DE31878C - Instrument zum Messen und Theilen von Linien - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT. \%

Das vorliegende Instrument, welches dazu dient, um Linien, Winkel etc. genau und schnell messen und theilen zu können, beruht auf dem Gesetze ähnlicher Dreiecke, wonach z. B. eine zur Hypothenuse eines rechtwinkligen Dreiecks parallel gezogene Gerade die beiden Katheten proportional schneidet, so dafs also die Abschnitte in demselben Verhältnifs zu einander stehen, als die ganzen Seiten.

Ist a^la, Fig. 1, senkrecht zu SS¹, die Hypothenuse in beliebige Theile getheilt, die kleine Kathete = Y₂ der grofsen, so schneiden bei einer Verschiebung des Dreiecks auf der Linie S S¹ (Schleifungslinie) die Theilstriche der Hypothenuse auf der Linie α α¹ Stücke ab, die gleich der Hälfte der entsprechenden Abschnitte auf derselben sind; ist die kleine Kathete = Y₅ der grofsen, so sind die Abschnitte = Y₅ der entsprechenden auf der Hypothenuse etc. Dabei giebt die Hypothenuse schräge Schnitte auf α α¹. Ist die Theilung jedoch auf einer der Katheten angebracht, Fig. 2, ist die Hypothenuse Schleifungslinie und die zu theilende Linie α α¹ parallel der nicht getheilten Kathete, so erhält man auf α¹ α senkrechte Schnitte, welche = Y₂, Y₃ .... der Theilstriche auf der Kathete betragen, je nach dem Verhältnifs beider Katheten zu einander. Man kann also auf diese Weise, je nach Wahl der Kathetenverhältnisse, bei der immerhin noch entsprechend grofsen Verschiebung selbst die kleinste Strecke genau ablesen oder auftragen.

Das einfachste Instrument, das zu ausgedehnterem Gebrauche noch mit einem Winkel von 45⁰ bei ö?⁵ und mit einem Winkel von 6o° bei d² versehen ist, stellt Fig. 3 in Ansicht und Fig. 4 im Längenschnitt dar. In diesem Falle ist die Hypothenuse bezw. eine Parallele derselben Schleifungslinie (S S¹). Um das Instrument schnell in die richtige Lage bringen zu können, ist der Schenkel d° d⁵ senkrecht zu d° d^l angebracht. Will man eine Linie messen oder ein Mafs auf derselben auftragen, so wird der Anfangspunkt der Linie in den Nullpunkt d° des Instrumentes gebracht und die Linie selbst mit dem Schenkel d° d^b gedeckt, worauf dann durch Verschiebung das betreffende Mafs aufgetragen oder abgelesen wird.

Um nun bei verschiedenen, verjüngten Mafsstäben ein schnelleres Arbeiten bezw. Ablesen zu gestatten, ist es vortheilhaft, eine Einrichtung zu schaffen, mittelst welcher der Mafsstab leicht ausgewechselt werden kann. Zu dem Zwecke sind auf dem Instrument die Führungsleistchen ff angebracht. Die Einschiebmafsstäbe M' auf Carton etc. sind genau so grofs, dafs sie (wenn eingesetzt) an der hinteren Schlufsfläche der Führungsleistchen anstehen und vorn genau mit der getheilten Kante abschneiden, oder sie sind um so viel schmäler, dafs die auf der Grundplatte befindliche Theilung sichtbar wird, die Zahlen derselben jedoch verdeckt und durch die entsprechenden auf dem Einschiebmafsstab ersetzt werden (s. Fig. 7). Damit dieser fest auf der Grundplatte aufliegt, wird er mittelst Schlufsschraube g-² und Winkelplättchen g, das leicht beweglich in den unten vierkantigen, in der Grundplatte befestigten Schraubenbolzen g^l eingeführt ist, angeprefst. Entsprechend dem letzteren mufs in jedem Einschiebmafsstab ein Schlitz s gemacht werden, Fig. 5.

Das soeben beschriebene Instrument läfst sich also zweckmä'fsig zur Messung nicht zu grofser Linien verwenden, aber auch das Messen und Auftragen von Winkeln ist damit leicht vorzunehmen. Zu dem Zwecke könnte ein Kreis mit dem Radius = 114,59 mm angenommen werden, wobei i° = 2 mm Abschnitt wäre. Kleine Winkel können nun unmittelbar aufgetragen werden, da das betreffende Bogenstückchen als gerade Linie angesehen werden kann. Wird dem Instrument ein kleines Täfelchen, welches die Sehnenlängen von io° zu io° bis etwa zu 90⁰ enthält, beigegeben, so können alle Winkel aufgetragen und abgelesen werden.

Um das Instrument zur Messung etc. gröfserer Linien verwenden zu können, ohne es unverhältnifsmäfsig grofs machen zu müssen, erhält es die in Fig. 6_ und 7 gezeichnete Gestalt. Wie eingangs erwähnt, ergeben sich, je nachdem die Kathete oder Hypothenuse Schleifungslinie wird, schiefe oder senkrechte Schnitte, und danach auch zweierlei Gattungen von Instrumenten. Beide erhalten, wie Fig. 6 und 7 zeigen, sogenannte Ableseschlitze oder Streifen z¹ z² . . . . parallel der getheilten Kathete oder Hypothenuse. Die Entfernungen der Ableselinien X¹J^¹, X²J^², x^sy³ .... sind Constanten mit bestimmtem, auf dem Instrument zu bezeichnenden Abstande von einander, der zweckmäfsig gleich grofs mit der kleinen Kathete gemacht wird, so dafs also y°y = x° x¹ = X¹X² etc. ist. Je nach Gröfse der zu messenden Linie hat man bei der Ablesung: einmal Constante plus Ablesung auf der getheilten Linie x°y°, oder: zweimal Constante plus Ablesung auf x°y° etc. Zur Messung noch gröfserer Längen nimmt man noch das Schleifungslineal als sogenanntes Constantenlineal zu Hülfe und gestaltet es wie Fig. 6 und 7 zeigen (hier mit C bezeichnet). Es erhält einen oder mehrere Schlitze J in entsprechender Breite und Richtung und die Bezeichnung der Richtungslinie x° x² durch Marken A'⁰ X¹ nebst Angabe der Entfernungen (Constanten) in Ziffern.

Ueber den Gebrauch der im Vorhergehenden beschriebenen Instrumente ist hauptsächlich Folgendes zu bemerken:

ι. Mefsinstrument mit senkrechtem Schnitt, Fig. 6. Die zu messende Linie α α¹ wird mit ihrem Anfangspunkt in x° so gelegt, dafs sie mit den Marken X⁰ X¹ .... zusammenfällt, und sodann das Constantenlineal an die Schleifungslinie angelegt, das Instrument verschoben, bis ein Theilstrich von x°j-° oder eine Constantenparallele χ^χγ^Λ, x²j^² .... den Endpunkt der zu messenden Linie deckt, worauf die Ablesung auf x°y° erfolgt unter event. Hinzurechnung der betreffenden Constanten. Ist a¹ a so grofs, dafs zur Messung noch die Constanten des Lineals C benutzt werden müssen, so wird die Marke X¹ oder X⁰ desselben mit dem Anfangspunkt von α¹ α mit x° χ² als Richtungslinie zusammengebracht und die Ablesung unter Hinzurechnung der Constanten von C vollzogen. . ■

2. Mefsinstrument mit schiefem Schnitt und rechtwinkligem Constantenlineal, Fig. 7. Dieses Mefsinstrument wird da mit Vortheil angewendet, wo die zu messenden Linien (Ordinaten) senkrecht auf einer gemeinschaftlichen Geraden (Abscissenachse) stehen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, gleitet der Nullpunkt des Instrumentes bei richtiger Einstellung des Constantenlineals (die über einander stehenden Marken der Constanten müssen in der Richtung der Ordiiiaten liegen) beständig in einer Horizontalen (Abscissenachse) fort, so dafs sämmtliche Ordinaten abgelesen werden können (wie bei ι.), ohne dafs dem Lineal mit dem Instrument eine andere Richtung bezw. Lage gegeben werden mUfste. Ganz grofse Linien kann man in der Weise messen, dafs man auf denselben ein entsprechend grofses Stück mittelst eines gewöhnlichen Mafsstabes abschneidet und den Rest mittelst eines Instrumentes abliest. Das Abschneiden bezw. Auftragen mittelst gewöhnlichen Mafsstabes ist etwas umständlich, weshalb für den erwähnten Fall ein sogenannter Constantenwinkel, Fig. 9, anzuwenden wäre. Der senkrechte Schenkel H hat in bestimmten Entfernungen Schlitze i mit je einer Marke und Bezeichnung der Abstände vom Nullpunkt. Man kann also, je nach Länge der Ordinate, den ersten, zweiten etc. Constantenabstand abschneiden und alsdann den Rest mittelst des Mefsinstrumentes ablesen etc.

Obwohl die soeben beschriebenen Mefsinstrumente auch zum Theilen einer Linie in eine beliebige Anzahl gleich grofser Theile verwendet werden können, ist das in Fig. 8 dargestellte Theilungsdreieck doch vorzuziehen. Bei demselben ist die grofse Kathete eingetheilt, die Hypothenuse Schleifungslinie. Natürlich können nur solche Linien getheilt werden, die im Verhältnifs zur kleinen Kathete e¹ enicht zu grofs sind, da sonst zu schiefe Schnitte erzeugt würden und dadurch die Genauigkeit leiden würde.

Durch nachfolgend aufgeführte zwei Beispiele wird das Theilungsverfahren gekennzeichnet.

Eine Linie, die länger als e¹ e² ist, soll in 19 gleiche Theile getheilt werden. Dabei ist angenommen, dafs e° e¹ 100 Theile enthält. Die nächst 100 durch 19 ohne Rest theilbare Zahl ist 95. Man beschreibt mit dem Radius gleich dem Loth vom 95. Theilstrich auf 5 S¹ aus dem Endpunkt / der zu theilenden Linie einen Kreisbogen, legt alsdann das Theilungsdreieck mit Lineal so mit seinem Nullpunkt an den Anfangspunkt der zu theilenden Linie, dafs S S¹ den Kreisbogen tangir.t, worauf dann durch Verschiebung des Dreiecks in der Pfeil-

richtung die gewünschten 19 gleichen Theile genau abgeschnitten werden können. Theilstrich 95 trifft mit dem Endpunkt der Linie genau zusammen.

Linie Zn, die kleiner als e¹ e² ist, soll in 9 gleiche Theile getheilt werden. Man zeichne von der Linie e¹ e² auf e¹ e° eine Senkrechte = I n. Diese trifft in dem auf der Zeichnung gegebenen Falle auf 67; die nächst niedrige, durch 9 ohne Rest theilbare Zahl ist 63; 63 : 9 = 7, so dafs jeder Abschnitt mit je 7 Theilstrichen erfolgen mufs. Mit dem Loth vom Theilstrich 63 auf S S¹ beschreibt man aus Z den Kreisbogen /' Z² und verfährt dann wie im ersten Falle.

Wie aus der Zeichnung, Fig. 8, ersichtlich, ist die untere Theilung auf der Hypothenuse die Projection der oberen (e¹ e°) auf dieselbe und dient dazu, das Loth von einem Theilstrich auf S S¹ entnehmen zu können.

Es sei nun noch eine Ausführung des Mefsinstrumentes mit senkrechtem Schnitt erwähnt. Um nämlich Linien, Pläne etc. nach bestimmten Verhältnissen zu verkleinern oder zu vergröfsern, erhält das Instrument in der Form von Fig. 3 oder 6 die aus Fig. 10, 11 und 12 ersichtliche Einrichtung. Auf der Grundplatte wird die Führungsschiene U durch die Stützen bezw. Lager u¹ m² parallel zur getheilten Seite Z)⁰ D¹ befestigt. In dieser Führungsschiene ist der Zeiger ZK verschiebbar. Damit derselbe sich in seiner jeweiligen Stellung nicht so leicht verschiebt, erhält er die Schleppfeder ρ und event, die Stellschraube h. Auf der getheilten Seite D⁰ D¹ wird (vom Nullpunkt an gemessen) die Gröfse der kleinen Kathete bei D± markirt (event, auch auf Schenkel D⁰D¹, Fig. 10, bei Fig. 11 bei n~), um das Verhältnifs der beiden Katheten zu kennzeichnen, also bei bestimmter paralleler Verschiebung die entsprechenden Abschnitte zu wissen. Die Verhältnifszahl wird aufserdem auf dem Instrument vermerkt.

Zum Verständnifs des Instrumentes und der Art seiner Anwendung sollen folgende Beispiele dienen:

a) Soll eine Linie, die kleiner als D⁰D¹, Fig. 10, ist, im gewünschten Verhältnifs verkleinert übertragen werden, so mifst man die zu übertragende Linie durch entsprechende Fixirung des Zeigers Z (Z)⁰ D¹ = Länge der zu verkleinernden Linie), legt alsdann das Instrument mit seinem Nullpunkt D⁰ in bekannter Weise durch Schenkel D⁰ Z)⁷ senkrecht an die zur Aufnahme der reducirten Gröfse bestimmte Linie und verschiebt es (mit Z)⁴ Z)⁵ als Schlei-. fungslinie), bis die Zeigerspitze genau in die erstere Linie fällt. Das dadurch abgeschnittene Stück ist alsdann je nach Verhältnifs der beiden Katheten = ¹J₂ , ¹J₃ etc. der " gemessenen Linie D⁰ D¹.

b) Ist die zu reducirende Linie gröfser als Z)⁰ Z)¹, so schneidet man auf ihr (je nach ihrer Länge) D⁰ D¹ ein-, zwei- etc. mal ab und mifst den kleinen Rest wieder, wie vorbeschrieben, durch entsprechende Zeigerstellung, Die.Uebertragung der Reduction erfolgt alsdann, wie bei a), unter Zurechnung, von ein-, ,zwei- etc. mal der Z)⁰ D¹ entsprechenden Constante D⁰ Z)A.

c) Um eine Länge vergröfsert zu übertragen, ist das Verfahren gerade umgekehrt. Man erhält nämlich die Vergröfserung, indem man Z)⁰ Z)¹ in beschriebener Weise senkrecht an die zu vergröfsernde Linie (Nullpunkt Z)⁰ mit Anfangspunkt derselben zusammenfallend) anlegt und das Instrument mit Z)⁴ D^ als Schleifungslinie so lange verschiebt, bis der Endpunkt in die Linie D'' Z)¹ fällt. Die entsprechende Zeigerstellung bestimmt alsdann die gewünschte Vergröfserung.

Ist die zu vergröfsernde Linie langer als die Constante bezw. kleine Kathete Z)⁰ Z)-I-, so wird zuerst die Länge D° Z)A abgeschnitten und alsdann der Rest gemessen u. s. w.

Um längere Linien reduciren oder vergröfsern zu können, ohne dem Instrumente unhandliche Länge geben zu müssen, wendet man auch Parallelschlitze bezw. Constanten an, Fig. 11 Ansicht, Fig. 12 Querschnitt, und es dürfte überflüssig sein, näher auf die Construction und Anwendungsweise einzugehen, da sich dieselben aus dem vorher Gesagten von selbst ergeben.

Mit diesem Mefs- und Theilungsinstrument können also Mafse in verschiedenen verjüngten Mafsstäben mit Genauigkeit und Leichtigkeit gemessen oder aufgetragen werden, ohne dafs der Plan etc. durch Zirkelstiche verletzt würde; ebenso lassen sich Winkel scharf und genau auftragen. Man kann ferner mit parallelen, beliebig weit von einander abstehenden Linien schraffiren und jede Linie kann in eine beliebige Anzahl unter sich gleicher Theile getheilt werden.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   Zum Messen, Theilen, Reduciren oder Vergröfsern von Linien, Winkeln etc.:
   ι. Mefs- und Theilungsinstrumente nach Fig. 3 und 8 mit der Grundform eines rechtwinkligen Dreiecks als Dreieck oder Polygon, derartig gebildet, dafs die Kathete oder Hypothenuse des zu Grunde liegenden Dreiecks mit einer Theilung versehen ist, so dafs durch parallele Verschiebung (mit der Hypothenuse oder Kathete als Schleifungslinie) Linien genau gemessen oder bestimmte Strecken abgeschnitten werden, je nach dem Verhältnifs der Kathete zur Hypothenuse, welches jeweilig auf dem betreffenden Instrument vermerkt ist.

   Bei Instrumenten der unter ι. gekennzeichneten Art die Anordnung von zu der mit Theilung versehenen Kathete oder Hypothenuse parallelen Ableseschlitzen I¹J² von bestimmter Gröfse als Constante behufs Ablesung gröfserer Strecken, wobei je nach Wahl der Schleifungslinie senkrechte Schnitte, wie in Fig. 6, oder schiefe Schnitte, wie in Fig. 7, erzeugt werden, und wobei ein schiefes oder rechtwinkliges Constantenlineal C mit oder ohne Schlitze / angewendet werden kann.

   Bei Instrumenten der unter i. und 2. gekennzeichneten Art die Anordnung von Einschiebmafsstäben Af¹, Fig. 3 und 7, welche die Zahlen und Verhältnisse der zur Verwendung kommenden, verschieden verjüngten Mafsstäbe angeben und welche durch die Führungsleistchen f und Winkelplättchen g mit Schlufsschraube g² genaue Lage und Befestigung auf der Grundplatte erhalten.

   4. Bei Instrumenten der unter 1. und 2. gekennzeichneten Art die Anwendung der Constantenwinkel H mit mehreren Schlitzen i.

   5. Bei Instrumenten der unter 1. und 2. gekennzeichneten Art die Anordnung der Führungsschiene U mit einem oder mehreren verschiebbaren Zeigern Z K, Schleppfeder ρ und Schraube h, Fig. 10, 11 und 12, behufs Reduction bezw. Vergrößerung von Linien etc.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.