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Kurvenzirkel Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zirkelähnliches
Instrument, kurz Kurvenzirkel genannt, zu schaffen, das es ermöglicht, eine große
Anzahl verschiedener, geschlossener oder offener Kurven zweiten, dritten oder höheren
Grades, wie z. B. Ellipsen, Epizykloide, Cardioide oder Teile derselben, zü zeichnen.
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Die Erfindung besteht darin, daß eine um einen ortsfesten, zu der
Zeichenebene senkrecht stehenden Stift drehbare Stange mit einem in bezug auf sie
drehbaren; parallelen Arm verbunden ist, der die gegebenenfalls zusätzlich geführte
Zeichenspitze trägt und durch ein zwangläufiges, durch die Drehung der Stange angetriebenes
und vorzugsweise leicht auswechselbares oder regelbares Gctriebe in einem bestimmten
Verhältnis in bezug auf die Stangendrehung in einer zur Zeichenebene parallelen
Ebene derart vierdrehbar ist, daß er bei der Verdrehung der Stange um den ortsfesten
Stift die Zeichenspitze auf einem Kurvenbogen bewegt.
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Das von der Zeichenspitze beschriebene Kurvenbild .hängt von dem Drehverhältnis
zwischen Stange und Dreharm bzw. von der Form der zusätzlichen Zeichenspitzenführung
ab. Ändert man nun dieses Drehverhältnis bzw. die Form der Zeichenspitzenführung,
indem man z. B. das zwischen Stange und Dreharm eingeschaltete Getriebe auswechselt,
so erhält man die verschiedensten Kurvenbilder.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt
Fig. i eine Ausführungsform des Kurvenzirkels, die besonders
zum Zeichnen von Ellipsen und ähnlichen Kurven geeignet ist, in Seitenansicht, Fig,
2 einen vergrößerten Teilschnitt des Kurvenzirkels nach Fig. i, Fig. 3 eine zweite
Ausführungsform des Kurvenzirkels in Seitenansicht und Fig. 4 einen vergrößerten
Teilschnitt nach Fig. 3. Der in Fig. i und 2 dargestellte Kurvenzirkel, der vorzugsweise
zum Zeichnen von Ellipsen und Cardioiden dient, besteht aus einem Stift i, der die
Drehachse o-o des Zirkels bildet und an seinem unteren Ende eine fußähnliche Verlängerung
ioi aufweist. Der Fuß ioi trägt zwei voneinander im Abstand angeordnete Einsteckspitzen
2 und 3, deren eine in der Stiftachse o-o liegt. Ein auf dem oberen Teil des Stiftes
i um diesen drehbar gelagertes Glied 5 stützt sich auf einen Bund 4o des Stiftes
i ab und ist durch einen auf das obere Stiftende aufgeschraubten Kordelkopf 4 am
Herausgleiten verhindert. Das Glied 5,trägt eine zur Zeichenebene parallel verlaufende
Stange io sowie eine dünne, zu der Stange io parallele Welle 8, die eine Längsnut
oder Längsrippe g aufweist. Im Inneren des drehbaren. Gliedes 5 trägt die Welle
8 ein, Kegelrad 7, das mit einem auf dem Stift i befestigten Kegelrad 6 im Eingriff
steht.
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Auf der Stange io ist ein darauf verschiebbarer und mit Hilfe einer
Klemmschraube 2i in jeder beliebigen Lage festhaltbarer Läufer i i angeordnet, der
zwei miteinander im Eingriff stehende Kegelräder 12 und 15 trägt. Die Welle 8 ist
längs verschiebbar durch .das mit seiner Nabe 14 in einer entsprechenden Bohrung
des Läufers i i ,gelagerte Zahnrad 12 geführt und mit diesem Zahnrad z. B. durch
einen in, die Längsnut g eingreifenden Keil 13 gekuppelt. Das zweite mit seiner
Achse zur Zeichenebene senkrecht stehende Kegelzahnrad 15 ist mit einem auf dem
Läufer i i drehbar gelagerten Bügel 1.7 fest verbunden, in welchem ein zur Zeichenebene
parallel verlaufender Arm 18 verschiebbar angeordnet ist. Dieser trägt an seinem
einen Ende eine Fassung für die Zeichenspitze ig, welche mittels einer Klemmschraube
2.o festgehalten ist und durch eine Einsteckspitze oder eine Reißfeder ersetzt werden
kann. Eine Klemmschraube 22 auf dem Drehbügel 17 dient dazu, den Arm i8 auf dem
Drehbügel 17 festzuhalten.
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Das Kurvenbild, ,das mit diesem Kurvenzirkel gezeichnet werden kann,
hängt von dem Übersetzungsverhältnis der Kegelräder, z. B. der Räder 12, 15 ab.
Ändert man dieses Übersetzungsverhältnis, indem man z. B. den Läufer i i zusammen
mit den Kegelrädern 12, 15 auswechselt, so erhält man verschiedene Kurvenbilder.
Zu diesem Zweck kann der Kurvenzirkel mit mehreren auswechselbaren Läufern i i,
deren Kegelräder 12, 15 verschiedene Übersetzungsverhältnissebesitzen, ausgestattetwerden.
Bei größeren Zirkeln kann das Kegelradpaar 12, 15 durch ein einfaches Steuergetriebe
ersetzt werden.
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Zum Zeichnen von Ellipsen müssen die Kegelzahnräder 12, 15 in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel ein Übersetzungsverhältnis von 1 :2 besitzen.
Zum Zeichnen einer Ellipse, von welcher der Mittelpunkt, die Größe der :halben Haupt-
und Nebenachse (a, b) und die Richtung dieser Achsen gegeben sind, geht man
folgendermaßen vor: Der Stift i wird mit seiner Einsteck.spitze 2 im Mittelpunld
der zu zeichnenden Ellipse angeordnet, während die zweite Einsteckspitze 3 die Richtung
der Hauptachse der Ellipse bestimmt und ferner das Verdrehen des Stiftes i verhindert.
Die Stange io und der Dreharm 18 werden zueinander parallel genau in Richtung der
Hauptachse der Ellipse E eingestellt. Der Läufer ii wird auf der Stange io in einer
Entfernung 2io von der Stiftachse o-o (Nullachse) eingestellt, die gleich der halben
Summe der Halbachsen der Ellipse ist. Der Arm i8 wird dagegen mit seiner Zeichenspitze
19 in einer Entfernung 2i8 von der Drehachse C des Drehbügels 17 eingestellt,
die der halben Differenz der Halbachsen der Ellipse entspricht. Hält man nun mit
-der einen
Hand den Stiftkopf 4 fest und dreht mit der anderen, die Stange io in einer Richtung
um den Stift i herum, so wird auch der Dreharm 18 mitgenommen und gleichzeitig um
die Drehachse C des Drehbügels 17 in einer - zur Stangendrehung entgegengesetzten
Richtung derart'verdreht, daß die Zeichenspitze ig einen Ellipsenbogen E beschreibt.
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Die beschriebene Anordnung kann auch zum Zeichnen von Cardioiden benutzt
werden. Zu diesem Zweck wird der Läufer i i derart seitenverkehrt auf die Stange
io geschoben, daß sein Kegelradpaar 12, 15 gegen das freie Ende der Stange io gerichtet
ist, wie dies in der Ausführungsform nach Fig. 3 der Fall ist. Der Dreharm 18 wird
dadurch in derselben Richtung wie die Stange io verdreht.
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Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht
in seinen Hauptbestandteilen der in den Fig. i und 2 dargestellten Ausführungsform.
Auf dem freien Ende der Stange io ist ein Schieber 27 angeordnet, der durch eine
Klemmschraube 28 befestigbar ist. Der Schieber 27 trägt an seinem unteren Ende eine
zur Zeichenebene, d. h. zu der Stange io parallele und mittels Klemmschraube 29
befestigte Führungsschiene 30, auf welcher ein Läufer i ig angeordnet ist, der mittels
Klemmschraube i2o die auswechselbare Zeichenspitze ig trägt. Am Dreharm i8 ist an
Stelle der Zeichenspitze eine Schubstange 118 an-. gelenkt, die durch einen mit
dem Zeichenspitzenläufer i ig mittels Drehgelenk 35 verbundenen Bügel25 hindurchgeht
und an diesem durch eine Klemmschraube 26 festgehalten ist. Verdreht man nun die
Stange io um die Nullachse o-o, so wird auch die Führungsschiene 30 mitgenommen
und mit dieser die Zeichenspitze in einem von der Zahnradübersetzung 12, 15 und
dem Stangengetriebe 18, 118 bestimmten Verhältnis verschoben.
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Bei,dieser Ausbildung des Kurvenzirkels können Kurvenbilder verschiedener
Art dadurch erhalten
werden, indem man einerseits das übersetzungsverhältnis
der Zahnräder 12, 15 und andererseits die Form Ader Führungsschiene 30 verändert.
In dem dargestellten Beispiel ist die Führungsschiene 30 gerade ausgebildet,
und das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 12, 15 beträgt 1 : 2. Damit erhält
man das in der Fi;g.3dargestellte Kurvenbild höherer Ordnung, das den äußeren Umriß
eines Dreiblattschraubenpropellers wiedergibt. Der Kurvenzirkel kann auch in diesem
Fall sowohl mit einem Satz von auswechselbaren Läufern i i mit Kegelradpaaren i2,
15 verschiedener übersetzungsverhältnisse als auch mit einem Satz von auswechselbaren,
verschieden gekrümmten Führungsschienen 3o ausgerüstet sein.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist das drehbare Halteglied
5 der Stange io auf einem senkrechten Stift 31 angeordnet, der auf einem oberen,
über die Zeichenebene hinausragenden ortsfesten Tragarm 23 gelagert ist. Dadurch
kann die Stange io ungehindert eine volle Umdrehung um den Stift 31 ausführen, auch
wenn der Dreharm 18 bzw. die Schubstange 118 bei ihrer Bewegung die Nullachse o-o
schneiden.