DE2404467C3 - Zeichenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zeichenmaschine· mit einem ohne äußere Führung in beliebiger Richtung auf einem gegenüber der Horizontalen geneigt angeordneten Reißbrett verschiebbaren Zeichenkopf, mit einer auf die Zeichenebene des Reißbretts aufsetzbaren Grundplatte, mit einem gegenüber der Grundplatte durch einen Drehtrieb verdrehbaren Drehteil mit wenigstens einem daran angeschlossenen Lineal sowie mit einer Winkelmeßeinrichtung zur Bestimmung der Winkelabweichung einer Richtlinie des Drehteils von einer durch einen Meßkörper vorgegebenen Richtung, wobei im Rahmen eines Regelkreises die Richtlinie des Drehteils durch den Drehtrieb in die vorgegebene Richtung einstellbar ist.

Bei einer bekannten Zeichenmaschine der beschriebenen Gattung besteht der Meßkörper. durch den die vorgegebene Richtung festgelegt ist. aus im Reißbrett eingelassenen magnetischen Drähten, die zusammen mit einer am Drehteü fest angeordneten Spulenanordnung die Winkelmeßeinrichtung bilden. Die Winkelmessung erfolgt dabei durch Bestimmung der Richtung geringsten magnetischen Widerstandes im Reißbrett unter entsprechender Drehung des Drehteils mit dem daran angeschlossenen Lineal, und zwar so weit, daß eine für das Drehteil definierte Richtlinie mit der durch die magnetischen Drähte vorgegebenen Richtung koinzidiert. Diese bekannte Zeichenmaschine ist nur auf speziell präparierten, nämlich zuvor auf der ganzen Zeichenfläche mit den Drähten versehenen Reißbret tern verwendbar. Das verursacht erheblichen Aufwand, insbesondere bei großen Reißbrettern wie sie beispielsweise in Konstruktionsbüros allgemein üblich sind. Außerdem ist es praktisch nicht möglich, die Drähte, die an jeder Stelle des Reißbretts die vorgegebene Richtung definieren, auf der ganzen Fläche hinreichend genau gradlinig und parallel anzuordnen. Folglich ist auch befriedigende Zeichmgenauigkeit nicht zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zeichenmaschine der eingangs beschriebenen Gattung so weiterzubilden, daß sie sich auf beliebigen Reißbrettern einsetzen läßt und unabhängig von der Größe eines Reißbretts optimale Zeichengenauigkeit zuläßt.

Diese Aufgabe wird crfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Meßkörper am Drehteil beweglich angeordnet unu durch Schwerkraftwirkung in die vorgegebene Richtung einstellbar ist. — Erfindungsgemäß wird damit nicht eine besonders herbeigeführte Anisotropie des Reißbretts für die Orientierung des Drehteils ausgenutzt, vielmehr erfolgt die Winkelmessung gegenüber einer Feldeigenschaft des umgebenden Raumes, näm lieh mit Bezug auf die Schwerkraftwirkung, die zur Folge hat. daß der am Drehteil beweglich angeordnete Meßkörper sich stets und unabhängig von den Eigenschaften des Reißbretts Ifi die vorgegebene Richtung einstellt.

Damit dies funktioniert, darf das Reißbrett nicht orthogonal zur Richlurig der Schwerkraft aufgestellt sein, muß es also gegenüber der Horizontalen geneigt seih, damit eine vorgegebene Richtung ifi Förtti der Projektion der Schwerkraftrichtung in der Zeichenebe-

ne existiert. Das läßt sich in der Regel ohne weiteres einrichten, weil üblicherweise Zeichenbretter bei der Arbeit gegenüber der Horizontalen geneigt sind. Für den Fail, daß eine gegenüber der Vertikalen geneigte Anordnung des Reißbretts vorausgesetzt wird, wobei insbesondere auch eine horizontale Anordnung zulässig sein soll, gibt die Erfindung die weitere Lehre, daß — bei im übrigen grundsätzlich gleichem Aufbau — der Meßkörper am Drehteil beweglich angeordnet und durch Kraftwirkung des erdmagnetischen Feldes in die vorgegebene Richtung einstellbar ist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß aufwendige Lenkergestänge oder Führungsschienen, die in der Praxis noch weit verbreitet sind, vermieden werden können, und daß dennoch auf einem üblichen, nicht besonders präparierten Reißbrett gearbeitet werden kann. Das führt zunächst zu einer erheblichen Senkung des erforderlichen Aufwandes. Außerdem ergibt sich eine verbesserte Zeichengenauigkeit daraus, daß die Winkelmessung unmittelbar mit Bezug auf eine Feldeigenschaft des umgebenden Raumes (Schwerkraft oder Erdrr.jgnetismus) erfolgt und folglich von den unvermeidlichen Ungenauigkeiten nicht abhängt, mit denen die üblichen Lenker oder Führungen bzw. eine besondere Präpara· tion des Reißbretts behaftet sind.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Zeichenmaschine mit Reißbrett in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 den Zeichenkopf der in Fig. 1 dargestellten Zeichenmaschine im Längsschnitt.

F i g. 3 den Gegenstand der F i g. 2 im Schnitt A -A,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Winkelmeßeinrichtung,

Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel der Winkelmeßeinrichtung,

Fig. 6 bis 8 weitere Ausführungsbeispiele der Winkelmeße'"richtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Zeichenmaschine besteht im wesentlichen aus einem Zeichenkopf 1 mit zwei daran rechtwinklig zueinander angeschlossenen Linealen 2, 3. Der Zeichenkopf ! weist eine Grundplatte 4. einen an der Grundplatte 4 befestigten Griffkopf 5 und ein mit der Grundplatte 4 verdrehJar verbundenes Drehteil 6 auf. Das Drehteil 6 trägt eine Tragplatte 7, an der die Lineale 2, 3 angeschraubt sind. Das Drehteil 6 ist um die Mittelachse der Grundplatte 4 in einer zur Zeichenebene des Reißbretts 8 parallelen F.bene verdrehbar, so daß die Lineale 2, 3 mittels des Drehteils 6 verdreht werden können. Die Unterseite der Grundplatte 4 ist so gestaltet, daß der Zeichenkopf 1 auch dann fest auf der Zeichenebenc des Reißbretts 8 aufliegt, wenn das Reißbrett 8 in üblicher Weise bei der Zeichenarbcii gegenüber der Horizontalen geneigt ist.

Die Fi g I läßt erkennen, daß der Zeichenkopf 1 ohne äußere Führung durch Lenkergestänge od. dgl. in beliebiger Richtung auf dem Reißbrett S verschiebbar ist. Der Zeichenkopf 1 kann an beliebiger Stelle und in beliebiger Orientierung auf das Reißbrett 8 aufgesetzt und darauf verschöben werden. In jedem Fall stellt das Drehleil 6 mit den daran angeschlossenen Linealen 2,3 sich nach Betätigung eines Schalters 9 so ein, daß eine am Drehteil 6 definierte Richtlinie mit einer vorgegebe* rien Richtung übereinstimmt, womit zugleich die Lineale 2j3 in eine vorbestimmte Orientierung gegenüber dem Reißbrett 8 überführt werden. Das wird nachfolgend im

15 einzelnen erläutert

Die Grundplatte 4 besteht aus einer senkrechten Welle 10 mit Unteneil 11 und einer am Außenumfang des Unterteils 11 befestigten Ringscheibe 12, die über die senkrechte Welle 10, eine Schraube 19 und einen zum Griffkopf 5 gehörigen Wellenhalter 20 mit dem Griffkopf 5 verbunden ist Innerhalb des Unterteils 11 ist ein Magnet 18 angeordnet, der ein Abrutschen des Zeichenkopfes 1 am Reißbrett 8 verhindert, wenn dieses steil gestellt ist. Dazu ist das Reißbrett 8 an seiner Oberseite mit einem magnetischen Material belegt.

Das Gehäuse 6a des Dreh teils 6 ist in Abstand von der Oberfläche des Reißbretts 8 gegenüber der Grundplatte 4 drehbar gelagert und weist an seiner Oberseite Deckelabschnitte 13, 14 und 15 auf. An eine an das Drehteil 6 angeschlossene Tragplatte 7 (in der F i g. 2 rechts) sind die Lineale 2, 3 angeschraubt Wie insbesondere in F i g. 3 zu erkennen ist ist an ein plattenförmiges Gehäuseteil 21 des Drehteils 6 eine mittels Kugellagern 23 an der senk^rhten Welle 10 gelagerte Weüenstütze 22 angeschienen so daß das Drehteil (das gegebenenfalls einen in der Figur nicht dargestellten Gewichtsausgleich für die Lineale 2, 3 aufweist) frei um die senkrechte Welle 10 drehbar isi.

Im Drehteil 6 ist eine elektronische Schaltung 26 untergebracht, die Teil eines Regelkreises ist und — ebenso wie der Servomotor 28 — aus Batterien 25 gespeist ist, die im Drehteil 6 angeordnet sind. Der Servomotor 28 ist an einer Tragplatte 27 des Drehteils 6 gelagert und arbeitet über ein im einzelnen nicht dargestelltes Getriebe auf einen Zahnkranz 17. der an das Unterteil 11 der Grundplatte 4 angeschlossen ist. so daß bei Betrieb des Servomotors 28 Jas Drehteil 6 um die Grundplatte 4 gedreht wird. Djs — im einzelnen nicht dargestellte — Getriebe umfaßt eine selbsthemmende Schnecke 29. so daß Kraftangriff am Drehteil 6 bzw. den Linealen 2, 3 nicht zu einer Verstellung des Drehteils 6 gegenüber der Grundplatte 4 führen kann. Insgesamt führt die getriebliche Verbindung vom Servomotor 28 zum Zahnkranz 17 zu einer beträchtlichen Untersetzung der Motordrehzahl. Eine Richtungsumkehr der Drehung des Drehteils 6 gegenüber der Grundplatte 4 wird durch Umpolung des Servomotors 28 erreicht.

Einzelheiten der Winkelmessung und -einstellung werden anhand der Fig. 2 erläutert. Innerhalb des Griffkopfes 5 ist auf das als Wellenstüt/e bezeichnete Bauteil 22 ein Innenrohr 30 drehbar aufgesetzt, das an seinem oberen Ende einen Index 31 trägt. Auf das Innenrohr 30 ist gleichfalls drehbar ein Außenrohr 32 aufgesetzt, das an seir>em oberen Ende die nachfolgende im einzelnen zu erläuternde Winkelmeßeinrichtung 33 trägt. Der Index 31 und eine darunterliegende, an der Oberseite der Winkelmeßeinricht'ing 33 vorgesehene Gradeinteilung 34 sind durch ein Sichtfenster 35 des Griffkopfes 5 von außen sichtbar. Die Winkeimeßeinrichtung 33 ist von außen her mittels eines Winkeleinstellrings 36 zur Einstellung vorgegebener Winkelstellungen der Lineale ?, 3 drehbar. Das Innenrohr 30 wird durch Reibung bzw. durch (nicht dargestellte) Rasten vom Außenrohr 32 bzw. vom Winkeleinstellring 36 bei Drehung mitgenommen, sofern es nicht gegenüber dem Drehteil 6 mit der Nadel 37 arretiert ist, die zwischen Drehleil 6 und Innenrohr 30 eindrückbar und mittels Gewinde 38 am Dre'&'eil 6 fixierbar ist Damit ist es möglich, den Index 31 in einer Ausgangsstellung zu arretieren und von da ausgehend beliebige Winkelstel· lungen vorzuwählen Dabei ist die Winkelmeßeinrich-

lung 33 durch unterhalb des Winkeleinstellringes 36 vorgesehene Kontaktfinge 16 mit zugeordneten Bürsten 24 an die elektronische Schaltung 26 angeschlossen. Zur Erläuterung der Winkeimcßeinrichtüng 33 wird insbesondere auf die Fig.4 und 5 bezug genommen. Man erkennt in F i g. 4 als Meßkörpef einen Schwimmkörper 40, der hohl ausgebildet Und innerhalb einer Flüssigkeit 41 angeordnet ist. Der Schwimmkörper 40 ist im einzelnen mittels eines Zapfenlagers 42 in der Winkelrheßeififichtüng 33 gelagert Und in einer zum Reißbrett 8 parallelen Ebene schwenkbar, so daß er sich bei gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnetem Reißbrett 8 unter Schwerkrafteinwirkung einstellt. Selbstverständlich kann auch entsprechend umgekehrt der Meßkörper als Pendel verhältnismäßig schwer ausgebildet und in Luft aufgehängt sein. Mit dem Schwimmkörper 40 ist ein Kontakt 43 verbunden, der -iiuicoViAn 7tun» in Qr*KtL//anL· rmh I ιιπίτ irt A KeI anr\ unnoin.

ander angeordneten gehäusefesten Kontakten 43a, 43f> angeordnet ist. Diese Kontakte sind in geeigneter, hier nicht weiter zu erläuternder Weise an die elektronische Schaltung 26 angeschlossen. Die Verbindungslinie zwischen dem Zapfenlager 42 und der Mitte zwischen den gehäusefeslen Kontakten 43a, 436 definiert dabei gleichsam die Richtlinie des Drehteils 6 — die in der erläuterten Weise zur Winkeleinstellung gegenüber dem Drehteil 6 verstellbar ist. Die Verbindungslinie zwischen Zapfenlager 42 und dem mit dem Schwimmkörper 40 verbundenen Kontakt 43 definiert im Hinblick auf die Winkelmessung die vorgegebene Richtung, in die der Schwimmkörper 40 durch Schwerkraftwirkung eingestellt wird. Bei einer Winkelabweichung zwischen Richtlinie und vorgegebener Richtung liegt der Kontakt 43 an einem der gehäusefesten Kontakte 43a, 436 an. Durch geeignete Schaltungsmaßnahmen wird in diesem Fall erreicht, daß der Servomotor 28 das Drehteil 6 gegenüber dei Grundplatte 4 und damit zugleich das Gehäuse der Winkelmeßeinrichtung 33 gegenüber dem unverändert in Schwerkraftrichtung verharrenden Schwimmkörper 40 verstellt, bis der Kontakt 43 frei zwischen den gehäusefesten Kontakten 43a, 43f> eingestellt ist. — Selbstverständlich sind auch zahlreiche weitere Ausgestaltungen für die Bestimmung einer Winkelabweichung zwischen Richtlinie und vorgegebener Richtung möglich.

Die in F i g. 5 dargestellte Winkelmeßeinrichtung 33 ist grundsätzlich ähnlich aufgebaut. Der Meßkörper besteht hier aus einer Magnetnadel 45, die wiederum mittels Zapfenlager 42 gelagert und mit einem beweglichen Kontakt 43 verbunden ist der zwischen zwei gehäusefesten Kontakten 43a, 436 spielt. Die Magnetnadel 45 stellt sich entsprechend der Richtung des erdmagnetischen Feldes ein und definiert folglich gleichfalls eine vorgegebene Richtung, in die in bereits erläuterter Weise die Richtlinie des Drehteils 6 eingestellt wird. Voraussetzung ist hier, daß das Reißbrett 8 nicht senkrecht zur Richtung des erdmagnetischen Feldes, im wesentlichen also gegenüber der Vertikalen geneigt angeordnet ist Eine weitere Voraussetzung besteht darin, daß — selbstverständlich — in diesem Fall das Gehäuse der Winkelmeßeinrichtung 33 völlig amagnetisch ist daß der Servomotor 28 entsprechend abgeschirmt ist, und daß sonstige magnetische Störquellen beseitigt sind. Insbesondere kann es in diesem Fall holwendig sein, auf den Magneten 18 der Grundplatte 4 zu verzichten oder ihn zumindest sorgfältig abzuschirmen.

Die Fig.6 bis 8 zeigen weitere Aüsfühfüngsföfmen, ■j bei denen der Meßkörper durch Schwefkfaftwirkung die vorgegebene Richtung einstellbar ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig.6 besteht der Meßkörper aus einem Streifen 46 aus flexiblem Material, der einerseits am Gehäuse der Winkelmeßein-

in richtung 33 starr angeschlossen ist und andererseits ein Gewicht 47 trägt, das sich zwischen den Anschlägen 49 bewegen kann. Der flexible Streifen 46 weist auf beiden Seiten je einen Dehnungsmeßstreifen 48 auf. In diesem Fall ist die vorgegebene Richtung dadurch definiert, daß die Dehnungsmeßstreifen 48 gleiche Dehnung erfahren und folglich gleiche elektrische Widerstände aufweisen. Bei einer Abweichung zwischen vorgegebener Richtung lind Richtlinie wird der flexible Streifen 46 durch dss Gewicht 47 verbogen, so daß die Dehnungsmeßstreifen

2ö 48 unterschiedliche Widerslände annehmen. Die Widerstände der Dehnungsmeßstreifen 48 werden in üblicher Weise, beispielsweise mittels einer Brückenschaltung, gemessen, und nach Maßgabe dieser Messung wird das Drehteil gedreht, bis die Widerstände der Dehnungsmeßslreifen 48 wieder gleich sind

Die in den F i g. 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen st'Mmen darin überein, daß die Winkelmeßeinrichtung 33 ein mit einer Flüssigkeit 52 gefülltes U-förmiges Rohr 51 aufweist. Die Flüssigkeit 52 ist im Fall der Fi g. 7 elektrisch leitfähig und füllt das U-förmige Rohr 51 nur teilweise aus. Im U-förm'gen Rohr 51 ist ferner ein Widerstandsdraht 53 angeordnet, der eine blanke Oberfläche aufweist, an eine Stromquelle anschließbar ist und sich über die Länge des U-förmigen Rohrs erstreckt. Der Widerstandsdraht 53 muß nicht notwendig auf seiner gesamten Oberfläche blank sein, notwendig ist nur. daß ein sich über die ganze Länge des Widerstandsdrahtes 53 erstreckender und elektrisch leitfähiger Oberflächenbereich existiert. In diesem Fall ist die vorgegebene Richtung dadurch definiert, daß die von der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit nicht benetzten hndabschnitte a. b des Widerstandsdrahtes 53 gleiche elektrische Widerstände aufweisen, während der Von der Flüssigkeit benetzte Bereich elektrisch kurzgeschlossen ist. Bei einer Abweichung der Richtlinie von der vorgegebenen Richtung wird der eine der von der Flüssigkeit nicht benetzten Endabschnitt des Widerstandsdrahtes 53 langer, der andere kürzer, so daß anhand der in üblicher Weise gemessenen Differenz der beiden Widerstände das Drehteil gedreht werde' kann, bis vorgegebene Richtung und Richtlinie wieder zusammenfallen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig.8 ist das Ü-förmige Rohr51 vollständig mit Flüssigkeit52 gefüllt, und sind an den Enden des U-förmigen Rohrs 51 Druckfühler 56 angeordnet Hier ist die vorgegebene Richtung dadurch definiert, daß beide Druckfühler 56 gleichen hydrostatischen Druck erfahren. Bei einer Abweichung der Richtlinie von der vorgegebenen Richtung ergibt sich eine Differenz der mit den beiden Druckfühlern 56 gemessenen hydrostatischen Drucke, zur Einstellung der Richtlinie in die vorgegebene Richtung wird das Drehteil gedreht, bis diese Druckdifferenz verschwindet

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   ΟΔ. ΠΑ Δ.Ρ.7

   1. Zeichenmaschine mit einem ohne äußere Führung in beliebiger Richtung auf einem gegenüber der Horizontalen geneigt angeordneten Reißbrett verschiebbaren Zeichenkopf, mit einer auf die Zeichenebene des Reißbretts aufsetzbaren Grundplatte, mit einem gegenüber der Grundplatte durch einen Drehtrieb verdrehbaren Drehteil mit wenigstens einem daran angeschlossenen Lineal sowie mit einer Winkelmeßeinrichtung zur Bestimmung der Winkelabweichung einer Richtlinie des Drehteils von einer durch den Meßkörper vorgegebenen Richtung, wobei im Rahmen eines Regelkreises die Richtlinie des Drehteils durch den Drehtrieb in die vorgegebene Richtung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper am Drehteil (6) beweglich angeordnet und durch Schwerkraftwirkung in die vorgegebene Richtung einstellbar is<

   2. Zeichen/naschine mit einem ohne äußere Führung in beliebiger Richtung auf einem gegenüber der Vertikalen geneigt angeordneten Reißbrett verschiebbaren Zeichenkopf, mit einer auf die Zeichenebcne des Reißbretts aufsetzbaren Grundplatte, mit einem gegenüber der Grundplatte durch einen Drehtneb verdrehbaren ürehteil mit wenigitens einem daran angeschlossenen sowie mit einer Winkelmeßeinrichtung zur Bestimmung der Winkeltbweichung einer Richtlinie des Drehteils von einer durch einen Meßkörper vorgegebenen Richtung, wobei im Rahuien eines Regelkreises die Richtlinie des Drehteils durch den Orehtri b in die vorgegebene Richtung einstellbar ist dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper am Dreh .il (6) beweglich angeordnet und durch Kraftwirkung des erdmagnetischen Feldes in die vorgegebene Richtung einstellbar ist

   3. Zeichenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper ein um eine Achse schwenkbar gelagertes Pendel ist.

   4. Zeichenmaschine nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper ein um eine Achse (42) schwenkbar gelagerter Schwimmkörper (40) ist. der in einer Flüssigkeit (41) angeordnet ist.

   5 Zeichenmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper aus einem einerseits am Gehäuse der Winkelmeßeinrichtung (33) starr angeschlossenen und andererseits mil einem Gewicht (47) versehenen Streifen (46) aus einem flexiblen Material besteht und daß auf beiden Seiten des Streifens (46) Dehnungsmeßstreifen (48) angeordnet sind

   6. Zeichenmaschine nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkrirper aus einer in einem U förmigen Rohr (51) angeordneten Flüssig heu (52) besteht.

   7 Zeichenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (52) elektrisch leitfähig ist und das U-förmige Rohr (51) nur teilweise ausfüllt und daß in dem U-förmigen Rohr ,(Sl) ein sich über dessen Länge erstreckender und an eine Stromquelle anschließbarer Widerstandsdrahl (53) mit blanker Oberfläche angeordnet ist.

   6 Zeichenmaschine nadh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (52) das Unförmige Röhr (51) äifSfüÜt Und daß an den Enden des Ü-föfitiigen Rohrs (51) Öfuckfühler (56)

   angeordnet sind,

   9. Zeichenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper aus einer Magnetnadel (45) besteht.