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Dokumentenidentifikation DE4029963C2 27.08.1992
Titel Zeicheneinrichtung
Anmelder Aristo Graphic Systeme GmbH & Co KG, 2000 Hamburg, DE
Erfinder Schrodt, Hans-Joachim, 2000 Hamburg, DE
Vertreter Stolberg-Wernigerode, Graf zu, U., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Suchantke, J., Dipl.-Ing.; Huber, A., Dipl.-Ing.; Kameke, von, A., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Voelker, I., Dipl.-Biol.; Franck, P., Dipl.-Chem.ETH Dr.sc.techn., Pat.-Anwälte, 2000 Hamburg
DE-Anmeldedatum 21.09.1990
DE-Aktenzeichen 4029963
Offenlegungstag 26.03.1992
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.08.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.08.1992
IPC-Hauptklasse B43L 13/02
IPC-Nebenklasse G01D 5/12   G06F 3/033   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zeicheneinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Zeicheneinrichtung dieser Art (IBM-Technical Disclosure Bulletin, Vol. 32, No. 9B, 02/90, Seiten 230 bis 235) hat die Form einer sogenannten Computer-Maus. Diese ist auf einer Unterlage frei verfahrbar, wobei sich eine Drehung ihrer in Eingriff mit der Unterlage stehenden Kugel ergibt. Die der Kugel benachbarten Koordinatenwalzen weisen in Umfangsrichtung abwechselnd positive und negative Magnetisierungen auf, so daß den Koordinatenwalzen zugeordnete Magnetfeldsensoren bei der durch die Verlagerung bewirkten Drehung der Koordinatenwalzen Wegsignale erzeugen, die einem Computer zur weiteren Auswertung zugeführt werden, um beispielsweise Wegverläufe auf dem Bildschirm des Computers wiederzugeben oder entsprechende Signale zum Ausdruck von Wegverläufen zu speichern.

Es ist auch bereits eine Zeicheneinrichtung bekannt (US-PS 42 46 703), die am Zeichenkopf einer Zeichenmaschine befestigt werden kann und rechtwinklig zueinander angeordnete Koordinatenwalzen aufweist, so daß bei Verlagerung in x- und/oder in y-Richtung für die jeweilige Richtung Wegsignale erzeugt werden. Zusätzlich kann mit dieser Zeicheneinrichtung auch die Ermittlung von Winkelverstellungen erfolgen. Die Koordinatenwalzen dieser bekannten Zeicheneinrichtung stellen jedoch auch diejenigen Teile dar, die in unmittelbarer Berührung mit der Zeichenunterlage stehen und dadurch bei Verlagerung bezüglich der Zeichenunterlage bewegt werden. Dies hat zur Folge, daß bei einer Verlagerung in einer Richtung, in der sowohl die Koordinatenwalze für die x-Richtung als auch die Koordinatenwalze für die y-Richtung bewegt werden muß, auf der Zeichenunterlage eine Verschiebung der einzelnen Koordinatenwalzen in Richtung ihrer Längsachsen stattfindet, wodurch sich Ungenauigkeiten bei der Ermittlung der Wegsignale ergeben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zeicheneinrichtung zu schaffen, die mit einer Zeichenanlage nach Art von Zeichenplatte und Zeichenschiene zusammenarbeitet und deren Verlagerungsbewegung direkt angezeigt werden können, wobei zusätzlich zu den Verlagerungsbewegungen in x- und y-Richtung auch Winkelverstellungen ermittelbar sein sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Zeicheneinrichtung gemäß Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils dieses Anspruches ausgestaltet.

Die erfindungsgemäße Zeicheneinrichtung kann somit mit einer Zeichenschiene bzw. einem Zeichenlineal zusammenarbeiten und entlang dessen Anlagefläche in der beispielsweise für Zeichendreiecke o. ä. üblichen Weise verlagert werden, wobei bei einer derartigen Verlagerungsbewegung infolge des Zusammenwirkens der an ihrem Umfang magnetisierten Koordinatenwalzen und der die Bewegung der Koordinatenwalzen auswertenden Magnetfeldsensoren die Wegsignale erzeugt werden, die ein Maß für den Grad der Verlagerung der Zeicheneinrichtung in x- und in y-Richtung sind. Wenn sich die Zeichenschiene also mit ihrer Anlagekante in x-Richtung erstreckt, werden sowohl die Verlagerung entlang der Zeichenschiene darstellende Wegsignale als auch senkrecht dazu erfolgende Verlagerungen der in Berührung mit der Zeicheneinrichtung stehenden Zeichenschiene wiedergebende Wegsignale erzeugt, die dem Benutzer über eine Anzeigeeinrichtung die Größen der Verlagerungsbewegungen anzeigen können.

Es ist jedoch nicht nur möglich, Verlagerungen in Richtung der x- und/oder y-Achse zu ermitteln, sondern auch Verschwenkbewegungen, die um die Schwenkachse eines Drehpunktes erfolgen, um den das Trägerelement verschwenkbar angeordnet ist. Beim Verschwenken des Trägerelementes um die Schwenkachse des Drehpunktes wird die Koordinatenwalze, durch deren Mitte sich die die Drehachse schneidende Gerade erstreckt, nicht bewegt, während die Koordinatenwalze, deren Drehachse parallel zur Geraden angeordnet ist, eine Drehbewegung ausführt, die ein Maß für die Winkelverstellung des Trägerelementes bezüglich dem Führelement ist. Dabei wird zwischen einer Drehbewegung dieser Koordinatenwalze infolge einer geradlinigen Verlagerung der Zeicheneinrichtung senkrecht zu ihrer Drehachse und infolge einer Verschwenkung des Trägerelementes bezüglich dem Führelement dadurch unterschieden, daß bei Verschwenkung von Trägerelement und Führelement relativ zueinander ein entsprechendes Signal erzeugt wird.

Um bei der erfindungsgemäßen Zeicheneinrichtung eine einwandfreie Positionierung und Führung der Kugel zu erreichen, kann auf diese eine sie gegen die Koordinatenwalzen drückende Andruckwalze wirken.

Die Auswertung der bei den Verlagerungsbewegungen entstehenden Magnetfeldwechsel wird selbstverständlich besonders einfach, wenn die magnetisierten Bereiche der Koordinatenwalzen in Richtung des Walzenumfangs alle gleiche Abmessungen haben. Dabei kann die Erstreckung eines magnetisierten Bereiches in Umfangsrichtung 2 mm bis 3 mm betragen, und es kann für jede Koordinatenwalze zur Auswertung der Magnetfeldwechsel eine Anordnung von Magnetfeldsensoren vorgesehen sein, wie sie in der DE-PS 38 35 364 beschrieben ist.

Um sicherzustellen, daß die Zeicheneinrichtung bei einer Verschwenkung von Trägerelement und Führelement relativ zueinander nicht in ungewünschter Weise bezüglich der Unterlage bewegt wird, kann koaxial zur Drehachse eine sich durch das Führelement und durch das Trägerelement erstreckende Bohrung vorgesehen sein, durch die der Benutzer eine positionierende Spitze stecken und so die Drehachse bezüglich der Unterlage festlegen kann. Koaxial zur Drehachse kann gegebenenfalls auch eine gegen Federdruck in Richtung des Überstandes der Kugel bewegbare Positionierspitze vorgesehen sein, die zur Positionierung der Drehachse bezüglich der Unterlage vom Benutzer in Richtung auf diese verlagert und in Eingriff mit ihr gebracht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch und vereinfacht ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Zeichenplatte mit einer an der Zeichenschiene angeordneten Zeicheneinrichtung.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die vergrößert dargestellte Zeicheneinrichtung, wobei die Kugel und die benachbarten Elemente dargestellt sind.

Fig. 3 zeigt die Kugel und die benachbarten Elemente der Zeicheneinrichtung aus den Fig. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt in perspektivischer, teilweise aufgebrochener Darstellung eine Zeileneinrichtung mit einer Zirkelspitze.

Die in Fig. 1 dargestellte Zeichenplatte 1 ist im wesentlichen von üblicher Bauart und weist an ihren vier Seiten Führrippen 3 zur Führung einer Zeichenschiene 4 auf. Parallel zu der in Fig. 1 linken Führrippe 3 erstreckt sich eine übliche Klemmschiene 2 zur Befestigung des Zeichenmaterials.

Die Zeichenschiene 4 hat an ihrem in Fig. 1 linken Ende an der Unterseite 2 nicht dargestellte Führrippen, mit deren Hilfe sie entlang der jeweiligen Führrippe 3 der Zeichenplatte 1verschiebbar ist. An dem die Führrippen aufweisenden Ende der Zeichenschiene 4 ist an deren Oberseite ein Gehäuse 5 mit einer Betätigungstaste 6 dargestellt, das eine nicht gezeigte Klemmeinrichtung aufnehmen kann, wie dies bei derartigen Zeichenschienen üblich ist.

Zumindest benachbart zu der in Fig. 1 oberen Kante der Zeichenschiene 4 verläuft auf deren Oberseite eine Führrippe 7, mit der ein zusätzliches Zeichengerät, etwa die Zeicheneinrichtung 10 in führenden Eingriff gebracht werden kann.

Wie insbesondere Fig. 2 erkennen läßt, besteht die Zeicheneinrichtung 10 aus einem L-förmigen Führelement, das eine Führnut 12 für den Eingriff mit der Führrippe 7 der Zeichenschiene 4 aufweist, und einem einen Zeichenwinkel bildenden L-förmigen Trägerelement 14. Führelement 11 und Trägerelement 14 sind um eine durch eine Durchgangsbohrung 13 gebildete Schwenkachse schwenkbar miteinander verbunden, wobei üblicherweise eine nicht dargestellte Rasteinrichtung vorhanden ist, die Führelement 11 und Trägerelement 14 zumindest in der in Fig. 2 gezeigten Ausrichtung zueinander hält, so daß eine unbeabsichtigte Verschwenkung der beiden Elemente gegeneinander vermieden wird.

Unterhalb des im Schnittpunkt der beiden Schenkel des Trägerelementes 14 befindlichen Führknaufes 26 (Fig. 1) ist im Trägerelement 14 eine Kugel 16 drehbar gehaltert, die an der Unterseite des Trägerelementes 14 vorsteht und nach Art der Kugel einer Computer-Maus in Berührung mit der Oberfläche der Zeichenplatte 1 bzw. mit der auf der Oberfläche der Zeichenplatte 1 befindlichen Zeichenunterlage gebracht und bei Bewegung des Trägerelementes 14 bezüglich der Zeichenplatte 1 entsprechend verdreht wird. Die Kugel 16 wird von einer unter dem Druck der Feder 19 stehenden Andruckwalze 18 in Berührung mit dem äußeren Umfang zweier Koordinatenwalzen 20, 21 gedrückt, deren Drehachsen 22 und 23 senkrecht aufeinander stehen, wobei sich in den Darstellungen gemäß Fig. 1 und 2 die Drehachse 22 der Koordinatenwalze 20in Richtung der x-Achse und die Drehachse 23 der Koordinatenwalze 21 in Richtung der y-Achse erstreckt. Die beiden Drehachsen 22 und 23 liegen in einer gemeinsamen Ebene, in der auch der Andruckpunkt der Andruckwalze 18 an der Kugel 16 liegt, wobei die der Andruckkraft in Richtung der Winkelhalbierenden zwischen den Drehachsen 22 und 23 wirkt.

Die Andruckwalze 18 und die Koordinatenwalzen 20, 21 sind im Trägerteil 14 in der gleichen Weise gelagert, wie die entsprechenden Elemente in der Einrichtung gemäß DE-PS 34 25 948.

Der äußere Umfang jeder der Koordinatenwalzen 20 und 21 ist in Umfangsrichtung abwechselnd positiv und negativ magnetisiert, und die so gebildeten, in Umfangsrichtung gleich großen, magnetisierten Bereiche sind in Fig. 3 mittels parallel zu den Drehachsen 22, 23 verlaufenden, am Umfang der Koordinatenwalzen 20, 21 gezeigten Striche angedeutet. Benachbart zu jedem der magnetisierten Umfangsbereiche befindet sich ein Magnetfeldsensor 24, 25, bezüglich dessen Aufbau und Wirkungsweise auf die DE-PS 38 35 364 verwiesen wird.

Wird die Zeicheneinrichtung 10 aus ihrer Lage gemäß Fig. 1 entlang der Führrippe 7 der Zeichenschiene 4 nach rechts oder links verfahren, so erfolgt eine entsprechende Drehung der Koordinatenwalze 21 um ihre Drehachse 23. Die dabei auftretenden Magnetfeldwechsel im Bereich des Magnetfeldsensors 25 werden von diesem ermittelt, und aus diesen Wegsignalen wird in nicht dargestellter, bekannter Weise die Verlagerungswegstrecke bestimmt. Diese kann als die Verlagerung in x-Richtung in der Anzeige 15 angezeigt werden.

Entsprechend führt eine Verlagerung der Zeichenschiene 4 entlang der mit ihr in Eingriff stehenden Führrippe 3 der Zeichenplatte 1 zu einer Drehung der Koordinatenwalze 20 um ihre Drehachse 22. Die dabei für den Magnetfeldsensor 24 entstehenden Magnetfeldwechsel werden als Wegsignale weitergegeben und zur Anzeige der Verlagerung in y-Richtung in der Anzeige 15 benutzt.

Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, liegen der Mittelpunkt der Kugel 16, die Drehachse 13 und die Mitte der Koordinatenwalze 21 auf einer gemeinsamen Geraden 17, die parallel zur Drehachse 22 der Koordinatenwalze 20 verläuft und die Drehachse 23 der Koordinatenwalze 21 senkrecht schneidet sowie in einer gemeinsamen Ebene mit den Drehachsen 22 und 23 liegt. Eine Verschwenkung des Trägerteils 14 um die Drehachse 13 bezüglich dem Führteil 11 bewirkt daher infolge der sich ergebenden Drehung der Kugel 16 eine entsprechende Drehung der Koordinatenwalze 20, während die Koordinatenwalze 21 keine Drehbewegung ausführt. Die vom Magnetfeldsensor 24 auszuwertende Drehbewegung der Koordinatenwalze 20 stellt somit ein Maß für die Verschwenkung des Trägerelementes 14 bezüglich dem Führelement 11 dar, und aus ihr kann auf die Winkelstellung des Trägerelementes 14 geschlossen werden, die ebenfalls in der Anzeige 15 wiedergegeben werden kann.

Um sicherzustellen, daß bei der Verschwenkung des Trägerelementes 14 bezüglich dem mit seiner Führnut 12 in Eingriff mit der Führrippe 7 der Zeichenschiene 4 stehenden Führelementes 11 keine Verlagerung der Zeicheneinrichtung 10 parallel zur Zeichenschiene 4 eintritt, kann der Benutzer durch die die Drehachse 13 bildende Durchgangsbohrung eine Zirkelspitze o. ä. stecken und in Eingriff mit der Zeichenunterlage bringen, wodurch die Position der Drehachse bezüglich der Zeichenunterlage festgehalten wird.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, in dem gleiche Teile wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 mit gleichen Bezugszeichen und zuzüglich mit &min; gekennzeichnet sind, ist in der Drehachse statt einer Durchgangsbohrung eine Positionierspitze 113 axial verlagerbar gehaltert, die der Benutzer durch Herunterdrücken gegen die Kraft der Feder 114 in positionierenden Eingriff mit der Unterlage bringen und so eine Verdrehung des Trägerelementes 14&min; um die Positionierspitze 113 vornehmen kann.


Anspruch[de]
  1. 1. Zeicheneinrichtung (10) mit einer Anordnung zur Ermittlung von Verlagerungsbewegungen in x- und dazu senkrechter y-Richtung, die eine vorstehende, in Berührung mit einer Unterlage bringbare Kugel (16) sowie eine Signalerzeugungseinrichtung aufweist, die in Eingriff mit der Kugel (16) stehende, in Umfangsrichtung abwechselnd positive und negative Magnetisierungen aufweisende Koordinatenwalzen (20, 21), deren Drehachsen (22; 23) in einer gemeinsamen Ebene und senkrecht zueinander liegen, sowie benachbart zu jeder Koordinatenwalze (20; 21) angeordnete Magnetfeldsensoren (24; 25) zur Auswertung der bei Drehung der Koordinatenwalzen (20; 21) auftretenden Magnetfeldwechsel enthält, wobei durch die Drehung der ersten Koordinatenwalze (21) die Verlagerungsbewegung in x-Richtung repräsentierende und durch die Drehung der zweiten Koordinatenwalze (20) die Verlagerungsbewegung in y-Richtung repräsentierende Wegsignale erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - die Zeicheneinrichtung (10) ein Führelement (11) mit mindestens einer Anlagefläche (12) für den in x-Richtung geführten Eingriff mit einer Zeichenschiene (4) aufweist, wobei an dem Führelement (11) ein die Kugel (16) und die Koordinatenwalzen (20, 21) tragendes Trägerelement (14) in einer zu der der Drehachsen (22, 23) der Koordinatenwalzen (20, 21) parallelen Ebene um einen Drehpunkt schwenkbar angeordnet ist,
    2. - der Drehpunkt in bezug auf die Koordinatenwalzen (20, 21) so positioniert ist, daß seine Schwenkachse (13) in ihrer Verlängerung eine Gerade (17) schneidet, die in der Ebene der Drehachsen (22, 23) der Koordinatenwalzen (20, 21) senkrecht zu der Drehachse (22, 23) der einen der Koordinatenwalzen (20, 21) und mittig durch diese eine der Koordinatenwalzen (20, 21) in Bezug auf deren Länge verläuft, und
    3. - eine Einrichtung zur Feststellung einer Verschwenkung von Trägerelement (14) und Führelement (11) relativ zueinander vorhanden ist.
  2. 2. Zeicheneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kugel (16) eine diese gegen die Koordinatenwalzen (20, 21) drückende Andruckwalze (18) wirkt.
  3. 3. Zeicheneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierten Bereiche der Koordinatenwalzen (20; 21) in Richtung des Walzenumfangs alle gleiche Abmessungen haben.
  4. 4. Zeicheneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstreckung eines magnetisierten Bereichs in Umfangsrichtung 2 mm bis 3 mm beträgt.
  5. 5. Zeicheneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gerade (17) parallel zur Drehachse (22) der Koordinatenwalze (20) für die y-Koordinate erstreckt.
  6. 6. Zeicheneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur Schwenkachse (13) eine sich durch das Führelement und das Trägerelement (14) erstreckende Bohrung vorgesehen ist.
  7. 7. Zeicheneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur Schwenkachse (13) eine gegen Federdruck in Richtung des Überstandes der Kugel (16) bewegbare Positionierspitze (113) vorgesehen ist.






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