DE875571C - Zeichenvorrichtung, insbesondere zur Darstellung von Sinuskurven - Google Patents

Description

• Zeichenvorrichtung, insbesondere zur Darstellung von Sinuskurven Die Zeichenvorrichtung nach der Erfindung dient dem Zweck, je nach @usführuingsform beistimmte oder jede beliebige Sin.usdeurve- in kurzer Zeit und mit großer Genauigkeit zeichnen zu können. D.ie gezeichnete Kurve entspricht gen,a,u ihrem mathe:matiscben Gesetz.
• Das Prinzip besteht darin (Abb. i), daß die Abwä,lzung eines Krei;s,eis i entlang einer Geraden 2 einen Hebelarm 3 mit dem Radmus R in eine Drehversetzt und an dessen Endpunkt ein Zapfen 4 angebracht Ist, der die Kulisse 3 nach dem l@:katintein System der rechtwinkligen Kreuzschleife durch Mitnahme in eine hin und her gehende Bie-;gung versetzt. Der Charakter dieser Bewegung ist der einer soggenannten ha;rmonti@schen Schwingung, die später auch den Charakter der Sinuskurve bestimmt. Wird nun diese hin und her -lebend,- Querbewegung in _-\.hhän,gigkeit über e einer Strecke, Zeit oder Winkel abgetragen, so. erhält man die Si,nuskurve. Die, Gerade entspricht im Koordinatenkreuz der Kurve der Abszisse, und d.ie Richtung deir relativen hin und her gehenden Bewegung, senkrecht zurr Geraden der Ordinate. Nach Bedarf können diese natürlich auch vertauscht werden (s,in x = y oder sin h' = x).
• Die Bezeichnungen der Abszisse und Ordinate nach Art und. Größe der Dimensionen richtet :sich nac=h den jeweils. gegebenen Bedürfnissen bezüglich der Art dar darzustellenden Funktiotnsabphän:gigkeit und nach der Wahl der gewünschten Darstellungsgröße im gegebenen Maßstab.
• Abtb,. 2 zeigt ein konstruktives. Beispiel für den Aufbau einer soilchen Zeichenvoirrichtunig und liefert gleichzeitig den Beweis für die praktische Durchfüchrbarkeirt der Erfindung.
• Sie zeigt ferner, d:aß durch Veränderung des Kurbelarms 3 in btezug auf seine wirksame Länge Snnuskurven mit beliebig hohem Amplitudein (innerhaJb der gegebenem: Blaugröße der Vorrichtung) dargestellt werden können. Dies geschieht durch Verschiebung dbs, Zapfens q. mit Stellschraube im Kurbelarms;chlitz. Die Weite der Amplitude wäre nach dieser Darstellung konstant und bestimmt durch den Durchmaasiser dies abzuwälzenden Telkreises vom Zahnrad i. Jedoch. könnte die Konstruktion dahingehend gerändert werden, dtaß verschieden große Zahnräder zum Auswechsteln vorgesehen werden. Hierbei, mlüßae dann dafür gesoirgt werden, daß der entstehende Unterschied im Ab- stand des Zahnradmittelpunktes zur -Zahnstange durch Verschiebung der Zehntstange ausgeglichen wird, so daß kein Kanten des Zahnrades auftritt: Senkrecht über dlar Teillinie der Zahnstange liegt die Führungsspindel g, weilchet d!ile Aufgabe hat, die gesamten im Rahmen io untergebrachten und zus,ammengehaItienuen beweglichen Teitle in- geradliniiger Rächtung zu führen und zu uransporttiieren.
• Sie bildet aber auch gleichzeitig den Drehpunkt, um welchen der Rahmen nach oben geschwenkt, d. h. das Zahnrad von der Zaihnstange abgehoben werden kann. Diese Möglichkeit kann zur Einstellung des Schreibo,rgans in die Lage des Ursprungs im voirb,ereiteten Kooirdvnatenkreuz (sin x = o) sehr erwünscht stein, weil damit verhütet wird, da.ß z. B. die gefüllte Schreibfeder während! des Suchens des Nullpunktes unerwünschte Aufzeichnungen auf dem unterlegten Papier hinteirläßt. Das Schreiborgan 8 selbst kann entweder zwischen den Führungslagern 7 oder außerhalb eines :solchen angebracht werden. Diese Querführungstlager 7 nehmen den gegen Verdrehung sicherten. Vierkant stob als Gleitführung auf, an dessen Oberseite die Kuhssie 5 befestigt ist. Zur F-rzielungeines gleichmäßigen sanften Dauerdruckeffekts des Schreiborgans auf dem zu bezeichnenden Papier kann dies durch Z.wischenstchaltung einer geeigneten Feder leicht erreicht werden.
• Der Transport des Rahmens io in Links,ri:ch tung erfolgt durch Drehung der Führungsspindel g. Diese und düse Zahnstange liegen übereinander und parallel zueinander und finden in, den Füßen 1q: Aufnahme, wobei die Zarhnstange fest und die Fizhruntgaspinddiel drehbar gelagert ist. An der Auß.emseüite das rechten Fußes ist auf der Führungsspindel ein kleines Zahnrad i i aufgekeilt, im das .ein zweites, größeres, 12p, an einer Drehkurbel 13 befestibt, zum Eingriff kommt. Eine übersettzung, wie in Abb,. 2 dargestellt, ist insofern zweckmäßig, weih damit dar Längstransport dies Rahmens schneller vonstatten geht. Nach Anordnung in Abb. o wäre auf die Führungsisppintdal., da sie eine Linksdrehung macht, ein Linksgewinde zu schneiden. Diese Linksdrehung hat fernerhin noch den Vorteil, daß infolge des Reibungsmornentts beim Drehen im Muttergewinde -des Rahmens außer dem schon vorhandenen Übergewicht auf der Zahnradseilte zusätzlich noch eine Kraft kommt, die das Zahnrad gegen die Verziahnung der Zahnisttange drückt, wodurch kein. Zahnspieil und damit ein erwünschter absoluter F'ormschluß erzielt wird. Diese Tatsache ist für die geforderte Genauigkeit der aufzuzeichnenden Kwrven von Wichtigkeit.
• Zur Vereinfach @utng und damit Verbilligung der Vorrichtung können folgende Vorschläge angeführt werden: Einfache und leichte Brautart unter Verwendung von einem festen Zehntrad mit dem Tei:lkreisd'urchmesser von 2o mm. Damit können die zur grafischen Darstellung der einfachen Sinusfunktionen. meist gebrauchten Kurven y = sin cp wiedergegeben -%veerden,, wenn (p = Bogenmaß im Einheitskreis.
• Zur weiteren Vereinfachung kann diel Führungsspindel durch einen glatten Rundstab ersetzt werdien otder ganz in Wegfall kommen, wenn die Zahristanigu durch entsprechende Konstruktion gleichzeitig als Führung in Längsrichtung verwendet wird. Bei den beiden letzteran- Vorschlägen müßte dann der Längstransport von Hand durch Verschiiieben des-RahmBnS erfolgen. Das Abheben das Rahmens wurde .in diesen A.usiführuntgen nicht möglich seän, was aber bei einer kleinen und leichten Bauweise ohne Schwierigkeit, nämlich durch Auf-setzen der ganzen Voirrichtung auf das Papier ersetzt werden kann. Als Anwendungsgebiete kämen für diese vereinfachte Bauweise Fachschulen und andere technische Lehranstalten in Frage.
• Zur Erweiterung dar Vorrichtung, nämlich zur Erzeugung von. Sinustkurven jeder beliebigen Art mit verschiedenen Amplitudenthöhen und -weiten könnten folgende Vorschläge angeführt worden: Getrennte Antriebe für Längs- und Hinundrherbiewegungdurch Verwendung zweier voneinander unabhängiger Antriebe, von denen einer in seiner Geschwindigkeit konstant, der andere regelbar ausgeführt wird. Der Unterschied im Vergleich zu drei bisher beschriebenen Vorrichtungen besteht in der Hauptsache darin, daß nun die beiden Bewegungsar ten voneinander völlig unabhängig angetrieben werden, während: zuerst einte Zwangsläufigkeit und damit direkte Abhängigkeit zwischen den beiden Bewegungen (Längs- und Querbewegung) bestand.
• Beispielsweise kann nun der Antrieb, für die Hinundherbewegumg, d. h. der Antriebi für die l,'-urbelarmdrehung mittels zwischengeschaiteten Sehnetckengetriebes und im Rahmen eingebauten oder aufgesetzten kleinen Elektromotors erfolgen, während der Führungsspindielanerieb von einem zweiten Mototr bewerkstelligt wird, aber mit stufenlos regelbarer Drehzahl und Untemsietzunrgsgetriebe. Jetzt kann die Geschwindigkeit der Längsbewegung verändert und damit jede gewünschte Weite .der Ampiitudie erreicht werden.
• Nach Bedarf kann die Erweiterung der Vorrichtung sogar soi weit gehen, daß diese Drehzahl innerhalb des. Verfiau.fs einer Kurven;anfzeichnun:g verä:nd-ert werden kann, so daß Si.nuskurven entstehen, die: .in ihrer Weite zu- oder abnehmen.
• Die oben angeführten erweiterten Vorrichtungen können eventuell in der Industrie Verwendung fin.-den, z. B. Schwingungstechnik, Wechselstromtechnik, Versuchsanstalten. und Forschung.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zeichenvorrichtung, insbesondere zur Darstellung von Sinuiskurven, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abrollen eines Kreiises entlang einer Geraden ein Kurbi-z:larm in D-rehbewegung versetzt wird, an dessen Endpunkt ein Zapfen eine Kuli,sse nach dem System der rechtwinkligen Kreuzschleife in hin und her gehende Bewegung versetzt.
2. 2. Antrieb, für eine Zci@chenvorrichtun:g nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dieser die zur Erzeugung der Si.nusbahn nötige Längs-und Aufunda:bbewegung durch Förmscbluß, z. B. Zahnstange: und Zahnrad., in einer bestimmten Abhüngigkeit vollzieht, die sich nach dem Durchmesser des abzu.wälzendien Kreiises richtet.
3. 3. Antrieb nach Anspruch 2, da:diüirch gekennzeichnet, daß der wirksame Kurbelarmradius zwecks Aufzeichnung von Sinuskurven mit: verscbiedenen AmplItudenhöhen entweder durch Verschieben dies Mitnehmeris (Zapfen, Gleitstein u. dgl.) auf dem Kurbelarm oder durch Verschieben des ganzen Kurbelarms mit festem Mitnehme:r verändQrt wird. d..
4. Anwendung (unter Einschluß von Anspruch i und 2) zweier getrennter, voneinander völlig unabhängiger Antriebe für Längs- und Quer- (Auf-;-b-) Bewegung zur Wiedergabe jedeir gewünschten Sinuskurve, d@a;durch gekennzeichnet, daß einer der be:iiden Antriebe im seiner Geschwindigkeit konstant, der andiere re@g2ilb-ar ausigefülvrt wird:, wodurch die Ge@wä,hr gegeben isst, den Vorschub in sei@ne:r Geschwindigkeit zu verändern und.' somit die Amplituden.weite in belnebiger Größe zu erhalten.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, jedoch mit der Ergänzung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Geschwindigkeit einer der be;iiden getrennten Antriebe während des Verlaufs einer Kurvembeschrei,bung veräinide,rt wird, so daß eine stetig enger oder weiter werdende Kurve aufgezeichnet wird.
6. 6. Erweiterung des Anwendungsgebiets der unter Anspruch i biss 5 gekennzeichneten Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Verwendbarkeit sich auch auf andere Gebiete erstreckt, wo zur Erreichung eines bestimmten Zweckes nicht nur eine Beschriftung, sondern allgemein eine Sinusbewegung erwünscht ist.