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Dokumentenidentifikation DE3501019A1 17.07.1986
Titel Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschine
Anmelder Mutoh Industry Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Mikuriya, Hideo, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Gesthuysen, H., Dipl.-Ing.; von Rohr, H., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 4300 Essen
DE-Anmeldedatum 15.01.1985
DE-Aktenzeichen 3501019
Offenlegungstag 17.07.1986
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.07.1986
IPC-Hauptklasse B43L 13/02

Beschreibung[de]

"Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschin"

Die Erfindung betrifft eine Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschine mit Universal-Parallel-Lineal, bei welcher das Lineal auf einem schrägstellbaren Zeichenbrett relativ zu einem nicht drehbar-en Teil des Zeichenkopfes frei drehbar ist. Durch den Gewichtsausgleich wird das Lineal in einem stabilen, statischen Zustand gehalten und schwingt auch bei einer Neigung des Zeichenbrettes nicht schnell in Richtung der Fallinie.

Vorrichtungen zum Gewichtsausgleich für die Lineale einer Zeichenmaschine sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie werden grob unterteilt in Vorrichtungen mit Ausgleichsgewichten und solchen mit Exzenternocken. Das System mit Ausgleichsgewichten funktioniert derart, daß man die Masse des Ausgleichsgewichts auf ein mit dem Lineal (den Linealen) fest verbundenes Teil in einer Richtung wirken läßt, die der Drehung des Lineals in Fallrichtung entgegengesetzt ist. Das Lineal wird also durch die Wirkung des Ausgleichsgewichts ausbalanciert. Die Gewichtsausgleichseinrichtung dieses Systems ist offenbart in folgenden Veröffentlichungen.

JA-GM 47-9478 JA-PS 57-47040 JA-PS 57-49399 JA-PS 58-4640 Andererseits ist die Gewichtsausgleichseinrichtung mit Exzenternocken so ausgestaltet, daß eine Feder auf einen Exzenternocken wirkt, der mit dem Lineal verbunden ist. Dadurch wird ein Drehmoment am Exzenternocken infolge der Rückstellkraft der Feder erzeugt und zwar in einer Richtung, die genau entgegengesetzt zur durch das Eigengewicht der Lineale erzeugten Drehrichtung liegt, um die Lineale im Gleichgewicht zu halten. Vorstehende Gewichtsausgleichseinrichtung ist enthalten in der Veröffentlichung JA-GM 52-28605.

Die Gewichtsausgleichseinrichtung mit Ausgleichsgewichten hat Nachteile. Aufgrund der Verwendung eines Ausgleichsgewichts wird z. B. das Gesamtgewicht besonders groß. Außerdem wird die Drehung der Lineale bedingt durch die Trägheitskraft des Ausgleichsgewichts erschwert. Das System mit Exzenternocken hat ebenfalls Nachteile. Beispielsweise entstehen im Kontaktbereich der Feder und des Nockens Reibungskräfte, wodurch die Drehung der Lineale von Hand erschwert wird.

Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gewichtsausgleichseinrichtung anzugeben, die ohne Ausgleichsgewicht und ohne Exzenternocken arbeitet. Das Lineal wird hier daaurch in einem Gleichgewichtszustand gehalten, daß man ein Federelement an ein rotierendes Teil ankoppelt, welches mit dem Lineal fest verblockt ist und sich dreht, sobald sich das Lineal dreht. Dadurch wird erreicht, daß das Lineal schon durch eine leichte Handbetätigung gedreht werden kann.

Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin zu erreichen, daß die für den Gewichtsausgleich bestimmte Feder, welche am exzentrischen Bereich eines Drehteils angeschlossen ist, welches seinerseits wiederum an den Linealträger angekoppelt ist, sich selbst dann nicht mit dem Drehteil verhakt, wenn der Linealträger um mehr als 360° gedreht wird. Damit kann erreicht werden, daß das Lineal sich nicht nur über einen Bereich von 3600 hinaus drehen, sondern auch über einen Bereich von 3600 hinaus im Gleichgewicht gehalten werden kann.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einer Gewichtsausgleichseinrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein zweites Drehteilund eine Feder vorgesehen sind, daß sich das zweite Drehteil durch Verblockung mit der Spindel dreht, daß ein Ende der Feder in einer Auslöseebene mit einem exzentrischen Bereich des zweiten Drehteils und das andere Ende der Feder mit der Grundplatte verbunden ist, daß durch die Feder am zweiten Drehteil ein Drehmoment angreift, welches das am zweiten Drehteil aufgrund des Eigengewichts der Lineale angreifende Drehmoment praktisch ausgleicht, und daß während einer Drehung des zweiten Drehteils um 3600 das eine Ende der Feder sich nur in der Auslöseebene des zweiten Drehteils verschiebt und die Feder sich somit nicht mit dem zweiten Drehteil verhakt.

Vorteilhafterweise ist das zweite Drehteil als Zylinder ausgeführt und mit seiner äußeren Umfangsfläche drehbar in der Grundplaite gelagert und ist ein Ende der Feder in einer Auslöseebene mit einem exzentrischen Bereich des zweiten Drehteils verbunden.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das zweite Drehteil ein Element aufweist, das aus der Drehebene des zweiten Drehteils in eine dazu parallel liegende Auslöseebene ragt, und wenn der Seilzug der Feder in dieser Auslöseebene an diesem Element, vorzugsweise schwenkbar, befestigt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt Fig. 1 einen Zeichenkopf im Querschnitt, Fig. 2 einen Zeichenkopf, bei dem eine Abdeckung entfernt ist, im Aufriß, Fig. 3 eine Zeichenmaschine mit Universal-Parallel-Lineal in Draufsicht, Fig. 4 einen wesentlichen Teil der Ausgleichseinrichtung im Querschnitt, Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 4, Fig. 6 einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels vorliegender Erfindung und Fig. 7 eine das Funktionsprinzip erläuternde Darstellung.

Der Aufbau vorliegender Erfindung soll detailliert beschrieben werden unter Zuhilfenahme eines Ausführungsbeispiels, welches durch die beiliegenden Figuren erläutert wird.

In Fig. 2 ist ein Zeichenbrett 2 dargestellt, welches am Halterahmen eines (nicht gezeichneten) Stativs befestigt ist, ausgestattet mit der Möglichkeit der Schrägstellung in der Weise, daß es bei einem jeweils gewünschten Neigungswinkel zwischen der Horizontalen und Vertikalen arretiert werden kann. Eine Horizontal schiene 4 ist an der Oberkante des Zeichenbretts 2 angebracht. Ein Horizontal läufer 6 ist auf der Horizontalschiene 4 verschiebbar montiert. Das obere Ende der Vertikalschiene 8 ist mit dem Horizontal läufer 6 verbunden, während das untere Ende der Vertikalschiene 8 auf dem Zeichenbrett 2 mit Hilfe einer endseitigen Rolle abgestützt ist, um verschiebbar zu sein. Ein Vertikal läufer 12 ist auf der Vertikalschiene 8 verschiebbar angebracht. Eine Grundplatte 18 des Zeichenkopfes 16 ist mittels eines bekannten Doppelscharniers 14 mit dem Vertikal läufer 12 verbunden. Ein rohrförmiges Teil 20 - einem Pfeifenkopf ähnlich - ist mittels einer Schraubenmutter an einem rohrförmigen Bereich der Grundplatte 18 befestigt. Eine rohrförmige Spindel 22 ist drehbar an die Innenfläche des rohrförmigen Teils 20 angepaßt. Eine Befestigungsplatte 24 ist an dem oberen Bereich der Spindel 22 angebracht. Ein Handgriff 26 ist an der Befestigungsplatte 24 befestigt. Ein Linealträger 28 ist am Flanschrand der Spindel 22 befestigt. Lineale 30, 32 sind am Linealträger 28 fixiert. Ein Halterohrstück 34 ist an der Befestigungsplatte 24 montiert. Seine Außenfläche ist drehbar einem ersten Drehteil 36 eingepaßt, an dem eine gezahnte Riemenscheibe 36a für einen Steuerriemen 56 befestigt ist. Am Seitenrand des ersten Drehteils 36 befindet sich eine Gewindebohrung. Das erste Drehteil 36 selbst ist am ialterohrstück 34 mittels einer Madenschraube 38 befestigt, die durch die Gewindebohrung geführt wird. Ein zweites Drehteil 40 umfaßt einen oberen Zylinder 40a und einen unteren Zylinder 40b (val. Fig. 5). Die Zylinder 40a, 40b sind mittels Schrauben 11, 43 miteinander ver bunden. Mitten durch das zweite Drehteil 40 hindurch erstreckt sich diametral eine Vorschubspindel 42. Auf die Vorschubspindel 42 ist ein Einstell-Ring 44 aufgeschraubt. Ein Innenring eines Kugellagers 46 ist angepaßt an und fixiert in einer Hohlrille, welche am äußeren Bereich des zweiten Drehteils 40 ausgebildet ist. Ein Außenring des Kugellagers 46 ist an die Innenwandfläche eines an der Grundplatte 18 ausgebildeten Loches angepaßt und darin gehalten. Am unteren Zylinder 40b sind gekrümmte Führungsflächen 47, 48 paarweise ausgebildet.

Ein bogenför",iqes Teil eines Elements 50 ist drehbar in eine Nut des Einsteli-Rigs 44 eingepaßt und den Führungsflächen 47, 48 gegenüberstehend anqeordnet. Die Führungsflächen 47, 48 vermeiden das Flerausfallen des Elements 50 aufgrund seines Eigengewichts. Ein Längsschlitz 52 ist im Boden des Zylinders 40b parallel zur Vorschubspindel 42 ausgebildet. Ein Ansatz des Elements 50 ist im Längsschlitz 52 entlang des Längsschlitzes 52 verschiebbar angebracht. Der Ansatz des Elements 50 liegt in einer Auslöseebene des (unterhalb des) zweiten Drehteils 40. Ein Anschlußstück 54a, welches mit einem Ende eines Seilzugs 54 aus biegsamem Draht verbunden ist, ist arn Ansatz des Elements 50 schwenkbar befestigt. Am Außenrand des zweiten Drehteils 40 ist eine gezahnte Riemenscheibe 40c für den Steuerriemen 56 ausgebildet, der zwischen den Riemenscheiben 40c und 36a gespannt ist. Eine Feder 58 (Schraubenfeder) ist mit dem einen Ende auf der Grundplatte 18 fest mit einer Schraube 60 und am anderen Ende mit dem Seilzug 54 verbunden. Zwei Seilführungsrollen 62, 64 sind drehbar an der Grundplatte 18 gelagert. Eine Spannrolle 66 für den Steuerriemen 56 ist drehbar an einem an der Grundplatte 18 fixierten Träger gelagert. Es wird angenommen, daß das Anschlußstück 54a bzw. ein Ende des Seilzugs 54 vom Element 50 gelöst ist und in eine Position E gebracht wird, in der es durch die Seilführungs-Rollen 62, 64 gehalten wird. Der Ausgangszustand der Schraubenfeder 58 ist dann so, daß die durch die Feder 58 hervorgerufene Seilzugspannung gerade Null wird. Es wird eine Schraubenfeder 58 mit einer Federkonstante verwendet, die auf das am Drehteil 36 aufgrund der Eigengewichte der Lineale 30, 32, des Linealträgers 28 u. dgl.

auftretende Drehmoment ausgelegt ist. Im übriqen kann die Riemenscheibe 36a mit dem Lineal träger 28 gekoppelt sein. Der Zeichenkopf 16 ist so konstruiert.; daß er bei einer beliebig vorgegebenen Position des schräg gestellten Zeichenbretts 2 mit Hilfe einer bekannten Vorrichtung (nicht abgebildet), die den Zeichenkopf 16 im indifferenten Gleichgewicht halten kann, bewegungslos bleibt.

Die Funktionsweise vorliegenden Ausführungsbeispiels soll im folgenden beschrieben werden.

In dem Zustand, in welchem sich das Zeichenbrett 2 in einer vorgegebenen Schrägstellung befindet und der Linealträger 28 frei drehbar gegenüber der Grundplatte 18 ist, wird durch das Eigengewicht des Linealträgers 28 und der Lineale 30, 32 ein Drehmoment T um die Spindel 22 am ersten Drehteil 36 erzeugt. Die Größen des Drehmoments T und eines weiteren Drehmoments T', welches am zweiten Drehteil 40 aufqrund der Rückstellkraft der Schraubenfeder 58 wirkt, werden auf ein und denselben Wert und entgegengesetzte Wirkungsrichtung eingestellt. Folglich kann der Linealträger 28 sich nicht plötzlich aut dem schräggestellten Zeichenbrett 2 gegenuL>er der Grundplatte 18 drehen. Der Linealträger 28 kann durch Drehen des Handgriffs 26 um 3600 gedreht werden. Deshalb können diP Lineal 30, 32 jeden beliebigen Winkel gPgPntibPr dPr GrundnlattP 18 dps Z»ichPnkopfPs 16 einnehmen und verharren in einm stabilen. hewequngslosPn Zustand, auch wenn der Handgriff 26 losgelassen wird. Wenn das zweite Drehteil 40 so gedreht wird wie die Lineale 30, 32 sich drehen, so verhält sich das aufgrund der Schraubenfeder 58 am zweiten Drehteil 40 erzeugte Drehmoment T' entsprechend der in Fig. 7 gezeigten Sinuskurve. Selbst dann, wenn das zweite Drehteil 40 sich um mehr als 3600 dreht, verhakt sich der Seilzug 54 nicht mit dem zweiten Drehteil 40, da dieser in der Auslöseebene mit dem Drehteil 40 verbunden ist, mit der Folge, daß der Linealträger 28 beliebig viele Volldrehungen ausführen kann.

Wie die Größe des Drehmoments T' eingestellt wird, soll im folgenden beschrieben werden.

Sobald der Einstell-Ring 44 gedreht wird, verschiebt er sich längs der Vorschubspindel 42. Das Element 50 folgt dieser Verschiebung. Aufgrund der Verschiebung des Elements 50 (Anschlußstück 54a) verschiebt sich ebenfalls ein Ende des Seilzugs 54 in radialer Richtung gegenüber dem zweiten Drehteil 40.

Der Abstand zwischen der Mitte des zweiten Drehteils 40 und dem Federangriffspunkt ändert sich durch die Verschiebung des einen Endes (Anschlußstück 54a) des Seilzugs 54 gegenüber dem zweiten Drehteil 40. D. h. es ändert sich der Radius des das Drehmoment erzeugenden Elements 50. Damit ändert sich auch das Drehmoment T' des zweiten Drehteils 40. Weiter gilt, daß sich dann, wenn der Neigungswinkel des Zeichenbretts 2 geändert wird, auch die Größe der Last W entsprechend ändert, die im Schwerpunkt auf der Seite des Linealträgers 28 durch das Gewicht der Lineale 30, 32 angreift. Wenn das Zeichenbrett 2 genau vertikal steht, wird die Last W maximal und wenn das Zeichenbrett 2 horizontal liegt, wird die Last W Null. Sobald der Neigungswinkel des Zeichenbretts 2 geändert werden soll, muß die Größe des Drehmoments T', welches am zweiten Drehteil 40 aufgrund der Zugkraft der Feder 58 erzeugt wird, mittels Justierung des Einstell-Rings 44 so eingestellt werden, daß ein Drehmoment T, welches am ersten Drehteil 36 aufgrund der Last W erzeugt wird, ausgeglichen wird.

Übrigens können das erste Drehteil 36 und das zweite Drehteil 40 auch durch Zwischenschaltung von Zahnrädern verblockt werden. Insbesondere ist der zwischen den Drehteilen 36 und 40 wirkende Verbindungsmechanismus nicht auf einen Riemenübertragungsmechanismus, wie er in der Zeichnung zu sehen ist, beschränkt. Auch kann das zweite Drehteil 40 als Einfachzylinder 70 ausgestaltet werden, wie in Fig. 6 zu sehen ist. Auch kann eine Umdrehungsmeßeinrichtung z. B. am Einstell-Ring 44 angebracht werden. Die Vorschubspindel 42 kann auch drehbar gelagert sein, so daß sie sich relativ zum Einstell-Ring 44 verschiebt. In diesem Fall kann das Anschlußstück 54a direkt mit dem Einstell-Ring 44 verbunden sein.


Anspruch[de]

Patentansprüche: 1. Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschine, wobei die Zeichenmaschine einen Zeichenkopf, eine Spindel, drehbar gelagert auf der Grundplatte des Zeichekopfes, einen Handgriff, montiert am oberen Teil der Spindel, einen Linealträger, verbunden mit dem unteren Teil der Spindel und Lineale, fixiert am Linealträger aufweist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein zweites Drehteil (40) und eine Feder (58) vorgesehen sind, daß sich das zweite Drehteil (40) durch Verblockung mit der 'Spindel (22) dreht, daß ein Ende der Feder (58) in einer Auslöseebene mit einem exzentrischen Bereich des zweiten Drehteils (40) und das andere Ende der Feder (58) mit der Grundplatte (13) verbunden ist, daß durch die Feder (58) am zweiten Drehteil (40) ein Drehmoment (T') angreift, welches das am zweiten Drehteil (40) afgrund des Eigengewichts der Lineale (30, 32) angreifende Drehmoment (T) praktisch ausgleicht und daß während einer Drehung des zweiten Drehteils (40) um 3600 das eine Ende der Feder (58) sich nur in der Auslöseebene des zweiten Drehteils (40) verschiebt und die Feder (58) sich somit nicht mit dem zweiten Drehteil (40) verhakt.

2. Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Drehteil (40) als Zylinder ausgeführt und mit seiner äußeren Umfangsfläche drehbar in der Grundplatte (18) gelagert ist und daß ein Ende der Feder (58) in einer Auslöseebene mit einem exzentrischen Bereich des zweiten Drehteils (40) verbunden ist.

3. Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Drehteil (40) ein Element (50) aufweist, das aus der Drehebene des zweiten Drehteils (40) in eine dazu parallel liegende Auslöseebene ragt, und daß der Seilzug (54) der Feder (58) in dieser Auslöseebene an diesem Element (50), vorzugsweise schwenkbar, befestigt ist.







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