DE202005000914U1

DE202005000914U1 - Selbsttragende Ringstruktur

Info

Publication number: DE202005000914U1
Application number: DE200520000914
Authority: DE
Original assignee: LANGS PETER
Current assignee: Langs Peter
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2015-01-21

Abstract

Ringstruktur, mit der Geometrie eines N-Ecks die durch Zusammensetzen von 3 × N Bauteilen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur selbsttragend ist und im Wesentlichen durch Haftreibung zwischen den Bauteilen zusammengehalten wird, wobei die Bauteile aus 2 × N Randleisten (1) und N Quersprossen (6) bestehen und die Randleisten Einkerbungen (3) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttragende Ringstruktur die ohne jegliche Verbindungen (Schrauben, Leim, Dübeln oder ähnliches) zusammengesetzt wird und ausschließlich mittels Haftreibung trägt. Eine derartige Ringstruktur kann sich als Sport- oder Turngerät eignen, oder auch als Spielzeug Verwendung finden. Die Erfindung zeichnet sich dahingehend aus, dass sie in wenigen Minuten und ohne jegliche Werkzeuge zusammengebaut werden kann. Als Material für die Ringstruktur wurden Holzleisten verwendet. Man kann die Bauteile auch aus Kunststoff anfertigen.
Die Idee zu dieser Erfindung geht unter anderem auf eine Skizze von Leonardo Da Vinci zurück, die er im Codex Atlanticus niederschrieb. Darin zeichnete er eine Brückenstruktur die ohne jegliche Verbindungen zusammengebaut werden kann. Wolfgang Bürger (Professor an der Universität Karlsruhe) hat diese Brückenstruktur in seinem Artikel (Bild der Wissenschaft 5/ 1990) Leonardo – Brücke genannt. Er erkannte das die Stabilität im Wesentlichen durch die Haftreibung zwischen den einzelnen Brettern gewährleistet wird. Je stärker die Brücke belastet wird desto mehr kann sie tragen. Nachgebaut wurde diese Brücke u. a. 2001 in Leipzig und in Münster sowie 2003 in Hartberg.
Neu ist hier erstens die Zusammensetzung zweier halbkreisförmiger Brückenstrukturen zu einem geschlossenen Ring der ohne jegliche zusätzliche Verbindungen (Leim, Schrauben, Nägel oder Dübeln) hält und belastbar ist. Neu ist zweitens auch die Verwendung von Kerben (1) in den Randleisten (vgl. 1) die wesentlich zur Stabilität der Ringstruktur beitragen.
Vergleichbare Strukturen existieren aus gebogenen Stahlrohren (das Rhönrad, ein Turngerät von Otto Feick aus dem Jahr 1925). Doch im Gegensatz zum Rhönrad besticht diese Erfindung durch die Einfachheit des Zusammenbaus und die Kosten sparende Verwendung des Materials "Holz". Der Aufbau der Ringstruktur basiert auf der Geometrie eines regelmäßigen Vielecks. Wir bezeichnen die Anzahl der Seiten (Randleisten) des Vielecks mit N. Damit besteht die Ringstruktur aus 2N Randleisten und N Quersprossen. Also besteht die Ringstruktur aus 3 N Bauteilen.
Wegen besserer Abrolleigenschaften eignet sich für ein Sportgerät die Wahl einer größeren Anzahl von Ecken: N ≥ 16
Die Größe des Sportgeräts oder der Durchmesser der Ringstruktur richtet sich naturgemäß nach der Körpergröße des Benutzers: Gebaut wurde Strukturen mit den Durchmessern 2R = 210 cm sowie 170 cm
Als Spielzeug bietet sich aus praktischen Gründen (Aufbauzeit, Kleinheit der Bauelemente) N ≤ 16
Bezeichnen wir den Zentriwinkel des Vielecks mit α (5) α = 2π / N
Und benennen wir gemäß 1 die Höhe der Randleisten bei der Einkerbung (3) mit h, die Länge zwischen der Einkerbungen der Randleisten mit L (4) und die Höhe und Breite der Quersprossen (6) mit H und B so erhält man durch einfache geometrische Überlegungen in guter Näherung die Bedingung für den Ringschluß: sin (α) = 4 (H + h) / (L – B)
Sind die Bauteile derart dimensioniert, dass die obige Formel für α einen ganzzahligen Bruch von 2 π ergibt, so schließt sich die Struktur zu einem vollständigen Ring mit der Geometrie eines regelmäßigen N-Ecks.
Die zwei Abschrägungen an beiden Enden der Randleisten (2) vermindern die Verletzungsgefahr an den Kanten und verbessern die Abrolleigenschaften der Ringstruktur. Die Breite der Ringstruktur kann theoretisch beliebig gewählt werden. In der Praxis hat sich eine Breite von etwa einem Drittel des Durchmessers bewährt. (siehe 3).
Ein noch besseres Abrollen erhält man durch die Annäherung der Abschrägungen in 1 an ein Kreissegment (7) mit dem Radius R (4). Wobei die Bogenlänge (8) des Kreissegments ungefähr ein viertel des Zentriwinkels α beträgt (4). Die Anfertigung dieser Randleiste kann mit etwas mehr Aufwand über eine CNC Fräse erfolgen. Dadurch geht das regelmäßige N – Eck in einen glatten Kreis über, der wie ein Rad abrollt. Dieser zusätzliche Aufwand lohnt sich vor allem bei der Verwendung als Sportgerät da hier auf die Dynamik der Struktur im Vordergrund steht.
1 Ansicht der Randleiste. Die Randleisten weisen zwei Kerben (1) sowie zwei Abschrägungen (2) auf. Der Abstand zwischen den Kerben wird mit L (4) bezeichnet und die Höhe der Leiste bei der Kerbe mit h (3).
2 Die 2 zeigt den Grundriß des Ringes. Er besteht aus einem regelmäßigen N-Eck mit dem Zentriwinkel α (5).
3 3 zeigt den Aufbau des Ringes in drei Dimensionen.
4 Ansicht der Randleiste. Die Randleiste weist zwei Teilstücke eines Kreissegments (7) mit der Bogenlänge (8) auf.

Claims

Ringstruktur, mit der Geometrie eines N-Ecks die durch Zusammensetzen von 3 × N Bauteilen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur selbsttragend ist und im Wesentlichen durch Haftreibung zwischen den Bauteilen zusammengehalten wird, wobei die Bauteile aus 2 × N Randleisten (1) und N Quersprossen (6) bestehen und die Randleisten Einkerbungen (3) aufweisen.
Ringstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die verwendeten Randleisten Abschrägungen (2) aufweisen, welche die Verletzungsgefahr an den Kanten vermindern und die Abrolleigenschaften der Ringstruktur verbessern.
Ringstruktur nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, das die Form der verwendeten Randleisten nach dem Umkreis der Ringstruktur geschnitten ist (7) und dadurch die Rolleigenschaften der Ringstruktur noch weiter verbessert werden.