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Dokumentenidentifikation DE3501019C2 21.05.1987
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 3501019
Offenlegungstag 17.07.1986
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 21.05.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.05.1987
IPC-Hauptklasse B43L 13/02
IPC-Nebenklasse B43L 13/08   
Zusammenfassung Dargestellt ist eine Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschine mit Universal-Parallel-Lineal, welche die Nachteile bislang bekannter Ausgleichseinrichtungen mit Ausgleichsgewichten bzw. mit Exzenternocken vermeidet. Die Gewichtsausgleichseinrichtung weist eine Feder (58) und ein zweites Drehteil (40) auf, wobei ein Ende der Feder (58) in einer Auslöseebene mit einem exzentrischen Bereich des zweiten Drehteils (40), welches sich seinerseits durch Verblockung mit der Spindel (22) dreht, und das andere Ende der Feder (58) mit der Grundplatte (18) verbunden ist und wobei durch die Feder (58) am zweiten Drehteil (40) ein Drehmoment (T') angreift, welches das am zweiten Drehteil (40) praktisch ausgleicht und wobei sich während einer Drehung des zweiten Drehteils (40) über 360° hinaus das eine Ende der Feder (58) in einer Auslöseebene des zweiten Drehteils (40) verschiebt und die Feder (58) sich somit nicht mit dem zweiten Drehteil (40) verhakt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Gewichtsausgleichseinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei der bekannten Gewichtsausgleichseinrichtung, von der die Erfindung ausgeht (US-PS 40 70 758, Fig. 9, 10), handelt es sich um eine solche mit einem Ausgleichsgewicht. Das exzentrisch am zweiten Drehteil angeordnete Befestigungselement dient dem Anschluß eines Übertragungsseils, so daß das zweite Drehteil ohne weiteres eine Drehung um 360° ausführen kann, ohne daß sich das Übertragungsseil mit dem zweiten Drehteil verhakt. Das Ausgleichsgewicht, das an das Übertragungsseil angehängt ist, befindet sich an einer Vertikalschiene der Verschiebeeinrichtung für den Zeichenkopf. Das Übertragungsseil verläuft daher vom zweiten Drehteil über das Scharniergelenk zum Vertikalläufer, dort um eine Umlenkrolle und dann vertikal nach oben zum Ausgleichsgewicht in der Vertikalschiene.

Die bekannte, zuvor erläuterte Gewichtsausgleichseinrichtung ist konstruktiv einfach, verschleißunanfällig und zweckmäßig. Sie hat aber den Nachteil, daß einerseits die Bewegung des Scharniergelenks durch das darüber geführte Übertragungsseil behindert wird, andererseits zur Abnahme des Zeichenkopfes vom Vertikalläufer das Übertragungsseil vom zweiten Drehteil gelöst werden muß. Im übrigen führt die Verwendung eines Ausgleichsgewichts zu einer Erhöhung des Gesamtgewichts der Anordnung.

Im übrigen ist eine vollständig am Zeichenkopf konzentrierte Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschine bekannt (JP-GM-OS 52-28 605). Diese Gewichtsausgleichseinrichtung, die auch eine Drehung des zweiten Drehteils um mehr als 360° erlaubt, arbeitet aber mit einem Exzenternocken, auf den eine Feder wirkt. Diese Konstruktion mit Exzenternocken ist aber insoweit nachteilig, als der Exzenternocken eine hohe Fertigungsgenauigkeit erfordert, so daß die Gesamtkonstruktion relativ teuer ist. Außerdem ist die auftretende Reibung zwischen dem Exzenternocken und der Andruckrolle wegen der erforderlichen hohen Federkraft ziemlich groß, so daß die Zeichenmaschine schwergängig ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannte, eingangs erläuterte Gewichtsausgleichseinrichtung mit Zugeinrichtung so auszugestalten und weiterzubilden, daß die Funktion des Scharniergelenks nicht beeinträchtigt ist und daß eine Abnahme und Wiederanbringung des Zeichenkopfes leicht möglich ist.

Die erfindungsgemäße Gewichtsausgleichseinrichtung ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 beschrieben. Erfindungsgemäß wird das grundlegende Funktionsprinzip hinsichtlich der Anschließung am zweiten Drehteil, das in der Praxis außerordentlich zweckmäßig ist, beibehalten. Auf ein Ausgleichsgewicht wird hingegen verzichtet und an die Stelle eines Ausgleichgewichts tritt eine Feder als Zugmittel in der Zugeinrichtung. Die damit verbundene Gewichtsverringerung erlaubt es, die Zugeinrichtung vollständig auf der Grundplatte des Zeichenkopfes zu konzentrieren, also nicht mehr auf den Vertikalläufer bzw. die Vertikalschiene der Verschiebeeinrichtung überzugreifen. Das wiederum führt dazu, daß ein über das Scharniergelenk verlaufendes Übertragungsseil entfällt, so daß im Ergebnis einerseits die Funktion des Scharniergelenks nunmehr völlig unbeeinträchtigt ist, andererseits durch Öffnen des Scharniergelenks jederzeit eine völlig unbehinderte Abnahme und Wiederanbringung des Zeichenkopfes erfolgen kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre der Erfindung ergeben sich aus den dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüchen. Diese Ausgestaltungen werden weiter im folgenden in Verbindung mit der Erläuterung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Zeichenkopf im Schnitt,

Fig. 2 einen Zeichenkopf, bei dem eine Abdeckung entfernt ist, im Aufriß,

Fig. 3 eine Zeichenmaschine mit Linealen in Draufsicht,

Fig. 4 einen wesentlichen Teil einer Gewichtsausgleichseinrichtung im Schnitt,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 6 im Schnitt ein anderes Ausführungsbeispiel und

Fig. 7 eine das Funktionsprinzip erläuternde Darstellung.

In Fig. 3 ist ein Zeichenbrett 2 dargestellt, welches am Halterahmen eines (nicht gezeigten) Stativs befestigt ist, ausgestattet mit der Möglichkeit der Schrägstellung in der Weise, daß es in einem jeweils gewünschten Neigungswinkel zwischen der Horizontalen und Vertikalen arretiert werden kann. Eine Horizontalschiene 4 ist an der Oberkante des Zeichenbretts 2 angebracht. Ein Horizontalläufer 6 ist auf der Horizontalschiene 4 verschiebbar montiert. Das obere Ende der Vertikalschiene 8 ist mit dem Horizontalläufer 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 Vertikalläufer 12 ist auf der Vertikalschiene 8 verschiebbar angebracht. Eine Grundplatte 18 des Zeichenkopfes 16 ist mittels eines bekannten Doppel- Scharniergelenks 14 mit dem Vertikalläufer 12 verbunden. Eine rohrförmiges Teil 20 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 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 (vgl. Fig. 5). Die Zylinder 40a, 40b sind mittels Schrauben 41, 43 miteinander verbunden. Mitten durch das zweite Drehteil 40 hindurch erstreckt sich diametral eine Vorschubspindel 42. Auf die Vorschubspindel 42 ist ein Einstellknopf 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 bogenförmiges Teil eines Befestigungselements 50 ist drehbar in eine Nut des Einstellknopfes 44 eingepaßt und den Führungsflächen 47, 48 gegenüberstehend angeordnet. Die Führungsflächen 47, 48 vermeiden das Herausfallen des Befestigungselemnts 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 entlang des Längsschlitzes 52 verschiebbar angebracht. Der Ansatz des Befestigungselements 50 liegt in einer zur Ebene des zweiten Drehteils 40 parallelen Ebene. Ein Anschlußstück 54a, das 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 den Steuerriemen 56 ausgebildet, der zwischen den Riemenscheiben 40c und 36a gespannt ist. Eine Feder 58 (Schraubenzugfeder) ist mit dem einen Ende mit einer Schraube 60 an der Grundplatte 18 festgelegt und am anderen Ende mit dem Seilzug 54 verbunden. Feder 58 und Seilzug 54 bilden eine Zugeinrichtung, die hier in einer Ebene unterhalb des zweiten Drehteils 40 liegt. 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. 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 Feder 58 ist dann so, daß die durch die Feder 58 hervorgerufene Seilzugspannung gerade Null wird. Es wird eine Feder 58 mit einer Federkonstante verwendet, die auf das am Drehteil 36 aufgrund der Eigengewichte der Lineale 30, 32, des Linealträgers 28 etc. auftretende Drehmoment ausgelegt ist. Im übrigen kann die Riemenscheibe 36a mit dem Linealträger 28 gekoppelt sein. Der Zeichenkopf 16ist 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&min;), das am zweiten Drehteil 40 aufgrund der Rückstellkraft der Feder 58 wirkt, werden auf ein und denselben Wert und entgegengesetzte Wirkungsrichtung eingestellt. Folglich kann der Linealträger 28 sich nicht plötzlich auf dem schräggestellten Zeichenbrett 2 gegenüber der Grundplatte 18 drehen. Der Linealträger 28 kann durch Drehen des Handgriffs 26 um 360° gedreht werden. Deshalb können die Lineale 30, 32 jeden beliebigen Winkel gegenüber der Grundplatte 18 des Zeichenkopfes 16 einnehmen und verharren in einem stabilen, bewegungslosen 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 Feder 58 am zweiten Drehteil 40 erzeugte Drehmoment T&min; entsprechend der in Fig. 7 gezeigten Sinuskurve. Selbst dann, wenn das zweite Drehteil 40 sich um mehr als 360° dreht, verhakt sich der Seilzug 54 nicht mit dem zweiten Drehteil 40, da dieser in einer zur Ebene des Drehteils 40 parallelen Ebene mit dem Drehteil 40 verbunden ist.

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 mit dem Anschlußstück 54a verschiebt sich das 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 des Seilzugs 54 gegenüber dem zweiten Drehteil 40. Dadurch ändern sich der Radius des das Drehmoment erzeugenden Befestigungselements 50 und das Drehmoment T&min; 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&min;, welches am zweiten Drehteil 40 aufgrund der Zugkraft der Feder 58 erzeugt wird, mittels Justierung des Einstellknopf 4 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 Einstellknopf 44 angebracht werden. Die Vorschubspindel 42 kann auch drehbar gelagert sein, so daß sie sich relativ zum Einstellknopf 44 verschiebt. In diesem Fall kann das Anschlußstück 54a direkt mit dem Einstellknopf 44 verbunden sein.


Anspruch[de]
  1. 1. Gewichtsausgleichseinrichtung für die Lineale einer Zeichenmaschine, wobei die an einem Zeichenbrett anbringbare Zeichenmaschine einen Zeichenkopf, eine Verschiebeeinrichtung für den Zeichenkopf und Lineale aufweist, der Zeichenkopf mittels der Verschiebeeinrichtung auf dem Zeichenbrett in jede beliebige Position verschiebbar ist und eine optimal vorgegebene Position stabil einhält, die Lineale an einer nicht drehbaren Grundplatte des Zeichenkopfes drehbar gelagert sind und die Grundplatte über ein Scharniergelenk mit dem Vertikalläufer der Verschiebeeinrichtung verbunden ist, mit einem an der Grundplatte gelagerten, drehfesten mit den Linealen gekuppelten ersten Drehteil, einem an der Grundplatte gelagerten, mit dem ersten Drehteil gekuppelten zweiten Drehteil und einer Zugeinrichtung, die im wesentlichen in einer zur Ebene des zweiten Drehteils parallelen Ebene angeordnet und mit einem Ende in dieser Ebene exzentrisch am zweiten Drehteil befestigt ist, wobei, vorzugsweise, zur Befestigung der Zugeinrichtung am zweiten Drehteil exzentrisch ein in diese Ebene ragendes Befestigungselement angeordnet ist und wobei 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 (58, 54) eine Feder (58) aufweist und daß das andere Ende der Zugeinrichtung (58, 54) bzw. der Feder (58) an der Grundplatte (18) festgelegt ist.
  2. 2. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in der die Zugeinrichtung (58, 54) am zweiten Drehteil (40) befestigt ist, unterhalb des zweiten Drehteils (40) liegt.
  3. 3. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausnehmung des zweiten Drehteils (40) eine Vorschubspindel (42) in diametraler Richtung angeordnet ist, daß auf die Vorschubspindel (42) ein Einstellknopf (44) aufgeschraubt ist und daß das mit dem zweiten Drehteil (40) verbundene Ende der Zugeinrichtung (58, 54) bzw. der Feder (58) mit dem Einstellknopf (44) verbunden ist.
  4. 4. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (50) am Einstellknopf (44) angeordnet und mit dem Einstellknopf (44) so verbunden ist, daß es zwar die lineare Verschiebung des Einstellknopfes (44) entlang der Vorschubspindel (42), nicht aber die Drehbewegung des Einstellknopfes (44) um die Vorschubspindel (42) mitmacht.






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