joint parallelogram by corresponding bevels 12, 13 or crank 14 it is achieved that the both sides 1, 2 continuously, for example in the opposite direction, rotated can be. The change in shape of the parallelogram during this rotary movement is made usable for guiding the pen 15 according to the desired curve. For this purpose, two opposite sides 2 and d. of the parallelogram downwards extended over the joints 6 and 7 in the shape of a bow (Fig. i); the free thighs 2 ', d.' the bracket wear one attached to them at 16, 17 and hinged with them parallel guide rail 18, which by laying .the coupling joints 16, 17 on the legs 2 ', d.' forward, backward and to both sides is movable. The forward and backward shift is due to about occurring Lack of space within the frame necessary. Along the rail 18, the drawing pen 15 is arranged to be adjustable. The rail is useful for this 18 provided with a centimeter scale and notches i8 ', by means of which the in a longitudinal slot 15 'of the rail i8 set displaceable pen 15 and can be determined (Fig.7).

In ähnlicher Weise kann die Stellvorrichtung an den Schenkeln 2' und .I' für die Gelenke 16, 17 zur Verstellung der Schiene 18 ausgebildet sein. , Die nötige Drehbewegung wird den Schenkeln i, 2 durch ein in dem Rahmen 9 gelagertes Kurbelgetriebe erteilt. Auf den Hülsenachsen io, i i sind hierzu übereinander angeordnete Stirnräderig, 2o von gleichem Durchmesser befestigt. Mit dem oberen Stirnrad 20 steht ein von einer aufsteckbaren Kurbel 21 angetriebenes, um einen Zapfen 21' drehbares Zahnrad 22 in Eingriff, dessen Durchmesser mit denen der Zahnräder i9, 20 gleich ist. Ein viertes Zahnrad 23 vom gleichen Durchmesser ist um einen Zapfen 24 (Abb. 3) drehbar gelagert und steht mit dem Stirnrad i9 in Eingriff. Der verzahnte Umfang der beiden in verschiedener Höhe nebeneinander gelagerten Stirnräder a2, 23 steht gegenüber den Rädern 2o, i9 nach unten bzw. nach oben vor (4bb. i), wobei an diesen sich übergreifenden Teilen die Räder 22, 23 miteinander in Eingriff stehen. Wird bei dieser Anordnung durch die Kurbel 2i das Rad 22 gedreht, so treibt dieses das Stirnrad 20 in einer Drehrichtung unmittelbar, das Stirnrad i9 aber unter Vermittlung des Rades 23 in entgegengesetzter Richtung mit gleicher Geschwindigkeit an, so daß auch die Schenkel i, 2 in entgegengesetzter Richtung mit gleicher Geschwindigkeit gedreht werden. Es ist aber durch Vorschalten eines weiteren Zahnradvorgeleges 25, 26 (s. Abb.6) möglich, die Schenkel i, 2 in gleicher Drehrichtung und bei entsprechender Wahl des Übersetzungsverhältnisses auch mit verschiedener Geschwindigkeit anzutreiben, wobei die von dem Zeichenstift aufgezeichneten Kurven die verschiedensten Formen erhalten.In a similar way, the adjusting device on the legs 2 'and .I 'for the joints 16, 17 to adjust the rail 18 be formed. , The necessary rotary movement is the legs i, 2 by a mounted in the frame 9 Crank gear granted. For this purpose, they are arranged one above the other on the sleeve axes io, i i Spur gears, fastened 2o of the same diameter. With the upper spur gear 20 is one driven by a plug-on crank 21 and rotatable about a pin 21 ' Gear 22 in engagement, the diameter of which is the same as that of the gears i9, 20 is. A fourth gear 23 of the same diameter is around a pin 24 (Fig. 3) rotatably mounted and meshes with the spur gear i9. The interlocked scope of the two spur gears a2, 23 mounted next to one another at different heights compared to the wheels 2o, i9 downwards or upwards in front of (4bb. i), with these overlapping parts the wheels 22, 23 are in engagement with one another. Will In this arrangement, the wheel 22 is rotated by the crank 2i, so this drives the Spur gear 20 directly in one direction of rotation, but spur gear i9 under mediation of the wheel 23 in the opposite direction at the same speed, so that also the legs i, 2 in the opposite direction at the same speed to be turned around. It is, however, by connecting a further gear reduction 25, 26 (see Fig.6) possible, the legs i, 2 in the same direction of rotation and with the corresponding Choice of gear ratio to be driven at different speeds, the curves drawn by the pen take on the most varied of shapes obtain.

Um hierzu das Getriebe entsprechend der gewünschten Bewegung der Schenkel i, 2 abändern zu können, sind die Räder 22, 23 leicht auswechselbar in dem Rahmen 9 eingesetzt und der Rahmenteil g' um ein Scharnier 27 hochklappbar und durch einen Verschluß 28 feststellbar angeordnet (Abb. i). Bei hochgeklapptem Rahmenteil g' können die Räder 22, 23 nach oben entfernt und deren in Löchern des Rahmenbalkens g''eingespannte Achszapfen 2i', 24 herausgezogen werden. Dann wird ein gekröpfter Zapfen 25' (Abb. 6), der einen neuen Satz von Rädern 25, 26 trägt, mit seinem vierkantigen Ende in ein paßrechtes Vierkantloch 26' am Balken 9" eingeschoben (Abb.6a), der Zapfen #2i' nach einem Loch 2z" des Balkens 9" gleichfalls verlegt und darauf das Zahnradpaar 22', 23' aufgeschoben. Endlich wird auch die Kurbe12i durch eine entsprechende Kreisöffnung des wieder in die Verschlußstellung geschwenkten Rahmenteils 9' hindurch mit dem Zahnrad 22' gekuppelt.To do this, the gearbox according to the desired movement of the legs To be able to modify i, 2, the wheels 22, 23 are easily interchangeable in the frame 9 used and the frame part g 'can be folded up around a hinge 27 and through a Lock 28 arranged lockable (Fig. I). With the frame part folded up g ' the wheels 22, 23 can be removed upwards and their in holes of the frame beam g '' clamped axle journals 2i ', 24 can be pulled out. Then a cranked one Pin 25 '(Fig. 6), which carries a new set of wheels 25, 26, with its square End pushed into a right-fitting square hole 26 'on the bar 9 "(Fig.6a), the Pin # 2i 'also moved to a hole 2z "of the beam 9" and then the Gear pair 22 ', 23' pushed on. Finally, the Kurbe12i is also due to a corresponding Circular opening of the frame part 9 'pivoted back into the closed position through it coupled to gear 22 '.

I"m das Gelenkparallelogramm über die in der Abb. i dargestellte Totpunktlage der Schenkel i und 2 hinwegzuhelfen, ist an dem verlängerten Schenke12 sowie an dem Schenke1 d. je ein Zahn- oder Friktionssegment 2" und d." befestigt. Ferner ist an dein Schenkel i ein Stirnrad i' frei drehbar gelagert, das in der Totpunktstellung mit beiden Segmenten 2", _." in Eingriff steht und so ein Drehmoment von dem durch das Getriebe bewegten Schenkel 2 auf den Schenkel T überträgt, wodurch letzterer aus der Totpunktstellung herausbewegt wird.I "m the joint parallelogram over the dead center position shown in Fig. I Helping over leg i and 2 is on the extended leg 12 as well as on the tavern1 d. one tooth or friction segment 2 "and d." attached. Further is a spur gear i 'freely rotatably mounted on your leg i, which is in the dead center position with both segments 2 ", _." is engaged and so a torque from that through the gear moving leg 2 transfers to the leg T, whereby the latter is moved out of the dead center position.

Mit der oben beschriebenen Vorrichtung lassen sich je nach Stellung des Zeichenstiftes 15 und der Führungsschiene 18 sowie Wahl der Drehrichtung und der relativen Drehgeschwindigkeit der beiden Schenkel i und 2 die verschiedensten Kurven aufzeichnen.With the device described above, depending on the position of the pen 15 and the guide rail 18 and choice of the direction of rotation and the relative speed of rotation of the two legs i and 2 are very different Record curves.

Will man Ellipsen erhalten, so werden die Schenkel i, 2 in entgegengesetzter Richtung mit gleicher Geschwindigkeit gedreht. Je nachdem man den Zeichenstift längs der Schiene 18 einstellt oder auch noch die Schiene i 8 an dem Gelenkviereck parallel zu einer Seite verstellbar anordnet (s. Abb. 8), erhält man die verschiedensten Ellipsenformen a1, a=...... wobei auch kleinste Ellipsen gezogen werden können. Auch Kreise b und Radien f und f' können bei dieser Anordnung gezeichnet werden, wenn man den Zeichenstift und die Führungsschiene entsprechend einstellt.If one wants to obtain ellipses, the legs i, 2 are rotated in the opposite direction at the same speed. Depending on whether the pen is set along the rail 18 or the rail i 8 is also arranged on the hinge square so that it can be adjusted parallel to one side (see Fig. 8), a wide variety of elliptical shapes a1, a = ...... where even the smallest ellipses can be drawn. Circles b and radii f and f ' can also be drawn with this arrangement if the drawing pen and the guide rail are set accordingly.

Es ist auch möglich, von den Ellipsen abweichende Kurvenformen herzustellen, wenn man gemäß Abb. 5 um die Hülsenachse 2o einen Schlepprahmen 29 frei drehbar lagert, in diesem Schlepprahmen ein den Schreibstift 15 tragendes Schiffchen 32 verschiebbar lagert und die am Gelenkviereck sitzende Schiene i8 durch ein verschiebbares Kupplungsgelenk 30 mit dem Schiffchen 32 im Schlepprahmen 29 verbindet. Schiffchen 32 und Schiene 18 mit dem Gelenk 30 sowie dem Stift 15 werden ähnlich wie die in der Abb. 7 dargestellte Stellvorrichtung ausgebildet und mit Skala versehen. Es hängt dann von der Lage des Schreibstiftes und der Lage des Kupplungsgelenkes ab, welche Kurven von dem Schreibstift beschrieben werden. Decken sich beide Punkte, dann werden von dem Schreibstift 15 dieselben Kurven beschrieben, als wenn der Schlepprahmen 29 nicht vorhanden wäre. Wird jedoch der Schreibstift 15 von der Drehachse 5' über das Kupplungsgelenk 3o nach außen verlegt, wie dies in Abb.9 in schematischer Weise gezeigt ist, so wird die voll ausgezogene normale Ellipse c an den punktierten Stellen c' abgeplattet, weil durch die winklige Lage der Schiene 18 und des Schlepprahmens 29 zueinander der Schreibstift 15 nach innen abgelenkt wird.It is also possible to produce curve shapes deviating from the ellipses if, as shown in Fig. 5, a drag frame 29 is freely rotatably mounted around the sleeve axis 2o, a shuttle 32 carrying the pen 15 is slidably mounted in this drag frame and the rail i8 sitting on the quadrangular joint is pushed through Slidable coupling joint 30 connects to the shuttle 32 in the towing frame 29. The shuttle 32 and the rail 18 with the joint 30 and the pin 15 are designed similarly to the adjusting device shown in FIG. 7 and are provided with a scale. It then depends on the position of the pen and the position of the coupling joint which curves are written by the pen. If both points coincide, then the pen 15 describes the same curves as if the drag frame 29 were not present. However, if the pen 1 5 from the axis of rotation 5 'laid over the coupling joint 3o outwardly, as shown in Fig.9 schematically, the full drawn normal ellipse c at the dotted points c' flattened because by the angular position of the rail 18 and the towing frame 29 to each other, the pen 15 is deflected inward.

Liegt jedoch der Schreibstift 15 zwischen der Drehachse 5 und dem Kupplungsgelenk 30, wie dies in Abb. io schematisch dargestellt ist, so wird die normale Ellipse c an den punktierten Stellen c" ausgebuchtet.However, if the pen 15 is between the axis of rotation 5 and the Coupling joint 30, as shown schematically in Fig. IO, so the normal ellipse c bulged out at the dotted points c ″.

Die Deformierung der normalen Ellipsen hängt aber nicht nur von der Lage der Punkte 30 und 15 in bezug auf die Drehachse 5 ab, sondern auch noch von der Entfernung der beiden Punkte voneinander. Wird diese Entfernung gemäß Abb. i i bei außen liegendem Kupplungsgelenk 30 größer als die kleine Halbachse der Ellipse, die durch den Punkt 3o beschrieben wurde, so entstehen lemniskatenartige Kurven d, d', weil der Schreibstift 15 über die Drehachse 5 hinaus verschoben wird.But the deformation of the normal ellipses depends not only on the position of the points 30 and 1 5 with respect to the rotation axis 5 off, but also on the distance of the two points of each other. If this distance as shown in Fig. Ii greater at the outside-lying coupling joint 30 as the semi-minor axis of the ellipse described by the point 3o, so arise lemniskatenartige curves d, d ', as the stylus 15 is displaced about the axis of rotation 5 addition.

Beim Antrieb der Schenkel i und 2 in gleichem Sinn und mit gleicher Geschwindigkeit werden von dem an der Schiene 18 sitzenden Schreibstift Kreise erzeugt. Um diesen gleichen Drehsinn der Schenkel i und 2 herbeizuführen, ist es erforderlich, das Getriebe nach den Abb. 6 und 6a mit einem weiteren Räderpaar 25, 26 nach der oben beschriebenen Weise zu ergänzen.When driving the legs i and 2 in the same sense and with the same Speed are generated by the pen seated on the rail 18, circles. In order to bring about this same sense of rotation of the legs i and 2, it is necessary to the transmission according to Figs. 6 and 6a with a further pair of wheels 25, 26 according to the way described above.

Gibt man dabei den Rädern 23', 26 verschiedene Durchmesser, um durch Einschalten einer Übersetzung die beiden Schenkel i, 2 mit verschiedenen Geschwindigkeiten anzutreiben, so erhält man je nach Art .der übersetzung ebenfalls verschiedene Kurvenzüge.If you give the wheels 23 ', 26 different diameters to go through Switching on a translation the two legs i, 2 at different speeds drive, you also get different curves depending on the type of translation.

Ist das Übersetzungsverhältnis % : i, beschreibt der Schreibstift 15 eine archimedische Spirale (Abb. i2). Bringt man mehrere Stifte in gleicher Entfernung voneinander auf der Schiene 18 an, so lassen sich die einzelnen Gänge der von ihnen beschriebenen Spirallinien zu einer Spirale vereinen.If the transmission ratio is%: i, the pen writes 15 an Archimedean spiral (Fig. I2). If you bring several pens at the same distance from each other on the rail 18, the individual courses of them Combine the spiral lines described into a spiral.

Wählt man jedoch das Übersetzungsverhältnis i : 3 oder i : 4., dann beschreibt der Zeichenstift 15 die in Abb. 13 und 14 dargestellten rosettenartigen Kurven höheren Grades.However, if you choose the transmission ratio i: 3 or i: 4, then the pen 15 describes the rosette-like curves of a higher degree shown in Figs. 13 and 14.

Das Übersetzungsverhältnis läßt sich noch beliebig steigern. Übersetzungen bei entgegengesetzter Schenkeldrehung ergeben weitere Arten von Kurven.The transmission ratio can still be increased as required. Translations if the legs are rotated in the opposite direction, further types of curves result.

Die Einrichtung stellt daher ein Universalgerät dar, das je nach Wahl der einzelnen Elemente die verschiedensten Kurvenformen aufzuzeichnen gestattet.The device is therefore a universal device that, depending on your choice of the individual elements to record the most varied of curve shapes.

Für genaues Auftragen der Kurven mit dem neuen Gerät muß dieses stets in gleicher Höhe und dabei vollkommen standfest auf das Zeichenblatt aufgestellt werden. Hierzu sind an den Enden des Rahmens zwei Stützen vorgesehen, die in vier miteinander gelenkig verbundene keilförmige Körper n, o, r, s (Abb.2) unterteilt sind, und zwar so, daß sie bei Aufstellung des Zeichengeräts quer zu der Rahmenebene gespreizt werden können. Die Keile n, s legen sich dabei mit an ihnen vorgesehenen Ansätzen u, v an den Rahmen 9 an und bilden einen nach allen Richtungen standfesten Stützbock, wie dies in der Abb. 2 durch strichpunktierte Linien dargestellt ist.For exact plotting of the curves with the new device, it must always be set up on the drawing sheet at the same height and completely stable. For this purpose, two supports are provided at the ends of the frame, which are divided into four articulated wedge-shaped bodies n, o, r, s (Fig.2), in such a way that they are spread across the plane of the frame when the drawing device is set up can. The wedges n, s are placed against the frame 9 with projections u, v provided on them and form a support frame that is stable in all directions, as shown in Fig. 2 by dash-dotted lines.

Sollen mit dem neuen Gerät Kurven auf verschieden geneigten Flächen, beispielsweise auf lotrechten Wandflächen, gezeichnet werden, so wird es auf einem einstellbaren Stativ oder Bock befestigt, das bzw. der ein Heranschwenken des Zeichengeräts an die Zeichenoberfläche gestattet.If you want to use the new device to make curves on differently inclined surfaces, for example on perpendicular wall surfaces, it will be drawn on a adjustable tripod or trestle attached, the swiveling of the drawing device allowed to the drawing surface.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for drawing curves, characterized in that that the adjacent pairs of legs of a joint parallelogram carrying the pen (i5) (i, 2, 3, q.) are pivotable about their joints (5, 6, 7, 8).

2. Device according to claim i, characterized in that one of the joints (5) of the parallelogram is fixedly mounted is and around this joint the two adjacent legs (i, 2) in a certain direction of rotation and can be rotated according to a certain speed ratio.

3. Device after Claim i and 2, characterized in that two opposite sides of the Parallelogram over their neighboring joints in the form of bent-back stirrups (2 ', q.') Are extended and that at these extensions one with the other both sides (i, 3) of the parallelogram are always parallel adjustable Rail (i8) is articulated, on which the pen (i5) is longitudinally displaceable and is arranged lockable.

Device according to claims i to 3, characterized in that that the legs (i, 2) by a crank (2i) actuated, according to the direction of rotation and relative speeds of the legs of differently composed spur gears are movable.

5. Apparatus according to claim i to q., Characterized in that for Conquer Jung the dead center position of one of the driven legs (2) the opposite leg (q.) By means of toothed or friction wheels (2 ", i ', 4") takes away.

6. Apparatus according to claim i to 5, characterized by one around the solid Joint (5) of the parallelogram rotatably mounted frame (29), which is connected to the joint parallelogram seated splint (i8) is coupled by an adjustable joint (30) and to a shuttle (32) carrying the pen (i5) is arranged to be displaceable is.

7. Apparatus according to claim i to 6, characterized in that the articulated parallelogram and its gear are installed in a yoke-shaped frame (9) standing on supports, one of which is an edge beam (9 ') for exposing and replacing gear parts around a hinge (27) is foldable. B. Device according to claim i to 7, characterized in, .that the supports of the frame (9) consist of wedge-shaped, articulated parts (ia, o, y, s) which, in the position of use, are in the form of a support frame perpendicular to the plane of the frame are spread (Fig.2).