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Dokumentenidentifikation DE4318911A1 08.12.1994
Titel Vorrichtung zum Zeichnen von Ellipsen
Anmelder SIS Gesellschaft für Schießtrainings- und Informationssysteme mbH, 37079 Göttingen, DE
Erfinder Knauf, Peter, 37081 Göttingen, DE
Vertreter Zenz, J., Dipl.-Ing., 45133 Essen; Helber, F., Dipl.-Ing., 64673 Zwingenberg; Hosbach, H., Dipl.-Ing., 45133 Essen; Läufer, M., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 30173 Hannover
DE-Anmeldedatum 07.06.1993
DE-Aktenzeichen 4318911
Offenlegungstag 08.12.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.12.1994
IPC-Hauptklasse B43L 11/055
Zusammenfassung Die Vorrichtung weist einen ersten und einen zweiten Schenkel (1, 9) auf, von denen der erste an seinem unteren Ende eine Spitze (19) trägt, während der zweite an seinem unteren Ende mit einem Schreibstift (27) versehen ist. Letzterer endet auf der Höhe der Spitze. Der zweite Schenkel ist mit dem ersten Schenkel drehbar verbunden und gegenüber diesem verstellbar, und zwar in einer Richtung senkrecht zur Achse des ersten Schenkels. Letzterer trägt eine Scheibe (11) mit kreisförmigem Umfangsrand (23), die um eine Achse (13) kippbar ist, welche von einem Durchmesser des Umfangsrandes definiert wird und senkrecht zur Achse des ersten Schenkels verläuft. Der zweite Schenkel greift unter Federvorspannung mit einem Taster am Umfangsrand der Scheibe an. Ist die Scheibe gekippt und wird der zweite Schenkel um den ersten Schenkel gedreht, so beschreibt der Stift die Kontur einer Ellipse, deren Achsenverhältnis vom Kippwinkel der Scheibe abhängt. Die Größe der Ellipse wird bestimmt durch den Abstand zwischen dem Taster und dem Schreibstift.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zeichnen von Ellipsen.

Beim Zeichnen von Ellipsen verwendet man im einfachsten Falle Kurvenlineale, die entsprechend ungenau sind. Größere Genauigkeiten lassen sich mit Schablonen erzielen, jedoch muß hier für jede Ellipse eine gesonderte Schablone zur Verfügung stehen. Dies ist in der Praxis unrealistisch. Ferner sind bereits Vorrichtungen bekannt, bei denen eine linealförmige Stange mit zwei Bezugspunkten versehen ist, wobei die Stange während des Zeichnens so geführt wird, daß jeder der Bezugspunkte auf einer der Ellipsenachsen wandert. Die Handhabung dieser Vorrichtung ist schwierig und führt zu Zeichenunregelmäßigkeiten und -ungenauigkeiten. Ganz abgesehen davon ist das Verhältnis der Ellipsenachsen nicht variabel, da es von dem Abstand zwischen den beiden Bezugspunkten abhängt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zeichnen von Ellipsen zu schaffen, die bei hoher Zeichengenauigkeit und -qualität eine stufenlose Veränderung des Verhältnisses der Ellipsenachsen zuläßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung nach der Erfindung gekennzeichnet durch einen ersten Schenkel, der an seinem unteren Ende eine Spitze o. dgl. trägt; einen um die Achse des ersten Schenkels drehbaren zweiten Schenkel, der an seinem unteren Ende ein auf der Höhe der Spitze wirksames Schreibgerät trägt und senkrecht zur Achse des ersten Schenkels relativ zu diesem verstellbar ist; eine Scheibe mit kreisförmigem Umfangsrand, die vom ersten Schenkel durchdrungen wird und kippbar mit diesem verbunden ist, wobei die Kippachse von einem Durchmesser des Umfangsrandes definiert wird und senkrecht zur Achse des ersten Schenkels verläuft; und durch einen am zweiten Schenkel angeordneten, in einer Ebene parallel zur Achse des ersten Schenkels liegenden Taster zur Anlage am Umfangsrand der Scheibe.

Bei der Benutzung wird der erste Schenkel senkrecht auf die Zeichenunterlage aufgesetzt und in dieser Position drehfest gehalten. Die gezeichnete Kontur entsteht dadurch, daß man den zweiten Schenkel um den ersten Schenkel dreht, wobei dafür zu sorgen ist, daß der Taster des zweiten Schenkels ständig am Umfangsrand der Scheibe anliegt. Das Schreibgerät zeichnet dabei eine Kontur, die der senkrechten Projektion der Scheibe folgt. Je stärker letztere gekippt wird, desto flacher ist die gezeichnete Ellipse. Durch Änderung des Kippwinkels kann das Achsenverhältnis beliebig variiert werden.

Will man außerdem die Hauptachse in ihrer Länge verändern, so kann man eine größere oder kleinere Scheibe auf den ersten Schenkel der Vorrichtung aufstecken. Allerdings ist dieser Vorgang kompliziert und ermöglicht außerdem keine stufenlose Verstellung der Ellipsen-Hauptachse. Dementsprechend wird in wesentlicher Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, das Schreibgerät und den Taster relativ zueinander verstellbar zu machen, und zwar senkrecht zur Achse des ersten Schenkels. Dies bietet die Möglichkeit, die Vorrichtung stufenlos auf unterschiedliche Ellipsen-Hauptachsen einzustellen, wobei der Scheibe dann nur noch die Funktion zukommt, das Achsenverhältnis der Ellipsen vorzugeben.

Zur Verstellung des Abstandes zwischen Taster und Schreibgerät besteht die Möglichkeit, den Taster relativ zum zweiten Schenkel zu verstellen. Vorteilhafter hingegen ist es, daß das Schreibgerät von einer vorzugsweise mehrteiligen Verlängerung getragen wird, die unter Zwischenschaltung einer verstellbaren Aufnahmevorrichtung mit dem zweiten Schenkel verbunden ist. Damit wird eine besonders einfache Justiermöglichkeit vorgegeben. Gleichzeitig kann die Anordnung so getroffen werden, daß auch die Länge des Schreibgerätes eingestellt oder nachgestellt werden kann. Dies ist bei der Vorrichtung nach der Erfindung deshalb von Bedeutung, weil das untere Ende des Schreibgerätes mit der Spitze des ersten Schenkels auf gemeinsamer Höhe liegen muß, damit der erste Schenkel senkrecht zur Zeichenunterlage gehalten werden kann. Dies ist erforderlich, um die Kontur der gezeichneten Ellipse nicht zu verfälschen, wobei man allerdings die Verfälschungsmöglichkeit dadurch minimieren kann, daß man die Scheibe relativ weit unten am ersten Schenkel anordnet. Für die Justierung des Schreibgerätes kann eine Skala, ggf. in Verbindung mit einer Feineinstellung, vorgesehen werden. Beispielsweise kann die Aufnahmevorrichtung eine Klemmeinrichtung besitzen, wobei eine Rändelschraube o. dgl. die Klemmwirkung erzielt.

Vorzugsweise ist zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel eine Zugfeder vorgesehen, die den Taster des zweiten Schenkels ständig mit dem Umfangsrand der Scheibe in Berührung hält. Dies erleichtert erheblich die Handhabung des Zeichengerätes.

Um sicherzustellen, daß die Kontur des Umfangsrandes der Scheibe nicht durch die Dicke der Scheibe verfälscht wird, ist es besonders vorteilhaft, den Umfangsrand scharfkantig auszubilden. Die Abschrägungen können asymmetrisch sein, um dem Umstand Rechnung zu tragen, daß die Scheibe in der Regel nur in einer Richtung gekippt wird, wobei sich die Scheibe dem Taster zur einen Hälfte nur mit ihrer Unterseite und zur anderen Hälfte nur mit ihrer Oberseite darbietet.

Vorteilhafterweise kann die Scheibe durch eine Einstellvorrichtung kippbar sein, die eine auf dem ersten Schenkel angeordnete arretierbare Schiebemuffe aufweist, wobei die Schiebemuffe mit der Scheibe über eine beidseitig gelenkig angeschlossene Schubstange in Verbindung steht. Die Schubstange ist gelenkig und außermittig an ihrem einen Ende mit der Scheibe und an ihrem anderen Ende mit der Schiebemuffe verbunden. Durch Verschieben der Schiebemuffe in Richtung der Achse des ersten Schenkels wird somit der Kippwinkel der Scheibe verändert. Befindet sich die Schiebemuffe in der gewünschten Position, d. h. ist der gewünschte Kippwinkel eingestellt, so kann die Schiebemuffe gegenüber dem ersten Schenkel arretiert werden. Die Arretierung erfolgt dabei beispielsweise durch Festdrehen einer an der Schiebemuffe angeordneten Schraube. Aber auch andere Ausführungen sind möglich; es ist lediglich sicherzustellen, daß die Schiebemuffe gegenüber dem ersten Schenkel nach dem Einstellen nicht mehr beweglich ist.

Im Bereich der Schiebemuffe kann auf dem ersten Schenkel eine Maßeinteilung vorgesehen sein. Dadurch ist es möglich, den Kippwinkel in Abhängigkeit von der Position der Schiebemuffe auf dem ersten Schenkel direkt abzulesen. Die Einstellbarkeit, d. h. die Festlegung des vorher bestimmten Kippwinkels bzw. der gewünschten Nebenachse der Ellipse wird somit wesentlich vereinfacht. Die Maßeinteilung auf dem ersten Schenkel kann dabei als Grobeinstellung verwendet werden. Neben dieser Grobeinstellung kann noch eine Feineinstellung für den Kippwinkel der Scheibe vorgesehen sein. Diese Feineinstellung kann eine zweite Schiebemuffe aufweisen, die auf der ersten Schiebemuffe angeordnet ist und mit der Schubstange entsprechend in Verbindung steht, oder aber es kann auch ein über ein Gewinde geführtes Einstellrad verwendet werden. Es versteht sich, daß für die Feineinstellung eine entsprechende Maßeinteilung und eine entsprechende Ablesevorrichtung vorgesehen sein können.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Verbindung zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel Parallellenker aufweist, die an ein gemeinsames Zwischenstück angeschlossen sind. Durch die Parallellenker ist eine einfache und korrekte Verstellbarkeit des ersten Schenkels zum zweiten Schenkel gegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen ersten Schenkel 1, an dem Parallellenker 2 und 3 mittels Drehgelenken 4 und 5 befestigt sind, und zwar unter Zwischenschaltung einer drehbaren Hülse 6&min;. Das andere Ende der Parallellenker 2 und 3 ist jeweils drehbar mit einem Verbindungsstück 6 verbunden. An dem Verbindungsstück 6 greifen zwei weitere Parallellenker 7 und 8 an, die mit einem zweiten Schenkel 9 drehbar verbunden sind. Der zweite Schenkel 9läßt sich somit um den ersten Schenkel 1 drehen und parallel zu diesem in Richtung eines Doppelpfeils 10 verschieben.

Auf dem ersten Schenkel 1 ist eine Scheibe 11 vorgesehen, die eine Bohrung 12 aufweist. Die Bohrung 12 umschließt den ersten Schenkel 1. Die Scheibe 11 ist derart gelagert, daß sie um eine Schwenkachse 13 kippbar ist. An der Scheibe 11 ist eine Schubstange 14 außermittig gelenkig angeordnet, die mit ihrem anderen Ende mit einer Schiebemuffe 15 gelenkig verbunden ist. Die Schubstange 14 und die Schiebemuffe 15 bilden eine Einstellvorrichtung 16 zur Einstellung eines Kippwinkels 17. Dies ist der Winkel zwischen der Scheibe 11 und einer Normalen auf der Achse des ersten Schenkels 1. Auf dem ersten Schenkel 1 ist im Bereich der Schiebemuffe 15 eine Maßeinteilung 18 vorgesehen.

Der erste Schenkel 1 weist weiterhin an seinem einen Ende eine Spitze 19 auf, mit der der erste Schenkel 1 auf einer Schreibunterlage 20 arretiert werden kann, und trägt an seinem anderen Ende einen drehfesten Handgriff 21. Der zweite Schenkel 9 besitzt einen Taster 22, der am Umfangsrand 23 der Scheibe 11 anliegt. Der Umfangsrand 23 der Scheibe 11 ist asymmetrisch abgeschrägt und ergibt eine Anlegelinie. Um das Anlegen des zweiten Schenkels 9 an dem Umfangsrand 23 der Scheibe 11 sicherzustellen, ist zwischen dem ersten Schenkel 1 und dem zweiten Schenkel 9 eine Zugfeder 24 vorgesehen. An dem der Schreibunterlage 20 zugewandten Ende des zweiten Schenkels 9 ist eine Aufnahmevorrichtung 25 angeordnet, in der eine Verlängerung 26 mit einem Stift 27 befestigt werden kann.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Vorrichtung näher beschrieben. Zum Zeichnen einer Ellipse mit einem bestimmten Achsenverhältnis wird die Scheibe 11 um einen bestimmten Kippwinkel 17 verschwenkt, wobei das Verschwenken durch Verschieben der Schiebemuffe 15 entlang der Achse des ersten Schenkels 1 erfolgt. Der Kippwinkel 17 kann an der Maßeinteilung 18 direkt abgelesen werden. Es ist aber auch möglich, statt einer Maßeinteilung 18 des Kippwinkels 17 eine Maßeinteilung für das Achsenverhältnis der Ellipse anzugeben. Nach dem Verschieben der Schiebemuffe 15 wird diese arretiert, so daß ein unbeabsichtigtes Verschieben und damit ein Verstellen des Kippwinkels 17 ausgeschlossen ist. Die Feineinstellung des Kippwinkels 17 bzw. des Halbachsenverhältnisses der gewünschten Ellipse erfolgt mit einer hier nicht weiter dargestellten Feineinstellvorrichtung. Der zweite Schenkel 9 ist mit dem ersten Schenkel 1 über die Parallellenker 2, 3 sowie 7 und 8 verbunden. Durch die Zugfeder 24 ist sichergestellt, daß der Taster 22 des zweiten Schenkels 9 an dem Umfangsrand 23 der Scheibe 11 anliegt. Entsprechend dem Kippwinkel 17 der Scheibe 11 verändert sich somit der Abstand 28 zwischen der Spitze 19 und dem Stift 27. Die Aufnahmevorrichtung 25 des zweiten Schenkels 9 nimmt die Verlängerung 26 auf, die mehrteilig ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich, den Abstand 28 zwischen der Spitze 19 und dem Stift 27 unabhängig von dem Abstand 29 zwischen den Achsen des ersten Schenkels 1 und des zweiten Schenkels 9 zu variieren, d. h. den Abstand zwischen dem Stift und dem Taster zu verstellen und dadurch eine geänderte Hauptachse für die Ellipse vorzugeben. Zum Zeichnen der Ellipse mit den eingestellten Achsen wird die Spitze 19 des ersten Schenkels 1 in dem Koordinatenmittelpunkt der zu zeichnenden Ellipse gehalten. Das Halten erfolgt dabei an dem Handgriff 21. Nun wird der zweite Schenkel 9 um den ersten Schenkel 1 herumgeführt, wobei der Taster 22 stets die Anlegelinie der Scheibe 11 berührt. Nach einer Umdrehung des zweiten Schenkels 9 um den ersten Schenkel 1 ist dann die Ellipse gezeichnet. Ist einmal eine Ellipse gewünscht, die durch den Schwenkbereich der Scheibe 11 nicht gezeichnet werden kann, so kann die Scheibe 11 gegen eine andere, entsprechende Scheibe ausgetauscht werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Zeichnen von Ellipsen, gekennzeichnet durch

    einen ersten Schenkel (1), der an seinem unteren Ende eine Spitze (19) o. dgl. trägt,

    einen um die Achse des ersten Schenkels (1) drehbaren zweiten Schenkel (9), der an seinem unteren Ende ein auf der Höhe der Spitze (19) wirksames Schreibgerät (27) trägt und senkrecht zur Achse des ersten Schenkels relativ zu diesem verstellbar ist,

    eine Scheibe (11) mit kreisförmigem Umfangsrand (23), die vom ersten Schenkel (1) durchdrungen wird und kippbar mit diesem verbunden ist, wobei die Kippachse (13) von einem Durchmesser des Umfangsrandes definiert wird und senkrecht zur Achse des ersten Schenkels verläuft,

    und durch einen am zweiten Schenkel (9) angeordneten, in einer Ebene parallel zur Achse des ersten Schenkels (1) liegenden Taster (22) zur Anlage am Umfangsrand (23) der Scheibe (11).
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schreibgerät (27) und der Taster (22) relativ zueinander verstellbar sind, und zwar senkrecht zur Achse des ersten Schenkels (1).
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schreibgerät (27) von einer vorzugsweise mehrteiligen Verlängerung (26) getragen wird, die unter Zwischenschaltung einer verstellbaren Aufnahmevorrichtung (25) mit dem zweiten Schenkel (9) verbunden ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Schenkel (1) und dem zweiten Schenkel (9) eine Zugfeder (24) vorgesehen ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsrand (23) der Scheibe (11) scharfkantig ausgebildet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (11) durch eine Einstellvorrichtung (16) kippbar ist, die eine auf dem ersten Schenkel (1) angeordnete arretierbare Schiebemuffe (15) aufweist, wobei die Schiebemuffe (15) mit der Scheibe (11) über eine beidseitig gelenkig angeschlossene Schubstange (14) in Verbindung steht.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Schiebemuffe (15) auf dem ersten Schenkel (1) eine Maßeinteilung (18) vorgesehen ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feineinstellung für den Kippwinkel (17) der Scheibe (11) vorgesehen ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem ersten Schenkel (1) und dem zweiten Schenkel (9) Parallellenker (2, 3, 7, 8) aufweist, die an ein gemeinsames Verbindungsstück (6) angeschlossen sind.






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