DE8005409U1 - Schnellverstellzirkel - Google Patents

Description

' Dr. Max Schneider t ns??)

Dr. Alfred Eitel _D.pi...„_fl. Ernst Czowalla 8ig!::ß&. : Patentanwälte Peter Matschkur _D,_pl.^_hy..

^Zugelassen beim Europäischen Patentamt - admitted to the European Patent Office - agrdes pres !'Office europoen des brevet:

: ' 85 Nürnberg 106, den 28. Febr. 198(

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¹¹ Schnellverstellzirkel "

Die Erfindung richtet sich auf eihen Schnellverstellzirkel mit einem Mitteltrieb, dessen Gewindespindelhälften eine entgegengerichtete, selbsthemmende Gewindesteigung aufweisen und je in eine an jedem Zirkelschenkel befestigte Gewindebuchse eingreifen, die aus zwei radial zum Mitteltrieb gegeneinander beweglichen Buchsenteilen mit je einem Teilgewinde besteht, die zusammen ein Gewinde von annähernd 360° ergeben und unter Federkraft in Gewindeeingriff sowie entgegen der Federkraft außer Eingriff mit der Gewindespindel stehen.

Zum Stand der Technik gehören Schnellverstellzirkel mit einem Mitteltrieb, der zwei entgegengerichtete Gewinde hoher Steigung aufweist. Das Problem der Schnellverstellung wird hierbei vorteilhaft gelöst, jedoch bereitet die Feineinstellung infolge der hohen Gewindesteigung Schwierigkeiten.

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Zum Stand der Technik gehört weiter eine im Zirkelschenkel gelagerte einteilige Buchse für den Mitteltrieb, die einen wesentlich größeren Querschnitt aufweist als dem Durchmesser des Mitteltriebs entspricht und die nur an einem Teil ihres Innenumfangs ein Gewinde aufweist. Diese Buchse wird unter Federkraft an die dem Gewinde gegenüberliegende Seite des Schenkels bewegt, an der der Mitteltrieb in Eingriffstellung des Gewindes anliegt. Auch hier ergeben sich Ungenauigkeiten bei der Feinverstellung infolge der auf einen vergleichsweise geringen Winkel begrenzten Gewindeführung des Mitteltriebs,

Bei einer anderen bekannten Ausführungsform eines Schnellverstellzirkels wird ein Mitteltrieb mit selbsthemmendem Gewinde verwendet, jedoch ist die Gewindebuchse unterteilt, so daß jedes Buchsenteil einen Gewindebereich von höchstens 180° aufweist. Die beiden Buchsenteile stehen in Druckrichtung einer Federkraft in Gewindeeingriff. Werden die Buchsenteile entgegen der Federkraft auseinanderbewegt, läßt sich der Mitteltrieb ohne Gewindeeingriff durch die dann querschnittlich vergrößerte Buchsenöffnung hindurchschieben. Den beiden Buchsenteilen fehlt allerdings die für solche Präzisionsgeräte erforderliche exakte Führung gegeneinander. Zum anderen ist für jedes Buchsenteil ein im Zirkelschenkel gelagerter Doppelhebel erforderlich, der selbst unter der Federkraft steht und diese mittelbar auf die Buchsenteile überträgt.

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Es besteht diesem Stand der Technik gegenüber das Bedürfnis nach einem Schnellverstellzirkel, dessen Winkel ebenso schnell verändert, wie er nach Eingriff des Gewindes in die Gewindespindel exakt feinverstellt werden kann und der selbst bei der geforderten hohen Präzision mit einem Minimum an Aufwand hergestellt und montiert werden kann.

Die Erfindung geht von einem Schnellverstellzirkel der eingangs bezeichneten Art mit selbsthemmender Gewindespindel und unterteilter Gewindebuchse aus, und sie löst die gestellte Aufgabe vorteilhafterweise in der Art, daß,die Teilgewinde an zwei jeweils entgegengesetzt radial die Gewindespindel übergreifenden Buchsenteilen und zwar jeweils an der Rückseite der Gewindespindel angeordnet sind und unter Zugkraft im Gewindeeingriff stehen, wobei die an ihrem anderen Ende abgestützte Federkraft unmittelbar an einem Anschlag des jeweiligen Buchsenteils angreift.

Der auf Zug wirkende Gewindeeingriff ist eine Folge dessen, daß die beiden Buchsenteile jeweils bis um die Gewindespindel herumgeführt sind und an deren Rückseite in Gewindeeingriff gelangen. Dadurch erhalten die beiden Buchsenteile eine unmittelbare Führung aneinander, und sie dienen außerdem dem unmittelbaren Angriff der Federkraft. Zusätzliche Bauteile zur Führung und/oder zur Kraftübertragung bzw. zur Betätigung der Einrichtung zwecks Aufhebung des Gewindeeingriffs sind infolgedessen nicht erforderlich. Die Vorrichtung besteht, abgesehen von der auf ver-

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schiedene Weise konstruktiv zu verwirklichenden Federkraft aus zwei Teilen, die in einfacher Weise beispielsweise aus Kunststoff gefertigt werden können. Die den Gewindeeingriff bewirkende Zugkraft schafft für ein solches Gerät besonders günstige Bewegungsverhältnisse.

Der allgemeine Gedanke der Erfindung läßt sich zum einen bei einer Ausführungsform eines Schnellverstellzirkels verwirklichen, dessen sich zu einem Zylinder ergänzende Buchsenteile einen außenliegenden Anschlagkopf aufweisen und in einer Zylinderbohrung des Zirkelschenkels gelagert sind. Ausgehend von diesen vorbekannten Voraussetzungen sieht die Erfindung vor, daß die beiden Buchsenteile je einen Halbzylinder bilden, der einen Anschlagkopf am einen Ende und ein senkrecht zur Längsmittelebene angeordnetes Langloch aufweist, das' mit dem Langloch des anderen Halbzylinders korrespondiert und an seiner dem freien Zylinderende zugekehrten Seite das Teilgewinde trägt. Die beiden Buchsenteile sind an ihrer Längsmittelebene gleitend und großflächig aneinander geführt, so daß ein Verkanten gegeneinander ausgeschlossen ist. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, zwischen dem Anschlagkopf eines jeden Buchsenteils und dem Zirkelschenkel eine den Zylinder umgebende Druckfeder anzuordnen. Dieser ist im allgemeinen unter dem Anschlagkopf des Buchsenteils verborgen. Zur Montage werden die beiden Buchsenteile nach Aufnahme der einen oder beiderseitigen Federn in die Bohrung des Zirkelschenkels in entgegengesetzter Richtung eingeführt und dann die Spindel des Mitteltriebs durch die beiden

korrespondierenden Langlöcher hindurchgeführt.

Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist die Tatsache, daß die Gewindebuchse auch außerhalb des Zirkelschenkels angeordnet sein kann, was im Stand der Technik bereits bekannt ist und für gewisse Anwendungsfälle bevorzugt wird. Im weiteren Verfolg dieses Gedankens sieht die Erfindung zwei Schalen vor, die mit je einem an ihrem einen Ende angeordneten Zapfen in eine Bohrung des Zirkelschenkels eingreifen und an ihren einander zugekehrten Innenseiten die beiden einander entgegengerichteten Buchsenteile sowie eine sich an beiden Schaleninnenseiten abstützende Druckfederung aufweisen. Die beiden Schalen bilden gewissermaßen das Druckstück zur Betätigung _f wenn der Gewindeeingriff aufgehoben werden soll. Die beiden Schalen werden durch den gegenseitigen übergriff ihrer Buchsenteile durch die hindurchgeführte Gewindespindel zusammengehalten, wobei zur Montage lediglich die auf die beiden Schalen wirkenden Druckfedern eingefügt werden müssen.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die beiden Buchsenteile der Schalen in aneinandergrenzenden Radialebenen der Gewindespindel, d.h. also nebeneinander angeordnet sind. Sie stehen dann in körperlicher Berührung und entsprechen der vorbeschriebenen Ausführungsform. Eine andere Alternative besteht darin, daß die beiden Buchsenteile der Schalen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. In diesem Fall sind die beiden Teilgewinde nicht gegeneinander versetzt, sondern liegen gleich-

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falls in ein und derselben Ebene.

Um ein Höchstmaß an Eingriffsgenauigkeit eines solchen Mitteltriebs zu erhalten, können die Buchsenteile, wie an weiteres Merkmal der Erfindung vorsieht, in radialer Richtung zur Gewindespindel ineinander geführt sein. Eine solche Führung der beiden Buchsenteile kann beispielsweise aus einer Schwalbenschwanz- od.dgl. Führung bestehen. Zur Montage werden zunächst die beiden Schalenteile im Bereich der Führung ihrer Buchsenteile zusammengefügt und dann von der Außenseite oder von der Innenseite einer Durchgangsöffnung für die Gewindespindel in entsprechende Bohrungen des Zirkelschenkels eingerastet.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die beiden Schalen beiderseits der Gewindespindel je einen gegen die andere Schale gerichteten Zapfen aufweisen, die in Abstand von der anderen Schale enden und auf ihrem Umfang eine Schraubenbeder führen. Eine andere Alternative besteht darin, daß jede Schale eine den Zapfen der gegenüberliegenden Schale mit Abstand aufnehmende und in Abstand von dieser gegenüberliegenden Schale endende, an ihrem freien Ende offene Hülse aufweist, wobei in dem Zwischenraum zwischen Zapfen und Hülse eine Schraubenfeder angeordnet ist. Der Abstand des Zapfen- bzw. Hülsenendes an der gegenüberliegenden Schaleninnenseite entspricht dem maximal erforderlichen Spiel der Teilgewinde der beiden Buchsenteile zur Aufhebung des Gewindeeingriffs. Bei dieser Ausführungsform weist jedes Buchsenteil ein etwa 180°-Teilgewinde auf.

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Als besonders vorteilhaft hat sich die Erfindung insofern erwiesen, als die beiden Buchsenteile bzw. Schalen zunächst identisch ausgebildet sein können. Lediglich die beiden Teilgewinde sind geringfügig gegeneinander versetzt.

Sind, wie die Erfindung weiter vorsieht, die beiden Schalen an ihrem freien äußeren Ende gegen die Gewindespindel abgewinkelt bzw. abgekrümmt und weisen sie eine die Gewindespindel mit Spie] umschließende Durchgangsöffnung auf, wobei dieses Spiel mindestens dem zum Aufheben des Gewindeeingriffs erforderlichen Spie] der Buchsenteile entspricht, ergibt sich eine besonders geschlossene Ausführungsform.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Zirkel in Ansicht; Fig. 2 ein Buchsenteil der Ausführungsform nach Fig. 1 in

vergrößerter perspektivischer Darstellung; Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt etwa nach Linie III - III in

Fig. 1 in GewindeeingriffStellung und Fig. 4 bei aufgehobenem Gewindeeingriff; Fig. 5 eine andere Ausführungsform in abgebrochener Darstellung; Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 5; Fig. 7 einen Schnitt etwa nach Linie VII - VII in Fig. 6; Fig. 8 einen Schnitt etwa nach Linie VIII - VIII in Fig. 7 und

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Fig. 9 eine abgewandelte Ausführungsform in einer etwa dem Schnitt nach Fig. 7 entsprechenden Darstellung.

Der Zirkel nach Fig. 1 weist die beiden Schenkel 1 und 2 auf, die über ein Getriebe miteinander in Eingriff stehen, welches unter dem den Griff 4 tragenden Bügel 3 angeordnet ist. In einer Schlitzführung 5 des Bügels 3 ist das Rändelrad 6 des Mitteltriebs 7 angeordnet, der der Feinverstellung des Zirkelwinkels zwischen den beiden Schenkeln 1 und 2 dient. Die beiden Gewindehalften 8 und 9 der Gewindespindel 10 des Mitteltriebs 7 weisen einander entgegengesetzte Steigung auf. Das Gewinde der Gewindespindel 10 ist selbsthemmend ausgebildet. In den beiden Zirkelschenkeln 1 und 2 ist je eine Bohrung 11 angeordnet, in der eine Gewindebuchse 12 gelagert ist. Diese besteht aus den beiden je als Halbzylinder 13 ausgebildeten Buchsenteilen 14 und 15, von denen jedes einen Anschlagkopf 16 trägt, der der Betätigung dient. Jedes Buchsenteil 14,15 weist ein senkrecht zu der Längsmitteiebene 17 angeordnetes Langloch 18 auf. Dieses trägt an der dem Zylinderende 19 zugekehrten Seite ein sich über etwa 180° erstreckendes Gewinde 20. Die beiden Buchsenteile 14 und 15 sind zu jeder Seite des Zirkelschenkels 1 bzw, 2 von einer schraubenförmigen Druckfeder 21 umgeben, die 'sich einerseits an dem Zirkelschenkel 1 bzw. 2 und andererseits an der Unterseite 22 des Anschlagkopfes 16 abstützt. Auf diese Weise werden die beiden Buchsenteile 14,15 in axialer Richtung auseinanderbewegt, und ihre beiden Teilgewinde 20 gelangen mit der Gewindespindel 10 des Mitteltriebs 7 in Eingriff. Um den Gewindeeingriff aufzu-

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heben, wird gleichzeitig auf die beiden Anschlagköpfe 16 ein Druck in Pfeilrichtung 23 ausgeübt (vergl. insbes. Fig. 4).

Die Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 8 weist eine außerhalb des Zirkelschenkels 1 bzw. 2 liegende Gewindebuchse auf. Sie besteht aus zwei Schalen 26 und 27, an derem einen Ende ein Zapfen 28 angeordnet ist, der in eine entsprechende Bohrung des Zirkelschenkels 1 bzw. 2 eingerastet ist. Der Eingriff kann sowohl von außen, als auch von der Innenseite her erfolgen. Das andere Ende 30 der beiden Schalen 26,27 ist in Richtung der Gewindespindel 10 abgekrümmt.

■ An der Schaleninnenseite 31 sind die beiden Buchsenteile 32 r! und 33 angeformt, und zwar liegen sie bei der Aus führungs form nach den Fig. 6 bis 7 in einer gemeinsamen Ebene. Fig. 8 läßt erkennen, daß die beiden Buchsenteile 32 und 33 an ihren entgegengerichteten Enden hakenförmig abgewinkelt sind und hierbei die Gewindespindel 10 umgreifen. In diesem übergreifenden Be- ;i reich weisen die beiden Büchsenteile 32,33 je ein Teilgewinde von etwa 180° auf. An dem Rücken 34 des Buchsenteils 32 ist ein Längssteg 35 angeformt, der in eine entsprechend ausgebildete Führung 36 eines Schenkels 37 der Schale 27 eingreift. In analoger Weise ist auch die Schale 26 ausgebildet, was deshalb im einzelnen nicht eigens erläutert wird.

Die Schale 26 weist an ihrer Innenseite einen Zapfen 40 auf, der in einem Abstand 47 von der Innenwand 31 der gegenüberliegenden

Schale 27 endet. Auf den Zapfen 40 ist eine Schraubenfeder 41 lose aufgeschoben, die sich an den Innenseiten 31 der beiden Schalen 26 und 27 abstützt. Unterhalb der Spindel 10 (vgl. Fig. 6) weist die gegenüberliegende Schale 27 einen analog angeordneten und dem gleichen Zweck dienenden Zapfen 42 für eine Feder 43 auf.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 9 sind die beiden Buchsenteile 32 der Schale 26 und 33 der Schale 27 in nebeneinanderliegenden Ebenen angeordnet entsprechend der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4. Der Zapfen, 42 der Schale 27 greift hier in eine an der Schale 26 angeformte Hülse 44 ein, und in dem Zwischenraum 45 ist die Druckfeder 41 angeordnet, die die beiden Schalen 26 u. 27 auseinanderdrückt und damit die Teilgewinde 20 der beiden Buchsenteile 32 und 33 in Eingriff mit der Gewindespindel 10 hält.

Claims (1)

1. Schnellverstellzirkel mit einem Mitteltrieb, dessen Gewindespindelhälften eine entgegengerichtete, selbsthemmende Gewindesteigung aufweisen und je in eine an jedem Zirkelschenkel befestigte Gewindebuchse eingreifen, die aus zwei radial zum Mitteltrieb gegeneinander beweglichen Buchsenteilen mit je einem Teilgewinde besteht, die zusammen ein Gewinde von annähernd 360° ergeben und unter Federkraft in Gewindeeingriff sowie entgegen der Federkraft außer Eingriff mit der Gewindespindel stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilgewinde (20) an zwei jeweils entgegengesetzt radial die Gewindespindel (10) übergreifenden Buchsenteilen (14,15,32,33) und zwar jeweils an der Rückseite der Gewindespindel (10) angeordnet sind und unter Zugkr'aft im Gewindeeingriff stehen, wobei die an ihrem anderen Ende abgestützte Federkraft unmittelbar an einem Anschlag des jeweiligen Buchsenteils (14,15,32,33) angreift,

2. Schnellverstellzirkel nach Anspruch 1 mit in einer Zylinderbohrung des Zirkelschenkels gelagerten, sich zu einem Zylinder ergänzenden Buchsenteilen mit außenliegendem Anschlagkopf, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Buchsenteile (14,15) je einen Halbzylinder (13) bilden, der einen Anschlagkopf (16) am einen Ende und ein senkrecht zur Längsmittelebene (17) angeordnetes Langloch (18) aufweist, das mit dem Langloch (18) des anderen Halbzylinders (13) korrespondiert und an seiner

dem freien Zylinderende (19) zugekehrten Seite das Teilgewinde (20) trägt.

λ. Schnel.lverstellzirkel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschlagkopf (16) eines jeden Buchsenteils (14,15) und dem Zirkelschenkel (1,2) eine den Zylinder umgebende Druckfeder (21) angeordnet ist.

4. Schnellverstellzirkel nach Anspruch 1 mit außerhalb des Zirkelschenkels liegender Gewindebuchse, gekennzeichnet durch zwei Schalen (26,27), die mit je einem an ihrem einen Ende angeordneten Zapfen (28) in eine Bohrung (29) des Zirkelschenkels (1,2) eingreifen und an ihren zugekehrten Innenseiten (31) die beiden einander entgegengerichteten Buchsenteile (32,33) sowie eine sich an'beiden Schaleninnenseiten abstützende Druckfederung aufweisen.

5. Schnellverstellzirkel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Buchsenteile (32,33) der Schalen (26,27) in aneinandergrenzenden Radialebenen der Gewindespindel (10) angeordnet sind (Fig. 9).

6. Schnellverstellzirkel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich= net, daß die beiden Buchsenteile (32,33) der Schalen (26,27) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind (Fig. 6,7).

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7. Schnellverstellzirkel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Buchsenteile (26,27) radial ineinandergeführt sind (Fig. 6,8).

8. Schnellverstellzirkel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Buchsenteile (32,33) eine Schwalbenschwanz führung od.dgl. aufweisen.

9. Schnellverstellzirkel nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schalen (26,27) beiderseits der Gewindespindel (10) je einen gegen die andere

Schale gerichteten Zapfen (40,42) aufweisen, die in Abstand von der anderen Schale enden und auf ihrem Umfang eine Schraubenfeder (41) führen.

10. Schnellverstellzirkel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schale (26,27) eine den Zapfer (40,42) der gegenüberliegenden Schale mit Abstand aufnehmende und in Abstand von dieser gegenüberliegenden Schale endende, an ihrem freien Ende offene Hülse (44) aufweist und in dem Zwischenraum zwischen Zapfen (40,42) und Hülse (44) eine Schraubenfeder (41) angeordnet ist.

11. Schnellverstellzirkel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Buchsenteile (14,15) bzw Schalen (26,27) identisch ausgebildet sind.

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12. Schnellverstellzirkel nach einem der Ansprüche 4 bis 11, |;

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schalen (26,27) an I

ihrem freien äußeren Ende (30) gegen die Gewindespindel (10) I

abgewinkelt bzw. abgekrümmt sind und eine die Gewindespin- |

del (10) mit Spiel umschließende Durchgangsöffnung (46) auf- |

weisen, wobei das Spiel mindestens dem zum Aufheben des Ge- yfi Windeeingriffs erforderlichen Spiel der Buchsenteile (32,33)

entspricht. %