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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zeichenhilfe zum Zeichnen gerader
Linien und Abtragen von Winkeln, insbesondere rechter Winkel.
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Hintergrund und Stand der
Technik
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Beim
manuellen Zeichnen gerader Linien werden in der Regel als Hilfsmittel
Lineale eingesetzt. Dies sind im Wesentlichen flache Zeichenhilfen,
die mindestens eine lang gezogene, gerade Kante aufweisen. Zum Zeichnen
einer geraden Linie wird die Kante als Anschlag zum Führen eines
Schreibmittels, beispielsweise eines Bleistifts oder Kugelschreibers
verwendet. Das Schreibmittel wird entlang dieser Kante gefahren,
während
ein farbgebendes Ende des Schreibmittels eine Linie auf die Unterlage
auf der das Lineal aufliegt, z.B. ein Blatt Papier, überträgt.
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In
den wenigsten Fällen
dienen Lineale ausschliesslich zum Zeichnen gerader Linien. Oftmals enthalten
sie zusätzlich
einen Maßstab,
der es erlaubt, die Länge
gerader Strecken zu messen. Lineale, die lediglich diese Unterstützung geben
sollen, sind in der Regel nicht nur flach, sondern haben auch eine
ausgeprägte
längliche
Geometrie. Die Länge übersteigt
dabei um Faktoren die Breite des Lineals. Dies hat den Vorteil,
dass Lineale mit solcher Geometrie einfach verstaut werden können und,
beispielsweise beim Transport, wenig Platzbedarf haben.
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Ein
Bereich, in dem das Lineal eine wichtige Rolle spielt, ist die Schule.
Täglich
verwenden viele Schüler
Lineale, um beispielsweise in der Mathematik gerade Linien, gegebenenfalls
vorgegebener Länge,
zu zeichnen. Solche Lineale werden von den Schülern in so genannten Mäppchen verstaut
und transportiert.
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Als
Mäppchen
wird generell das Behältnis bezeichnet,
in welchem ein Schüler
oder allgemein ein Mensch seine von ihm benötigten Zeichenmittel, insbesondere
auch Hilfsmittel zum Zeichnen verstaut. Die längliche Geometrie eines Lineals
vereinfacht dabei erheblich die Möglichkeit, das Lineal im Mäppchen zu
verstauen.
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Häufig sind
aber noch weitere Funktionen in ein Lineal integriert. Ein Lineal,
insbesondere wie es im Geometrieunterricht benötigt wird, sollte es auch ermöglichen,
Winkel möglichst
genau ein- und abzutragen. Eine wichtige Rolle spielt hierbei insbesondere
der rechte Winkel, d.h. der 90° Winkel.
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Zum
Winkelabtrag wird dabei in der Regel die für den Linienabtrag vorgesehene
Kante an einen ersten Schenkel eines abzulesenden oder abzutragenden
Winkels schlüssig
angelegt. An der Kante ist dann in der Regel ein Referenzpunkt vorgesehen, der
an den Scheitelpunkt des Winkels angelegt wird. Beim richtigen Anlegen
des Lineals bildet dann der zweite Schenkel des Winkels einen Schnittpunkt
mit einer weiteren Kante des Lineals an welcher eine Winkelskala
vorgesehen ist. Im Schnittpunkt kann an der Winkelskala der Winkel
abgelesen oder abgetragen werden. Dabei ist zu beachten, dass je
größer der
Abstand des Schnittpunktes vom Referenzpunkt ist, umso genauer kann
der Winkel abgelesen und/oder abgetragen werden.
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Aus
diesem Grund wird bei Linealen, die die Winkeloptionen bereitstellen
sollen, zu Formen übergegangen,
die auch bei 90° Winkeln
einen grossen Abstand vom Referenzpunkt zum Abtragepunkt zulassen.
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Die
am weitesten verbreitete Lösung
hierzu ist bekannt als Geodreieck. Dieses ist ein flaches Lineal
mit der Form eines gleichschenkligen, rechtwinkligen Dreiecks. Die
Hypotenuse des Dreiecks wird zum Zeichnen von geraden Linien eingesetzt. Der
Referenzpunkt zum Winkelabtrag liegt in der Mitte der Hypotenuse.
Die Winkelskala ist an den Katheten vorgesehen. Damit ist der minimale
Abstand der Winkelskala zum Referenzpunkt bei 45° Winkeln gegeben. Dieser minimale
Abstand beträgt
wobei L die Länge der
Hypotenuse ist.
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Leider
liegt damit aber eine Ausführungsform eines
Lineals vor, das lediglich 2 mal so lange wie breit ist. Damit ist
aber das herkömmliche
Geodreieck diejenige Komponente, die wesentlich den Mäppchen die
Geometrie aufzwingt. Herkömmliche
Mäppchen
haben bisher annäherungsweise
die Form eines flachen Kubus. Aufgrund der Geometrie des Geodreiecks
können
Mäppchen
eine geringe Höhe
haben. Das Dreieck zwingt ihnen jedoch eine Breite auf, die ungefähr seiner
halben Länge
entspricht. Ein Schüler
muss daher entweder ein entsprechendes herkömmliches Mäppchen mit den genannten Dimensionen
erstehen, oder aber das Geodreieck gesondert, d.h. nicht innerhalb
des Mäppchens
transportieren.
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Da
das Mäppchen
auch Schutzfunktion hat, hat die zweite Möglichkeit oft zur Folge, dass
das Geodreieck beim Transport beschädigt wird, oder auch verloren
geht.
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Aufgabe der Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zeichenhilfe
anzugeben, die sowohl als Lineal als auch als Gerät zum genauen Abtragen
von Winkeln, insbesondere rechten (90°-) Winkeln eingesetzt werden
kann und gleichzeitig ohne Probleme in ein Mäppchen verstaut werden kann,
dessen Länge
an die Länge
des Lineals angepasst ist, dessen Breite jedoch deutlich weniger
als die Hälfte
der Länge
beträgt.
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Lösung der Aufgabe
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Wie
bereits diskutiert beträgt
beim herkömmlichen
Geodreieck der minimale Abstand des Schnittpunktes zum Referenzpunkt
ein Drittel der Länge
des Dreiecks. Dieser minimale Abstand ist bei einem Winkel von 45° gegeben.
Eine bereits erfinderische Möglichkeit
wäre es
nun, von der Form des Dreiecks abzuweichen und von den 45° bis zu 90° kreisabschnittsförmig diesen
Abstand einzuhalten. Damit wäre
ein Lineal gegeben, dessen Breite ungefähr einem Drittel seiner Länge entspricht.
Ein entsprechendes Lineal ist in der 1c dargestellt.
Dies hätte den
Vorteil das die Breite auf ein Drittel der Länge des Lineals reduziert wird
ohne dass sich die minimalste Ablesegenauigkeit, bezogen auf alle
Winkel, reduziert. Allerdings wäre
die Ablesegenauigkeit für Winkel
größer als
45° gegenüber dem
herkömmlichen
Dreieck reduziert und zwar auf das Genauigkeitsniveau des 45° Winkels.
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Im
Zuge der vorliegenden Erfindung soll ein Schritt weiter gegangen
werden und die Ablesegenauigkeit sämtlicher Winkel im Vergleich
zum herkömmlichen
Dreieck erhalten bleiben und zwar mit der Möglichkeit die Breite deutlich
unterhalb ein Drittel der Länge
zu reduzieren.
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Die
erfindungsgemäße Lösung des
Problems besteht in einer Zeichenhilfe mit veränderlicher Breite. Beispielsweise
kann dies eine faltbare oder zusammenklappbare Zeichenhilfe sein.
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird dabei entlang der Kante, die vorzugsweise
zum Zeichnen gerader Linien verwendet wird, nicht gefaltet oder
geklappt. Diese Kante ist daher starr und nicht unterbrochen. Dadurch
wird gewährleistet,
dass ohne Unterbrechung eine gerade, kontinuierliche Linie gezeichnet
werden kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Breite der Zeichenhilfe flexibel gehalten. Zum
Transport kann die Breite der Zeichenhilfe auf eine Größe reduziert
werden die deutlich weniger als 1/3 der Länge der Zeichenhilfe beträgt. Bei
Verwendung des Zeichengeräts,
beispielsweise zum Abtragen von Winkeln kann die Breite der Zeichenhilfe
derart modifiziert werden, dass nun für alle Winkel zwischen 0° und 90° die Winkelskala
einen Abstand zum Referenzpunkt hat, der mindestens 1/3 der Länge der
Zeichenhilfe entspricht und damit ein genaues Ablesen der Winkel
ermöglicht.
Beispielsweise kann die Breite so modifiziert werden, dass die Geometrie
des Lineals derjenigen eine herkömmlichen
Geodreiecks entspricht.
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Es
gibt unterschiedliche Möglichkeiten
dies zu verwirklichen. Dies ist bereits an einigen der Figuren zu
erkennen, die folgendes darstellen:
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1a zeigt
ein Geodreieck gemäß dem Stand
der Technik. Schematisch angedeutet ist auch die Ausdehnung eines
herkömmlichen
Mäppchens, in
das ein solches Geodreieck verstaut wird.
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1b zeigt
eine bekannte, zur halbrunden Form modifizierten Abwandlung des
Geodreiecks. Winkel werden an dem Halbkreis abgetragen
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1c zeigt
ein bisher im Stand der Technik nicht bekanntes, modifiziertes Geodreieck
bei dem die Breite auf 1/3 der Länge
des ursprünglichen
Dreiecks reduziert ist.
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2a zeigt
schematisch ein Geodreieck gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, das Geodreieck im aufgeklappten Zustand
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2b zeigt
schematisch ein Geodreieck gemäß 2a im
eingeklappten Zustand
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2c zeigt
einen Querschnitt des gemäß 2b zusammengeklappten
Geodreiecks.
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3a zeigt
ein Geodreieck gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Längen
und Winkelmaßstäben.
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3b zeigt
das Geodreieck im eingeklappten Zustand.
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4a zeigt
ein erfinderisches Geodreieck mit Schrägkante an der Umrandung im
ausgeklappten Zustand.
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4b zeigt
das Geodreieck aus 4a im eingeklappten Zustand.
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4c zeigt
Details eines Querschnittes des erfinderischen Geodreiecks aus 4a
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4d zeigt
einen weiteren Querschnitt des erfinderischen Geodreiecks aus 4a
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4e zeigt
einen Querschnitt des erfinderischen Geodreiecks im eingeklappten
Zustand gemäß 4b
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5a zeigt
ein erfinderisches Geodreieck gemäß einer Ausführungsform
im ausrotierten Zustand
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5b zeigt
das erdinderische Geodreieck aus 5a im
einrotierten Zustand.
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6a zeigt
ein erfinderisches Geodreieck gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Linealmodus.
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6b zeigt
das erfinderische Geodreieck aus 6b im
Winkelmodus
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6c zeigt
einen Querschnitt des Geodreiecks aus 6b senkrecht
zur Linealseite
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Detaillierte Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
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Anhand
der Figuren und der nun folgenden detaillierten Beschreibung wird
die Erfindung beispielhaft mit Hilfe von verschiedenen Ausführungsformen
näher erläutert.
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1a und 1b zeigen
den Stand der Technik bezüglich
Winkellinealen.
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In 1a ist
der Umriss des wohl am weitesten verbreiteten Geodreiecks gezeigt.
Typischerweise hat dieses eine Hypotenuse mit der Kantenlänge 16 cm
und bildet zusammen mit den Ankatheten die äußere Umrandung der Basisfläche des
Geodreiecks, die ein gleichschenkliges rechtwinkliges Dreieck ist.
Die Höhe
des Dreiecks beträgt
daher typischerweise 8 cm.
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Die
Höhe des
Dreiecks, das die Basisfläche des
Geodreiecks bildet wird im Folgenden auch als Breite des Geodreiecks
bezeichnet.
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Die
Hypotenuse des Dreiecks das die Basisfläche des Geodreiecks bildet,
wird im Folgenden auch als Länge
des Geodreiecks bezeichnet. Die Länge des Geodreiecks beträgt also
typischerweise 16 cm. Die Breite des Geodreiecks beträgt typischerweise
8 cm.
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Das
Geodreieck ist mit typischerweise 2 mm, wie schon gesagt, sehr flach.
Im folgenden wird dies mit der Dicke des Geodreiecks identifiziert.
Allerdings sind die Ränder
in der Regel lediglich ca. 0.5 mm dick. Dies hat den Vorteil, dass
das Abtragen der Linien und Winkel bei geringer Dicke genauer und
einfacher ist. Der Übergang
von den 2 mm im Innenbereich zu den 0.5 mm am Rand wird mittels
eines Keils erreicht: Auf einer Länge von ca. 6 mm nimmt die
Dicke des Geodreiecks mit zunehmendem Abstand vom Rand kontinuierlich
auf 2 mm zu. Nachteilig hierbei ist natürlich, dass die Ecken des Geodreiecks leichter
Abbrechen, da hier weniger Material und damit auch weniger Stärke vorhanden
ist. Die Gefahr des Abbrechens der Ecke ist insbesondere für die der Hypotenuse
gegenüberliegenden
Ecke gegeben, wenn das Geodreieck in einen Behälter mit nicht ausreichender
Breite gezwängt
wird. Insbesondere beim Zeichnen rechter Winkel ist aber gerade
diese Ecke von Bedeutung.
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Wenn
im Folgenden nun von einen zweidimensionalen geometrischen Körper die
Rede ist, beispielsweise einem Dreieck oder einem Trapez, so ist damit
ein flacher dreidimensionaler Körper
gemeint, ausser es wird speziell darauf hingewiesen, dass nun die
zweidimensionale geometrische Form gemeint ist.
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Dargestellt
in 1a ist auch der Umriss eines für diese Art von Geodreieck
geeigneten typischen Mäppchens,
gezeigt durch die gestrichelte Umrahmung. Dabei wird deutlich, dass
das Mäppchen
ungefähr
eine Breite aufweisen sollte, die seiner halben Länge entspricht.
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2a zeigt
schematisch eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Dabei ist das Geodreieck 201 in
zwei Teile zerlegt. Die Zerlegung wird durch einen Strich, parallel
zur Hypotenuse und ungefähr
auf halber Höhe
des Dreiecks angedeutet. Ein resultierendes Teil ist im Beispiel
ein Trapez 203. Die die größere Trapezgrundlinie 207 bildet
dabei die Hypotenuse des Geodreiecks 201. Das andere resultierende
Teil ist im Beispiel ein kleineres gleichschenkliges, rechtwinkliges
Dreieck 205.
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Die
kleinere Trapezgrundlinie 209 des Trapezes 203 ist
an der Hypotenuse 211 des kleineren Dreiecks 206 derart
angeordnet, dass dass Trapez 203 und das kleinere Dreieck 205 zusammen
das Geodreieck 201 bilden. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung sind die kleinere Trapezgrundlinie 209 und die
Hypotenuse 211 des kleineren Dreiecks 205 derart
beweglich miteinander verbunden, dass das kleinere Dreieck 205 auf
das Trapez 203 geklappt werden kann.
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In 2a ist
der ausgeklappte Zustand gezeigt. So kann das Geodreieck voll funktionsmäßig verwendet
werden. Gegenüber
dem Geodreieck gemäß Stand
der Technik wird in diesem Beispiel insbesondere beibehalten, dass
die Hypotenuse des Geodreiecks 201 keine Unterbrüche zeigt
und zum Zeichen und Abtragen von Linien sehr gut geeignet ist. Das
beschriebene, erfinderische Geodreieck unterstützt sämtliche Funktionen, die auch
ein herkömmliches
Geodreieck erfüllt.
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Demgegenüber zeigt 2b den
eingeklappten Zustand des Geodreiecks 201. Das kleine Dreieck 205 liegt
hierbei über
dem Trapez 203. Angedeutet in 2b ist
auch der Umfang eines Mäppchens
in den dieses zusammengeklappte Geodreieck Platz finden würde. Dabei
wird deutlich, dass nun ein Mäppchen
verwendet werden kann, dessen Länge
deutlich zweimal die Breite des Mäppchens übertrifft. Eine solche Geometrie
ist den übrigen
Schreibmitteln, wie z.B. Stifte oder Zirkel viel besser angepasst.
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Angedeutet
in 2b ist ebenfalls, dass vorzugsweise die Höhe des kleineren
Dreiecks 205 kleiner gewählt wird als die Höhe des Trapezes 203.
Dadurch ist bei dieser Ausführungsform
die Breite des zusammengeklappten Geodreiecks größer als ein Viertel der Länge des
Geodreiecks. Dies hat einerseits den Vorteil, dass im eingeklappten
Zustand die der Hypotenuse gegenüberliegende
Ecke es kleinen Dreiecks 203 geschützt wird und andererseits die größere Grundlinie 207 des
Trapezes auch im eingeklappten Zustand gut zum Abtrag und/oder zum Zeichnen
von Linien verwendet werden kann, da dann der Zeichenstift, auch
wenn er schräg
gegen Zentrum des Trapezes 203 gehalten wird, nicht durch die
Ecke 213 von der größeren Grundlinie 207 abgehoben
wird.
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Vorzugsweise
ist, im zusammengeklappten Zustand die Breite des erfindungsgemäßen Geodreiecks
kleiner als 1/3 seiner Länge.
Die Höhe
h des kleinen Dreiecks 205 wird demnach vorzugsweise L/4 > h > L/6 gewählt. Insbesondere ist die Wahl
der Höhe
des kleinen Dreiecks von h = L/5 von Vorteil, da hierdurch Fertigungstoleranzen
in Bezug auf die Aufteilung ermöglicht
werden. Das eingeklappte erfindungsgemäße Geodreieck hat dann gemäß dieser Ausführungsform
eine Breite von L/2 – L/5
= 3/10 L, wobei L die Länge
der Hypotenuse ist. Für
ein 16 cm langes Geodreieck bedeutet dies, dass das kleine Dreieck 205 eine
Breite von 3.2 cm besitzt und das Trapez 203 eine Höhe von 4.8
cm besitzt.
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Möchte man
jedoch die Breite des Geodreiecks im eingeklappten Zustand weitestgehend
minimieren, so ist es vorteilhaft, die Höhe des kleineren Dreiecks 205,
um mindestens 1 mm kleiner als die Höhe des Trapezes 203 zu
wählen,
vorzugsweise werden 2 mm Unterschied gewählt.
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In 2c ist
ein Querschnitt des eingeklappten Geodreiecks gezeigt, wobei der
Schnitt parallel zur und nahe bei der kleineren Trapezgrundlinie 207 verläuft. Das
kleinere Dreieck 205 liegt dabei über dem Trapez 203.
Gezeigt sind dabei auch Schrägkanten 215, 217 des
Trapezes 203 sowie Schrägkanten 219, 221 des
kleineren Dreiecks 205.
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In
der Ausführungsform
gemäß 2, sowie in allen anderen hier beschriebenen
Ausführungsformen
ist von großem
Vorteil, dass die zum Abtrag von geraden Linien verwendete Kante
(im Beispiel in 2 die Kante 207) über die
ganze Länge überhaupt
keine Störungen
aufweist. Der Mechanismus der die Veränderung der Breite ermöglicht beeinträchtigt diese
Kante nicht, wodurch weiterhin ein sauberes, störungsfreies Abtragen von langen,
geraden Linien ermöglicht
ist.
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3 zeigt ein, dem in 2 beschriebenen ähnliche
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Geodreieck 301 ist wiederum
in mindestens zwei Teile aufgeteilt, nämlich Trapez 303 und
kleineres Dreieck 305. Um ein erfindungsgemäßes Geodreieck
herzustellen müssen
Mittel vorgesehen sein mit Hilfe derer diese beiden Teile beweglich
aneinander angeordnet werden. Dies kann durch viele unterschiedliche
Mittel erreicht werden. Hierzu eignet sich beispielsweise ein oder
mehrere Klebstreifen, der die beiden Teile verbindet. Vorzugsweise
wird dieser beziehungsweise werden diese auf der Seite aufgebracht,
die der Auflagefläche
des Geodreiecks gegenüberliegt.
Dies ist aus mindestens zwei Gründen vorteilhaft:
Einerseits wird dadurch die Auflagefläche des Geodreiecks nicht gestört und es
liegt weiterhin gut auf der Unterlage, andererseits ist es hierdurch einfach
möglich,
das kleine Dreieck 303 auf das Trapez zu klappen. So kann
das Lineal auch im eingeklappten Zustand als Zeichenhilfe verwendet
werden.
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Die
Ausführungsform
gemäß 3 umfasst zusätzlich am Geodreieck vorgesehenen
Maßstäbe, die
zur Längen-
oder Winkelabtragung geeignet sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die an
den Maßstäben vorgesehenen
Zahlenangaben nicht gezeigt. Sind die Maßstäbe bereits in dem das Trapez 303 und
das kleinere Dreieck 305 bildende Material vorgesehen,
so ist es zumindest dann von Vorteil den einen oder die mehrere
Klebstreifen transparent zu wählen
da dann die Markierungen weiterhin sichtbar bleiben.
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In
der 3a sind allerdings keine Klebstreifen gezeigt.
Dies liegt daran dass eine weitere, besonders zu bevorzugende Variante
der Mittel zur Befestigung gezeigt wird. Hier ist nämlich zum
Befestigen des Trapezes 303 an das kleinere Dreieck 305 eine
der Dreiecksform des gesamten Geodreiecks zumindest angenähert angepasste
transparente und einseitig klebbare Folie verwendet. Damit werden
auf dem Geodreieck keine Berandungen der zur Befestigung verwendeten
Mittel sichtbar und der Schüler nicht
dazu verleitet diese beispielsweise zu versuchen, abzulösen. Für die Herstellung
besonders vorteilhaft ist, dass die Folie auch mit den benötigten Maßstäben und
Skalierungen bedruckt werden kann. Dies vereinfacht den Herstellungsprozess
erheblich.
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3b zeigt
das Geodreieck 301 der 3a in
eingeklapptem Zustand. Wiederum hat dieses in einem Mäppchen Platz,
dessen Länge
weit mehr als doppelt so lange ist wie dessen Breite, wie die gestrichelte
Linie andeutet.
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In 4a ist
zur Illustration eines weiteres Details eines erfindungsgemäßen Geodreiecks
aufgeführt. 4a zeigt
ein erfindungsgemäßes Geodreieck 401 mit
Trapez 403 und kleineres Dreieck 405. Von den
am Geodreieck vorgesehenen Maßstäben ist
aus Gründen
der Übersichtlichkeit
lediglich das Längenmaß an der
größeren Trapezgrundlinie 407 angedeutet.
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In
diesem Beispiel ist zum Verbinden der beiden Teile 403 und 405 eine
verbindende Folie, hier ein Klebestreifen 431 vorgesehen.
Der Klebstreifen umfasst einen Teil 431a der am Trapez 403 fixiert
ist und einen weiteren Teil 431b der am kleineren Dreieck 405 fixiert
ist. Gezeigt in der 4a ist auch eine Kantenstartlinie 433,
mit der das Einsetzen der Verjüngung
des Geodreiecks 401 zum Rand hin angedeutet wird.
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4c stellt
einen Querschnitt der Verbindungslinie CC' in 4a dar.
Um die Situation zu veranschaulichen, wurde der Querschnitt des
Klebestreifens 431 relativ zum Querschnitt des Trapezes 403 übertrieben
groß dargestellt.
Gezeigt sind auch Schrägkanten 415 und 417 des
Trapezes und dass der Klebstreifen 431 dem Verlauf der
Schrägkanten folgt.
In der Zeichnung angedeutet ist dass der Klebstreifen 431 nicht
bis ganz an den Rand des Trapezes 403 geht, was aber durchaus
möglich
wäre.
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4d stellt
einen Querschnitt der Verbindungslinie DD' in 4a dar.
Um die Situation zu veranschaulichen wurde der Querschnitt des Klebestreifens 431 relativ
zum Querschnitt des kleineren Dreiecks 405 übertrieben
groß dargestellt.
Gezeigt sind auch Schrägkanten 419 und 421 des
kleineren Dreiecks und dass der Klebstreifen 431 auch hier
dem Verlauf der Schrägkanten
folgt. Zu beachten ist, dass hier ein Querschnitt des kleineren
Dreiecks 405 im aufgeklappten Zustand des Geodreiecks 401 gezeigt wird.
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4b zeigt
das erfindungsgemäße Geodreieck
im zusammengeklappten Zustand. Das kleinere Dreieck 405 liegt über dem
Trapez 403, wobei die Ecke 413, die der Hypotenuse
gegenüber
liegt ein wenig, vorzugsweise mindestens 1 mm, von der größeren Trapezgrundlinie 407 beabstandet
ist.
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4e zeigt
einen Querschnitt durch das zusammengeklappte Geodreieck 401,
und zwar entlang der Linie EE' wie
in 4b gezeichnet.
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Deutlich
erkennbar ist auf dem Trapez 403 aufliegend der Trapezteil 431a des
Klebstreifens. Im Bereich der Schrägkanten 415 und 417 folgt
der Trapezteil 431a des Klebstreifens dem Verlauf der Kanten.
Auf dem Trapezteil 431a des Klebstreifens aufliegend gezeigt
ist der Dreieckteil 431b des Klebstreifens. Dies ist daher
korrekt, weil das Dreieckteil 405 gemäß 4b auf
dem Trapezteil 403 aufliegt.
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Vorzugsweise
folgt aber der Dreieckteil 431b des Klebstreifens im Schrägkantenbereich 419 und 421 in
der Nähe
der Hypotenuse des kleineren Dreiecks 405 dem Verlauf der
Schrägkanten 415 und 417 des
Trapezes 403. Weiter beabstandet von der Hypotenuse des
kleinere Dreiecks 405 folgt der Dreieckteil 431b des
Klebstreifens im Bereich der Schrägkanten 419 und 421 des
kleineren Dreiecks 405 vorzugsweise den Schrägkanten 419 und 421 des
kleineren Dreiecks 405.
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Es
kann ein schmaler Übergangsbereich vorgesehen
sein ausserhalb dem ein Klebstreifenteil im Bereich der Schrägkanten
den ihm zugeordneten Teil des Geodreiecks folgt, während es
im Innern des Übergangsbereich
genau den Übergang
gibt. In 4e ist dieses Übergehen
mit den Übergangsabschnitten 435 und 437 angedeutet.
Zumindest einer dieser Übergangsabschnitte
weisst vorzugsweise eine gummiartige Elastizität auf.
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Dies
hat einen äußerst vorteilhaften
Schnappeffekt zu Folge: Ist das Geodreieck gemäß dieser Ausführungsform
aufgeklappt, so halten die beiden Klebestreifenteile 431a und 431b im
Bereich der Schrägkanten 415, 417, 419 und 421 das
Geodreieck 401 stabil aufgeklappt, weil der Klebstreifen 431 im Bereich
der Schrägkanten
gedehnt werden müsste, um
das kleinere Dreieck 405 umzuklappen.
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Wird,
entgegen dieser elastischen Kraft des Klebstreifens 431 das
kleinere Dreieck 405 auf das Trapez 403 geklappt,
so gibt es eine Stellung von welcher aus, im Bereich der Schrägkanten
und in der Umgebung der kleineren Trapezgrundlinie 409,
der Dreieckteil 431b des Klebstreifens nach unten schnappt
und dem Verlauf der Schrägkanten 415 und 417 folgt.
Durch diesen Schnappeffekt wird das kleinere Dreieck 405 stabil
auf dem Trapez 403 gehalten.
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In
einer Variante ist es auch möglich,
das System so auszulegen, dass zwar kein Klebstreifenstück von der
einen Schrägkante
zur anderen schnappt, dass aber im Übergangsbereich der Klebstreifen
gedehnt wird und dieser aufgrund des Bestrebens der Dehnung entgegen
zu wirken das Dreieck 405 auf das Trapez 403 drückt und
es dort mit einer gewissen Kraft stabil hält.
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Etwas
allgemeiner ausgedrückt,
sind in dieser bevorzugten Ausführungsform
Mittel am Lineal vorgesehen die bewirken, dass zum Auf- und/oder Zuklappen
des Linealwinkels Schnappschlusskräfte überwunden werden müssen.
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Es
sollte hier angemerkt werden, dass die Ausführungsform gemäß der 4a bis 4e nicht auf
die Verwendung von Klebstreifen eingeschränkt ist, sondern dass derselbe
Schnappmechanismus auch im Zusammenhang mit einer wie in 3 diskutierten zumindest nahezu das ganze
Geodreieck bedeckenden Verbindungsfolie realisiert werden kann.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist ein Geodreieck 501,
aufgeteilt in ein Trapez 503 und zwei rechtwinklige kleine
Dreiecke 505a und 505b. Die kleineren Dreiecke 505a und 505b sind
mit dem Trapez 503 derart verbunden, dass sie um eine Ecke schwenkbar
sind und in einer Stellung die Zeichenhilfe zum Dreieck ergänzen wie
in 5a gezeigt, während
sie in der anderen Stellung die Zeichenhilfe zu einen rechteckigen
Lineal ergänzen,
wie in 5b gezeigt. Es wird deutlich,
dass die Zeichenhilfe wie in 5b gezeigt
sehr gut Platz in einem Mäppchen hat,
dessen Länge
durchaus mehr als das zweifache seiner Breite betragen darf, wobei
die Breite die halbe Höhe
des in 5a gezeigten Geodreiecks 501 nicht
wesentliche übersteigt.
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In 6a dargestellt
ist eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Geodreieck 601 ist hier im
Zustand geringer Breite gezeigt. Wiederum umfasst das Dreieck 601 ein
Trapez 603. Zusätzlich
umfasst das Dreieck eine erste Ankathetenschiene 605a und
eine zweite Ankathetenschiene 605b. Das Trapez 603 umfasst
verschieden Vorrichtungen zur Aufnahme der Ankathetenschienen. Hierzu
gehört
die Vertikalkante 617 an der eine der Ankathetenschienen 605a, 605b angebracht
werden kann, wenn zum Lineal geringerer Breite übergegangen werden soll. Dann
kann die andere Ankathetenschiene auf die kleinere Trapezgrundlinie 609 gesteckt
werden. Im diese zu fixieren ist im Trapez 603 eine Rille 619 vorgesehen.
Der Querschnitt des Trapezes 603 der in 6c gezeigt
ist macht den Mechanismus deutlich: Angesteckt an Trapez 603 ist
die erste Ankathetenschiene 605a, fixiert mittels Rille 619,
wobei die an der Ankathenschiene 605a vorgesehene Ausformung
in die Rille 619 greift. Angesteckt an Trapez 603 ist
ausserdem die zweite Ankathetenschiene 605b und zwar an
der Vertikalkante 617, wobei wiederum das Zusammenspiel
von Rille und Ausformung eine Fixierung bewirken.
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6b zeigt
das Lineal in Dreiecksform. Die Ankathetenschienen sind derart an
die Kanten des Trapezes 603 angesteckt, dass sie, zusammen
mit der grösseren
Trapezgrundlinie 607 die äussere Form eines rechtwinkligen
gleichschenkligen Dreiecks bilden. An den Ankathetenschienen sind
die Maßstäbe zum Abtragen
der Winkel angezeichnet.
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In
dieser Dreiecksform sind die Ankathetenschienen wiederum mittels
Rillen 611, 613 am Trapez 603 und Ausformungen
an den Ankathetenschienen fixiert.
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Es
sollte darauf hingewiesen werden dass die Ausführungsformen gemäß der 2 bis 4 auch auf
die geometrischen Ausgestaltungen der 1b und 1c übertragbar
sind. Insbesondere bei Anwendung auf die Geometrie gemäß Figur
lc kommt man zu einer Breite im eingeklappten Zustand, die nur wenig über einem
Drittel der Breite des herkömmlichen
Geodreiecks gemäß 1a liegt.
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Es
wurden hier unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung diskutiert und anhand von Beispielen und Zeichungen erläutert.
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Erfindungsgemäß wurde
ein Lineal mit veränderlich
wählbarer
Breite offenbart, dessen unveränderliche
Länge eine
durchgehend ungestörte
Kante zum genauen Abtrag gerader Linien aufweisst. Im Zustand der
geringen Breite eignet sich das Lineal vorzüglich zum Verstauen in länglichen
Schutzkörpern,
beispielsweise zum Transport. Im Zustand größerer Breite eignet sich das
Lineal vorzüglich
zum genauen Abtrag von Winkeln.
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Es
sollte nochmals speziell auf folgende Punkte verwiesen werden:
- 1. Lineal, vorzugsweise Geodreieck, mit der
Länge L
an dem Mittel zum Ablesen und/oder Abtragen von Winkeln vorgesehen
sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Lineal ein erstes Teil und mindestens
ein zweites Teil aufweist, wobei erstes und zweites Teil relativ
zueinander derart beweglich angeordnet sind, dass sie in einer ersten
Ausrichtung relativ zueinander dem Lineal eine erste Breite verleihen,
die mindestens einem Drittel der Länge L entspricht und in einer
zweiten Ausrichtung relativ zueinander dem Lineal eine zweite Breite
verleihen, die deutlich geringer als ein Drittel der Länge L ist.
- 2. Lineal nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, dass das erste
bewegliche Teil Trapezform aufweisst und das zweite bewegliche Teil
die Form eines rechtwinkligen gleichschenkligen Dreiecks aufweisst,
wobei Hypotenuse und kleinere Trapezgrundlinie derart miteinander
verbunden sind, so dass das zweite bewegliche Teil um eine Achse,
die im wesentlichen entlang der kleineren Trapezgrundlinie verläuft, auf
das erste bewegliche Teil geklappt werden kann.
- 3. Lineal nach einem der Punkte 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet,
dass die Höhe
des Dreiecks mindestens 1 mm kleiner als die Höhe des Trapezes ist.
- 4. Lineal nach einem der Punkte 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet,
dass erstes bewegliches Teil und zweites bewegliches Teil in erster
und in zweiter Ausrichtung durch einen Schnappmechanismus zueinander
stabilisiert werden.
- 5. Lineal nach einem der Punkte 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet,
dass das erste bewegliches Teil und das zweite bewegliches Teil
mit einer Folie verbunden sind, welche auf der Seite vorgesehen ist
die der Auflagefläche
des Lineals gegenüberliegt.
- 6. Lineal nach Punkt 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich
der äußeren Berandung
eine Kante vorgesehen ist und ein Schnappmechanismus gemäß Punkt
4 dadurch erzielt wird, dass die Folie im aufgeklappten Zustand
des Lineals dem Kantenverlauf beider beweglicher Teile folgt und die
Folie im zugeklappten Zustand des Lineals zum Teil dem Kanteverlauf
lediglich einen Teils folgt.
- 7. Lineal nach einem der Punkte 5 bis 6 dadurch gekennzeichnet,
dass die Folie sich im wesentlichen vollständig über eine Fläche des Lineals erstreckt
- 8. Lineal nach Punkt 7 dadurch gekennzeichnet, dass an der Folie
Maßstäbe zum Abtragen
von Längen
und Winkeln vorgesehen sind.
-
- 619
- Rille
- 617
- Vertikalkante
- 613
- Rille
- 611
- Rille
- 609
- kleinere
Trapezgrundlinie
- 607
- größere Trapezgrundlinie
- 605b
- zweite
Ankathetenschiene
- 605a
- erste
Ankathetenschiene
- 603
- Trapez
- 601
- Geodreieck
- 505b
- zweites
kleines Dreieck
- 505a
- erstes
kleines Dreieck
- 503
- Trapez
- 501
- Geodreieck
- CC'
- Verbindungslinie
- 433
- Kantenstartlinie
- 431b
- Dreieckteil
des Klebstreifens
- 431a
- Trapezteil
des Klebstreifens
- 431
- Klebstreifen
- 417
- Schrägkante
- 415
- Schrägkante
- 409
- kleiner
Trapezgrundlinie
- 407
- größere Trapezgrundlinie
- 405
- kleineres
Dreieck
- 403
- Trapez
- 401
- Geodreieck
- 305
- kleineres
Dreieck
- 303
- Trapez
- 301
- Geodreieck
- 221
- Schrägkante
- 219
- Schrägkante
- 217
- Schrägkante
- 215
- Schrägkante
- 213
- Ecke
- 211
- Hypotenuse
- 209
- kleinere
Trapezgrundlinie
- 207
- größere Trapezgrundlinie
- 205
- kleineres
Dreieck
- 203
- Trapez
- 201
- Geodreieck
