-
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Ermittlung der übrigen Größen
eines Dreiecks bei Vorgabe von drei Größen, bestehend aus drei mit Skalen versehenen
Schienen, auf denen jeweils ein verschiebbarer und feststellbarer, eine Schwenkachse
für die benachbarte Schiene aufweisender Schieber vorgesehen ist, und drei Teilkreisen,
die jeweils konzentrisch zu den Schwenkachsen angeordnet und mit jeweils einem der
gelenkig miteinander verbundenen Glieder (Schienen oder Schieber) fest verbunden
sind und mit einem an dem benachbarten Glied vorgesehenen Zeiger zusammenwirken.
-
Bekanntlich kommt es im Werkstattbetrieb und auch im Konstruktionsbüro
häufig vor, daß man von einem Dreieck, von dem drei Größen, z. B. zwei Winkel und
eine Seite, gegeben sind, die übrigen Größen benötigt, um nach diesen übrigen Größen
zu arbeiten, Anrißlinien anzubringen oder auch die übrigen Größen in Zeichnungen
anzugeben. Hierbei ist es für den Konstrukteur nicht allzu schwierig, bei rechtwinkligen
Dreiecken die übrigen Größen zu errechnen, zumal er hierfür geschult ist und auch
ständig solche Berechnungen durchführen muß. Schwieriger wird es jedoch schon bei
Dreiecken, die keinen rechten Winkel aufweisen, und Arbeiter in den Werkstätten
sind heute häufig nicht mehr so geschult, daß sie die Berechnungen jederzeit und
fehlerfrei durchführen können. Insbesondere erfordert auch die Berechnung bei Dreiecken,
die keinen rechten Winkel aufweisen, einen erheblichen Zeitaufwand, wobei eine fehlerhafte
Rechnung oft schwerwiegende Nachteile haben kann, wenn deshalb ein großes und teures
Werkstück unbrauchbar wird.
-
Es ist zwar ein Gerät der eingangs erwähnten Bauart zur Ermittlung
der übrigen Größen eines Dreiecks bei Vorgabe von drei Größen bekanntgeworden; bei
diesem bekannten Gerät befinden sich jedoch sämtliche Schienen in verschiedenen
Ebenen. Addiert man die Dicke von Schienen, Teilkreisen und Schiebern, so erbt sich
eine recht erhebliche Bauhöhe. Ferner ist das bekannte Gerät noch zusätzlich in
einer Grundplatte verschiebbar angeordnet, die noch zusätzlich den Raumbedarf erhöht.
Ferner ist bei dem bekannten Gerät eine Verschiebung der Schienen gegeneinander
an sämtlichen Eckpunkten möglich und nötig, weshalb der Einstellvorgang recht umständlich
und zeitraubend ist. Darüber hinaus befinden sich Nonien an den einander zugekehrten
inneren Begrenzungsflächen der Schienen und verhindern so nachteiligerweise ein
nahes Aneinanderrücken der Schwenkachsen. Sehr kleine Dreiecke lassen sich deshalb
mit dem bekannten Gerät nicht einstellen.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Gerät
der eingangs erwähnten Bauart zu schaffen, das eine geringere Bauhöhe aufweist und
erheblich weniger Einstellarbeit erfordert. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß die erste Schiene und die zweite Schiene in einer Ebene liegen und jeweils
an ihrem einen Ende aneinander aasgelenkt sind und daß die dritte Schiene an dem
Schieber der ersten Schiene aasgelenkt und der auf der dritten Schiene vorgesehene
dritte Schieber mit dem zweiten Schieber der zweiten Schiene gelenkig verbunden
ist.
-
Durch die Anordnung von zwei Schienen in einer Ebene, ohne daß zusätzlich
noch eine Grundplatte vorgesehen ist, vermindert sich die Bauhöhe des neuen Gerätes
gegenüber dem bekannten ganz erheblich. Darüber hinaus sind diese beiden Schienen
jeweils an ihrem einen Ende aneinander aasgelenkt. Damit ist stets ein Eckpunkt
des zu messenden Dreiecks festgelegt, an welchem keine Verschiebung der Schienen
gegeneinander stattfinden kann. Es erfolgt jeweils lediglich eine Verschiebung der
dritten Schiene gegenüber der ersten und der zweiten Schiene, welch letztere, wie
angeführt, in einer Ebene liegen. Es sind also lediglich an zwei Eckpunkten des
zu messenden Dreiecks Verschiebungen vorzunehmen. Dadurch wird die Einstellarbeit
erheblich verringert.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes
umfassen die Schieber die Schienen nur an drei Seiten mit Ausnahme der einander
zugekehrten inneren Begrenzungsflächen, wobei sie durch Führungen in den Ober- und/oder
Unterseiten geführt sind. Diese Ausbildung ermöglicht in vorteilhafter Weise ein
nahes Aneinanderrücken der Schwenkachsen des Gerätes; auf diese Weise läßt sich
auch die Messung von praktisch beliebig kleinen Dreiecken durchführen.
-
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
im folgenden näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht auf das beschriebene
Gerät, F i g. 2 die untere Ansicht desselben, F i g. 3 die Unteransicht dieses Gerätes
einer anderen Dreiecksgröße, F i g. 4 eine Seitenansicht desselben in Richtung IV
der F i g. 2, F i g. 5 eine weitere Seitenansicht in Richtung V der F i g. 2, F
i g. 6 eine dritte Seitenansicht in Richtung VI der F i g. 2, F i g. 7 eine Stirnansicht
in Richtung VII der F i g. 2; F i g. 8 bis 10 zeigen weitere Ausführungsbeispiele
für die Führung der Schieber an den Schienen.
-
Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, besteht das Gerät zunächst aus
den drei mit Skalen versehenen Schienen 1, 2 und 3. Die erste Schiene 1 und die
zweite Schiene 2 liegen in einer Ebene und sind jeweils an ihrem einen Ende
mittels einer Schwenkachse 7 aneinander aasgelenkt. Sie tragen je einen feststellbaren
Schieber 4, 5. Die dritte Schiene 3 liegt in einer Parallelebene hierzu und ist
einerseits an dem Schieber 4 der ersten Schiene 1 über die Schwenkachse 8 aasgelenkt.
Andererseits ist sie verschiebbar in einem auf der dritten Schiene 3 vorgesehenen
dritten Schieber 6 geführt, der mit dem zweiten Schieber 5 der zweiten Schiene 2
gelenkig über die Schwenkachse 9 verbunden ist. Hierbei ist konzentrisch zu jeder
Schwenkachse 7, 8, 9 ein Teilkreis 10,11,12 ähnlich wie ein Winkelmesser angeordnet,
der mit einem der beiden gelenkig verbundenen Glieder, also einem Schieber oder
einer Schiene, fest verbunden ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der
Teilkreis 10 mit der Schiene 1, der Teilkreis 11 mit dem Schieber 4 und der Teilkreis
12 mit dem zweiten Schieber 5 fest verbunden. Jeder dieser Teilkreise wirkt mit
einem an dem anderen Glied vorgesehenen Zeiger 13, 14, 15 zusammen. Bei dem
gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Zeiger 13 an der Schiene 2, der Zeiger 14
an der Schiene 3 und der Zeiger 15 an dem Schieber 6 angeordnet. Weiterhin sind
die Schwenkachsen
7, 8, 9 an den einander zugekehrten inneren Begrenzungsflächen
1 a, 2 a, 3 a der Schienen 1, 2, 3 angeordnet. Dies bedeutet, daß die Schwenkachsen
genau an den Ecken des durch die inneren Begrenzungslinien der Schienen 1, 2, 3
gebildeten Dreiecks liegen.
-
Damit mittels des Gerätes nicht nur die Werte von Dreiecken, die größere
Abmessungen besitzen, ermittelt werden können, sondern auch die von kleineren Dreiecken
und damit weiterhin auch die Werte aller Dreiecke, sei es nun spitzwinkliger oder
solcher mit einem stumpfen Winkel bis zum extremen Wert von 180°, ermittelt werden
können, ist es darüber hinaus vorteilhaft, die Schieber 4, 5, 6 so auszubilden,
daß sie die Schienen 1, 2, 3 nur an drei Seiten mit Ausnahme der einander zugekehrten
inneren Begrenzungsflächen l a, 2 a, 3 a umfassen und durch Führungen
in den Ober- und/oder Unterseiten geführt sind. Bei dem in F i g. 1 bis 7 gezeigten
Ausführungsbeispiel sind, wie insbesondere aus F i g. 7 erkennbar ist, die Führungen
16,18 als Schwalbenschwanzführungen ausgebildet. Es kommen jedoch, wie aus F i g.
8 bis 10 ersichtlich ist, auch andere Führungen, beispielsweise die in F i g. 8
dargestellte Keilnutenführung oder auch die in F i g. 10 dargestellte Führung, in
Frage, bei welcher die vierte Seite der Schiene von dem Schieber teilweise jedoch
so umfaßt wird, daß der Schieber 4 d nicht über die innere Begrenzungsfläche 1 d
vorsteht.
-
Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, liegen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
die Teilkreise 10, 11, 12 in verschiedenen Ebenen. Dies allein würde jedoch nicht
genügen, um sicherzustellen, daß sowohl die Winkelwerte als auch die Seitenlängen
des Dreiecks in allen Stellungen der einzelnen Schienen voneinander abgelesen werden
können. Durch geschickte Verteilung der einzelnen Skalen auf die Ober- bzw. Unterseiten
der Schienen und der Teilkreise und auch durch entsprechende Anordnung der Zeiger
kann man jedoch erreichen, daß in jeder Stellung der Schienen alle Werte ungehindert
abgelesen werden können.
-
Zu diesem Zweck sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die erste
Schiene 1 und die zweite Schiene 2 auf der Oberseite mit Skalen versehen, während
sie an ihrer Unterseite die Führungen 16, 17 aufweisen. Die dritte Schiene 3 besitzt
jedoch ihre Skala an der Unterseite und ist an ihrer Oberseite mit der Führung 18
versehen, wie sich aus F i g. 1 ergibt. Die folgenden Betrachtungen bezüglich Oberseite
und Unterseite sind darauf abgestellt, daß man alle Seiten der Schienen und der
Teilkreise, die in F i g. 1 oben liegen, als Oberseiten und alle entgegengesetzt
liegenden Seiten als Unterseiten betrachtet, wobei die Unterseiten in den F i g.
2 und 3 dem Betrachter zugekehrt sind. Auf diese Weise wird zunächst erreicht, daß
man sämtliche Seitenlängen des Dreiecks ungehindert ablesen kann.
-
Um jedoch auch alle Winkel ungehindert ablesen zu können, sind die
Teilkreise 10, 11, 12 als halbkreisförmige Scheiben ausgebildet und in der nachstehenden
besonderen Weise angeordnet. Der erste Teilkreis 10 weist hierbei eine Teilung
27 an seiner Oberseite auf und ist an dem Ende der ersten Schiene 1 so angeordnet,
daß sein Durchmesser senkrecht zu der Längsrichtung dieser Schiene verläuft. Der
zugehörige Zeiger 13 ist an der Schiene 2, und zwar senkrecht zu dieser, befestigt.
Der zweite Teilkreis 11 ist an dem ersten Schieber 4 mit seinem Durchmesser parallel
zu der ersten Schiene vorgesehen. Er weist ihre Teilung 28 an der in F i g. 2 nach
oben gekehrten Unterseite auf. Der zugehörige Zeiger 14 ist an der dritten Schiene
3, und zwar in Verlängerung derselben an ihrem Ende, angeordnet. Der dritte Teilkreis
12, welcher seine Teilung 29 ebenfalls unten trägt, ist an dem zweiten Schieber
5 mit seinem Durchmesser senkrecht zu der zweiten Schiene 2 vorgesehen. Er wirkt
mit dem zugehörigen Zeiger 15 zusammen, der senkrecht zu dem dritten Schieber 6
angeordnet ist. Auf diese Weise liegen die Zeiger 13, 14, 15 stets außerhalb des
durch die Schienen 1, 2, 3 eingeschlossenen Dreiecks, und außerdem sind die Skalen
der Teilkreise 10 bis 12 in keiner der möglichen Zeigerstellungen durch andere Teile
des Gerätes verdeckt. Der Einfachheit halber sind die Zeiger 13 bis 15 in der Zeichnung
nur mit einem Strich dargestellt. Zur Erhöhung der Ablesegenauigkeit können sie
jedoch ebenso wie die Schieber in bekannter Weise mit Nomen versehen sein.
-
Da bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Teilkreise 10 bis 12
zwischen den Schienen 1 bis 3 liegen, würden bei besonders kleinen Seitenlängen
die Teilkreise 10 bis 12 mit den Schiebern 4 bis 6 kollidieren. Es könnten also
nicht die Größen von kleinen Dreiecken ermittelt werden. Um dies zu ermöglichen,
weist jeder der Schieber 4, 5, 6 einen Kragarm 4 a, 5 a, 6 a auf, der den
jeweiligen Teilkreis 11, 12 bzw. Zeiger 15 und die jeweilige Schwenkachse 8, 9 trägt
und am äußeren Ende des jeweiligen Schiebers mit diesem durch einen Steg 21, 22,
23 verbunden ist, derart, daß jeweils zwischen Schieber und Kragarm ein Schlitz
24, 25, 26 zum Eintritt der Teilkreise gebildet wird. Bei kleinen Dreiecksseitenlängen
kann also der Teilkreis 10 in den Schlitz 25, der Teilkreis 11 und der zugehörige
Kragarm 4 a in den Schlitz 26 und der Teilkreis 12 mit den Kragarmen 5 a und 6 a
in den Schlitz 24 eintreten. Hierdurch ist es möglich, die Seitenlängen des Dreiecks
bis auf 0 zu verkleinern, wobei dann die drei Schwenkachsen 7, 8, 9 koaxial angeordnet
sind.
-
Zum Feststellen der Schieber 4 bis 6 an den Schienen 1 bis 3 dienen
die Klemmschrauben 30 bis 32. Die beiden Schienen 1 und 2 können in beliebigen Winkellagen
mittels der Klemmschraube 33 festgeklemmt werden.
-
Die Wirkungsweise des Gerätes ist folgende: Sind von einem Dreieck
beispielsweise zwei Seiten und ein Winkel gegeben, so wird zunächst der Schieber
4 auf der Schiene 1 auf die erste Seitenlänge eingestellt und mittels der Klemmschraube
30 festgeklemmt. Ebenso wird die zweite Seitenlänge an der Schiene 2 eingestellt
und der Schieber 5 mittels der Klemmschraube 31 fixiert. Ist nun der durch die beiden
Seiten eingeschlossene Winkel gegeben, so wird dieser mittels des Teilkreises
10 und des zugehörigen Zeigers 13 eingestellt und dann dieser Winkel mittels
der Klemmschraube 33 fixiert. Hieraufhin kann man sofort nach Umklappen des Gerätes
in die in F i g. 2 dargestellte Lage an den Teilkreisen 11 und 12 die beiden übrigen
Winkel mittels der Zeiger 14 und 15 und auch die Länge der dritten Dreiecksseite
mittels der Schiene 3 und dem Schieber 6 ablesen. Dies gilt nicht nur für rechtwinklige,
sondern auch für beliebig gestaltete Dreiecke, auch mit stumpfem Winkel, wie es
in F i g. 3 dargestellt ist, bis zu einem Winkel
von l80°, wo sich
die beiden Schienen 1, 2 in gestreckter Lage und die Schiene 3 in paralleler Lage
hierzu befinden, wobei die Innenseiten 1 a, 2 a, 3 a in einer Ebene liegen.
-
Ist von dem beschriebenen Dreieck nicht der durch die beiden Seiten
eingeschlossene, sondern ein an eine der beiden Seiten angrenzender Winkel gegeben,
so werden zunächst die beiden Seitenlängen, wie oben beschrieben, auf den Schienen
1, 2 fixiert. Dann wird das Gerät in die in F i g. 2 dargestellte Lage umgeklappt,
worauf man durch Verschieben der Schiene 3 in dem Schieber 6 den gegebenen Winkel
entweder an dem Teilkreis 12 oder dem Teilkreis 14 einstellen kann, je nachdem,
welcher Winkel gegeben ist. Angenommen, es sei der Winkel gegeben, welcher an die
auf der Schiene 1 eingestellte Seitenlänge anschließt, so wird durch Verschieben
der Schiene 3 in dem Schieber 6 mittels des Teilkreises 11 und des Zeigers 14 dieser
Winkel eingestellt, worauf man an dem Teilkreis 12 den zweiten Dreieckswinkel und
an der Schiene 3 die dritte Dreiecksseite sowie nach Umklappen des Gerätes an dem
Teilkreis 10 den dritten Dreieckswinkel ablesen kann.
-
Bei Vorgabe von drei Dreiecksseiten werden durch Verschieben der Schieber
4 bis 6 auf den drei Schienen 1 bis 3 diese drei Dreiecksseiten eingestellt, worauf
man sofort die Winkel ablesen kann. Einstellfehler können praktisch nicht vorkommen,
da die Dreiecksform durch die inneren Begrenzungsflächen 1 a, 2 a, 3 a der
Schienen 1 bis 3 angezeigt wird. Wie man weiterhin aus den Zeichnungen erkennen
kann, ist in keiner Stellung eine der Ableseskalen und der zugehörigen Gegenzeiger
durch eines der übrigen Teile des Gerätes verdeckt.
-
Die Teilkreise sind beim beschriebenen Ausführungsbeispiel in bestimmten
Lagen an bestimmten Schienen angeordnet; man könnte im analogen Austausch die Teilkreise
aber auch an den Gegengliedern anordnen, an welchen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
die Zeiger befestigt sind. Die Anordnung der Schwenkachsen und der Teilkreise an
Kragarmen der Schieber kann auch entfallen, wenn man darauf verzichtet, sehr kleine
Dreiecksseitenlängen einzustellen.