РОЛИКОВАЯ ЛИНЕЙКА
ROLLER RULER

Изобретение относится к портативным многофункциональным чертежным приборам роликового типа, обеспечивающим пользователю возможность чертить прямые линии (параллельные, перпендикулярные и угловые), многоугольники, а также окружности на базе ряда одинаковых отверстий для ввода пишущего острия с возможностью изменения шага их радиуса равным цене деления линейной шкалы, при максимальном радиусе, близком к длине прибора.
Известны многоцелевые чертежные приборы роликового типа с консольным циркульным средством, шарнирно связанным с ползуном, перемещаемым по направляющей вдоль передней кромки градуированной пластины (патенты: GB 1241680, МПК B43L 13/24, 04.08.1971; US 5193284, МПК B43L 13/02, 16.03.1993). Эти известные чертежные приборы обеспечивают проведение только дуг окружностей с одной установки.
Известен также многоцелевой чертежный прибор роликового типа с бесконсольным циркульным средством (патент US 5050309, МПК B43L 13/02, 24.09.1991), позволяющий проведение окружностей за один прием. Он принят за прототип и включает корпус, несущий пластину из прозрачного материала и роликовую опору. Пластина имеет прямолинейную переднюю кромку с линейной шкалой и транспортирную дуговую прорезь с дуговой шкалой. Пластина оснащена для проведения окружностей различного радиуса средством, содержащим центр вращения с рабочим элементом в виде размещенной в ее сквозном отверстии нажимной оси поворота для контакта с листом бумаги и расположенный параллельно передней кромке пластины линейный ряд с постоянным шагом сквозных отверстий для пишущего острия. Отверстие с осью поворота находится посредине линейного ряда. Корпус имеет открытую снизу полость, в которой размещена роликовая опора. Последняя выполнена в виде ступенчатого по диаметру цилиндрического вала, геометрическая ось которого ориентирована параллельно передней кромке пластины и который связан с боковыми стенками корпуса с возможностью вращения, имеет две одинаковые с фрикционной поверхностью роликовые ступени, расположенные у его торцов и частично выходящие за нижнюю поверхность платины. Ось поворота оснащена двумя информационными трубками, одна из боковых поверхностей которых имеет шкалу штриховки, а корпус выполнен из прозрачного пластика. Недостатком этого известного чертежного прибора является как невозможность проведения окружностей радиусом, большим, чем половина размера его линейной шкалы, так и окружностей радиусом, не кратным шагу линейного ряда отверстий пластины.
Задача изобретения состояла в создании роликовой линейки с расширенной циркульной функцией на базе ряда отверстий за счет возможности увеличения максимального размера радиуса проводимой окружности до предельного значения линейной шкалы, уменьшенного по крайней мере на два шага ее сантиметровой оцифровки, и возможности установки текущего радиуса с минимальным приращением, равным размеру цены деления линейной шкалы.
Для решения поставленной задачи с указанным техническим результатом роликовая линейка включает корпус, несущий пластину и роликовую опору, причем по крайней мере пластина выполнена из прозрачного материала, имеет прямолинейную переднюю кромку и по крайней мере две шкалы - линейную и дуговую, пластина оснащена для проведения окружностей различного радиуса средством, содержащим центр вращения с рабочим элементом в виде нажимной оси поворота для контакта с листом бумаги и расположенный параллельно передней кромке пластины линейный ряд с постоянным шагом сквозных отверстий для пишущего острия, корпус имеет открытую снизу полость, роликовая опора размещена в полости корпуса, выполнена в виде ступенчатого по диаметру цилиндрического вала, геометрическая ось которого ориентирована параллельной кромке пластины и который связан с боковыми стенками корпуса с возможностью вращения, имеет две одинаковые с фрикционной поверхностью роликовые ступени, расположенные у его торцов и частично выходящие за нижнюю поверхность пластины.
Отличительной особенностью патентуемой роликовой линейки являются то, что она снабжена механизмом исключения рабочего контакта с бумагой роликовых ступеней вала, а ее центр вращения выполнен с возможностью фиксированного перемещения в направлении линейного ряда отверстий в пределах по крайней мере их шага.
Для расширения диапазона диаметров вычерчиваемых окружностей и повышения удобства пользования роликовой линейкой в одной из концов ее пластины выполнен вдоль линейного ряда отверстий сквозной паз с направляющими, центр вращения представляет собой оснащенный стопором ползун, установленный в сквозном пазу пластины, имеющий несущее ось поворота сквозное цилиндрическое отверстие и снабженный указателем перемещения, пластина оснащена шкалой такого перемещения, градуированной в пределах шага линейного ряда отверстий, а ось поворота снабжена ограничителем осевого перемещения.
Стопор ползуна роликовой линейки может быть выполнен в виде круглой рифленой гайки, ползун выполнен в виде цилиндра с резьбовой верхней частью для взаимодействия со стопором и нижней частью с двумя симметричными вырезами с плоскими продольными параллельными поверхностями, расстояние между которыми равно ширине съемной или несъемной направляющей в зоне паза пластины, и плоскими поперечными опорными поверхностями, находящимися на одном уровне, причем ось поворота выполнена цилиндрической двухступенчатой с нажимной ступенью большего диаметра и кольцевым пазом у своего контактного торца, указатель перемещения совмещен с пластинчатым ограничителем перемещения оси поворота, закреплен на внутреннем торце ползуна, прорезью своей центральной части входит в кольцевой паз оси поворота и несет на консольных предпочтительно наклонных частях указательные риски.
Стопор ползуна может быть установлен с возможностью поочередного фиксирования оси поворота в верхнем нерабочем положении при снятии фиксирования ползуна, а контактный конец оси поворота имеет фрикционный слой.
Ползун может быть снабжен стопором для фиксации оси поворота в верхнем нерабочем положении с возможностью взаимодействия с нижним торцом нажимной ступени оси поворота, стопор для фиксации оси поворота представляет собой круглую рифленую гайку, которая навинчена на резьбовую часть ползуна выше его стопора и имеет наружный диаметр, меньший наружного диаметра стопора ползуна и большего диаметра, чем диаметр нажимной ступени оси поворота.
Роликовая линейка может быть снабжена механизмом перемещения ползуна, являющимся фиксатором последнего и выполненным в виде ориентированного вдоль паза подпружиненного винта, зафиксированного в ползуне одним своим концом и взаимодействующего своим другим концом с гайкой, зафиксированной от осевого смещения в торцевой стенке паза, а круглая рифленая гайка ползуна выполняет функцию стопора оси поворота в ее верхнем положении.
Сквозной паз пластины роликовой линейки может быть снабжен съемной плоской П-образной направляющей, зафиксированной на пластине с зазором, а ползун выполнен в виде моноблока, имеющего боковые прорези для взаимодействия с направляющей, боковые выступы с указательными рисками, два сквозных параллельных отверстия - переднее для оси поворота и заднее для стопорящего винта, причем ползун имеет в зоне отверстия для стопорящего винта открытый с образованием двух консолей паз, совпадающий с боковыми прорезями, в нижней консоли выполнено резьбовое отверстие для взаимодействия с резьбовым концом стопорящего винта, а ось поворота снабжена стопором для фиксации ее в верхнем нерабочем положении, который выполнен виде диска, размещенного на нерезьбовой части стопорного винта и имеющего на своей верхней торцевой поверхности периферийный винтовой выступ для взаимодействия с верхним торцом паза, выполненного в оси поворота у ее нажимной ступени.
Ползун может быть снабжен фиксирующим нулевое положение оси поворота элементом в виде ввинченного в его резьбовое отверстие винта, имеющего головку со сферическим торцом, оснащенного контргайкой и установленного с возможностью упора в переднюю стенку паза пластины.
Механизм исключения рабочего контакта с бумагой роликовых ступеней вала роликовой линейки выполнен в виде опорного элемента, установленного с возможностью фиксированного перемещения на наружной противоположной передней кромке пластины стороне корпуса на одинаковом или почти одинаковом расстоянии от роликовых ступеней.
Опорный элемент механизма исключения рабочего контакта с бумагой роликовых ступеней вала выполнен в виде винта, имеющего сферический рабочий торец, и взаимодействующего с резьбовым отверстием кронштейна, жестко связанного с корпусом.
Опорный элемент механизма исключения рабочего контакта с бумагой роликовых ступеней вала роликовой линейки может быть выполнен в виде винта, имеющего оснащенный обоймой с поворотным шаром рабочий торец и взаимодействующего с резьбовым отверстием кронштейна, жестко связанного с корпусом.
Несущий рабочий элемент винт механизма исключения рабочего контакта с бумагой роликовой ступени вала может быть выполнен со сквозным осевым каналом, в котором размещена зафиксированная от осевого смещения вертикальная ось, а рабочий элемент выполнен в виде колесика с горизонтальной осью, закрепленной эксцентрично на вертикальной оси с помощью связующего элемента.
Кронштейн механизма исключения рабочего контакта с бумагой роликовых ступеней вала может быть выполнен в виде Г-образной полосы, связанной с корпусом с помощью проходящего через его отверстие винта и расположенной внутри корпуса гайки.
Опорный элемент механизма исключения рабочего контакта с бумагой роликовых ступеней вала может быть выполнен в виде винта со сферическим рабочим концом и противоположным коническим фиксирующим концом, причем винт расположен в радиальном сквозном резьбовом отверстии втулки, размещенной на оси, имеющей два конических радиальных углубления для возможности поочередного взаимодействия с фиксирующим концом винта в перпендикулярном пластине рабочем и параллельном пластине нерабочем положениях, а ось имеет резьбовой меньший по диаметру конец для фиксации на корпусе, например с помощью гайки, навинченной в полости корпуса на этот конец, выступающий из сквозного отверстия продольной стенки корпуса.
Роликовая линейка может быть снабжена дополнительным средством для проведения окружностей радиусом r≤t, где t - шаг линейного ряда отверстий, в виде двухступенчатого, выполненного из прозрачного материала диска, причем диск имеет центральное углубление с плоским дном и размещен в цилиндрическом отверстии пластины своей меньшей ступенью с возможностью вращения без осевого и радиального смещений, а в дне углубления диска выполнено множество сквозных отверстий для ввода пишущего острия.
Сквозные отверстия для ввода пишущего острия в дне углубления могут быть выполнены круговой формы в плоскости выхода из него и представлены по крайней мере двумя типами - различного диаметра с диаметральными рисками как шаблоны и одинакового диаметра с разным радиальным смещением относительно центра диска, а пластина снабжена стопором диска.
i
1i
2i
1
6
Роликовая линейка может быть снабжена вторым оснащенным стопором диском с отверстиями для ввода пишущего острия, обеспечивающим проведение окружностей с увеличением радиусов r на размер 0,05t по отношению к окружностям первого диска, причем отверстия с разным радиальным смещением имеют одинаковое радиальное приращение Δr=0,1t, где t - шаг линейного ряда отверстий, размеры модулей минимальных и максимальных радиусов-векторов центров отверстий соответственно составляют 0,5t, 0,55t и t, 1,05t, шаблонные отверстия разного диаметра для первого и второго дисков имеют размер в пределах 0,1t≤d≤0,4t и 0,15t≤d≤0,45t соответственно при одинаковом приращении размера диаметра Δd=0,1t, а в пластине выполнены шаблонные отверстия диаметром от d=0,5t до d=t с размером диаметрального приращения Δd=0,1t.
Каждый из стопоров дисков может быть выполнен в виде винта, ввинченного в гайку, вмонтированную в утолщении пластины, и расположенного с возможностью взаимодействия с большой ступенью соответствующего диска.
Дуговая шкала может быть нанесена на пластине в виде двух симметричных участков с угловым размером 15 градусов и ценой деления в 1 градус, в пластине выполнены два соответствующие дугообразные сквозные отверстия, а в центральной части пластины - два концентричных с дугами в 180 градусов ряда отверстий для пишущего острия, размещенных с угловым шагом в 30 градусов и с относительным смещением в 15 градусов, причем каждый диск расположен между внешним рядом отверстий и соответствующим дугообразным отверстием.
Вдоль нескольких отверстий линейного ряда со стороны паза роликовой линейки пластина имеет продольное утолщение, в котором выполнены конические соосные отверстиям пластины каналы для возможности взаимодействия с конической частью средства, несущего пишущее острие.
Направляющая ползуна выполнена съемной пластинчатой формы, имеет сквозной направляющий паз и линейный ряд с постоянным шагом сквозных конических отверстий для взаимодействия с конической частью средства, несущего пишущее острие, и два крепежных отверстия, расположенных, например, между крайними и смежными им коническими отверстиями, причем направляющая зафиксирована на двух местных утолщениях пластины с помощью двух резьбовых соединений при обеспечении соосности ее конических отверстий и соответствующих отверстий пластины и нахождении направляющего паза над продольным пазом пластины.
Изобретение проиллюстрировано чертежами, где:
на фиг.1 изображена роликовая линейка; вид сверху (с элементами проводимых с ее помощью окружностей);
на фиг.2 - то же, вид А на фиг.1;
на фиг.3 - то же, левая часть пластины, вид сверху (модификация центра вращения с ползуном в виде винта и с направляющими продольными стенками паза пластины);
на фиг.4 - то же, разрез Б-Б на фиг.3 (с одним стопором);
на фиг.5 - то же, разрез В-В на фиг.3;
на фиг.6 - то же, разрез Г-Г на фиг.4;
на фиг.7 - то же, разрез Б-Б на фиг.3, совмещенный с разрезом Ж-Ж на фиг.11 (ползун в виде винта с двумя стопорами);
на фиг.8 - то же, левая часть пластины, вид сверху (модификация центра вращения с ползуном в виде винта, снабженного винтовым механизмом его перемещения);
на фиг.9 - то же, горизонтальный разрез винтового механизма перемещения ползуна;
на фиг.10 - то же, вид Д на фиг.9;
на фиг.11 - то же, левая часть пластины, вид сверху (модификация центра вращения с ползуном, имеющего вырез в зоне стопорного винта, и съемными направляющими);
на фиг.12 - то же, разрез Е-Е на фиг.11;
на фиг.13 - то же, разрез Ж-Ж на фиг.11;
на фиг.14 - то же, часть вида А на фиг.1, совмещенного с частью поперечного разреза корпуса (модификация с кронштейном, выполненного за одно целое с задней продольной стенки корпуса, имеющего гайку, и опорным в виде винта со сферическим концом элементом механизма исключения контакта с бумагой роликовых ступеней вала);
на фиг.15 - то же, часть поперечного разреза корпуса (модификация со съемным кронштейном с резьбовым отверстием под опорный винтовой элемент механизма исключения контакта с бумагой роликовых ступеней вала);
на фиг.16 - то же, вид З на фиг.15;
на фиг.17 - то же, совещенный продольный разрез двух модификаций опорного с поворотным в обойме шаром винтового элемента механизма исключения контакта с бумагой роликовых ступеней вала (левая - с несъемной обоймой, правая - со съемной);
на фиг.18 - то же, продольный разрез винтового опорного элемента механизма исключения контакта с бумагой роликовых ступеней вала (модификация с эксцентрично установленным колесиком);
на фиг.19 - то же, часть поперечного разреза корпуса (модификация опорного винтового элемента, установленного на горизонтальной оси поворота, съемно зафиксированного на корпусе);
на фиг 20 - то же, вид сверху (модификация с дополнительными в виде дисков с отверстиями средствами для проведения окружностей в основном радиусом с размером от половины цены деления шкалы до шага линейного ряда отверстий и транспортиром с тремя участками измерения углов - центральным двухрядным дискретным в 15 градусов и двумя периферийными с дуговыми прорезями с рабочей длиной в 15 градусов и ценой деления в 1 градус);
на фиг.21 - то же, часть вида сверху, содержащего левый диск дополнительного средства для проведения окружностей;
на фиг.22 - то же, ступенчатый разрез И-И на фиг.21;
на фиг.23 - то же, часть вида сверху, содержащего правый диск дополнительного средства для проведения окружностей;
на фиг.24 - то же, продольный разрез утолщения пластины со стороны паза с коническими каналами для возможности взаимодействия с конической частью средства, несущего пишущее острие;
на фиг.25 - то же, часть продольного разреза пластины со стороны ее паза (модификация с установленной съемной направляющей, имеющей продольной замкнутый паз под ползун и ряд конических отверстий для взаимодействия с конической частью средства, несущего пишущее острие);
на фиг.26 - то же, часть вида сверху (пример возможной реализации модификации с размером шкалы в 30 см).
Изобретение представляет собой роликовую линейку (фиг.1 и 2), которая состоит из корпуса 1, несущего пластину 2 и роликовую опору 3 и оснащенного механизмом 4 исключения рабочего контакта с бумагой роликовой опоры 3.
Пластина 2 выполнена из прозрачного пластика, имеет прямолинейную переднюю кромку 5 и по крайней мере шкалы - линейную 6 длиной N (вдоль прямолинейной кромки 5) и дуговую 7 в 180 градусов (например, вдоль сквозного дугового отверстия 8). Пластина 2 оснащена средством 9 для проведения окружностей различного радиуса. Средство 9 содержит центр вращения 10 с рабочим элементом в виде нажимной оси поворота 11 для контакта с листом бумаги и расположенный параллельно передней кромке 5 пластины 2 линейный ряд 12 с постоянным шагом t сквозных отверстий 13.
Корпус 1 имеет открытую снизу полость 14, в которой размещена роликовая опора 3, выполненная в виде ступенчатого цилиндрического с геометрической осью 15, ориентированной параллельно передней кромке 5 пластины 2, вала, который связан с боковыми стенками 16 и 16а корпуса 1 с возможностью вращения, например, с помощью шипов 17 и 17а, входящих в соответствующие сквозные отверстия 18 и 18а, и имеет две одинаковые с фрикционной поверхностью 19 (с покрытием или рифлениями) роликовые ступени 20 и 20а у торцов 21 и 21а, несущих шипы 17 и 17а. Роликовые ступени 20 и 20а частично выходят за нижнюю поверхность 22 пластины 2. Корпус 1 и пластина 2 выполнены в виде моноблока. Пластина 2 может быть снабжена ребрами жесткости 2а и 2б, сопряженными с корпусом 1 у его боковых стенок 16 и 16а соответственно.
Центр вращения 10 средства 9 для проведения окружностей выполнен с возможностью фиксированного перемещения в направлении линейного ряда 12 отверстий 13 в пределах по крайней мере их шага t. Для этого центр вращения 10 представляет собой ползун, оснащенный стопором 23, несущим ось поворота 11, и установленный в сквозном продольном пазу 24, который выполнен в утолщении 2в одного из концов (например, левом) пластины 2, снабженной шкалой 25 такого перемещения, градуированной в пределах шага t.
1
2
Ползун 10 может быть выполнен в виде цилиндра с резьбовой верхней частью 26 (фиг.3, 4, 5 и 6) для взаимодействия со стопором 23, выполненным в виде гайки с рифлениями 23а, и опорной нижней частью 27 с двумя симметричными вырезами 28 и 28а с плоскими продольными параллельными плоскостями 29 и 29а (расстояние между которым b равно с точностью до допусков скользящей посадки ширине b несъемной направляющей 30 с рабочими элементами в виде боковых продольных параллельных стенок 31 и 31а паза 24 пластины 2) и плоскими поперечными опорными поверхностями 32 и 32а, находящимися на одном уровне. Ось поворота 11 выполнена цилиндрической двухступенчатой с нажимной ступенью 33 большего диаметра, своей меньшей по диаметру ступенью 34 размещена в сквозном отверстии 35 ползуна 10 и имеет у своего контактного торца 36 с фрикционным слоем 37 кольцевой паз 38.
Ползун 10 снабжен указателем 39 своего (и оси поворота 11) перемещения, который является и ограничителем осевого перемещения оси поворота 11. Для этого указатель 39 выполнен в виде закрепленной на внутреннем торце 40 ползуна 10 с помощью двух винтов 41 пластины, имеющей в своей центральной части 42 прорезь 43, входящей в кольцевой паз 38 оси поворота 11 с возможностью ограничения ее осевого перемещения. Концевые консольные части 44 и 44а указателя 39 выполнены предпочтительно симметрично наклонными, снабжены указательными рисками 45 и 45а и размещены в расширенной снизу части 46 сквозного паза 24 пластины 2, причем риски 45 и 45а расположены на одной прямой, перпендикулярной линии ряда 12 отверстий 13. При перемещении ползуна 10 риска 45 поочередно совпадает с делениями шкалы 25, выполненной на нижней поверхности 22 пластины 2, на которой еще имеется и риска 45б, ориентированная в направлении ряда 12 отверстий 13. Совокупность рисок 45, 45а и 45б обеспечивает совмещение оси поворота 11 с центром проводимой окружности, а риска 45 используется еще и для отсчета необходимого смещения ползуна 10 по шкале 25.
Ползун 10 снабжен фиксирующим нулевое положение оси поворота 11 элементом 47 в виде винта, ввинченного в резьбовое отверстие 48, выполненное в его нижней части 27 с возможностью упора в переднюю стенку 24а паза 24 пластины 2. Винт 47 имеет сферический торец 47а и оснащен контргайкой 47б.
Стопор 23 ползуна 10 установлен с возможностью поочередного фиксирования оси поворота 11 в верхнем (нерабочем) положении при контакте верхнего торца 23б с нижним торцом 33а нажимной ступени 33 оси поворота 11 при снятии фиксирования ползуна 10, т.е. при устранении контакта нижнего торца 23в стопора 23 с горизонтальным входным плоским торцом 24б паза 24.
Возможна модификация (фиг.7, сечение Б-Б), в которой ползун 10 снабжен автономным стопором 49 в виде гайки для фиксации оси поворота 11 в ее верхнем (нерабочем) положении с возможностью взаимодействия своим верхним торцом 49а с нижним торцом 33а нажимной ступени 33 оси поворота 11. Стопор 49 навинчен на резьбовую часть 26 ползуна 10 выше его стопора 23 и имеет наружный диаметр, меньший наружного диаметра стопора 23 и больше диаметра, чем диаметр нажимной ступени 33 оси поворота 11.
Возможна модификация (фиг.8, 9 и 10), в которой ползун 10 снабжен механизмом 50 его перемещения, выполняющим и функцию его фиксации. Механизм перемещения 50 включает ориентированный вдоль паза 24 винт 51, зафиксированный контргайкой 51а в резьбовом отверстии 10а ползуна 10 одним своим концом 51б и взаимодействующий своим другим концом 51в с гайкой 52, удерживаемой от осевого смещения с помощью ограничителя 53, входящего в кольцевой паз 54 гайки 52 и взаимодействующего с задней торцевой стенкой 24в паза 24. Гайка 52 выполнена ступенчатой по наружной поверхности: с наибольшей по диаметру рифленой ступенью 52а и наименьшей по диаметру ступенью 52б, размещенной в сквозном отверстии 55 в стенке 24в паза 24. Для исключения осевого люфта гайки 52 в отверстии 55 ограничитель 53 выполнен в виде пластинчатой вилочной пружины, размещенной в углублении 56 на стенке 24в паза 24.
3
4
1
Возможна модификация (фиг.11, 12, и 13), в которой сквозной паз 57 пластины 2 снабжен съемной плоской П-образной направляющей 58, зафиксированной с зазором 59 тремя винтами 60 с гайками 61, размещенными в некруглых отверстиях 62 утолщений 63 пластины 2. Ползун 64 выполнен в виде моноблока, имеющего боковые прорези 65 для взаимодействия с рабочими элементами 66 и 66а направляющей 58, боковые выступы 67 с указательными рисками 45 и 45а, два сквозных параллельных отверстия - переднее 68 для оси поворота 11а и заднее 69 для стопорящего винта 70. При этом обеспечено равенство по номиналу (с точностью до допусков скользящей посадки) рабочих размеров b и b между торцами 65а и 65б боковых прорезей 65 ползуна 64 и между рабочими элементами 66 и 66а направляющей 58 соответственно. Ползун 64 в зоне отверстия 69 для стопорящего винта 70 имеет открытый с образованием двух консолей (нижней 71 и верхней 72) паз 73, совпадающий с боковыми прорезями 65. Стопорящий винт 70 выполнен ступенчатым цилиндрическим, его максимальная (по диаметру) ступень 74 имеет рифления 74а, а минимальная ступень 75 на своем конце несет резьбу 75а. В нижней консоли 71 ползуна 64 выполнено резьбовое отверстие 76 для взаимодействия с резьбовым концом стопорящего винта 70 (с его резьбой 75а). Ось поворота 11a снабжена стопором 77 для фиксации ее в верхнем (нерабочем) положении. Стопор 77 выполнен в виде диска с центральным отверстием 77а, размещенного на нерезьбовой части 75б стопорящего винта 70 и имеющего на своей верхней торцевой поверхности 77б периферийный винтовой выступ 78 для взаимодействия с верхним торцом 38б паза 38а, выполненного в меньшей по диаметру ступени 34а оси поворота 11а у ее нажимной ступени 33а. Для осуществления поворота верхняя торцевая поверхность 77б стопора 77 снабжена захватным выступом 79. Максимальная высота выступа 78 равна ходу S (осевому перемещению) оси поворота 11a.
Возможна модификация (фиг.7, разрез Ж-Ж), в которой использована комбинация съемной направляющей 58 и ползуна 10 с двумя стопорами 23 и 49 (ползуна 10 и оси поворота 11 соответственно).
Механизм 4 исключения рабочего контакта с бумагой роликовых ступеней 20 и 20а вала 3 (фиг.14) включает опорный элемент в виде винта 80 и кронштейн 81 с зафиксированной нем гайкой 82. Винт 80 имеет сферический торец 80а и рифленую головку 80б. Кронштейн 81 может быть выполнен как одно целое с корпусом 1 с расположением на одинаковом или почти одинаковом расстоянии от роликовых опор 20 и 20а на наружной противоположной передней кромке 5 пластины 2 стороне 83 корпуса 1. Возможна съемная модификация выполнения кронштейна 81а (фиг.15 и 16), представляющего собой Г-образную полосу, имеющую в своей горизонтальной части 84 резьбовое отверстие 85 под винт 80, а на вертикальной части 86 - отверстие 87 для прохождения крепежного винта 88 с последующей его фиксацией с помощью гайки 89 в сквозном отверстии 90 продольной стенки 83а корпуса 1 (с размещением ее внутри его полости 14). Необходимая ориентация кронштейна 81а обеспечена фиксацией выступа 91 его вертикальной части 86 в углублении 92 на стороне 83 корпуса 1.
Возможна модификация механизма 4 (фиг.17), в которой опорный элемент выполнен в виде винта 93, имеющего оснащенный обоймой 94 с поворотным шаром 95 рабочий торец 93а. Последний контактирует с поворотным шаром 95 через вставку 96, выполненную из материала с малым коэффициентом трения, например полиэтилена высокой плотности. Обойма 94 выполнена несъемной. Возможно и съемное выполнение обоймы 94а (с резьбовым соединением 97 и контргайкой 98).
Возможна другая модификация механизма 4 (фиг.18), в котором опорный элемент выполнен в виде винта 99 со сквозным вертикальным осевым двухступенчатым по диаметру каналом 100, в котором размещена зафиксированная от осевого смещения вертикальная трехступенчатая ось 101, при этом она связана с помощью резьбового соединения 102 со связующим вилочным элементом 103, несущим рабочий элемент 104 в виде колесика. Колесико 104 размещено на оси 105, перекрещивающейся под прямым углом с осью 101, т.е. ориентированной горизонтально со смещением (с эксцентриситетом е). Ось 105 зафиксирована на связующем элементе 103 с помощью замковых пружинных колец 106, частично входящих в ее кольцевые приторцевые углубления 105а.
Возможна еще модификация механизма 4 (фиг.19), в которой опорный элемент выполнен в виде винта 107 со сферическим рабочим концом 108 и противоположным коническим фиксирующим концом 109. Винт 107 расположен в радиальном сквозном резьбовом отверстии 110 втулки 111, размещенной на горизонтальной оси 112, имеющей два конических радиальных углубления 112а для возможности поочередного взаимодействия с фиксирующим концом 109 в перпендикулярном пластине 2 (рабочем) и параллельном ей (нерабочем) положениям. Необходимая ориентация углублений 112а обеспечивается вилочным фиксатором 113, контактирующим с плоскими параллельными между собой участками 114 оси 112, а своим выступом 115 - с углублением 116 на стороне 83 корпуса 1. Ось 112 имеет резьбовой меньшего по диаметру конец 117 для фиксации на корпусе 1 с помощью гайки 118, навинченной в полости 14 корпуса 1 на конец 117, выступающий из сквозного отверстия 119 продольной стенки 83а корпуса 1.
min
min
i
i
i-1
1i
1i
min
Средство 9 для проведения окружностей различного радиуса имеет ограничение по максимальному его размеру, обусловленное в основном длиной линейной шкалы 6, и конструктивное ограничение по минимальному его размеру. При выполнении центра вращения 10 средства 9 в виде ползуна, выполненного по форме цилиндра, несущего ось поворота 11, минимальный размер радиуса проводимой окружности равен шагу отверстий 13 ряда 12, т.е. R=t. Для выполнения циркульной функции с вычерчиванием окружностей радиусов r≤R в диапазоне 0,1t≤r≤t роликовая линейка снабжена дополнительным для проведения окружностей средством 120 в виде поворотного диска из прозрачного материала (фиг.20 и 21). Диск 120 выполнен цилиндрическим двухступенчатым с центральным предпочтительно цилиндрическим углублением 121. Диск 120 своей меньшей ступенью 122 размещен с возможностью вращения без радиального смещения в цилиндрическом отверстии 123, выполненном в пластине 2. Центральное углубление 121 имеет плоское дно 124, в котором выполнено множество сквозных конических отверстий 125 одинакового малого по размеру диаметра (достаточного для ввода пишущего острия) с радиальным смещением размером Δr=0,1t относительно центра С диска 120, обозначенного перекрестием 126. Следовательно, i-й радиус проводимой окружности r=r+0,1t. Отверстия 125 предпочтительно располагают с равным угловым шагом α=360°:(0,5t:0,1t)=360°:5=72°. Кроме того, в дне 124 центрального углубления 121 могут быть выполнены конические шаблонные отверстия 127, имеющие в плоскости своего выхода разные диаметры d с размерами в диапазоне 0,1t≤d≤0,4t. Шаблонные отверстия 127 снабжены диаметральными рисками 128 для их центрирования. Пограничные диаметры продублированы. Возможна модификация диска 120 со второй меньшей «спиралью» отверстий 125 до r=0,25t (не показано). Пластина 2 снабжена стопором 129 с возможностью контакта с большей ступенью 130 диска 120. Стопор 129 выполнен в виде винта, имеющего рифленую головку 129а и ввинченного в гайку 131, зафиксированную в некруглом гнезде 132 утолщения 133 пластины 2. Для обеспечения ориентации одного из лучей перекрестия 126 перпендикулярно передней кромке 5 пластины 2 в застопоренном состоянии диска 120 нанесены две риски 130а и 130б на большую ступень 130 диска 120 и пластины 2 соответственно.
i
Из этого следует, что роликовая линейка может быть представлена модификацией, имеющей один диск 120, в котором сквозные отверстия 127 и 125 для ввода пишущего острия в дне 124 углубления 121 выполнены круговой формы в плоскости выхода из него и соответственно представлены по крайней мере двумя типами - различного диаметра с диаметральными рисками 128 как шаблоны и одинакового диаметра с разным радиальным смещением r относительно центра С диска 120, а пластина 2 снабжена стопором 129 диска 120.
i
i
1i
2i
1
6
Возможна еще модификация роликовой линейки. Она может быть снабжена вторым поворотным диском 120а, который оснащен стопором 129 и имеет конические отверстия 125а одинакового размера для ввода пишущего острия при обеспечении проведения окружностей с увеличением радиусов r на размер 0,05t по отношению к окружностям первого диска 120 (в диапазоне 0,55t≤r≤1,05t). Причем отверстия с разным радиальным смещением имеют одинаковое радиальное приращение Δr=0,1t (где t - шаг линейного ряда отверстий 13), размеры модулей минимальных и максимальных радиусов-векторов центров отверстий 125 и 125а соответственно составляют 0,5t, 0,55t и t, 1,05t. Кроме того, шаблонные отверстия 127 и 127а разного диаметра для первого и второго дисков 120 и 120а имеют размер в пределах 0,1t≤d≤0,4t и 0,15t≤d≤0,45t соответственно при одинаковом приращении размера диаметра Δd=0,1t. При этом в пластине 2 выполнены шаблонные (с центрирующими рисками) отверстия 127б диаметром от d=0,5t до d=t с размером диаметрального приращения Δd=0,1t.
min
Использование последней модификации совместно со средством 9 позволяет без увеличения ширины пластины 2 выполнять циркульные функции с помощью роликовой линейки, т.е. вычерчивать окружности диаметром от d=0,1t до
max
max
0
0
0
min
max
R
R
R
0
1
R
0
R
d=2 R=2(N-m+t), где N - длина линейной шкалы 6 (оцифровка последнего штриха шкалы в сантиметрах), m - расстояние от нулевого штриха шкалы 6 до нулевого отсчета радиусов R проводимых окружностей, t - шаг оцифровки шкалы 6, совпадающий с шагом отверстий 13 ряда 12. При применении средства 9 в виде ползуна в форме цилиндра, несущего ось поворота 11, m=3t, В частности, при длине линейной шкалы 6 размером N=30 см и шаге t=1 см обеспечивается проведение окружностей в диаметральном диапазоне от d=0,1·1=0,1 см=1 мм до d=2(30-3·1+1)=56 см=560 мм с диаметральным шагом Δd=0,1·1=0,1 см=1 мм (если по шкале 25 с ценой деления в 1 мм использовать половину последней, т.е. устанавливать смещение Δ ползуна 10 с точностью до 0,5 мм). Размер смещения Δ представляет собой дробную часть выраженного в сантиметрах радиуса проводимой окружности, т.е. смещение Δ=R-m, где m является целой частью размера радиуса R, выраженного в сантиметрах (0≤Δ≤t=1 см, так как ползуну 10 конструктивно обеспечен ход по крайней мере размером s=t). Чтобы использовать линейную шкалу 6 для установки целой части m радиального размера R проводимой окружности, необходимо учитывать разность смещения m начала отсчетов 0 и 0, тогда по шкале 6 необходимое отверстие 13 имеет оцифровку m=m+m=m+3.
0
Возможна модификация выполнения роликовой линейки, имеющей еще и линейную шкалу радиусов R (не показана) с оцифровкой, сдвинутой (уменьшенной) относительно оцифровки линейной шкалы 6 на размер m.
Для устранения ослабления прочности пластины 2 (с одновременным увеличением точности отсчета углов) в центральной ее части с учетом двух отверстий 123 транспортир 134 занимает три участка - центральный 134а и два боковых 134б и 134в, которые расположены слева и справа соответственно от отверстий 123 с дисками 120 и 120а. Центральный участок 134а содержит два концентричных с дугами в 180° ряда 135 и 136 отверстий 137 для пишущего острия, размещенных с угловым шагом в 30° и относительным смещением в 15°. Участки 134б и 134в выполнены в виде двух дугообразных сквозных отверстий 138 и 138а, симметричных относительно линии 139 (фиг.26), проходящей через центры отверстий 140 и 141, отражающих соответственно центр транспортира 134 и угол в 90° (фиг.26). Отверстие 141 целесообразно совместить с отверстием 13 ряда 12 пластины 2. Каждое дугообразное отверстие 138 и 138а имеет с внутренней стороны конический скос 138б (фиг.26) и снабжено дуговой в 15° шкалой 7а и 7б соответственно с ценой деления в 1°. Нулевая линия 7в шкал 7а и 7б является нулевой линей транспортира 134, т.е. проходит через его центр 140 параллельно передней кромке 5 пластины 2.
Из этого следует, что возможна модификация роликовой линейки, в которой дуговая шкала 7 нанесена на пластине 2 в виде двух симметричных участков (шкал 7а и 7б) с угловым размером 15° и ценой деления в 1°, в пластине 2 выполнены два соответствующих дугообразных сквозных отверстия 138 и 138а, а в центральной части пластины 2 - два концентричных с дугами в 180° ряда 135 и 136 отверстий 137 для пишущего острия, размещенных с угловым шагом в 30° и с относительным смещением в 15°, причем каждый диск 120 и 120а расположен между внешним рядом 135 отверстий 137 и соответствующим дугообразным отверстием 138 и 138а.
Для исключения непосредственного воздействия усилия от отверстий 13 на острие (грифель) пишущего средства (что существенно при проведении окружностей радиусом R размером в несколько шагов t их ряда 12) роликовая линейка может быть осуществлена в виде модификации (фиг.20 и 24), в которой пластина 2 со стороны продольного паза 24 имеет продольное утолщение 142, в котором выполнены конические соосные отверстиям 13 каналы 143, для возможности взаимодействия с конической частью средства, несущего пишущее острие.
Возможно выполнение роликовой линейки еще другой модификации (фиг.25), в которой направляющая 144 ее ползуна 10 выполнена съемной пластинчатой формы, имеет сквозной направляющий паз 145 и линейный ряд с постоянным шагом t сквозных конических отверстий 146 для взаимодействия с конической частью средства, несущего пишущее острие. В направляющей 144 выполнены два крепежных отверстия 147, расположенных, например, между крайними и смежными с ними коническими отверстиями 146. Направляющая 144 зафиксирована на двух местных утолщениях 148 пластины 2 с помощью двух резьбовых соединений 149 при обеспечении соосности ее конических отверстий 146 и соответствующих отверстий 13 пластины 2 и нахождении направляющего паза 145 над продольном пазом 57 пластины 2.
Корпус 1 любой модификации роликовой линейки (фиг.1 и 20) может быть оснащен информационными окнами 150 и 151, обеспечивающими прочтение нанесенной на цилиндрических наклеенных на валу 3 носителях информации в виде формул и шкал размера шага штриховки (не показано).
i
i
R
R
R
Конкретная реализация роликовой линейки в модификации с размером шкалы в 30 см (фиг.26) при использовании ползуна 10 в виде винта, двух дисков 120 и 120а, транспортира 134 с тремя участками (134а, 134б и 134в), продольным утолщением 142 и шести шаблонных отверстий 127б имеет соответствующую оцифровку: шкалы 6 в см, радиусов r отверстий 125 и диаметров d шаблонных отверстий 127 (127а) в мм, градусных делений транспортира 134 и смещения Δ ползуна 10 (оси вращения 11) в мм. Кроме того, левый конец пластины 2 снабжен двумя формулами для определения размера смещения Δ ползуна 10 и номера m оцифровки по шкале 6 отверстия 13 пластины 2 для ввода пишущего острия соответственно «Δ=R-m» и «m=m+3», где m - целая часть размера радиуса R в см. Наличие последней элементарной формулы исключает надобность в дополнительной оцифровке отверстий 13, соответствующей размерам радиусов R в целых сантиметрах.
Работа роликовой линейки для выполнения циркульных функций состоит в следующем.
Для выполнения циркульной функции с помощью механизма 4 исключения рабочего контакта с бумагой роликовых ступеней 20 и 20а вала 3 (фиг.2 и 14) переводят его винт 80 в нижнее рабочее положение, этим обеспечивают возможность касания с бумагой 152 (фиг.2) только передней кромки 5 пластины 2 и сферического торца 80а винта 80, что уменьшает сопротивление вращательному перемещению роликовой линейки.
0
Так как для всех модификаций роликовой линейки выполнение циркульной функции при размере радиусов R в диапазоне t≤R≤N-m+t не зависит от конструкции центра вращения 10, то для иллюстрации работы в качестве последнего взят оснащенный винтовым стопором 23 ползун в виде винта, несущего ось поворота 11. Проведение окружностей показано на фиг.1, где роликовая линейка может перемещаться в плоскости чертежа, совмещенного с бумагой, контуры которой не обозначены.
1
R1
1
1
1
1
1
R1
0
1
1
1
1
1
I
Чтобы провести окружность радиусом R=m, например, при R=7 см (т.е. когда дробная часть в сантиметрах отсутствует и, следовательно, размер требуемого смещения ползуна Δ=0), фиксируют ползун 10 с помощью стопора 23 в точке O и перемещают роликовую линейку до совмещения рисок 45, 45а и 45б с графическим перекрестием, обозначающим центр будущей окружности (он совпадает с точкой O). Определяют номер оцифровки отверстия 13, т.е. размер m=m+m=7+3=10 см, вставляют в него пишущее острие 153 пишущего средства 154 (карандаш или механический карандаш), проводя на бумаге 152 дугу 155 с углом φ, нажимая указательным пальцем левой руки на ось поворота 11 и прикладывая в основном усилие F  к передней стороне 83б корпуса 1 безымянным пальцем правой руки и незначительное усилие F от пишущего острия 153 средства 154 удерживаемого большим, указательным и средним пальцами правой руки. При размере угла φ=360° получаем окружность 156 радиуса R.
2
R2
2
2
2
2
2
2
2
R2
0
2
2
2
2
Чтобы провести окружность радиусом R=m+Δ, например, при R=19,7 см, т.е. при Δ=0,7 см, перемещают ползун 10 на размер Δ в точку O, используя линейную шкалу 25, и фиксируют ползун 10 с помощью стопора 23. Перемещают роликовую линейку до совмещения рисок 45, 45а и 45б с графическим перекрестием, обозначающим центр будущей окружности (он совпадает с точкой O). Определяют номер оцифровки отверстия 13, т.е. размер m=m+m=19+3=22 см, вставляют в него пишущее острие 153 и проводят дугу 157 с углом φ, нажимая указательным пальцем левой руки на ось поворота 11 и прикладывая усилие F от пишущего острия 153 средства 154 и удерживая средство 154 большим, указательным и средним пальцами правой руки. При размере угла φ=360° получаем окружность 158 радиуса R.
i
1
При проведении окружностей радиусом R≤6t для удобства можно воспользоваться модификацией роликовой линейки с продольным утолщением 142 пластины 2, имеющим конические сквозные отверстия 143 (фиг.20 и 24), которые воспринимают создающий вращающий момент относительно оси поворота 11 (центр O) усилие F от конической части 154а пишущего средства 154, а не от пишущего его острия 153 (как на фиг.1), что упрощает манипуляцию для пальцев левой руки.
После выполнения циркульной функции по проведению окружностей радиусом R снимают фиксацию ползуна 10 путем поворота стопора (гайки) 23, переводят его в крайнее правое положение (до упора его винта 47 с торцом 24а паза 24) и фиксируют ось поворота 11 в верхнем положении стопором 23 или автономным стопором 49 (для другой модификации, фиг.7) и фиксации ползуна 10 стопором 23.
Для проведения окружностей радиусом r≤t используют диски 120 или 120а. При зафиксированном с помощью стопора 129 диске, например 120, в положении совпадения его риски 130а с риской 1306 пластины 2 перемещают роликовую линейку до совмещения перекрестия 126 диска 120 с графически перекрестием, обозначающим центр будущей окружности (он совпадает с центром С). Освобождают действия винтового стопора 129, вставляют в отверстие 125 нужной оцифровки пишущее острие 153 средства 154, охватываемого пальцами правой руки, и проводят окружность радиуса r, удерживая пальцами левой руки роликовую линейку за корпус 1 от смещения. Проведение окружности необходимого диаметра d≤0,4t осуществляют с помощью шаблонных отверстий 127 пишущего острия 153 средства 154 при зафиксированном стопором 129 диске 120 после совмещения рисок 128 с графическим перекрестием будущей окружности, что достигается необходимым перемещением роликовой линейки. Проведение окружностей с помощью диска 120а осуществляется аналогичным образом.
Окружности диаметром d=(0,5…1)t проводятся с помощью имеющих центрирующие риски 127в шаблонных отверстий 127б пластины 2 известным приемом.
Графическое построение углов или измерение графически заданных углов осуществляется с помощью транспортира 134 (фиг.26). Для углов, кратных 15°, используют центральное отверстие 140 и соответствующее отверстие 137, а для некратных, например в 67°, построение содержит дополнение: после построения ближнего меньшего кратного угла (в 60°) достраивает угол, равный их разности (67°-60°=7°), перемещая роликовую линейку до совмещения нулевой линии 7в транспортира 134 со стороной кратного угла в направлении его возрастания (т.е. с линией, проходящей через точки, соответствующие отверстиям - центру 140 и имеющую метку 60° отверстию 137 (не показано)). При измерении графически заданного некратного угла предварительно строят ближний меньший кратный угол и измеряют с помощью шкалы 7а (7б) дополнительную часть угла (при общей вершине, совпадающей с центром 140). Суммируя размеры указанных углов, находят размер измеряемого угла (не показано).
Предлагаемая роликовая линейка при сохранении обычных чертежных функций обладает без увеличения габаритов расширенными циркульными возможностями (при размере линейной шкалы N=30 см и совместном использовании поворотных дисков с отверстиями обеспечивает проведение окружностей радиусом от 0,5 до 280 мм с шагом 0,5 и 1 мм, т.е. на уровне штанговых циркулей), превышая возможности стандартных циркулей по максимальному радиусу и по возможности работы не только на чертежных досках, необходимых для циркулей с иглами.