PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE20315256U1 05.02.2004
Titel Zirkel zur Konstruktion von Kreisen und Ellipsen
Anmelder Hornung, Kersten, 36151 Burghaun, DE
DE-Aktenzeichen 20315256
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 05.02.2004
Registration date 24.12.2003
Application date from patent application 02.10.2003
IPC-Hauptklasse B43L 9/02
IPC-Nebenklasse B43L 11/04   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1

Zirkel sind in verschiedenen Ausführungen bekannt und werden insbesondere zum zeichnen von Kreisen oder Kreisabschnitten sowie für weitere geometrischen Grundkonstruktionen verwendet. Der Zirkel besteht in der Regel aus zwei beweglichen Schenkeln, die auf einer Seite miteinander verbunden sind und auf der anderen Seite eine Nadel zur Fixierung des Mittelpunktes bzw. eine Zeichenspitze beherbergen.

Heute bestehen sie meist aus Metall und es gibt sie in den verschiedensten Ausführungen, um allen Anforderungen gerecht zu werden.

Bei Axonometrischen Darstellungen nach DIN ISO 5456-3 müssen oftmals Ellipsen konstruiert werden. Die Konstruktion einer Ellipse aus vier Kreisbogen ist sehr zeitaufwendig und eine exakte Darstellung ist nicht möglich.

Um dieses Problem zu beheben, wurden zahlreiche Ellipsenzirkel und Ellipsenzeichengeräte entwickelt: DE2742352 DE8512862 DE2401847 DE7900667 DE2333114 DE2802308 DE8706096

Ein Nachteil der bekannten Ellipsenzirkel und Ellipsenzeichengeräte besteht darin, dass sie in ihrem Aufbau sehr Aufwendig konstruiert sind, oder dass sich ihre Bedienung als sehr schwierig erweißt.

In der Fertigung, hier besonders in der Einzelteilfertigung müssen die Anreiswerkzeuge oftmals höheren Beanspruchungen standhalten, als beim zeichnen auf Papier, die meisten bisher bekannten Zeichengeräte sind in diesen Anwendungsgebieten nicht einsetzbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zeichengerät zu konstruieren, mit dem auf einfachste Weise Kreise und Ellipsen erstellt werden können. Das Zeichengerät soll in der Ausführung den herkömmlichen Zirkeln entsprechen, um eine möglichst intuitive Bedienung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.

Durch den robusten und einfachen Aufbau ist der Ellipsenzirkel leicht bedienbar und er hält auch stärkeren Beanspruchungen stand.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass er sich nur geringfügig von Standartzirkeln unterscheidet, durch den verhältnismäßig geringfügigen Mehraufwand kann er im Vergleich zu anderen Ellipsenzirkeln sehr preiswert hergestellt werden.

Der Unterschied zu herkömmlichen Zirkeln besteht darin, dass der untere Aufbau eine mechanische Verbindung zwischen den beiden beweglichen Schenkeln aufweist, die eine Drehbewegung von dem einen Schenkel zum anderen überträgt. Dadurch ist es möglich den unteren Aufbau als Anbauteil herzustellen, es ergibt sich somit eine weitere Absatzmöglichkeit.

Durch spezielle Formgebung der Abtastscheibe, die dem Zeichenstifthalter die Bewegung vorgibt, ist es möglich andere Zeichnungselemente zu zeichnen, die in der Technik ebenfalls Anwendung finden, z.B. Hyperbeln, Parabeln, e-Funktionen, Sinus- oder Kosinusfunktion, sowie frei erfundene Konturen, die keiner Gesetzmäßigkeit folgen.

Mit Hilfe von Zahnrädern kann man die quer liegende Antriebswelle mit der Gewindestange (zur Einstellung des Abstandes) verbinden und es ist möglich Spiralen zu zeichnen.

Als weiteres Anwendungsgebiet bietet sich die Verwendung als Zeichengerät für Kinder an. Auch in diesem Anwendungsgebiet lassen sich durch die spezielle Formgebung der Abtastscheibe vielfältige Figuren erstellen.

Beschreibung:

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

1: Gesamtzeichnung nach Anspruch 1

2: Draufsicht auf das Zahnrad(8) im ersten Schenkel(2), in Richtung A (Schnittzeichnung}

3: Seitenansicht auf 1 in Richtung B.

4: Gesamtzeichnung nach Anspruch 2 und 5.

5: Schnittzeichnung durch das Zahnrad(17) im zweiten Schenkel(2'), in Richtung C.

6: Gesamtzeichnung nach Anspruch 3.

7: Gesamtzeichnung nach Anspruch 4.

8: Seitenansicht auf Figur ? in Richtung D.

Der Zirkel zum zeichnen von Kreisen und Ellipsen, besteht aus zwei Bauteilgruppen.

Die erste Bauteilgruppe umfasst alle Bauteile, die mit herkömmlichen, allgemein bekannten Zirkeln übereinstimmen.

Dazu zählt der Zirkelkopf(1), in dem die Schenkel(2,2') mit Bolzen(3) drehbar gelagert sind und eine Stellschraube(5) mit ihrem Gewindestab(6), der auf der einen Seite mit Rechts- und auf der anderen Seite mit Linksgewinde versehen ist. Der Gewindestab(6) ist ebenfalls mit Bolzen(4,4') drehbar gelagert und er befindet sich jeweils in der Mitte der Schenkel(2,2'). Die Schenkel(2,2') können durch betätigen der Einstellschraube(5) beliebig gespreizt werden.

In der zweiten Baugruppe befinden sich alle Bauteile die zusätzlich notwendig sind, um eine Ellipse zu zeichnen.

Um eine Ablenkung des Zeichenstifthalters(16) proportional zur Winkeländerung zwischen Anfangspunkt und momentanen Zeichnungspunkt zu erreichen, wird ein Nadelkopf(11) mit drei Nadeln verwendet, um ein Drehmoment zu erzeugen. Die mittlere Nadel markiert dabei den Mittelpunkt der Ellipse.

Damit mit dem Zeichengerät seitliche Bewegungen ausführbar sind, liegen die Spitzen der Nadeln auf einer Linie, Bewegungen die in Richtung der Verbindungslinie der Einstechnadeln erfolgen, werden über die Bolzenverbindung zwischen Nadelkopf(11) und der daran angeschlossenen Welle(10) ausgeführt.

Beim Zeichnen eines Kreises oder einer Ellipse wird das gesamte Zeichengerät um den Mittelpunkt der zu zeichnenden Kontur gedreht, nur der Nadelkopf(11), die Welle(10) und das daran befestigte Zahnrad(9) drehen sich nicht.

Die feststehenden Teile bewirken, dass das im ersten Schenkel(2) gefasste Zahnrad(8) während der Erstellung einer Ellipse angetrieben wird und somit auch die quer liegende Welle(7). Das Übersetzungsverhältnis beträgt 2:1, die Abtastscheibe(13) muss beim Zeichnen einer Ellipse zwei Umdrehungen vollenden. Die quer liegende Welle(7) ist in dem Zahnrad(8) frei verschiebbar, so dass jeder beliebige Öffnungswinkel an der Einstellschraube(5) gewählt werden kann.

Die quer liegende Welle(7) hat eine rechteckige Form und wird durch zwei spitze Mitnehmer in der Zahnradbohrung gedreht, auf diese Weise ist es Möglich das Zahnrad um 360°zu drehen. Zur besseren Führung der rechteckigen Welle sind zusätzliche Nocken eingearbeitet, die jeweils um 90° gegenüber dem Mitnehmer versetzt angeordnet sind.

Im zweiten Schenkel(2') befindet sich ein Lager(12) in dem die quer liegende Welle(7) gegen seitliches verschieben gesichert ist, hinter dem Lager befindet sich die Abtastscheibe(13), die dem Zeichengerätehalter die seitliche Bewegung vorgibt.

Über die Einstellschraube(14), die durch eine Halterung(15) geführt wird, kann die Neigung der Abtastscheibe(13) eingestellt werden.

Um eine Ellipse zu zeichnen, müssen zunächst die Längen der beiden Halbachsen ermittelt werden. Der erste Einstellpunkt errechnet sich aus der Summe der beiden Längen dividiert durch zwei. Diese Länge muss, bei senkrecht stehende Abtastscheibe(13), mit der Einstellschraube(5) eingestellt werden, danach muss die Zeichenspitze mit dem zweiten Einstellrad(14) auf eine Länge der beiden Halbachsen eingestellt werden, auf diese Weise ergibt sich der Startpunkt. Die Ellipse kann nun wie mit einem herkömmlichen Zirkel gezeichnet werden.

Zum Zeichnen von weiteren geometrischen, mathematischen, naturwissenschaftlichen oder sonstigen Abbildungen, muss das Lager(12) aus 1 durch ein Zahnrad(18) ersetzt werden, ein weiteres Zahnrad(19) überträgt die Kraft auf die Abtastscheibe(20). Die Abtastscheibe(20) liegt quer zum schwenkbaren Zeichengerätehalter(22). Ein Nocken(23) greift in die Abtastscheibe, in der sich eine vorgegebene Bahn befindet, diese kann z.B. gefräst oder gegossen sein.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, den Zeichenstifthalter über einen Zwischenring und eine weitere um 90° gedrehte Achse in der Abtastscheibenhalterung(21) zu befestigen, über einen ebenfalls um 90° gedreht angeordneten Abtastnocken, kann das Zeichengerät nahezu jede beliebige Position erreichen. Auf diese Weise können auch Konturen gezeichnet werden, die keiner Norm entsprechen. Die Abtastscheibenhalterung(21) ist schwenkbar am Schenkel(2') befestigt, dadurch ist es möglich die Abtastscheibe(20) zu wechseln.

Um einen Umbau vom Zirkel zum Ellipsenzirkel zu ermöglichen, werden über der quer liegenden Welle(7) die Schenkel(2,2') mit leicht lösbaren Bauelementen(25,25') verbunden. Das Zeichnen von Spiralen wird ermöglicht, indem die quer liegende Antriebswelle(7) und der Gewindestab(6) miteinander (z.B. über Zahnräder(8,26), Riemenantrieb oder ähnliche mechanische Elemente) drehbar verbunden werden. Der Radius wird somit während des Zeichnungsablaufs kontinuierlich vergrößert oder verkleinert.


Anspruch[de]
  1. Zirkel zum zeichnen von Ellipsen und konzentrischen Kreisen, bestehend aus zwei Schenkeln(2,2'), einer Gewindestange(6) mit Einstellrad(5) und Gewindebuchsen(4,4'), sowie einem Zirkelkopf(1) in dem die Schenkel mit drehbar gelagerten Bolzen(3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Welle(10) drehbar in einem Schenkel(2) gelagert ist, an der sich an einem Ende ein frei bewegliches Bauelement(11) befindet, dass das Zeichengerät in der Mitte der zu zeichnenden Kontur fixiert, am anderen Ende der Welle(10) befindet sich ein Zahnrad(9) dass über ein weiteres Zahnrad (8) mit der quer liegenden Welle(7) verbunden ist, im zweiten Schenkel(2') ist die Welle(7) drehbar gelagert, die Drehbewegung wird auf die Abtastscheibe(13) übertragen und durch spezielle Formgebung der Abtastscheibe(13) oder verschieden einstellbare Neigungswinkel, zwischen Welle(7) und Abtastscheibe(13), wird die im Schenkel(2') schwenkbar befestigte Zeichengerätehalterung(16) gesteuert.
  2. Ellipsenzirkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastscheibenhalterung(21) schwenkbar am Ende des zweiten Schenkels(2') angeordnet ist, der Zeichenstifthalter(22) beweglich in die Abtastscheibenhalterung(21) integriert ist, der durch die Abtastscheibe (20) gesteuert wird, angetrieben wird die Abtastscheibe(20) über das Zahnrad(19), das mit dem auf der Antriebswelle(7) befestigten Zahnrad(18) verbunden ist, mit Hilfe der Einstellhilfsmittel(23) kann die Ellipsengröße variiert werden.
  3. Ellipsenzirkel nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (2,2') jeweils aus zwei Teilen bestehen, die oberhalb der quer liegenden Antriebswelle(7) mechanisch(25,25') miteinander verbunden sind.
  4. Ellipsenzirkel nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die quer liegende Welle(7) mit dem Gewindestab(6) zur Einstellung des Abstandes mechanisch (z.B. durch Zahnräder(8,26)) verbunden ist.
  5. Ellipsenzirkel nach den Ansprüchen 1,2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass in die Abtastscheibe (20) eine zweite Abtastspur eingearbeitet ist und die Zeichengerätehalterung(21) von einem zweiten, um 90° gedrehten, Führungssystem zusätzlich, seitlich abgelenkt wird.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com