DE10370C - Eilipsograph mit Verschiebungsapparat - Google Patents

Description

1879.

Klasse 42.

CLEMENS NOLTEN in BAROP bei DORTMUND. Eilipsograph mit Verschiebungsapparat.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 5. October 1879 ab.

Die beiliegende Zeichnung stellt dar:

1. den Ellipsenzeichner in den einzelnen Bestandtheilen und eine Hülfsconstruction von Fig. 1 bis 8, und

2. das Zeicheninstrument zur Verschiebung des Ellipsenzeichners in rechtwinkliger Kreuzung in Fig. 9.

Zu i. Die Construction des Ellipsenzeichners beruht auf dem mathematischen Lehrsatze:

»Wenn man um einen Punkt mit der halben grofsen Axe und der halben kleinen Axe der zu construirenden Ellipse Hülfskreise beschreibt, dann irgend einen gemeinsamen Radius zieht, so ist der Durchschnittspunkt zweier mit der verticalen und horizontalen Axe aus den Schnittpunkten der Kreise mit dem Radius gezogenen Parallelen stets ein Punkt der Ellipse.«

Diese mathematische Construction der Ellipse ist.in Fig. 1 veranschaulicht. Fig. 2 stellt eine Hülfsconstruction dar. Dieselbe besteht aus einer quadratischen Platte a, auf der sich der Arm b, Fig. 2 a, welcher mit zwei gleichen cylindrischen Zapfen m und η versehen ist und sich um den Punkt 0 dreht. Durch den Zapfen m wird ein Rechteck vermittelst der Gleitstücke// in den Lagern cc.., durch den Zapfen η ein zweites Rechteck vermittelst der Gleitstücke q q in den Lagern d d. . . rechtwinklig zum ersteren hin- und herbewegt. Es ist leicht ersichtlich, dafs, wenn man dort, wo sich die Gleitstücke// und q q schneiden, einen darin passenden viereckigen Stift e einsetzt, bei Verschiebung der Rechtecke dieser nothwendig eine Ellipse beschreiben mufs.

Diese Construction ist aber für den praktischen Gebrauch untauglich, da abgesehen davon, dafs man keine vollständige Ellipse in einem Zuge zeichnen kann, weil der Arm b und der Stift e dies nicht zulassen, auch die Führung des Stiftes e durch die beiden Gleitstücke // und q.q eine mangelhafte ist, und man ferner die Zapfen m und η auf dem Arm b nicht versetzen kann, also dadurch verhindert ist, Ellipsen von verschiedener Dimension zu zeichnen. .

Zu diesem Zwecke ist die" durch die beiden cylindrischen Radienzapfen m und η ' bewirkte Bewegung auf einen freien Raum aufserhalb ihres Bereiches dadurch übertragen, dafs bei Fig. 3, welche den Grundrifs des Ellipsenzeichners darstellt,' die beiden Radienzapfen auf zwei getrennt liegenden Drehscheiben angebracht sind, welche als zwei ganz gleiche Zahnräder durch ein drittes zwischenliegendes Zahnrad in gleiche Drehung versetzt werden.

Im Grundprincip ist die Construction dieselbe wie Fig. 2. Durch Drehung eines kleinen Zahnrades /, Fig. 3, wird ein Zahnrad r von rechts nach links, durch dieses zwei gleich grofse Zahnräder g und h von links nach rechts, also in gleicher Richtung gedreht. Läfst man nun um den Mittelpunkt ο des Rades g die Gleitstücke// und um den Mittelpunkt o^l des Rades h die Gleitstücke q q greifen, und legt man den Kreuzungspunkt zweier weiteren Paare Gleitstücke/'/¹ und q* q¹, welche mit denselben rechtwinklig zu einander verschiebbaren Rechtecken parallel zu den ersteren verbunden sind, über eine in der Grundplatte angebrachte kreisförmige Oeffhung, welche, wie Fig. 3 zeigt, durch die drei Zahnräder begrenzt wird, so beschreibt, wenn man den Mittelpunkt ο ■ des Rades g beispielsweise um die halbe kleine Axe, den Mittelpunkt 0' des Rades h beispielsweise um die halbe grofse Axe der zu beschreibenden Ellipse parallel den Gleitstücken qq aus der Mitte rückt, ein Stift e, der in dem Kreuzungspunkte der Gleitstücke q¹ q^l und/ ⁱp ' liegt, bei verticaler Führung eine Ellipse.

Die Verschiebung der beiden Zapfen 0 und 0' der Zahnräder g und h geschieht, wie in Fig. 3 b angegeben, vermittelst Schieber v, die in Führungsstücken w verstellbar sind, nach einer Millimeterscala, und lassen sich die mit den Zapfen versehenen Radienschieber, wie Fig. 3c genannt sein möge, auf den Zahnrädern feststellen:

Fig. 3a und sa zeigen, wie die Zahnräder am zweckmäfsigsten anzubringen sind. In ersterer ist das Zahnrad g drehbar um einen Untersatz u und das Führungsstück w für den Radiüsschieber ν direct auf das Zahnrad aufgeschraubt. In letzterer ist das Zahnrad h mit einer Hülse t fest verbunden, die sich auf dem Untersatze u^l um dessen gleich lange Axe dreht. Mit dieser Hülse ist eine dünne Scheibe, die eine Marke trägt, ebenfalls fest verbunden. Eine zweite Scheibe s,. die das Führungsstück für den zweiten Radiusschieber trägt, ist verstellbar zur unteren Scheibe und somit zum Zahnrade angebracht und läfst sich durch . eine Schraube feststellen, wie die rechtsseitige Nebenfigur 5 b

als obere Ansicht zeigt. Hierdurch läfst sich die genaue Parallelstellung der beiden Radienschieber bewerkstelligen. Die Untersätze u und «' sind auf der Grundplatte α festgeschraubt.

Fig. 4 und 5 sind in der Construction genau der Fig. 3 angepafst. Fig. 4 bildet den Querdurchschnitt der beiden Rechtecksgeschiebe über der Grundplatte. Fig. 5 giebt unter Weglassung der Zahnräder, deren Stelle nur durch Kreise angedeutet ist, näher an, wie die Geschiebe eingerichtet sind, um eine genaue und fehlerfreie Führung für den Zeichenstift e zu erlangen. Letzterer ist durch eine vierfache Führung gut festgestellt, indem die doppelte Führung des Zwischengeschiebes q¹ zwischen der oberen und unteren Führung des anderen Geschiebes /' liegt. Es läfst sich nunmehr mit diesem Apparat eine mathematisch genaue Ellipse mit beliebiger Stellung beider Radien in einem zusammenhängenden Zuge ausführen, und falls der Apparat genau gearbeitet und die Spitze des viereckigen Stiftes e scharf ist, eine Ellipse, deren Axen nahezu Null sind, herstellen.

Fig. 8 veranschaulicht, wie zu dem Zwecke mitten durch den viereckigen Stift e, welcher genau in die Kreuzungsöffnung von p'p¹ und q' q' pafst, eine runde Oeffnung geht mit einer in Fig. 8c dargestellten Führung an beiden Enden, durch welche der darin passende heb- und senkbare Zeichenstift auf die Zeichenfiäche herabreicht.

Zur Einstellung und Haltung in bestimmter Höhe ist am oberen Ende eine cylindrische Hülse i, Fig. 8 b, verstellbar aufgeschraubt, die oben einen Einschnitt besitzt, in den man den an den Zeichenstift befestigten, durch eine Schraube verstellbaren Halter k herablassen kann. Will man den Zeichenstift nicht benutzen, so hebt man ihn und läfst ihn nach einer Viertelumdrehung auf der Hülse i ruhen. Die cylindrische Hülse ist unten geschlossen und gleitet beim Zeichnen auf den Gleitstücken / '/' hin und her.

Der Zeichenstift kann Blei, Kreide, Stahloder Diamantspitze führen. Für Tusche ist die in Fig. 8 a gezeichnete Ziehfeder zu benutzen. Deren unteres Ende ist eine konische Spitze mit durchgebohrter, sehr feiner Oeffnung, durch welche zur Reinigung eine sehr feine Nadel, die am unteren Ende des durchgehenden Stiftes befestigt ist, tritt, sobald auf dessen oberen, auf einer Spiralfeder ruhenden Knopf Z gedrückt wird.

Zur proportionalen Theilung der Ellipse dient eine Theilscheibe von dünnem Messingblech, wie solche in Fig. 3 ε angegeben, welche den Untersatz u des Rades g in Fig. 3 a mit concentrischem Ausschnitt umfafst und in gezeichneter Lage so weit ausgeschnitten ist, wie sie über den kreisförmigen Ausschnitt der Grundplatte vorstehen würde. Sie ist in 360 Theile getheilt, welche auf jedem Halbkreis von 1 bis 180 bezeichnet'sind. Die Zeichnung giebt die Lage der Nullpunkte an. Zwei unter dem Zahnrade befestigte, auf die Nuüpunkte gerichtete Zeiger geben die Stellung des Rades mit darauf befestigter Führung w zur Theilscheibe an. Da diese beiden Zeiger bei der Drehung durch die Gleitstücke p q zeitweise verdeckt werden, so sind, um Störung bei der Zählung zu vermeiden, noch zwei Zeiger unterscheidbarer Form, auf No. 90 zeigend, angebracht.

Unter dem anderen Zahnrades, Fig. 5a, ist eine Theilscheibe gleicher Art angebracht mit 400 Theilstrichen, für jeden Halbkreis 2ooTheilstriche, um nach Bedürfnifs die eine oder die andere Theilung zu benutzen.

Fig. 6. und 7 stellen besondere Instrumente dar zur genauen Stellung und Versetzung der Radienschieber nach Scala, welche da gebraucht werden, wo das Augenmafs und das eingezeichnete Millimetermafs nicht ausreichen. Vor dem Radienschieber, in derselben Führung, wird ein kurzes verstellbares Stück, Fig. 3f, eingeschoben und vermittelst einer flachen zugeschärften Stahlklinge, Fig. 6, nach einer auf der Führung der Klinge angebrachten Theilung zwischen Radiusschieber und dem Stück 3f eingesetzt. Die Stahlklinge wird durch eine Spiralfeder in der Hülse p s stets nach unten gedrückt und durch eine Schraube r verstellt.

Um nach Mafs parallele Ellipsen von geringem Unterschiede in den Dimensionen, also beispielsweise Schattirungen, leicht zu ziehen, denke man sich in die Führungsstücke w vor die Radienschieber ν verstellbare Stücke, Fig. 7, eingesetzt, welche, mit einer Mikrometerschraube versehen, eine bestimmte geringe Versetzung der Radienschieber ermöglichen.

Die radiale Bewegung des kleinen Rades / geschieht in gleicher Weise wie bei dem noch zu beschreibenden Verschiebungsinstrumente, Fig. 9, vermittelst einer Kurbel, Fig. 9b.

Ueber den Ellipsenzeichner sei noch bemerkt, dafs die Lager für die sich kreuzenden Rechtecke auf der Unterplatte möglichst weit auseinandergesetzt werden müssen, um eine sichere Führung zu erreichen.

Um die unbedeutende Unrichtigkeit, welche durch die von der Reibung der Radienzapfen mit den Gleitstücken entstandene Abnutzung, sowie durch den Wechsel der Bewegung¹ letzterer von der einen Richtung in die entgegengesetzte am todten Punkt der Rotation hervorgerufen wird, zu vermeiden, werden die beiden sich hin- und herbewegenden Rechtecke vermittelst einer schwachen Feder in der Richtung der Längsaxen nach einer Seite hin in Spannung erhalten.

Zu 2. Der Ellipsenzeichner kann für sich allein durch Versetzung an der Reifsschiene gebraucht werden.

Das Verschiebungsinstrument, Fig. 9, dient nun dazu, den Ellipsenzeichner vertical und horizontal parallel zu verschieben, was zum Zeichnen vieler Gegenstände nothwendig ist.

Auf einem länglichen Rahmen abcd, der bei d einen untergelegten Streifen zum Gleiten an dem Reifsbrette in horizontaler Richtung

hat, bewegt sich in einer Führung α c ein zweites Rechteck efgh in verticaler Richtung. Die Bewegung wird durch Zahnrad und Zahnstange vermittelst einer Kurbel, wie die Figur zeigt, erzeugt. Auf diesem Rechteck efgh ist der Ellipsenzeichner wiederum verschiebbar in horizontaler Richtung vermittelst Zahnrad und Zahnstange in der Führung fg. Damit man eine Reihe gleich langer Striche zeichnen kann, legt man an beiden Enden der Führung α c einen kleinen verstellbaren Schieber, Fig. 9a, ein, den man nach Bedürfhifs feststellen kann.

Auf der Unterplatte des Ellipsenzeichners ist noch ein Führungsstück Y angebracht, das mit einem vertical zu ihm angebrachten Streifen dünnen Metallblechs Z auf e h gleitet. Der Zeigerstreifen Z hat den Zweck, mit der Marke X auf die im Längendurchschnitt gefertigte, oben vorzulegende Zeichnung hinzuweisen, die vermittelst des Ellipsenzeichners unten perspectivisch dargestellt werden soll.

Die Construction ist so eingerichtet, dafs der Ellipsenzeichner nebst der Zahnstange und dem Zeiger Z in der Richtung nach g von dem Verschiebungsinstrumente abgezogen werden kann.

Bezüglich des Materials sei bemerkt, dafs das ganze Instrument aus Eisen gefertigt wird, mit Ausnahme der cylindrischen Radienzapfen, welche von Stahl, und folgender Theile, welche aus Messing bestehen: sämmtlicher Zahnräder mit Untersätzen, der Radienschieber v, deren Führungen w, der ganzen Fig. 5 a, des viereckigen Zeichenstifts e mit aufgeschraubtem Aufsatz i und der Zahnstangen.

Claims (1)

1. Patent-AnSpruch:

   Ein Ellipsenzeichner, womit die Ellipse in einem zusammenhängenden Zuge ausgeführt wird, und woran die grofse sowohl wie die kleine Axe nach Mikrometermafs beliebig verstellbar sind bis zum Nullpunkt (Mittelpunkt der Ellipse), versehen mit einer Kreistheilscheibe zur Uebertragung proportionaler Ellipsentheilung, welches Instrument in Verbindung gebracht ist mit einem Apparat zu dessen beliebiger Verschiebung auf dem Zeichenbrette in rechtwinkliger Kreuzung, zum Gebrauche mit dem Verschiebungsapparat sowohl, als ohne denselben.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.