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Quadratzirkel Die Erfindung betrifft einen Quadratzirkel, dessen Fahrschenkel
zum Zeichnen von Quadraten über ein Getriebe und zum Zeichnen von Kreisen unter
Ausschaltung des Getriebes um den Standschenkel herumfahrbar ausgebildet ist.
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Bei den bekannten Polygonzirkeln wird beim Zeichnen von Quadraten
entweder der Fahrschenkel von Hand verlängert und verkürzt oder der Standschenkel
entsprechend der Fahrschenkelverlängerung nach der zu zeichnenden Linie hin umgelegt
oder auch das Gerät nach dem Zeichnen einer Linie umgesetzt. Diese Methoden erschweren
die Handhabung des Zirkels und setzen zwecks genauen Zeichnens der einzelnen Linien
dauernde Beobachtung der Zeichenspitze an den Verbindungspunkten voraus.
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Die Erfindung besteht in einer abwechselnd hin und her drehbaren,
waagerecht angeordneten Vollgewindespindel mit anfänglich steiler und zum äußeren
Spindelende hin immer flacher werdender Steigung und einer gegen die Spindelachse
neigbaren, an dem drehbaren Arm aufgehängten Hohlgewindespindel mit gleichartiger
Steigung, die von der Transportspindel über ein Kegelradgetriebe um ihre Achse gedreht
und durch einen an der Fahrschenkelhülse und einem auf dem Gewinde sitzenden Reiter
angelenkten Arm gleichzeitig um ihre Gelenkachse verschwenkt wird, wobei die Hohlgewindespindel
den sie umfassenden Fahrstift durch einen in ihr Hohlgewinde eingreifenden; gegen
Mitdrehen gesicherten Mitnehmerstift abwechselnd aus der Fahrschenkelhülse heraus-
und hereinbewegt.
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Durch diese Ausbildung ist gegenüber bekannten Polygonzirkeln, die
Quadrate in einem Zuge beschreiben, die Möglichkeit geschaffen, die Zeichenspitze
beim Rechts- und Linksherumdrehen des Fahrschenkels selbsttätig zu verlängern und
zu verkürzen, so daß sie sich von der normalen Bahn eines Kreises ab- und zu derselben
wieder zurückbewegt, derart, daß abwechselnd parallel zur waagerechten und senkrechten
Kreismittellinie gerade Linien von der Länge einer halben Quadratseite oder des
Halbmessers des umschriebenen Kreises entstehen, je zwei aneinandergrenzende Linien
also itn rechten Winkel zueinander zu stehen kommen und in ihrer Reihenfolge ein
den Kreis umschreibendes Quadrat bilden. Dadurch ist erreicht, daß Quadrate nach
entsprechender Einstellung der Zeichenspitze mechanisch, d. h. ohne hinzusehen,
durch einfaches Drehen eines Bedienungsknopfes gezeichnet werden können. In der
Zeichnung zeigt Abb. i und a eine Flankenansicht und die Fahrschenkelseite des Zirkels,
Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie A-A der Abb. i, Abb. q. die Draufsicht auf
die Steuerscheibe für den Fahrschenkel, Abb.5 einen senkrechten Mittelschnitt durch
den Getriebeteil in größerem Maßstabe,
Abb. 6 einen Schnitt nach
der -Linie B-B der Abb. 5;-' - -Abb. 7 einen Schnitt.--nach der Linie G-C. der Abb.
5, Abb. 8 eine Einzelheit, - _ Abb. 9 die - Entstehung eines QuadrälW durch Zeichnen
und Aneinanderreihen von Rechtecken.
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Der Zirkel besteht in der Hauptsache aus dem Standschenkel i und dem
Fahrschenkel2, der mittels eines Getriebes um den Standschenkel herumgefahren werden
kann und abwechselnd das Zeichnen von Kreisen oder Quadraten gestattet. Das Getriebe
ist an dem unteren Ende der Schenkel eines U-förmigen Fahrarmes 3 gelagert und aus
einer Schnekkenwelle4 gebildet, die mit an ihren Enden gelagerten Kegelradgetrieben
5, 6 und 7, 8 gekuppelt werden kann und entkuppelt das Ziehen von Kreisen durch
Drehen des Standschenkels ermöglicht, während bei der mit den Kegelradgetrieben
5, 6, 7, 8 gekuppelten Welle q. der Arm 31 samt dem Fahrschenkel 2 zusammen um die
Achse des stillstehenden Standschenkels i drehbar ist. Der Arm 3 ist mit seinem
oberen, mit Achsbohrung zur Aufnahme des Standschenkels versehenen kugelgelagerten
Ende 3a 2m Standschenkel dreh- und feststellbar gelagert und stützt sich mittels
des Fußes 3b gegen den Standschenkel, der mit einem um den Standschenkel drehbaren
Ring 9 verbunden ist. In der Achsbohrung des Armes 3 ist ein mit Innenzahnung; versehener
Ring io befestigt, in den ein Ritzel 1i eingreift, das eine Sperrung des Armes 3
bei Drehung des Standschenkels i bewirkt und diesen daher-unmittelbar mitnimmt.
Das Ritzel 1i sitzt- auf einer ächsparalleleh Welle 12 im Stand= schenkel i, die
mittels eines an ihrem oberen Ende angebrachten Knopfes 13 drehbar ist und die Drehung
des Ringes io und damit die mittelbare Drehung des Armes 3 um die Achse des stillstehenden
Standschenkels i bewirkt. Soll sich bei Drehung des Armes 3 mittels des Knopfes
13 auch die Welle 4 um ihre eigene Achse drehen, so muß sie mit dem Kegelradpaar
5, 6 gekuppelt sein. Mit dem Kegelradpaar7, 8 ist die Welle jeweils gekuppelt, durch
das bei Drehung derselben eine im Fahrschenkel 2 gelagerte Spindel 14 ebenfalls
um ihre eigene Achse gedreht, gleichzeitig aber auch radial zum Standschenkel vor-
und zurückverschwenkt wird. Die Kupplung der Kegelradgetriebe 5, 6 und 7, 8 mit
der Welle 4 bewirkt ein in einer Achshülse 15 der Welle 4 verschiebbarer Vierkantstift
16, dessen vorderes Ende wie auch das der Hülse 15 kreisförmigen, Querschnitt hat.
Das hintere Stiftende 16a ist kegelig gebildet und ragt hinten aus der Hülse 1S
heraus in eine kegelige Achsbohrung 17 des Kegelrades 5, das bei seiner Drehung
den durch Hereinschieben mit ihr verbundenen Stift 16 mit-Damit wird auch die Welle
4 so-
das Kegelradpaar 7, 8 und die Spindel 14 ;rhitgedreht, die mit der Kegelradwelle
8a ''durch ein Gelenk 14b verbunden ist. Bei ausgerücktem Kupplungsstift 16 dreht
sich das mittels Zapfens 5a im Ring 9 gesicherte Kegelrad 5 wirkungslos mit. Das
mit ihm in Eingriff stehende Kegelrad 6 wird bei der Drehung des Knopfes 13 bzw.
des Armes 3 um die Achse des Standschenkels i bewegt und gleichzeitig um seine eigene
Achse gedreht, insofern das untere, mit Ritzel 18 versehene Ende der stehenden Kegelradwelle
19 in einem zum Standschenkel konzentrischen Kanal 2o gleitet. Der Kanal 2o, der
sich in einer am Standschenkel festsitzenden Scheibe 21 befindet, besitzt an beiden
Seiten Zahnungen 2oa und tob, die zur Hervorbringung einer Vor= und Rückwärtsdrehung
der Welle 4 abwechselnd an der einen und der anderen Kanalseite angebracht sind,
so daß das den Kanal 2,o durchlaufende Ritze118 seine Drehung fortwährend ändert.
Eine Änderung der Ritzeldrehung tritt infolge Einteilung der Zahnung in acht Segmente
2oa und tob nach jeder Viertelkreisdrehung des Armes 3 ein. Diese Drehungsänderung
hat den Zweck, auch die Schwenkbewegung des Fahrschenkels 2 nach jeder Vierteldrehung
des Armes 3 zu ändern, so daß der Schenkel 2 während seiner Kreisbewegung gleichzeitig
radiale Bewegungen ausführt. In Abb. 9 ist die Schenkelbewegung erläutert. Hiernach
verläßt die Fahrschenkelspitze 2a die Kreisbahn o sofort und entfernt sich über
die Strecke x vom Standschenkel i, während sie sich über die Strecke y ihm wieder
nähert. Bei dieser Bewegung streckt und verkürzt sich der Fahrschenkel
2, unter Vermittlung der Spindel 14 selbsttätig, und zwar im gleichen -Verhältnis
zu dem Weg z, den die Schenkelspitze 2a während jedesmaliger Viertelumdrehung des
Armes 3 zurücklegt. Das Heraus- und Wiederhereinfahren der Schenkelspitze 2a erfolgt
durch einen Arm 22, der am Fahrschenkel2 angelenkt ist und mittels eines zwischen
einem Steg 23 und der Schnecke 4a der Welle 4 gleitenden Reiters 24. vor- und zurückbewegt
wird @Abb. i). Vor dem Zeichnen eines Ouadrates oder Kreises werden die beiden Schenkelspitzen
ja und 2a im: Abstand der halben Ouadratseite oder des Halbmessers zueinander eingestellt,
indem der am vorderen Ende mit Knopf 16b versehene Stift 16 mit seinem Kegel 16a
aus dem Kegelrad 5 herausgezogen und dann um seine Achse gedreht wird. Dabei dreht
sich die Welle d. mit und verschiebt mit ihrer Schnecke 4a den
Reiter
24 und damit den Arm 22 samt dem Fahrschenkel 2. Der Knopf 16b kann in der herausgezogenen
Stellung gemäß Abb. 5 durch eine auf dem Gewindeende i5a der Hülse 15 (Abb. 8) sitzende
Mutter 25 gesichert werden. An einer Einteilung des Steges 23 läßt sich der jeweils
gewünschte Spitzenabstand ablesen. Das Strecken und Einziehen der Fahrschenkelspitze
im. jeweiligen Verhältnis zu dem zurückzulegenden Weg z gemäß Abb. 9 bewirkt die
Spindel 14 mit tiefliegendem Rechts- und Linksgewinde i4a, in das ein Mitnehmerstift
26 einer die Spitze 2a tragenden, in dem Fahrschenkel 2 gelagerten Hülse 27 eingreift,
der bei Drehung der Spindel 14 unter gleichzeitigem Längsverschieben der Hülse 27
mit seinem abgerundeten hinteren Ende längs eines der Gewindegänge i4a und mit seinem
vorderen Ende in einem Längsschlitze 28 des Fahrschenkels 2 gleitet. Sowohl die
Schnecke 4a wie auch die Gewindegange i4a sind nach der Ablaufseite hin steiler
angebracht, derart, daß die Verschwenkung des Fahrschenkels 2 innerhalb einer Vierteldrehung
des Armes 3 jeweils dem vollständigen Weg z hin und wieder zurück entspricht und
auf diesem Weg auch ein ständiges Aufsitzen der Fahrschenkelspitze 2a bei senkrecht
stehendem Standschenkel i gewährleistet ist.
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Ist nun ein O_uadrat von bestimmter Größe zu, zeichnen, so werden
mittels des Stiftes 16 zunächst die Spitzen ja und 2a des Stand- und Fahrschenkels
in einen Abstand zueinander gebracht, der der halben Länge einer Quadratseite entspricht.
Hierauf wird der Stift 16 eingerückt und damit die Welle 4 mit dem Kegelradgetriebe
5, 6 gekuppelt. Vor dem Einrücken der Kupplung wird von den an dem Rand der Scheibe
21 angebrachten acht Marken 29 durch Drehen der Scheibe noch eine Marke mit dem
am Ring 9 befestigten Zeiger 3o in übereinstimmung gebracht und nunmehr der Fahrschenkel
2 um den Standschenkel i leerumgefahren. Durch Drehen des Ritzels i i beschreibt
der Arm 3 einen Kreis um die Achse des stillstehenden Standschenkels i, während
die Fahrschenkelspitze 2a unter dem Einfluß des Getriebes sich gemäß Abb.9 abwechselnd,
und zwar nach jeder Achtelkreisdrehung des Armes 3, um den Weg z vom Standschenkel
entfernt oder sich ihm um diese Wegstrecke nähert. Dadurch entstehen zu den senkrecht
zueinander stehenden Mittellinien der Abb.9 parallele Geraden x und y, die vom :Mittelpunkt
der Figur gleichweit entfernt sind. Je zwei Gerade x, y bilden einen rechten Winkel,
dessen Schenkel je einer halben Quadratseite entsprechen. Nach einer ganzen Kreisdrehung
des Armes 3 sind acht Gerade von der Länge a- bzw. vier Rechtecke x, y kontinuierlich
gezeichnet und beschreiben ein @Ouadrat. - Die Drehrichtung des Armes 3 kann beliebig
sein.
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Soll nun mit dem Zirkel ein Kreis gezeichnet werden, so wird der Stift
16 zurückgezogen, die Welle ¢ also entkuppelt und der Abstand der Schenkelspitzen
ja und 2a entsprechend dem Halbmesser des zu zeichnenden Kreises gewählt, der auf
der Einteilung des Steges 23 ablesbar ist. Der Stift 16 wird dann gegen Zurückschieben
durch die Mutter 2.5 gesichert. Nunmehr wird der Standschenkel i wie bei jedem anderen
Zirkel um seine Achse gedreht und damit auch der Arm 3 mit dem Fahrschenkel. Durch
die stillstehenden Getrieberäder 7, 8 ist der Fahrschenkel gegen Verstellen gesichert.