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Dokumentenidentifikation DE3501016C2 09.04.1987
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 3501016
Offenlegungstag 17.07.1986
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.04.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.04.1987
IPC-Hauptklasse B43L 13/02
Zusammenfassung Dargestellt und beschrieben ist eine Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschine mit Universal-Parallel-Lineal, bei welcher eine Federeinrichtung auf ein Drehteil einwirkt, welches sich seinerseits aufgrund der Ankopplung an die Drehung eines Lineals dreht. Hierbei entsteht am Drehteil eine Drehkraft und zwar in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung derjenigen Drehkraft, die am Schwerpunkt der Lineale in Fallrichtung auftritt. Bei der vorliegenden verbesserten Gewichtsausgleichseinrichtung ist der Ansatzpunkt der Federeinrichtung bezüglich des Drehteils in radialer Richtung des Drehteils verschiebbar, so daß unterschiedliche Neigungen des Zeichenbrettes der Zeichenmaschine berücksichtigt werden können.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Gewichtsausgleichseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Gewichtsausgleichseinrichtung ist aus der US-PS 40 70 758 bekannt.

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 (JP-GM 47-9 478, JP-PS 57-47 040, JP-PS 57-49 399, JP-PS 58-4 640 sowie US-PS 40 70 758). Das System mit Exzenternocken ist 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 Gleichtgewicht zu halten (JP-GM 52-28 605).

Eine Zeichenmaschine mit am Zeichenkopf befestigtem Lineal (bzw. Linealen) ist normalerweise auf einem schrägstellbaren Zeichenbrett montiert. Folglich wächst mit zunehmender Senkrechtstellung der Hangabtrieb aufgrund des Eigengewichts des Lineals. Im System mit Ausgleichsgewichten bedarf es keiner Regulierung der Ausgleichskraft für jede denkbare Schräglage des Zeichenbretts, da die Ausgleichskraft aufgrund des Gewichts im entsprechenden Maße wie die Hangabtriebskraft des Lineals schwankt. Da jedoch ein Gewicht an ein mit dem Linealträger angekoppeltes Teil montiert wird, wächst das Gesamtgewicht der Gewichsausgleichseinrichtung an mit der Folge, daß die Drehung von Hand aufgrund der Trägheitskraft des Ausgleichsgewichts schwergängig wird. Im System mit Exzenternocken muß die Federkraft der Feder geändert werden, wenn die Ausgleichskraft reguliert werden soll. In diesem Fall liegt der Nachteil darin, daß die Feder ermüdet, wenn sie zur Regulierung der Ausgleichskraft gedehnt wird.

Ausgehend vom eingangs erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gewichsausgleichseinrichtung anzugeben, bei der der Linealträger leicht von Hand gedreht werden kann und gleichwohl Ermüdungserscheinungen in der Zugeinrichtung nicht auftreten.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Gewichtsausgleichseinrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Gewichtsausgleichseinrichtung ist also eine solche mit einer Feder, bei der aber die Exzentrizität des Angriffspunktes für die Rückstellkraft am zweiten Drehteil verändert werden kann, ohne die Feder in ihrem Dehnungszustand wesentlich zu beeinflussen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Zeichenkopf einer Zeichenmaschine im Aufriß, teilweise geschnitten,

Fig. 2 eine Zeichenmaschine mit Linealen in Draufsicht,

Fig. 3 einen Zeichenkopf im Querschnitt,

Fig. 4 eine Gewichtsausgleichseinrichtung im Querschnitt,

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 4,

Fig. 6 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Gewichtsausgleichseinrichtung im Querschnitt und

Fig. 7 eine das Funktionsprinzip erläuternde Darstellung.

In Fig. 2 ist ein schrägstellbares Zeichenbrett 2 dargestellt, welches am Halterahmen eines Stativs in der Weise befestigt ist, daß jeder beliebig gewünschte Neigungswinkel zwischen der Horizontalen und Vertikalen eingestellt werden kann. Eine Horizontalschiene 4 ist an der Oberkante des Zeichenbretts 2 angebracht. Ein Horizontallaufwagen 6 ist auf der Horizontalschiene 4 verschiebbar montiert. Das obere Ende einer Vertikalschiene 8 ist mit dem Horizontallaufwagen 6 verbunden, während das untere Ende auf dem Zeichenbrett 2 mit Hilfe einer endseitigen Rolle verschiebbar abgestützt ist. Ein Vertikallaufwagen 12 ist auf der Vertikalschiene 8 verschiebbar angebracht. Ein nicht drehbares Teil (Grundplatte 18) des Zeichenkopfs 16 ist mittels eines bekannten Doppelscharniers 14 am Vertikallaufwagen 12 befestigt. Wie Fig. 3 zeigt, ist ein rohrförmiges Teil 20 mittels einer Schraubenmutter an einem rohrförmigen Bereich der Grundplatte 18 befestigt. Eine rohrförmige Spindel 22 ist mit ihrem Außenumfang drehbar in das rohrförmige Teil 20 eingepaßt. Eine Befestigungsplatte 24 ist am oberen Bereich der Spindel 22 angebracht. Ein Handgriff 26 ist an der Befestigungsplatte 24 befestigt. An einem Flanschrand der Spindel 22 ist ein Linealträger 28 angebracht. Zwei Lineale 30, 32 sind am Linealträger 28 befestigt. Ein Halterohrstück 34 ist an der Befestigungsplatte 24 angebracht, wobei auf dessen Außenfläche drehbar ein erstes Drehteil 36 angepaßt ist. Am unteren Bereich des ersten Drehteils 36 ist eine gezahnte Riemenscheibe 36a für einen Steuerriemen 56 befestigt. Am Seitenrand des ersten Drehteils 36 befindet sich eine Gewindebohrung. Das erste Drehteil 36 selbst ist am Halterohrstück 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. Die Zylinder 40a, 40b sind mittels Schrauben 41, 43 miteinander verbunden, vgl. Fig. 5. Mitten durch das zweite Drehteil 40 hindurch ertreckt sich diametral eine Vorschubspindel 42. Auf die Vorschubspindel 42 ist ein Einstellknopf 44 aufgeschraubt. Ein Innenring eines Kugellagers 46 ist an eine Hohlrille angepaßt, welche am äußeren Bereich des zweiten Drehteils 40 ausgebildet ist und darin fixiert. Ein Außenring des Kugellagers 46 ist an die Innenwandfläche eines an der Grundplatte 18ausgebildeten Loches angepaßt und dadurch in diesem Loch gehalten. Am unteren Zylinder 40b sind gekrümmte Führungsflächen 47, 48 paarweise ausgebildet. Die gekrümmte Außenfläche eines Befestigungselements 50 ist drehbar in eine Nut des Einstellknopfes 44 eingepaßt und den Führungsflächen 47, 48 gegenüberstehend angeordnet. Die Führungsflächen 47, 48 verhindern das Herausfallen des Befestigungselements 50 aufgrund seines Eigengewichts. Ein Längsschlitz 52 ist im Boden des Zylinders 40b parallel zur Vorschubspindel 42 ausgebildet. Ein Ansatz des Befestigungselements 50 ist im Längsschlitz 52 und entlang des Längsschlitzes 52 verschiebbar angebracht.

Ein Anschlußstück 54a, welches mit einem Ende eines Seilzugs 54 aus biegsamem Draht verbunden ist, ist am Ansatz des Befestigungselements 50 schwenkbar befestigt. Am Außenrand des zweiten Drehteils 40 ist eine gezahnte Riemenscheibe 40c für einen Steuerriemen 56 ausgebildet, der zwischen den Riemenscheiben 40c und 36a gespannt ist. Eine Feder 58 (Schraubenzugfeder) ist an einem Ende fest mit einer Schraube 60 auf der Grundplatte 18 und am anderen Ende mit dem Seilzug 54 verbunden. Zwei Seilführungsrollen 62, 64 sind an der Grundplatte 18 drehbar gelagert. Eine Spannrolle 66 für den Steuerriemen 56 ist an einem an der Grundplatte 18 fixierten Träger gelagert. Die Schraubenzugfeder 58 bildet zusammen mit dem Seilzug 54 eine Federeinrichtung.

Es wird angenommen, daß das Anschlußstück 54a bzw. ein Ende des Seilzugs 54 vom Befestigungselement 50 gelöst ist und in eine Position E gebracht wird, in der es durch die Seilführungsrollen 62, 64 gehalten wird. Der Ausgangszustand der Schraubenzugfeder 58 ist derart gewählt, daß die Seilzugspannung gerade Null wird. Auch ist eine Federkonstante vorgegeben, die auf das am ersten Drehteil 36 aufgrund des Eigengewichts des Linealträgers 28 mit den Linealen 30, 32 auftretende Drehmoment ausgelegt ist. Weiter sei die Riemenscheibe 36a mit dem Linealträger 28 gekuppelt. Die von Schraubenzugfeder 58 und Seilzug 54 gebildete Federeinrichtung übt auf das zweite Drehteil 40 ein Ausgleichsdrehmoment aus.

Die Funktionsweise vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung soll im folgenden beschrieben werden:

Befindet sich das Zeichenbrett 2 in einer vorgegebenen Schräglage und ist der Linealträger 28 gegenüber der Grundplatte 18 frei drehbar, so wird aufgrund des Eigengewichts von Linealträger 28 und Linealen 30, 32 ein Drehmoment T um die Spindel 22 am ersten Drehteil 36 erzeugt. Das Drehmoment T und ein weiteres Drehmoment T&min;, welches am zweiten Drehteil 40 aufgrund der elastischen Rückstellkraft der Schraubenzugfeder 58 wirkt, werden auf ein- und denselben Wert und entgegengesetzte Wirkungsrichtung eingestellt. Folglich kann sich der Linealträger 28 auf dem geneigten Zeichenbrett 2 nicht plötzlich gegenüber der Grundplatte 18 zu drehen beginnen. Der Linealträger 28 kann durch Drehen des Handgriffs 26 um 360° gedreht werden. Die Lineale 30, 32 können also einen beliebigen Winkel gegenüber der Grundplatte 18 des Zeichenkopfes 16 einnehmen und bleiben in einem stabilen, bewegungslosen Zustand gegenüber der Grundplatte 18, auch wenn der Handgriff 26 losgelassen wird.

Sobald eine Drehung der Lineale 30, 32 ausgeführt wird und das zweite Drehteil 40 sich dreht, variiert das durch die Schraubenzugfeder 58 erzeugte Drehmoment T&min; am Drehteil 40 gemäß einer Sinuskurve, wie Fig. 7 zeigt. Selbst dann, wenn das zweite Drehteil 40 um mehr als 360° gedreht wird, verhakt sich der Seilzug 54 nicht am zweiten Drehteil 40, so daß der Linealträger 28 beliebig viele Volldrehungen ausführen kann.

Wie die Größe des Drehmoments T&min; eingestellt wird, soll im folgenden beschrieben werden.

Sobald der Einstellknopf 44 gedreht wird, verschiebt er sich längs der Vorschubspindel 42. Das Befestigungselement 50 folgt dieser Verschiebung. Aufgrund der Verschiebung des Befestigungselements 50 verschiebt sich das Anschlußstück 54a und damit das hier befestigte Ende des Seilzuges 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 des Seilzuges 54 gegenüber dem zweiten Drehteil 40 , d. h. es ändern sich Radius und Hebelarm des das Drehmoment erzeugenden Elements. Damit ändert sich auch das Drehmoment T&min; am zweiten Drehteil 40.

Weiter gilt, daß sich dann, wenn der Neigungswinkel des Zeichenbretts 2 geändert wird, auch die Größe der Last entsprechend ändert, die im Schwerpunkt des Linealträgers 28 durch das Eigengewicht der Lineale 30, 32 angreift. Wenn das Zeichenbrett 2 genau vertikal steht, wird die Last maximal und wenn das Zeichenbrett 2 horizontal liegt, wird die Last Null. Folglich muß, sobald der Neigungswinkel des Zeichenbretts 2 geändert werden soll, die Größe des Drehmoments T&min;, welches am zweiten Drehteil 40 aufgrund der Zugkraft der Schraubenzugfeder 58 erzeugt wird, durch Betätigen des Einstellknopfes 44 so eingestellt werden, daß das Drehmoment T, welches am ersten Drehteil 36 aufgrund der Last erzeugt wird, ausgeglichen wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschine, wobei die Zeichenmaschine ein Zeichenbrett, einen Zeichenkopf und Lineale aufweist, der Zeichenkopf auf dem Zeichenbrett in jede beliebige Position verschiebbar ist und eine optimal vorgegebene Position stabil einhält und die Lineale an einem nicht drehbaren Teil des Zeichenkopfes drehbar gelagert sind, mit einem am nicht drehbaren Teil des Zeichenkopfes gelagerten, drehfest mit den Linealen gekuppelten ersten Drehteil, einem am nicht drehbaren Teil des Zeichenkopfes gelagerten, mit dem ersten Drehteil gekuppelten zweiten Drehteil und einer mit einem Ende an das nicht drehbare Teil angeschlossenen und mit dem anderen Ende mit einem exzentrisch am zweiten Drehteil angeordneten Befestigungselement verbundenen Zugeinrichtung, wobei das zweite Drehteil sich aufgrund der Ankopplung an die Drehung der Lineale gegenüber dem nicht drehbaren Teil des Zeichenkopfes dreht und mittels der Zugeinrichtung auf das zweite Drehteil ein Drehmoment in einer Richtung aufgebracht wird, die der Drehrichtung aufgrund des Eigengewichts der Lineale entgegengerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugeinrichtung als Federeinrichtung (58, 54) ausgeführt ist, daß das zweite Drehteil (40) zylindrisch ausgebildet und mit seiner Mantelfläche drehbar am nicht drehbaren Teil (18) des Zeichenkopfes (16) gelagert ist, daß in einer Ausnehmung des zweiten Drehteils (40) eine Vorschubspindel (42) in diametraler Richtung bezüglich des zweiten Drehteils (40) angeordnet ist, daß das Befestigungselement (50) in der Ausnehmung des zweiten Drehteils (40) angeordnet und entlang der Vorschubspindel (42) verschiebbar ist, daß ein Einstellknopf (44) auf die Vorschubspindel (42) aufgeschraubt ist und daß das Befestigungselement (50) mit dem Einstellknopf (44) so verbunden ist, daß das Befestigungselement (50) zwar die lineare Verschiebung des Einstellknopfes (44) entlang der Vorschubspindel (42), nicht aber die Drehbewegung des Einstellknopfes (44) um die Vorschubspindel (42) mitmacht.
  2. 2. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (50) als gabelförmiger, in eine ringförmige Nut des Einstellknopfes (44) eingesetzter Träger für ein Anschlußstück (54a) zum Anschluß der Federeinrichtung (58, 54) ausgebildet ist.






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