Vorrichtunb zur Erzeugung einer hyperbelförmiben Balin. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung einer hy- perbelförmigeri Bahn. Bei derselben sind an einem geraden Hebel drei Drehgelenke an geordnet, von denen sich eines längs einer im Raume sich selbst parallel bleibenden gerad linigen Führung bewegt, eines relativ zu dieser Führung in Ruhe verbleibt und eines relativ zu dieser Führung sich längs einer Geraden bewegt, die mit der Führung wäh rend der Bewegung einen sich gleichbleiben den Winkel bildet.
Diese Vorrichtung lässt sich zu verschie denen praktischen Zwecken verwenden, so zum Beispiel als Hyperbelzirkel, ferner zwecks selbsttätiger Scharfeinstellung an photographischen Reproduktions-Vergrösse- rungs- und Verkleinerungsapparaten, an Photoguilloehier-Apparaten und dergleichen mehr.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in verschiedenen Ausführungs beispielen dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 die Vorrichtung als Hyperbelzirkel ausgebildet. in Draufsicht, Fig. Ja das Konstruktionsschema des selben, Fig. 2 die Vorrichtung zum automatischen Scharfeinstellen einer Reproduktionskamera bei Veränderung der Gegenstandsweite in einem ersten Ausführungsbeispiel in Seiten ansicht, Fig. 2a ein Schema dieser Vorrichtung.
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Fig. 2, Fig. 4 die Vorrichtung an einer Ver grösserungskamera an einem andern Ausfüh rungsbeispiel in Seitenansicht, Fig. 5 die Vorrichtung in einer Repro duktionskamera mit Prisma, in einem wei teren Ausführungsbeispiel in Draufsicht, Fig. 6 die Vorrichtung an einer Repro- duktionskanrera, mit Prisma in einem andern Ausführungsbeispiel in Draufsicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. ist 1 ein Brett, zum Beispiel ein Reissbrett, auf welchem parallel zueinander mittelst Stif ten 2 zwei Schienen 3 befestigt sind, welche stellenw(eise eine Einteilung aufweisien. Rechtwinklig zu den Schienen 3 ist. eine Fahrschiene 4 befestigt, zu der parallel eine nach der Einstellung der Schienen. 3 verstell- bare und durch Schrauben 6 feststellbare zweite Fahrschiene 5 angeordnet ist. Diese Fahrschienen .1 und 5 dienen als Geleise für die Räder 7. 8, 9 und 10 eines Wagens, des sen weitere Räder 11. und 12 auf dem Brett 1 direkt ohne Schienen laufen.
Der Wagen ist wie folgt beschaffen: Die Rollen. 8 und 9 tragen einen Sehen kel 13, an dem eine Scheibe 14 fest ist, welche eine Winkeleinteilung 15 besitzt. Auf dieser Scheibe 14 liegt drehbar und auf jeden Winkel feststellbar eine zweite Scheibe 16, an welcher der Schenkel 17 fest ist. Letz terer durchdringt anderends feststellbar eine Führung 18, welche als Drehscheibe auf dem Schlitten 19 angeordnet ist, der von den Rollen 9 und 10 getragen wird. Auf dem Schenkel 17 ist mit Rollen 20, welche auf Schienen 22 deSchenkels 17 laufen, ein Schieber 21 lose verschiebbar angeordnet, der einen Drehzapfen trägt.
Auf dem Schenkel 13 ist ein Schieber 23 angeordnet, der im Abstande von dem Mittelpunkte der Scheiben 14 und 16 ver stellbar und feststellbar ist und auf welchem drehbar ein zweiarmiger Hebel 24 sitzt. Der eine Arm desselben trägt verstellbar und fest stellbar einen Schieber 25, welcher von den genannten Rollen 11 und 12 getragen wird und ein als Führung dienendes Drehgelenk 51 trägt. Der andere Arm ist durch einen Dreh zapfen 27 mit einem Lenker 28 gelenkig ver bunden, welcher anderends gelenkig an einem Ansatze 29 der Scheibe 16 fest ist.
Der Drehzapfen 2 7 ist in einem Schlitze des Len kers 28 verschiebbar und feststellbar, zum Zweck, den Hebel 24 in verschiedenen Ab ständen parallel zum Schenkel 19 einstellen zu können. Auf der Schiene 4 ist ein als Führung ausgebildetes Drehgelenk 26 ver stellbar und feststellbar angeordnet. 32 ist ein gerader Hebel, an dem die drei Dreh gelenke 21, 26 und 51 angeordnet sind, der also im Drehgelenk 26 längsverschiebbar ist, aber auch in demselben seinen fixen Dreh punkt hat, der im Drehgelenk 51 längsver schiebbar und im Drehgelenk 21 drehbar liegt, sich aber mit den Schiebern 25 und 21 verschieben kann. An dem Schenkel 13 greift ein Kabel 33 an, welches über eine Rolle 31 läuft und ein freihängendes Gewicht 35 trägt.
Ebenso greift am Schlitten 19 ein Kabel 36 an, das über eine Rolle 37 läuft und ein freihängendes Gewicht 38 trägt, wie auch am Schieber 21 ein Kabel 39 angreift, das über eine Rolle -10 läuft und ein freihängendes Gewicht 41 trugt. Unter dem Schlitten ?1 ist ein Zeichenstift so an",eordnet. dass dessen Spitze in der Dreliacli2se dieses Drehgelenkes liegt.
Er kann auch den Drehzapfen nach oben durchdringen, in welcliein Falle der Schenkel 17 mit einer Längsnut versehen ist.
Wird nun der Wagen in die Ausgangs stellung rechts gesetzt, so gerät derselbe in folge der mit ihm verbundenen Gewichte 35 und 38 in die selbsttätige Bewegung nach links. Dabei beschreibt der Zeichenstift eine Hyperbel H, die genau den gegebenen Wer ten der Konstanten (-c - lineare Exzen- trizität) und dem Asy mptomwinkel v, für welche der Zirkel eingestellt worden ist, ent spricht. Dass diese Kurve H eine H@-perbel ist, beweist die Fig. 1a.
Es ist
EMI0002.0038
daraus folgt: <I>y (X -</I> P) <I>-</I> .rd. Wird substituiert: = J -f- Q <I>x =</I> a' <I>-</I> Dann ergibt sich die neue Gleicliiing: <I>x</I> Y <I>-</I> h.1.
Wird gesetzt:
EMI0002.0048
so folgt:
EMI0002.0049
Es sind also 21, 51 und 26 die drei Drehgelenke, welche an dem geraden Hebel 32 angeordnet sind. Das Gelenk 21 bewegst. sich längs der im Raume sich selbst parallel bleibenden geradlinigen Führung 17. Das Gelenk 51 bleibt relativ zu dieser Führung 1'i in Ruhe und das Gelenk 26 bewegt sich relativ zu dieser Führung 17 längs der (xe- raden 4, die mit der Führung 17 während der Bewegung einen sich gleichbleibenden Winkel bildet.
Bei der in Fig. 1 gezeichneten Aus führungsform ist der Zirkel beispielsweise für eine gleichseitige Hyperbel eingestellt, und es ist die Lage desselben so, dass die Mittellinie des Hebels 32 mit der Haupt achse der Hyperbel zusammenfällt. Die Achse des Fahrstiftes kommt dabei in den Scheitel ' punkt der Hyperbel, die Drehachse des Dreh gelenkes 51 in den Schnittpunkt der beiden Asymptoten<I>x' y'</I> zu liegen.
Die Abstände der gemeinsamen Achsen der Scheiben 14 und 16, wie des Drehgelen- 1,-es 51 vom Drehpunkte des Hebels 24 sind einander gleich, und zwar gleich der Hälfte der veränderlich einstellbaren Konstanten c, gemäss der allgemeinen Formel der auf ihre Asymptoten als Koordinatenachsen bezoge nen Gleichung einer Hyperbel
EMI0003.0009
beziehungsweise der in Form einer Propor tion gesetzten Gleichung
EMI0003.0010
Bei den übrigen dargestellten Ausfüh rungsbeispielen dient die Vorrichtung zur automatischen Scharfeinstellung von opti schen Apparaten, und zwar für jedes be liebige Verhältnis in .bezug auf Verkleine rung oder Vergrösserung.
Man kann nämlich die analytischen Werte der oben genannten Formel durch entsprechende optische Werte ersetzen. Dabei ist <I>x - (g - f)</I> _ (b - f)
EMI0003.0013
wobei g die Gegenstandsweite, b die Bild weite und f die Brennweite bedeutet.
Durch Ableitung aus der allgemeinen Form der optischen Gleichung ergibt sieb dann folgende spezielle Form:
EMI0003.0014
g.b-f_(b-f) g.f-b.(b-f) (g-f) <I>: f = f:</I> (b-f) oder (g -f) (b - f) = f-.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 ist auf einem Gestelle 42 eine Re produktionskamera 43 angeordnet; 44 ist da# Objektiv, 45 der Mattscheibenrahmen (Bild träger) und 46 ein als Objektträger dienen des Brett. 47 ist die mit dem Objektivbrett 52 in starrer Verbindung stehende Mutter, welche auf der Spindel 48 sitzt, die durch eine Kurbel 49 gedreht werden kann. Am mit dem Objektivbrett 52 starr verbundenen Kameraboden 50, auf welchem der Matt scheibenrahmen 45 parallel zum Objektiv brett 52 geführt ist, ist eine horizontale Achse 51 gelagert als fies Drehgelenk für den Oleraden Hebel 32.
An dem Gestell 42 ist ein T-Stück 53 befestigt,- dessen Abstand vom Objektträger verstellbar ist und das einen senkrechten Arm 54 hat, welcher .ver stellbar und feststellbar das zweite, aus dem Schieber 25 und der drehbaren Führung 26 bestehende Drehgelenk trägt, durch welches der Hebel 32 lose greift. Am Kameraboden 50 ist, ebenfalls horizontal verstellbar, ein zweites T-Stück 55 befestigt, welches eine senkrechte Führung 56 besitzt, in der sieh lose ein verschiebbarer Schlitten 5 7 befindet, welcher mit einer Rolle 58 auf einem Kabel 59 ruht.
Das eine Ende des Kabels 59 läuft über Rollen 65, 60, 61, ist dann bei 62 am Mattscheibenrahmen 45 eingeklemmt, läuft über eine Rolle 63 und trägt ein freischwe-. bendes Gewicht 64. Das andere Ende des Kabels 59 läuft über die Rolle 66, ist bei 67 am Ma-ttscheibenrahmen 45 festgeklemmt, läuft über eine Rolle 68 und trägt das frei schwebende Gewicht 69. An dem Schlitten 5 7 ist ferner das dritte Drehgelenk 21 in Ge stalt eines drehbaren Steines angeordnet, der in einem Schlitze des Hebels 32 läuft.
Das Brett 46 hat unten eine Zahnleiste, in w elclle ein Zahnrad 7 0 eingreift, in welches ein zweites Zahnrad 71 eingreift, das auf der Welle 72 sitzt, -welche durch die Kur bel 143 bedrelrt werden kann, so dass also der Objektträger 4G vom Standpunkte des Be obachters der -Mattscheibe aus verschoben werdf#n kann.
Die optischen Werte (y <I>-</I> f <I>),</I> (b - j') und J" erscheinen, wie aus Fig. \?@ ersichtlich ist, bei dieser Konstruktion an folgenden Stellen:
Der horizontal gemessene Abstand der vertikalem Mittellinie des ver tikalen Armes 54 von der Bildfläche des Brettes 46 ist = f, ebenso wie der vertikal gemessene Abstand der horizontalen Achse des rirehgelenl@es 26 von einer durch die Drehachse 51 @-f--legten Horizontalen, Basis genannt. Diese Abstände können also der Brennweite des jeweilig verwendeten Objek tives. 44 entsprechend eingestellt werden.
Der horizontal gemessene Abstand der Ver tikalen durch die Mitte des Schlittens 57 und derjenigen durch die vertikal unter der Mitte des Objektivlinsensystemes liegende Dreha@ehse 51 ist - f, und der vertikal ge messene Abstand des Schnittpunktes der Basis von der horizontalen Achse des Dreh g<B>0</B> elenkes 21 ist - (b - f ).
Dreht man also die Kurbel 49, so wird das Bild auf der Mattscheibe grösser oder kleiner, immer behält es aber seine Schärfe bei. Das Dreh@elenlL 21 erzeugt alsdann die Punktbahn der gleichzeitigen Hyperbel 1I.
Die Fig. 4 zeigt die Vorrichtung an einem Apparate zum Vergrössern. Hier ist 86 die Lichtduelle und 8 7 das zu vergrössernde Ne gativ oder Diapositiv. Das Drehgelenk<B>2</B>6 ist als fixer Drehpunkt des Hebels 32 gleich demjenigen der Fig. 2 angeordnet, das Dreh gelenk 21 liegt an einem im Arme 56 und Hebel 32 verschiebbaren Stein und das Dreh-,elenk befindet sich am Kameraboden. Die beiden Enden des Kabels 59 sind,
an statt durch Geüiohte belastet zu sein. unter Zwis@_-henschalturig von Federn 88 am Ob jektivbrett befestigt. Das Drehgelenk 21 be schreibt wiederum die Hyperbel<B>11.</B>
Die Ausführungsform an der Prisma- Reprc@dul@tion sl@arnera nach Fig. 5 zeit einige A.bweiclrunben. Ein Schlitten 74 r-ul1i- auf dem Gestell 4?. Ein durch eine Kurbel 7 5 drehbares Zahnrad 7 6 greift in eine Zahn stange 7 7 des Gestelles -1? ein, so dass der Abstand des Schlittens 74 vom Objektiv träger 46 verändert werden kann.
Arn Schlit ten 74 ist der Iiamera.boden mit dem Objek- tivbrett 52 fest, welches das Objektiv 41, trägt, das mit einem Winkelprisma. 78 ver sehen ist. Auf dem Kanneraboden sitzt pa rallel zum Objektivbrett 5? verschiel)bar der Mattscheibenrahmen 45.
Das eine Dreh- gelenk. 26 des Hebels 32, der unter der Ka- mera, durelrgeht, ist unter dem Objektträger .16 in der Vertikalebene desselben am Gestell 42 gelagert. Der Schlitten 25 des zweiten Drehgelenkes 51 ist .in dem Arme 54 fest gestellt, der am Kameraboden fest ist.
Das dritte Drehgelenk 21 ist an einem Steine 7 9 geordnet, der in einer Nut eines Armes 56 # n läuft, -welch letzterer an dem Schlitten 74 fest ist. Am Stein 7 9 sind wiederum die Kabelenden 59 fest, welche über Rollen 65, 66, 60, 61, 63 und 68 laufen und die frei hängenden Gewichte 69 und 64 tragen.
Dreht man die Kurbel 75, so erzeugt das Drehgelernt 21 wiederum eine hyperbel- förmige Punktbahn. Bei diesem Ausführungs beispiel ist an den beiden Enden des Objektiv- brettes 46 ein Seilzug 80 befestigt, der über Pollen rings um das Gestell läuft, so dass man von jeder Stellung am Apparat aus das Objektivbrett 46 durch Ziehen am Kabel 80 horizontal verschieben kann.
81 sind Rollen für das Kabel 80 und 82 ist ein Handrad, dessen )Velle in Ansätzen der Objektivbrett- führung 83 gelagert ist. und rnit einem Zahnrade 84 beiderends in eine Verzahnung 85 des Gestelles ein-reift. Hierdurch kann man für anormale Aufnahmen, wenn zum Beispiel anstatt eines Bildes oder einer Platte ein Relief reproduziert werden soll. das Objektivbrett zum Prisma verstellen.
Bei der Prismakamera nach Fig. 6 ist die Lage der drei Drehgelenke am Hebel 3? eine etwas andere; denn das Drehgelenk 51 ist am Kameraboden angeordnet, das Dreh- gelenk 21 verschiebbar im Arme 56 und das Drehgelenk 26 am Arme 54, der in einem bestimmten Abstande zum Objektträger ein- und feststellbar am Hauptgestell 42 befestigt ist. Das Drehgelenk 21 beschreibt die Hy perbel H.
Die Vorrichtung hat bei allen diesen dar gelegten und, bei allen übrigen Anordnungen den grossen Vorteil, dass ein einziger gerader Hebel verwendet wird und nicht hyperbel- förmige Leitkufen. Hierdurch ist der Bau der Vorrichtung äusserst einfach und zuver lässig.