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Einrichtung zum Aufzeichnen von Raumkurven, insbesondere von Körperlinien
Die Erfindung bezieht sich au'f eine Einrichtung zum Aufzeichnen von Raumkurven,
insbesondere von Körperlinien wie z. B. der Rückgratkurve, bei welcher der oder
die Zeichenstifte an einem Gelenkparallelogramm angeordnet sind, welches auf einer
ortsfesten Achse in seiner Ebene ' verstellbar gelagert ist und mit einem Fühlglied
in Verbindung steht, das an der aufzuzeichnenden Kurve entlangzuführen ist.
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Eine unmittelbareAufzeichnung derRaumkurve selbst ist naturgemäß nicht
möglich, da die aufgezeichnete Kurve immer eine ebene Kurve ist. Jede Raumkurve
läßt sich aber in zwei ebene, aufeinander senkrecht stehende Kurven zerlegen. Die
Aufzeichnung dieser beiden durch Projektion auf zwei zueinander senkrecht stehende
Ebenen erhaltenen Kurven gibt ein einwandfreies Bild von der Raumkurve selbst. Der
Zweck der Erfindung besteht nun darin, durch Entlangführen des Fühlgliedes an der
aufzuzeichnenden Raumkurve diejenigen Krümmungen der Raumkurve korrekt aufzuzeichnen,
die in oder parallel der Zeichenebene verlaufen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß das Fühlglied für sich senkrecht zur Ebene des Gelenkparallelogramms-
beweglich ist. Hierdurch wird die gewünschte Projektion der Raumkurve korrekt aufgezeichnet,
und es werden Verzerrungen durch diejenigen Krümmungen der Raumkurve, die nicht
in oder parallel der Zeichenebene verlaufen, verhindert; An sich ist es bei Aufzeichnungen
von Körperlinien, insbesondere der Rückgratkurve, bekannt, das Apparategestänge
aus einem den Zeichenstift tragenden Gelenkparallelogramm zu bilden, welches in
seiner Ebene verstellbar ist. Die bekannten Einrichtungen sind jedoch nur zum Aufzeichnen
von Kurven, die in einer Ebene liegen; brauchbar, während sie zur Aufzeichnung von
Raumkurven ungeeignet sind, da entweder ihr Gestänge in sich so starr ist, daß das
Fühlglied einer Raumkurve gar nicht zu folgen vermag, oder wenn das nicht zutrifft,
Verzerrungen in der Aufzeichnung der Raumkurve unvermeidbar sind, da das Fühlglied
nicht in der Lage ist, für sich in bezug auf das Gestänge Bewegungen senkrecht zur
Ebene des Gelenkparallelogramms auszuführen. -Die Einrichtung gemäß der Erfindung
ist wegen der verzerrungsfreien Aufzeichnung der Projektion einer Raumkurve auf
eine Ebene insbesondere für ärztliche Zwecke gut geeignet.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt Fig: r den Gegenstand der Erfindung in Ansicht von der Seite.
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Fig. a veranschaulicht den Erfindungsgegenstand im Grundriß.
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Fig. 3 stellt denjenigen Teil des Gestänges, an dem der Fühler angeordnet
ist, bei auseinandergezogenem Gestänge und in doppelt
geknickter
Lage für sich herausgezeichnet dar.
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Fig.4 veranschaulicht eine zweite Form der Abknickung im Grundriß.
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Fig.5 und 6 zeigen die Anordnung des Fühlers am Gestänge im vergrößerten
Maßstabe.
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In den Figuren ist mit i die Tragsäule des Gerätes bezeichnet, die
mit einer Schraubklemme 2 an einer Tischkante o. dgl. befestigt sein kann. An der
Standsäule i ist eine Schelle 3 angeordnet, die längs der Standsäule verschiebbar
ist, so daß man die Höhe der Aufzeichnungsapparatur verstellen kann. Gleichzeitig
kann die ganze Aufzeichnungsapparatur um die Standsäule i als Achse geschwenkt werden.
An der Sdhelle 3 ist ein Lagerauge q. befestigt, in welchem der die eigentliche
Aufzeichnungsapparatur tragende Zapfen 5 gelagert ist. Zum Feststellen der Schelle
3 an der Säule i dient eine Klemmmutter 6, während zum Feststellen des Zapfens 5
im Lager q. eine Klemmutter 7 vorgesehen ist: An dem Zapfen 5 ist ein im Grundriß
U-förmiges Gestell 8 befestigt (siehe Fig. 2). Das Gestell $ trägt eine Haltegabel
g, die um die Achse 1o schwenkbar und in ihrer Lage eine Klemmutter i i feststellbar
ist. In dem Schlitz der Gabel 9 ist das Zeichenbrett 12 längsverschiebbar und mittels
einer Klemmutter 13 feststellbar angeordnet.
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Das eigentliche Zeichengestänge ist zwischen den Schenkeln des U-förmigen
Rahmens 8 mit Hilfe von Gewindespitzen 14. gelagert, und zwar halten die Gewindespitzen
14 zwischen sich die Schiene 15. An der Schiene 15 -sind zwei weitere Schienen 16,
17-angelenkt, die ihrerseits durch eine vierte Schiene 18 verbunden sind. Die Schienen
15, 16, 17, 18 bilden zusammen. ein Gelenkparallelogramm. Die Schiene 18 ist an
den Schienen 16, 17 mittels Gleithülsen r9, 2o befestigt, so daß die Schiene 18
je nach dem gewünschten Maßstabe näher an die Schiene 15 herangeschoben bzw: weiter
von ihr entfernt werden kann. Die Schiene 18 trägt eine Hülse 21, die auf der Schiene
18 verstellbar ist. Die Hülse 21 ist mit zwei Zeichenstiften 22, 23 versehen, die
durch einen bajonettartigen Verschluß von der Zeichenfläche 12 abgehoben werden
können und nach Lösen des Verschlusses durch Federdruck auf der Zeichenfläche zum
Aufliegen gebracht werden. Die Achsen der beiden Zeichenstifte sind gegeneinandergeneigt,
so daß die Spitzen der Zeichenstifte in unmittelbarer Nähe auf dem Zeichenbrett
zur Auflage gebracht werden können.
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An die Schiene 16 des Gelenkparallelogramms ist ein Arm 2q. angeschlossen.
Die Verbindung zwischen dem Arm 2q. und der Schiene 16 ist starr, jedoch so verstellbar.
daß der Arm 24 verschiedene Stellungen zu der Schiene 16 haben kann, und zwar kann
der Arm 2q. entweder die geradlinige Fortsetzung der Schiene 16 bilden (s. Fig.
i), oder er kann winklig zu der Schiene 16 stehen (s. Fig. 3 und q.). Die Lage des
Armes 24. gegenüber der Schiene 16 wird durch Stifte 25, die am Ende der Schiene
16 angebracht sind (s. Fig. 5 und 6) fixiert, indem ein mit Bohrungen versehener
Lappen des Armes 24 auf die Stifte 25 entweder in der Lage der Fig. i oder in der
Lage der Fig. 3 und q. aufgesetzt und durch die Mutter 26 gehalten wird; Die Stifte
25 sind auf drei Seiten des Armes 16 vorgesehen, so daß der Arm 24 in eine Mehrzahl
von Winkellagen gegenüber dem Arm 16 gebracht werden kann. Der Arm 24 ist hohl ausgebildet:
In dem Arm 24 ist teleskopartig gleitend eine Stange27 angebracht. Bei der gestreckten
Lage des Armes 2q. gegenüber der Schiene 16 ist der Arm 27 in das Innere des Armes
2g. hineingeschoben und wird durch eine Schnappfeder 28 festgehalten. An dein unteren
Ende der Stange 27 ist der Halter 29 des Fühlers 3o, der in eine Kugel 31 ausläuft,
angelenkt. An dem Halter 29, welcher als Vierkantstange ausgebildet ist, , gleitet
eine Hülse 32, die einen Arm 33 trägt. Wenn der Arm 24. und der Halter 29 die geradlinige
Verlängerung . der Schiene 16 bilden, befindet sich das Gelenk 34., welches den
Halter 29 mit der Teleskopstange 27 verbindet, im Innern der Hülse 2q., so daß dieses
Gelenk nicht einknicken kann. Wenn jedoch das Gestänge die in Fig. 3 und 4 dargestellte
Läge einnehmen soll; so wird das am Ende des Armes 33 befindliche Auge 35 mit einem
entsprechenden Auge des Armes 27 verschraubt, so daß der Halter 29 die in Fig. 3
und ,4 dargestellte geknickt,. Lage gegenüber dem Arm 27 hat.
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Die Abmessungen der Stangen bzw. Halter 24., 27 und 29 sind derart
gewählt, daß sich die Fühlkugel 31 sowohl bei der in Fig. i als auch bei der in
Fig: 3 und q. dargestellten Lage stets in einer Ebene mit den Schreibstiften, die
an der Hülse 21 befestigt sind, und den das Grundgelenk bildenden Gewindespitzen
14. befindet.
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Der Fühler 30 ist an dein Halter 29 derart angebracht, daß
er quer zur Ebene des Gelenkparallelogramms 15, 16, 17, r8 schwenkbar ist. Der Fühler
30 ist dabei derart geführt, daß die Kugel 31 bei der Schwenkung des Fühlers
3o eine gerade Linie beschreibt. Zu dem Zweck ist der Fühler 3o an seinem oberen
Ende mit einem Längsschlitz 36 versehen, durch den ein ain-Halter 29 befestigter
Zapfen
37 hindurchrägt. Ferner ist der Fühler 30 mit Stiften oder Rollen 38 in einer
geschlitzten Führung 39, die am Halter 29 befestigt ist, gelagert. Die Form des
Schlitzes der Führung 39 ist eine derartige,. daß die Fühlerspitze 31 bei ihren
Schwenkbewegungen ständig eine gerade Linie beschreibt und infolgedessen auch immer
in eine Ebene mit dem Grundgelenk 1q. und den Zeichenstiften gebracht werden kann.
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Um die Handhabung des Apparates zu erleichtern, ist das Gewicht des
Zeichengestänges durch ein Gegengewicht q.o ausgeglichen, welches im Innern der
hohl ausgebildeten Standsäule i verschiebbar angeordnet ist und durch einen Draht
oder ein Seil 41 mit dem Gelenkparallelogramm verbunden ist.
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Bei der Benutzung des Apparates wird (lerart vorgegangen, daß mit
der Fühlkugel 3 i an der aufzuzeichnenden Kurve entlanggefahren wird. Diese Kurve
wird von dem einen der beiden Zeichenstifte auf einem auf dem Zeichenbrett 12 befestigten
Papierbogen aufgeschrieben. Während der Aufzeichnung der Kurve liegt in der Regel
einer der beiden Zeichenstifte dauernd an dein Zeichenbrett an, während der zweite
Zeichenstift zur Markierung einzelner Punkte dient. Um die Kurven recht bequem aufzeichnen
zu können, kann das Zeichengestänge- sowohl um die Standsäule z als auch um den
Haltezapfen 5 geschwenkt werden. Bei der Schwenkung um den letztgenannten. Zapfen
kann das Gelenkparallelogramm 15, 16, 17, 18 aus der vertikalen Ebene, in
welcher es gemäß Fig. i steht, in eine horizontale Ebene oder in eine beliebige
schräge Ebene gebracht werden. Die Schwenkung kann auch um einen Winkel- von i8o°
geschehen. Je nach den Verhältnissen, die vorliegen, kann das Gestänge die in F
ig. i dargestellte Form haben, oder es kann auch gemäß Fig. 3 und q. geknickt werden.
Die geknickte Form wird insbesondere dann gewählt, wenn es sich darum handelt, mit
dem Fühlorgan über den Kopf, den gekrümmten Rücken oder einen sonstigen, die Bewegung
des Gestänges hindernden Körperteil hinwegzugelangen.
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Mit der dargestellten Apparatur können beliebige Körperlinien aufgenommen
werden. Insbesondere dient die Apparatur zur Feststellung der Form der Wirbelsäule.
Wenn es sich darum handelt, die Hauptkrümmungen der Wirbelsäule, die ungefähr in
der vertikalen Symmetrieebene des Menschen liegen, festzustellen, so wird der Apparat
vorzugsweise in der Form benutzt, welche in den Fig. i und 3. dargestellt ist. Bei
Feststellungen der Krümmungen der Wirbelsäule senkrecht zur Symmetrieebene kann
der Apparat in der Form benutzt werden, die in Fig, 4 im Grundriß dargestellt ist.
Bei dieser Anwendungsform liegt das Gelenkparallelogramm 15, 16, 17, 18 in einer
vertikalen Ebene. Die Abknickung des das Fühlorgan tragenden Gestänges liegt jedoch
senkrecht zur Ebene des Gelenkparallelogramms und nicht, wie dies in Fig. 3 dargestellt
ist, in der Ebene des Gelenkparallelogramms.
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Der Gegenstand der Erfindung ist ein Universalinstrument, mit dem.
sich die verschiedensten Erfordernisse erfüllen lassen.
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Wenn durch Verschieben der Schiene 18 längs der Schienen 16 und 17
eine Maßstabsänderung herbeigeführt wird, muß auch die Hülse 2i, welche die Zeichenstifte
trägt, auf der Schiene 18 verschoben werden, derart, daß die Zeichenstifte immer
in der gleichen Ebene mit dem Hauptgelenk 1q. und der Fühlerspitze 31 bleiben.