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Anordnung zum Aufzeichnen von Kreisevolventen Bekanntlich werden Zalinr:ider,
die in der llaschineninduStrie in großer Zahl benötigt werden. voi-zug:iN-eise in
Evolventenverzahnung tiergestellt, cl. li, die 1# lanken der Zähne weisen die Form
einer hreisevolvente auf. Diese Form der Ziihne mu$ sehr genau eingehalten werden,
weini man ein einwandfreies und geräuschloses Arbeiten der Getriebe erreichen will.
Die hergestellten Zahnräder müssen also bezüglich ihrer Zahnformen ini; # til'erstur
J Genauigkeit 1 geprüft werden, was im allgemeinen niit optischen Mitteln
erfolgt. Zu diesem Zweck wird eine sehr genaue Zeichnung des Zahnrads angefertigt,
finit der vermittels einer Projektions(!inrichtung der Prüfling verglichen wird.
l)ie Anfertigung dieser Vergleichszeichnung bereitet #grofle Mühe, da die Evolvente
punktweise konstruiert werden muß. Außerdem ist die hierdurch erreichte Genauigkeit
beschränkt, weil di; wahre Evolvente durch Gerade oder Kreisbogen i?ur angenähert
wird. Berücksichtigt man ferner, da$ immer wieder neue Zahnradtypen und -größen
erzeugt werden, so ist leicht ersichtlich, daß der Aufwand an Zeichenarbeit beträchtlich
ist.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Zirkel, der es gestattet, jede gewünschte
Evolvente schnell und genau zu zeichnen. Bekanntlich ist die Evolvente die Bahn
eines Punktes eines um den Kreis herumgelegten Fadens, die dieser beim Abwickeln
des Fadens beschreibt. Hieraus ergibt sich die einfachste Form des Evolventenzirkels,
der aus einem Kreiszylinder besteht, um den ein Stahlband herumgeführt ist. Befestigt
man am freien Ende diese.
Stahlbands einen Schreibstift, so beschreibt
dieser leim Abwickeln die Evolvente. Zur Anpassung alt verschieden große Grundkreise
benötigt man ein, -entsprechende Zahl von genau geschliffenen Zylin-(lern, was einen
untragbar großen Aufwand darstellt. Um diesen zu vermeiden, kann man den Grundkreis
selbst durch ein Stahlband verwirk liehen, das durch Spannlineale auf den gewünschten
Radius eingestellt wird. In diesem Fall nähert man den Grundkreis durch Sehnen an,
wodurch die Genauigkeit zu wünschen übrig läßt. Außerdem ist in beiden Fällen der
Schreibstift nicht einwandfrei geführt, so daß man von der Geschicklichkeit des
Zeichners abhängig ist.
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Mit dem Zirkel gemäß der Erfindung werden die geschilderten Nachteile
vermieden. Die Handhalsung des Geräts ist nicht schwieriger, als die eines normalen
Kreiszirkels, so daß sich die mühsame Arbeit der punktweisen Konstruktion derEvolvente
erübrigt und trotzdem höchste Präzision erzielt wird. Das erfindungsgemäße Zeichengerät
besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem einen Zeichenstift tragenden
starren Lineal, das an dem vorgegebenen Grundkreis abwälzbar ist. Ausfültrungsheispiele
sind in den Zeichnungen dargestellt.
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Das Prinzip des Evolventenzirkels gemäß der Erfindung sei an Hand
der Fig. I und 2 näher erliiutert. In der perspektivischen Darstellung der Fig.
1 und 2 ist mit G der Grundkreis bezeichnet, an den die Evolvente gezeichnet werden
soll. Auf dem Grundkreis G rollt das Führungsrad 7 in Pfeilrichtung ab. Dieses Rad
kann als Zahn- oder Reibungsrad ausgebildet sein. Seine Bewegung wird über (las
Schraubenrädergetriebe 8 und 8° auf das Leitrad 3 übertragen. Dessen Achse bewegt
sich in Richtung des Pfeils 6 und dreht sich um seine Achse in Richtung des Pfeils
g. Die Übersetzung zwischen Führungsrad 7 und Leitrad 3 ist derart gewählt, daß
ihre Umfangsgeschwindigkeiten genau gleich groß sind. Die von dem Führungsrad 7
auf dem Grundkreis G abgewälzte Bogenlänge wird also im Maßstall t : t auf das Leitrad
3 übertragen. Das Leitrad 3 treibt seinerseits durch Verzahnung oder Reibung das
Tangentenlineal 2 an. Wenn das Lineal 2 stets tangential zum Grundkreis G geführt
wird, beschreibt der hieran angeordnete Schreibstift I die eingezeichnete Evolvente
in Pfeilrichtung 1o. In Fig.2 ist die Prinzipskizze in Seitenansicht wiedergegeben.
Die Bezugszeichen entsprechen denen der Fig.i.
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In Fig.3 ist eine praktische Ausführungsform des Evolventettzirkels
gemäß der Erfindung in Draufsicht wiedergegeben. Man erkennt das Führungsrad 7,
welches auf dem Grundkreis G abrollt. Dieses Rad 7 ist gemeinsam mit dem Schraubenr:idergetriebe
8 und 8° und dem Leitrad 3 in dem Schlitten t l gelagert, der seinerseits mit dem
Leit Stab 5 fest verbunden ist. Letzterer ist in der Führung t verschiebbar. Diese
Führung .1 wird mit ihrer Spitze in den Mittelpunkt .11 des Grundkreises G eingestochen.
Die waagerechte Achse des Führungsrades 7 liegt genau in radialer Richtung zum Grundkreis
G, zeigt also auf den -Mittelpunkt _-l. Durch Verschieben der Leitstange 5 111 der
Führung .4 kann das Führungsrad 7 auf jeden gewünschten Kreisbogen eingestellt Nverden.
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Das Tangetltenlineal 2 ist in dem Schlitten 12 geführt, Letzterer
kann sich um die Achse des Leitrades 3 drehen. Die Tangentenrichtung des Lineals
2 an den Grundkreis G wird durch die llilfsstange 13 mittels der Führung 14 im Schlitten
1 2 für jeden eingestellten Grundkreisradius gewährleistet. Zu diesem Zweck ist
die Führung .I zweiteilig ausgebildet. In dem einen Teil ist die Lagerung für den
Leitstab 5 angebracht, im anderen Teil die für die Hilfsstange 13. Nach Einstellung
des Knickwinkels zwischen beiden Lagerungen wird dieser durch eine Klemmschraube
bei .11 festgelegt. Eine weitere Fixierung erfolgt durch die Kletumung -sei 15.
Bewegt man also den Zirkel in Richtung des Pfeils 6, so beschreibt der ans Lineal
2 angebrachte Schreibstift i die Evolvente E.
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Das Tangentenlineal 2 kann, insbesondere -sei der Zeichnung von langen
Evolventen, eine beachtliche Länge aufweisen. Um eine sichere Führung auf dem Zeichenbrett
gewährleisten zu können, ist es vorteilhaft, an dem dem Schreibstift entgegengesetzten
Ende des Lineals 2 eine Führungsroller anzubringen, die in der Fig. 3 nicht dargestellt
ist.
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In der in Fig. 3 wiedergegebenen Einstellung des Zirkels kann man
Evolventen zeichnen, die nach rechts konkav sind, wie aus der Wirktltlgsweise ersichtlich
ist. Um auch linkskonkave Evolventen zu zeichnen, muß man den Leitstab 5 und die
Hilfsstange 13 aus der Führung 4 herausziehen und von der anderen Seite einstecken.
Dieser Fall ist in Fig. q dargestellt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann man das Tangentenlineal
2 an -seiden Enden mit einem Schreibstift I und 16 versehen, wie aus Fig. 5 ersichtlich
ist. Hierdurch erspart man sich das Umstecken des Zirkels und kann mit einer Einsteckung
die entgegengesetzt geöffneten Evolventen E' und E" aufzeichnen. Die übrigen Bezugszeichen
entsprechen denen der Fig. 1, 2, 3 und 1.
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In den Fig.6, 7 und 8 ist eine andere Ausführungsform des Zirkels
gemäß der Erfindung dargestellt. Hiernach besteht das Gerät aus zwei kegeligen Tellerscheiben
17 und 18, die auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, deren Spitze 21 in den
Mittelpunkt des Grundkreises G eingestochen wird. Das den Schreibstift ig tragende
Tangentenlineal 20 wird zwischen den einander zugekehrten konischen Flächen der
Tellerscheiben 17 und i8 geführt, zu welchem Zweck der Schlitten 22 mit dem Handgriff
23 dient, der durch einen Längsschlitz im Lineal 2o hindurchgreift. Die Feder 24
preßt das Lineal 20 tangential an den Berührungskreis in den durch die Tellerscheiben
17 und 18 gebildeten Doppelkegel. was durch die Schienen 27 und 28 sichergestellt
ist. An Stelle der Feder =-t kann das Anpressen an den Kreisbogen auch z. B. durch
magnetische Kräfte erfolgen. Die Veränderung des Abstands der Tellerscheiben
17 und 18 kann z. B. durch eine feingängige Schraube ins
Handgriff
25 vorgenommen werden. Hiermit wird die Basis des Doppelkegels und damit der Grundkreisradius
verändert.
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Die Handhabung des Zirkels ist folgende: Nach Einstellung desGrundkreisradius
durch Einstellung des :'Ustands der Tellerscheiben bleiben diese fest auf der Zeichenebene
liegen. Bewegt man jetzt die Führung 22 vermittels des Handgriffs 23 in Richtung
des Pfeils 26, so wälzt sich das Lineal 20 an dem Berührungskreis mit dem Radius
R ab, und der Schreibstift i9 beschreibt von o beginnend die gewünschte Evolvente
E.
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Man kann auf diese Weise die Evolventen für jeden Grundkreisradius
zwischen den Werten Rm", und Rm"X gemäß den Fig. ; und 8 zeichnen. Für größere oder
kleinere Radien müssen die Tellerscheiben durch entsprechende ersetzt werden.