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Dokumentenidentifikation DE2953577C2 23.04.1987
Titel Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge
Anmelder Asahi Seimitsu K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Koenuma, Masao, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Glawe, R., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., 8000 München; Delfs, K., Dipl.-Ing., 2000 Hamburg; Moll, W., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., 8000 München; Mengdehl, U., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Niebuhr, H., Dipl.-Phys. Dr.phil.habil., PAT.-ANW., 2000 Hamburg
DE-Anmeldedatum 06.04.1979
DE-Aktenzeichen 2953577
File number of basic patent 29139615
Offenlegungstag 18.10.1979
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.04.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.04.1987
IPC-Hauptklasse B43L 13/04

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge, das einen auf dem Zeichenbrett befestigten Halter für das erste Gelenkparallelogramm mit einem ersten mit einem Ende am Halter drehbar befestigten Arm, einen am anderen Ende des ersten Arms befestigten und über das erste Gelenkparallelogramm mit dem Halter verbundenes Mittellager für das zweite Gelenkparallelogramm mit einem zweiten am Mittellager mit einem Ende drehbar befestigten Arm, einen am anderen Ende des zweiten Arms befestigten und über das zweite Gelenkparallelogramm mit dem Mittellager verbundenen Zeichenkopf, und drehbar und feststellbar am Zeichenkopf befestigte und mit diesem auf dem Zeichenbrett parallel verschiebbare Lineale aufweist, wobei ein erster Abtaster zum Lesen des Schwenkwinkels R der Lineale relativ zum Zeichenkopf und eine damit verbundene Anzeige vorgesehen ist.

Zeichenmaschinen mit Parallelführungsgestänge (DE-PS 9 50 052) sind neben dem anderen Typ von Zeichenmaschinen, den Laufwagenzeichenmaschinen, seit langem bekannte und bewährte Geräte. Mit ihnen können die Lineale in die Stellung verschoben und gedreht werden, in der Linien gezeichnet werden sollen.

Wenn der Zeichenkopf entsprechend verschoben und die Lineale gedreht werden, um eine neue Linie zu zeichnen, müssen komplizierte Umrechnungen und/oder Ablesungen an Skalen usw. durchgeführt werden, was sehr umständlich ist und auch die Möglichkeit von Fehlern mit sich bringt.

Es ist zwar bekannt, bei einer Zeichenmaschine einen Abtaster zum Lesen des Schwenkwinkels der Lineale relativ zum Zeichenkopf und eine damit verbundene Anzeige vorzusehen, mit der dann die Schwenkwinkel abgelesen werden können (DE-OS 25 46 690). Hierdurch ist zwar die Ablesung erleichtert; insbesondere Noniusablesungen für den Schwenkwinkel sind nicht mehr erforderlich. Bei der Einstellung des Ortes des Zeichenkopfes vermag aber diese Einrichtung nicht zu helfen. Es ist vielmehr, auch wenn eine Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge diese genannte Einrichtung hat, weiterhin erforderlich, den Abstand des Zeichenkopfes relativ zur Nullinie abzulesen und/oder aufzureißen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge zu schaffen, bei der das Ablesen und Aufreißen des Abstandes relativ zur Nullinie, wie es bisher vor der tatsächlichen Verschiebung der Lineale notwendig war, nicht mehr erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Zeichenmaschine einen zweiten Abtaster zum Lesen des Drehwinkels R&sub1; des ersten Arms relativ zum Halter oder Mittellager, einen dritten Abtaster zum Lesen des Drehwinkels R&sub2; des zweiten Armes relativ zum Mittellager oder zum Zeichenkopf und eine Recheneinheit zur Bestimmung des Parallelverschiebungsbetrages der Lineale auf der Basis der durch die Abtaster ausgelesenen Drehwinkel R&sub1;, R&sub2; und des Schwenkwinkels R aufweist, wobei die Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Linealverschiebung ausgebildet ist.

Es ist zwar bekannt, bei einer Zeichenmaschine zwei Abtaster zum Lesen von Drehwinkeln vorzusehen (DE-OS 25 46 690, Fig. 3). Dabei handelt es sich aber um zwei Zeichenköpfe, bei denen die Drehwinkel gemessen und angezeigt werden, wobei die Zeichenköpfe unabhängig voneinander Drehbewegungen ausführen können.

Bei der erfindungsgemäßen Zeichenmaschine sind demgegenüber nicht nur ein dritter Abtaster zum Lesen eines dritten Drehwinkels vorgesehen. Vielmehr ist auch noch eine Recheneinheit vorgesehen, mit der die Parallelverschiebungsbeträge der Lineale bestimmt werden können, wobei dann diese Parallelverschiebungsbeträge weiter noch auf der Anzeigeeinrichtung als Linealverschiebung angezeigt werden. Die Erfindung erschöpft sich also nicht darin, neben zwei aus einem anderen Zusammenhang bekannten Abtastern für Winkel noch einen dritten Abtaster für Winkel vorzusehen, vielmehr wird durch die Erfindung in überraschender Weise eine Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge so weiterentwickelt, daß über die Ablesung von Winkeln und entsprechende Recheneinheiten die Verschiebung der Lineale angezeigt werden kann. Erst diese Maßnahme ermöglicht es nun, auf die Abstandsmessung zur Nullinie bzw. das Aufreißen zu verzichten. Dabei können auf nicht naheliegende Weise sonst notwendige komplizierte separat auszuführende Berechnungen vermieden werden, die notwendig wären, wenn man die Verschiebung aufgrund von Winkeln und nicht durch Abstandsmessungen bestimmen wollte.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise anhand von vorteilhaften Ausführungsformen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in einer Draufsicht eine erfindungsgemäße Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge,

Fig. 2 und 3 Erläuterungen des Prinzips der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 und 5 Teile einer Ausführungsform der Zeichenmaschine, und

Fig. 6 Teile einer weiteren Ausführungsform der Zeichenmaschine.

Wie in Fig. 1 dargestellt, hat die Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge im wesentlichen einen Halter 2, der auf dem Zeichenbrett 1 befestigt ist, einen ersten Arm 3, der drehbar an einem Ende des Halters 2 befestigt ist, ein Mittellager, das am anderen Ende des ersten Armes 3 befestigt und durch einen Parallelverschiebungsmechanismus mit dem Halter 2 verbunden ist. Ein zweiter Arm 4 ist drehbar am Mittellager befestigt; ein Zeichenkopf ist auf dem anderen Ende des zweiten Armes 4 angebracht und durch einen Parallelverschiebungsmechanismus mit dem Mittellager verbunden, wobei Lineale 6a, 6b drehbar und feststellbar am Kopf montiert sind, so daß die Lineale auf dem Zeichenbrett 1 parallel verschiebbar sind. Der Parallelverschiebungsmechanismus umfaßt eine erste Scheibe P1, die auf dem Halter 2 befestigt ist, eine zweite Scheibe P2 desselben Durchmessers, die auf dem Mittellager befestigt ist, einen Riemen 7, der sich um die zwei Scheiben P1, P2 herum und zwischen diesen erstreckt, und einen Riemen 8, der sich um die zweite Scheibe P2 auf dem Mittellager und um eine dritte Scheibe P3, die auf dem Kopf 5 befestigt ist, herum und zwischen diesen erstreckt, so daß die betreffenden Riemen nicht drehbar aneinander gekoppelt sind und unabhängig von der Drehung des ersten Armes und des zweiten Armes sind, mit dem Ergebnis, daß der Kopf 5 frei und nicht drehbar verschoben wird.

Unter der Annahme, daß auf X,Y-Koordinaten, die ihren Ursprungspunkt im Zentrum der ersten Scheibe P1 haben, das man sich auf dem Zeichenbrett wie in Fig. 2 dargestellt vorstellt, der erste Arm 3 im wesentlichen die Länge l&sub1; hat, der zweite Arm 4 im wesentlichen die Länge l&sub2; hat und der erste und der zweite Arm 3, 4 in bezug auf die X-Achse im Uhrzeigersinn Drehwinkel R&sub1;, R&sub2; haben, können die Koordinaten (X,Y) der Scheibe P3 an dem Kopf 5 durch

X = l&sub1; cos R&sub1; + l&sub2; cos R&sub2;

Y = l&sub1; sin R&sub1; + l&sub2; sin R&sub2;

ausgedrückt werden, wobei l&sub1;, l&sub2; konstant sind, so daß die Koordinaten (X,Y) auf dem Kopf 5 dadurch erhalten werden können, daß die Rotationswinkel R&sub1;, R&sub2; des ersten und zweiten Armes ausgelesen werden. Dadurch werden die Verschiebungsbeträge in X-Richtung und Y-Richtung des Kopfes 5 erhalten.

Obwohl Variationen in den Koordinaten (X,Y) den Skalenverschiebungsbeträgen nur dann entsprechen, wenn die Skalen 6a, 6b in Übereinstimmung mit den X,Y-Koordinatenachsen sind, ist es notwendig, x,y-Koordinaten anzulegen, die um einen Winkel R bezüglich der X,Y-Koordinaten gedreht worden sind, um Variationen in jenen x,y-Koordinaten als Linealverschiebungsbeträge zu erhalten, wenn die Lineale 6a, 6b im Rotationswinkel R im Hinblick auf den Kopf 5 festgehalten sind, wie es durch die unterbrochenen Linien in Fig. 2 dargestellt ist. Es können nämlich die Koordinaten (x,y)relativ zu den Koordinaten (X, Y) auf dem Kopf erhalten werden, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, durch

x = X cos R + Y sin R

y = Y cos R - X sin R

Demgemäß kann der Verschiebungsbetrag der geschwenkten Lineale erhalten werden, indem der Schwenkwinkel R der Lineale relativ zum Kopf gelesen wird, und dann die vorher erhaltenen Werte X, Y einer arithmetischen Operation gemäß der oben erwähnten Gleichungen unterworfen werden.

Anzeigeeinrichtungen für Winkel und/oder berechnete Koordinaten sind beispielsweise auf dem Kopf oder dem ersten und zweiten Arm an ihren Enden befestigt, um die Linealverschiebung digital anzuzeigen. Weiterhin sind Einrichtungen zum Einstellen des Maßstabes, die mit einer Recheneinheit verbunden sind, um den Maßstab für die Anzeige der Linealverschiebung in verkleinertem oder vergrößertem Maßstab einzustellen, und auf dem Kopf oder auf den ersten oder zweiten Arm an ihren Enden angebrachte Anzeigeeinrichtungen vorgesehen, um die Linealverschiebung im verkleinerten oder vergrößerten Maßstab anzuzeigen. Darüber hinaus sind Rücksetzeinrichtungen vorgesehen, um die Nullstellung der Lineale frei einstellen zu können.

In Fig. 4 bezeichnet die Bezugsziffer 10a einen ersten Abtaster zum Auslesen des Drehwinkels R&sub1; des ersten Armes 3. Dieser Abtaster 10a ist auf den relativ drehbaren Teilen des Halters 2 oder der damit verbundenen stationären Scheibe P1 und dem ersten Arm 3 befestigt. Ein zweiter Abtaster 10b für den Drehwinkel R&sub2; ist auf den relativ drehbaren Teilen des Mittellagers oder der damit verbundenen stationären Scheibe P2 und dem zweiten Arm 4 befestigt. Ein dritter Abtaster 10c für den Schwenkwinkel R der Lineale 6a, 6b, die auf relativ zueinander drehbaren Teilen auf dem Kopf 5 oder der damit verbundenen stationären Scheibe P3 und einem Linealträger 9 befestigt sind, ist auf den relativ drehbaren Teilen auf dem Kopf oder der damit verbundenen stationären Scheibe P3 und dem zweiten Arm 4 befestigt.

Jeder dieser Abtaster 10a, 10b, 10c kann eine auf einem jener relativ drehbaren Teile befestigte Drehskala, wie es in Fig. 5 dargestellt ist und die an eine konstante Spannung angelegt wird, eine verschiebbare Elektrode, die auf dem anderen jener relativ zueinander drehbaren Teile befestigt ist, um sich auf der Drehskala verschieben zu können, und ein Potentiometer enthalten, das dazu geeignet ist, die Spannungsänderung darin als Analogbetrag des Drehwinkels zu lesen. Oder er kann einen Drehkodierer enthalten, der auf einem der besagten relativ zueinander drehbaren Teilen, wie in Fig. 5 dargestellt, befestigt ist, und ein Detektorelement, das auf dem anderen jener relativ zueinander drehbaren Teile befestigt ist, um den Code als digitalen Betrag des Rotationswinkels zu lesen. Weiterhin ist es ebenfalls möglich, einen Zahnrad-, einen Riemenmechanismus oder dergleichen zwischen die besagten relativ zueinander drehbaren Teile zwischenzusetzen, um den Drehbetrag zu verstärken oder zu vermindern und dann diesen zum Potentiometer oder zum Drehkodierer zu übertragen.

Die Größen l&sub1; sin R&sub1; und l&sub1; cos R&sub1; werden durch eine Recheneinheit 11a aus einem Betrag R&sub1;, der durch den Abtaster 10afür den Winkel R&sub1; ausgelesen wird, erhalten, während die Größen l&sub2; sin R&sub2; und l&sub2; cos R&sub2; durch eine Recheneinheit 11b aus dem Betrag R&sub2;, der durch den Abtaster 10b für den Winkel R&sub2; ausgelesen wird, erhalten wird. Dann berechnet ein Addierer 12a

X = l&sub1; cos R&sub1; + l&sub2; cos R&sub2;

während ein anderer Addierer 12b

Y = l&sub1; sin R&sub1; + l&sub2; sin R&sub2;

berechnet.

Vom Betrag R, der durch den Abtaster 10c für den Linealschwenkwinkel gelesen wurde, berechnet eine Recheneinheit 11c die Werte von sin R und cos R.

Signale, die diese Beträge X, Y, sin R und cos R darstellen, werden auf eine Recheneinheit 20a gegeben, in der die Rechenoperation

x = X cos R + Y sin R

einerseits ausgeführt wird, und andererseits auf eine Recheneinheit 20b gegeben, in der die Rechenoperation

y = Y cos R - X sin R

ausgeführt wird. Das Ergebnis dieser Rechnungen wird durch eine x-Anzeigeeinheit 30a und eine y-Anzeigeeinheit 30b, die Nixie-Röhren enthalten, als digitale Beträge angezeigt.

Wie in Fig. 5 dargestellt, vervielfacht die zu der x-Anzeigeeinheit 30a gehörige Recheneinheit 20a eine Summe X, die vom X-Addierer 12a beschafft wird, mit dem Betrag cos R, der durch den Winkelleser 10c gelesen wird, um X cos R bereitzustellen. Eine vom Y-Addierer 12b beschaffte Summe Y wird mit sin R vervielfacht, um Y sin R zu erhalten. Diese beiden Summen werden nun zueinander addiert, um den Verschiebungsbetrag des Y-Lineals 16b in x-Richtung als Analogbetrag zu erhalten, der dann, digital umgewandelt in den entsprechenden digitalen Betrag, auf der x-Anzeigeeinheit 30a angezeigt wird.

Ähnlich führt die zu der y-Anzeigeeinheit 30b gehörige Recheneinheit 20b sowohl die Multiplikation von Y cos R und X sin R als auch die Subtraktion von X sin R von Y cos R durch, um einen Verschiebungsbetrag des X-Lineals 6a in y-Richtung als analogen Betrag zu beschaffen, der auch umgewandelt in einen digitalen Betrag auf der y-Anzeigeeinheit 30b angezeigt wird.

Die Recheneinheiten 20a, 20b von Fig. 6 sind identisch in der Anordnung mit denen in Fig. 5, mit der Ausnahme, daß die Beträge R&sub1;, R&sub2;, R, die durch die Register 14a, 14b, 14c gelesen werden, digitale Beträge in den Fällen der Fig. 6 sind, so daß eine Analogdigitalumwandlung in Fig. 5 nicht notwendig ist.

Rücksetzstellen 15a, 15b sind zwischen den X,Y-Addierern 12a, 12b bzw. den Recheneinheiten 20a, 20b angeordnet, um zu ermöglichen, daß die Null-Linien für die Linealverschiebung durch Subtraktion der Ausgangsinformationen von den X- und Y-Addierern 12a, 12b und deren Speicherung frei gewechselt werden können. Im in Fig. 5 dargestellten Fall sind die zu den x,y-Anzeigeeinheiten 30a, 30b geführten digitalen Signale durch Digitalanalogumwandlung in entsprechende Analogsignale der Reihe nach umgewandelt und zu den Rücksetzstellen 15a, 15b geführt. Im in Fig. 6 dargestellten Fall sind die Rücksetzstellen 15a, 15b mit dem X-Addierer 12a bzw. mit dem Y-Addierer 12b verbunden, und die Anzeigen der x,y-Anzeigeeinheiten 30a, 30b werden durch einen Rücksetzschalter auf den Bezugswert Null zurückgesetzt.

Das wahlweise Setzen des Maßstabes zur Anzeige der Verschiebung der Skalen auf den Anzeigeeinheiten 30a, 30b in einem vergrößerten oder verkleinerten Maßstab wird durch Maßstabseinstellungseinrichtungen 16a, 16b ausgeführt, die mit Recheneinheiten 20a bzw. 20b, wie in Fig. 5 dargestellt, verbunden sind. Andererseits führen die in Fig. 6 dargestellten Maßstabseinstelleinheiten 16a, 16b diesen Einstellvorgang aus, der auf den Ausgängen von den X- und Y-Addierern 12a, 12b basiert. Es ist offensichtlich möglich, daß ein derartiges Einstellen des Maßstabes auf den digitalen Signalen, im Augenblick unmittelbar bevor sie auf die Anzeigeeinheiten 30a, 30b gegeben werden, basiert.

Wenn die Lineale von den entsprechenden Null-Linien in Übereinstimmung mit gegebenen Abmaßen mit der erfindungsgemäßen Zeichenmaschine verschoben werden, werden die Anzeigeeinrichtungen durch Einrichtungen wie Rücksetzschalter auf jene Nullwerte gesetzt bzw. werden dann die Lineale verschoben, bis die gegebenen Abmaße auf den entsprechenden Anzeigeeinheiten angezeigt werden und dadurch die Verschiebung der Lineale automatisch erledigt wird, so daß es nicht nötig ist aufzureißen, wie weit die betreffenden Lineale vor deren wirklicher Verschiebung verschoben werden sollen, wie es gewöhnlich notwendig war, so daß deshalb ein effizienteres Zeichenverfahren erzielt werden kann. Überdies ist jede der Anzeigeeinrichtungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dazu geeignet, den damit verbundenen Verschiebungsbetrag in so einem umgewandelten Maßstab anzuzeigen, daß die gewünschte Zeichnung wahlweise in einem verkleinerten oder vergrößerten Maßstab angefertigt werden kann, indem die Lineale gemäß der angezeigten Information, die einem wirklichen Abmaß entspricht, verschoben werden. Weiterhin ermöglicht die vorliegende Erfindung sogar dann, wenn die Lineale auf einen gegebenen Winkel relativ zur X-Achsenschiene und zur Y-Achsenschiene eingestellt worden sind, daß die Verschiebungsbeträge der betreffenden Lineale auf den Anzeigeeinheiten angezeigt werden, indem eine solche Anordnung vorgesehen wird, daß der gegebene Winkel als Rotationswinkel der entsprechenden Lineale zur X-Achse und Y-Achse gelesen wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Verschiebung der Lineale in gleicher Weise wie bei der Zeichenmaschine der Fig. 1-5 der DE-OS 29 13 961 durchzuführen, unabhängig vom Winkel der Lineale relativ zur X-Achse und Y-Achse.


Anspruch[de]
  1. 1. Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge, das einen auf dem Zeichenbrett befestigten Halter für das erste Gelenkparallelogramm mit einem ersten mit einem Ende am Halter drehbar befestigten Arm, einen am anderen Ende des ersten Arms befestigten und über das erste Gelenkparallelogramm mit dem Halter verbundenes Mittellager für das zweite Gelenkparallelogramm mit einem zweiten am Mittellager mit einem Ende drehbar befestigten Arm, einen am anderen Ende des zweiten Armes befestigten und über das zweite Gelenkparallelogramm mit dem Mittellager verbundenen Zeichenkopf, und drehbar und feststellbar am Zeichenkopf befestigte und mit diesem auf dem Zeichenbrett parallel verschiebbare Lineale aufweist, wobei ein erster Abtaster zum Lesen des Schwenkwinkels R der Lineale relativ zum Zeichenkopf und eine damit verbundene Anzeige vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenmaschine einen zweiten Abtaster (10a) zum Lesen des Drehwinkels R&sub1; des ersten Arms (3) relativ zum Halter (2) oder Mittellager, einen dritten Abtaster (10b) zum Lesen des Drehwinkels R&sub2; des zweiten Armes (4) relativ zum Mittellager oder zum Zeichenkopf (5) und eine Recheneinheit (11, 20) zur Bestimmung des Parallelverschiebungsbetrages der Lineale (6a, 6b) auf der Basis der durch die Abtaster (10a, 10b,10c) ausgelesenen Drehwinkel R&sub1;, R&sub2; und des Schwenkwinkels R aufweist, wobei die Anzeigeeinrichtung (30a, 30b) zur Anzeige der Linealverschiebung ausgebildet ist.
  2. 2. Zeichenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit (30a, 30b) zur digitalen Anzeige ausgestaltet ist.
  3. 3. Zeichenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Maßstabs-Einstell-Einrichtungen (16a,16b) vorgesehen sind und so mit der Recheneinheit (11, 20) verbunden sind, daß die Verschiebungsbeträge (x, y) mit einem verkleinerten oder vergrößerten Maßstab angezeigt werden.
  4. 4. Zeichenmaschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Abtaster (10) und die Recheneinheit (11, 20) erhaltenen Verschiebungsbeträge (x, y) auf eine gewünschte Stellung als Null-Stellung für die Verschiebung rücksetzbar sind.
  5. 5. Zeichenmaschine nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtungen (30a,30b) auf dem Zeichenkopf (5) angebracht sind.
  6. 6. Zeichenmaschine nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtungen (30a,30b) am Ende des ersten (3) oder zweiten (4) Armes angebracht sind.






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