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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 263803 KLASSE 42m. GRUPPE- M 263803 CLASS 42m. GROUP

Dr.WILHELM VERSHÖFEN in JENA.Dr.WILHELM VERSHÖFEN in JENA.

Die bisher bekannt gewordenen und im Gebrauch befindlichen Baukästen haben den Nachteil, daß sie durchaus unkonstruktiv und unpädagogisch sind, da sie ein zutreffendes Bild von den statischen und konstruktiven Verhältnissen des Steinbaues nicht zu vermitteln vermögen. Man hat wohl in Baugewerksund gewerblichen Fortbildungsschulen bereits Mittel, um die Grundsätze beispielsweise derThe previously known and in use kits have the Disadvantage that they are quite unconstructive and non-educational, as they are a true one Not to convey a picture of the static and structural conditions of the stone building capital. One already has advanced training schools in building trade and commercial schools Means to apply the principles such as the

ίο Gewölbelehre zu veranschaulichen, indessen handelt es sich bei den vorerwähnten Lehrmitteln ausschließlich um solche, welche je-. weils nur eine ganz bestimmte Konstruktion wiederzugeben imstande sind bzw. mit Hilfe deren.sich nur eine ganz bestimmte Gewölbeform herstellen läßt, während schon für eine nur wenig abweichende andere Form wieder ganz andere Steine, Lehren u. dgl. erforderlich sind; Man bedarf also bei den bekannten Lehrmitteln für die Veranschaulichung lediglich der wenigen Grundformen eines außerordentlich großen Bestandes an verschiedengestaltigen Steinen und anderen Hilfsmitteln. Der den Gegenstand der Erfindung bildende Lehrbaukasten beseitigt nun die vorstehend genannten Mängel der bisher gebräuchlichen Baukästen und Lehrmittel, indem er bei äußerst zweckentsprechender Veranschaulich ung der konstruktiven und statischen Verhältnisse des Stein- und Gewölbebaues die Herstellung der verschiedensten Bogenformen unter Verwendung derselben Steine bzw. Bauelemente ermöglicht und überdies noch den Vorteil bietet, daß bei jeder der zahlreichen Gewölbeformen, wie sie in der Architektur vorkom-■ men, ein Anbauen mittels in ihren Abmessungsverhältnissen denjenigen der Normalsteine entsprechender Bauelemente, und zwar in irgendeinem der gebräuchlichen Mauerverbände, vorgenommen werden kann. Die Erfindüng selbst besteht einerseits in der besonderen Form der Keil- und Schlußsteine und zum anderen in einer eigenartigen Ausbildung der zur Aufführung der Gewölbe benutzten Lehre. Das Neue besteht nun darin, daß die wagerechten Außenkanten der Steine, die in bekannter Weise mit den horizontalen Fugen des anschließenden Mauerwerks zusammenfallen, sich in das Verhältnis des Mauerverbandes, d. h.·etwa 1:2:4, derart einpassen, daß ein lückenloses Anbauen mit Normalsteinen ermöglicht wird. Das Neue der unmittelbar mit der eigenartigen . Steinform in innigster Verbindung stehenden Lehre besteht ihrerseits darin, daß sie in besonderer Weise unterteilt, also aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist, wobei die Teilungsfugen der Lehre parallel zueinander verlaufen, während die Breite der einzelnen Lehrenteile der Projektion der Bogenkanten der Keilsteine ent- spricht. Die Gesamtzahl der Lehrenteile dient dabei zur Konstruktion eines größten Bogens, nämlich eines Rundbogens, während andererseits mehrere Einzelteile der Lehre zu beliebigen Formen zusammensetzbar sind, um alsdann unter Benutzung ein und derselben Keilsteine die Ausführung der verschiedenartigsten Bögen, beispielsweise romanischer und Renaissancerundbögen, gotischer Bögen und Spitzbögen aller Art, im weiteren aber auch Flachbögen, wie sie in der Hauptsache beim Brückenbau Anwendung finden, zu ermöglichen. Während hierbei, wie bereits erwähnti die Keilsteine bei allen möglichen Ausführungsformen dieselben bleiben, sind nur für besondere Fälle noch einige besondereTo illustrate vault theory, however The above-mentioned teaching materials are exclusively those that each. because only a very specific construction is able to be reproduced or with help whose.sich only a very specific vault shape can be produced, while already for one only slightly different other shape and completely different stones, gauges and the like required are; In the case of the known teaching aids, one only needs for the illustration of the few basic forms of an extraordinarily large number of different forms Stones and other aids. The teaching kit forming the subject of the invention now eliminates the above mentioned shortcomings of the previously used construction kits and teaching aids by being at extremely appropriate illustration of the constructive and static conditions of stone and vault construction using the production of various arches the same stones or construction elements and also offers the advantage that with each of the numerous vault shapes, as they appear in architecture, building on by means of their dimensional relationships structural elements corresponding to those of the normal bricks, namely in any of the common wall connections, can be made. The invention itself consists on the one hand in the special Shape of the wedge and keystones and on the other hand in a peculiar formation of the teaching used to perform the vaults. The new thing is that the horizontal outer edges of the stones, which in a known manner with the horizontal joints of the adjoining masonry collapse, merge into the relationship of the masonry bond, d. i.e. about 1: 2: 4, fit in such a way that it can be built on without gaps with normal stones. The new of the immediate with the peculiar. Stone form in the most intimately connected doctrine in turn, in that it is subdivided in a special way, that is, composed of several parts is, the dividing joints of the gauge run parallel to each other, while the width of the individual gauge parts of the projection of the curved edges of the wedge stones speaks. The total number of gauge parts is used to construct the largest arch, namely a round arch, while on the other hand several individual parts of the teaching to arbitrary Shapes can be put together to then use one and the same Keilsteine the execution of the most diverse arches, for example Romanesque and Renaissance arches, Gothic arches and pointed arches of all kinds, but further on also to enable flat arches, as they are mainly used in bridge construction. While here, as already mentioned, the wedge stones remain the same in all possible embodiments, are only for special cases a few special ones

Schlußsteine und Auflager beigegeben, und im weiteren ist noch eine Fundamentleiste vorgesehen, welche in systematischer Anordnung eine Anzahl von Vertiefungen enthält, in welche die Grundsteine der einzelnen Bögen eingesetzt werden können, um einerseits die Konstruktion zu erleichtern, andererseits aber auch den Druck des Bogens bzw. den Gewölbeschub aufzunehmen. Noch sei erwähnt,Keystones and supports are added, and a foundation strip is also provided, which in a systematic arrangement contains a number of depressions in which the foundation stones of the individual arches can be used to facilitate the construction on the one hand, but on the other hand also take up the pressure of the arch or the arch thrust. It should also be mentioned

ίο daß auf die neue Lehre, welche im Hinblick auf ihre vielfache Verwendungsmöglichkeit hier als Normallehre bezeichnet werden kann, die Radialkonstruktion des Steinschnittes für alle möglichen Bogenkonstruktionen aufgezeichnet sein kann, um einen Einblick in die statischen Verhältnisse zu gewähren.ίο that on the new teaching, which in view of can be referred to here as normal doctrine due to its multiple uses, which Radial construction of the stone cut recorded for all possible arch constructions can be to provide an insight into the static conditions.

Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführungsform, und gibt ein Bild von der Vielgestaltigkeit der mit ein und denselben Steinen unter Zuhilfenahme ein und derselben Lehre herzustellenden Bogenkonstruktionen. Im weiteren läßt die Zeichnung die systematische Entwickelung der folgenden Formen aus der Grundform, nämlich aus dem Rundbogen, erkennen :The drawing illustrates the subject matter of the invention in an exemplary embodiment, and gives a picture of the diversity of those with one and the same stones Arch constructions to be produced with the aid of one and the same teaching. In the further the drawing shows the systematic development of the following forms from the basic form, namely from the round arch :

Wie aus Fig. i, welche einen romanischen bzw. einen Rundbogen darstellt, zu ersehen ist, besitzen die Keilsteine a, b, c, d, e, f, g, h das Kennzeichen, daß ihre Außenkanten, welche die gebrochene äußere Umrißlinie des Gewölbes ergeben, in dem Verhältnis des Mauerverbandes, d. h. in dem Verhältnis von etwa 1:2:4 stehen, während die Bogenkanten jeweils Teile eines aus dem Mittelpunkt A geschlagenen Kreises bilden und die Stoßfugen der Keilsteine α bis h auf den Radien des aus dem Mittelpunkt A geschlagenen Kreises liegen bzw. die Verlängerung dieser Radien darstellen. Der für den Rundbogen zur Verwendimg gelangende Schlußstein i besitzt dabei auf der oberen Fläche eine Länge, welche ein Vielfaches der Abmessungen der Außenkanten der Steine d, e, f, g beträgt. Dadurch ist die für die Veranschaulichung der Verhältnisse des Steinbaues außerordentlich wichtige Möglichkeit geschaffen, an den Bogen mit Normalsteinen von dem Verhältnis von etwa 1:2:4 lückenlos anbauen und den Mauerverband regulär weiterführen zu können.As shown in Fig. I, which is a Roman or represents a circular arc, can be seen to possess the wedge blocks a, b, c, d, e, f, g, h is characterized in that its outer edges, which of the broken outer contour Vault result, in the ratio of the wall association, ie in the ratio of about 1: 2: 4, while the arched edges each form parts of a circle drawn from the center A and the butt joints of the wedge stones α to h on the radii of the center A or represent the extension of these radii. The keystone i used for the round arch has a length on the upper surface which is a multiple of the dimensions of the outer edges of the stones d, e, f, g . This creates the possibility, which is extremely important for the illustration of the conditions of the stone construction, to be able to build on the arch with normal stones with a ratio of about 1: 2: 4 without gaps and to be able to continue the wall bond regularly.

Gemäß der Erfindung ist nun eine Lehre vorgesehen, welche aus mehreren Teilen 1, 2, 3, 4; 5, 4', 3', 2', 1' besteht, d. h. eine Lehre, welche derart unterteilt ist, daß ihre Trennfugen parallel zueinander verlaufen, wobei die Breite der einzelnen Teile, beispielsweise der Teile 2, 3, 4, der Projektion der BogenkantenAccording to the invention, a teaching is now provided which consists of several parts 1, 2, 3, 4; 5, 4 ', 3', 2 ', 1' consists, ie a gauge which is subdivided in such a way that their parting lines run parallel to one another, the width of the individual parts, for example parts 2, 3, 4, the projection of the Curved edges

• der Steine d, e, f entspricht. Auf die in vorstehender Weise unterteilte Lehre ist nun zur Veranschaulichung der statischen Verhältnisse die radiale Konstruktion des Steinschnittes zunächst für den Rundbogen, im weiteren aber auch für die verschiedenen anderen Bogenformen aufgetragen, wie dies aus Fig. ι zu erkennen ist. Betrachtet man in Fig. ι die aus den Fußpunkten B und C geschlagenen Kreise, welche einander in der Mitte des Durchmessers für den Gewölberundbogen tangieren, so ergibt sich, daß diese Kreise den aus dem Mittelpunkt A geschlagenen Kreis in der Stoßfuge der Keilsteine f und g bzw. g' und f schneiden.• corresponds to stones d, e, f. On the teaching subdivided in the above manner, the radial construction of the stone cut is now applied first for the round arch, but also for the various other arch forms, as can be seen from FIG. 1 to illustrate the static conditions. If one considers in Fig. Ι the circles drawn from the base points B and C , which are tangent to each other in the middle of the diameter for the arched vault, it follows that these circles are the circle drawn from the center A in the butt joint of the wedge stones f and g or g ' and f intersect.

Durch diese besondere, durch den eigenartigen Steinschnitt herbeigeführte Einrichtung wird nun aber die systematische Ableitung einer weiteren Bogenform veranschaulicht. Nimmt man nämlich den Lehrenteil 5 und die Steine g, h, i und ti', g' aus dem romanischen Bogen heraus (Fig. 1) und schiebt dann den aus den Steinen a', V, c', d', f bestehenden und von den Lehrenteilen 1', 2', 3', 4' getragenen Bogenteil gegen den auf der anderen Seite stehengebliebenen Bogenteil a, b, c, d, e, f heran, so ergibt sich der in Fig. 2 dargestellte rein gotische Bogen, bei welchem die Teilbögen aus den gegenüberliegenden Fuß punkten geschlagen sind. Auch hier bringt die auf den Lehrenteilen vorgesehene Radialkonstruktion die statischen Verhältnisse zum Ausdruck, wie dies gleichfalls aus Fig. 2 zu erkennen ist. Wir haben hier wiederum die bei den Rundbögen zur Verwendung kommenden Keilsteine a, b, c, d, e, f lind «', V, c', d', e', f, wobei nur ein besonderer Schlußstein k vorgesehen ist, der aber aus zwei Teilen bestehen kann und alsdann zu einer weiteren, erst später zu besprechenden Bogen ausführung verwendbar ist.However, the systematic derivation of a further arch shape is now illustrated by this special arrangement brought about by the peculiar stone carving. If one takes the teaching part 5 and the stones g, h, i and ti ', g' out of the Romanesque arch (Fig. 1) and then pushes the one consisting of the stones a ', V, c', d ', f and the arch part carried by the gauge parts 1 ', 2', 3 ', 4' against the arch part a, b, c, d, e, f , which has remained standing on the other side, results in the purely Gothic arch shown in FIG. 2 , in which the partial arches are struck from the opposite foot points. Here, too, the radial construction provided on the gauge parts expresses the static conditions, as can also be seen from FIG. Here again we have the wedge stones a, b, c, d, e, f lind «', V, c', d ', e', f, which are used for the round arches, whereby only one special keystone k is provided, the but can consist of two parts and can then be used for a further arc to be discussed later.

Nun läßt sich nicht nur der in Fig. 2 wiedergegebene Spitzbogen unter Benutzung der vorhandenen Steine erzeugen, vielmehr können auch verschiedene andere Fälle von Spitzbögen, wiederum unter Benutzung ein und derselben Keilsteine, lediglich unter Verwendung eines etwas anders geformten Schlußsteines hergestellt werden, wie dies aus Fig. 3 und aus der punktierten Darstellung in Fig. 1 ersichtlich ist. Nimmt man nämlich aus der Bogenkonstruktion nach Fig. 2 die Steine e, f, e', f und k heraus, und entfernt man im weiteren die Lehrenteile 3, 4 und 3', 4', so ergibt sich nach Zusammenrücken der beiden stehengebliebenen Bogenteile und nach Einfügen eines besonderen Schlußsteines I der in Fig. 3 veranschaulichte Spitzbogen, bei welchem aber, ebenso wie bei dem gotischen Bogen nach Fig. 2, ein Anbau im regulären Mauerverband mittels Normalsteine im Verhältnis von ungefähr 1:2:4 möglich ist.Now, not only can the pointed arch shown in FIG. 2 be produced using the existing stones, but also various other cases of pointed arches, again using one and the same wedge stones, only using a somewhat differently shaped keystone, as shown in FIG Fig. 3 and from the dotted representation in Fig. 1 can be seen. If one takes the stones e, f, e ', f and k out of the arch construction according to FIG. 2, and then removes the gauge parts 3, 4 and 3', 4 ', this results after the two remaining arched parts have moved together and after inserting a special keystone I, the pointed arch illustrated in FIG. 3, which, however, as with the Gothic arch according to FIG. 2, can be added to the regular wall structure using normal stones in a ratio of approximately 1: 2: 4.

Nimmt man dann noch weiterhin die Steine d und d' mit dem Schlußstein I fort und entfernt die Lehrenteile 2 und 2', so erhält man, wenn man die beiden verbliebenen Bogenteile mit den dann noch verbleibendenIf you then continue to remove the stones d and d ' with the keystone I and remove the gauge parts 2 and 2', you get the two remaining arch parts with the remaining parts

Lehrenteilen ι und ι' zusammenrückt, wie dies in Fig. ι punktiert dargestellt ist, einen weiteren Spitzbogen. Hierbei kann dann ein Schlußstein m (Fig. i) Verwendung finden, der wiederum einen Anbau mit Normalsteinen ermöglicht, da auch seine äußeren Kanten dem Verhältnis 1:2:4 entsprechen.Teaching parts ι and ι 'move together, as shown in Fig. Ι dotted, another pointed arch. A keystone m (Fig. I) can then be used, which in turn enables an extension with normal stones, since its outer edges also correspond to the ratio 1: 2: 4.

Damit ist aber die Reihe der Konstruktionsmöglichkeiten, welche der Gegenstand vor- liegender Erfindung vorsieht, noch nicht erschöpft, vielmehr können mittels ein und derselben Keilsteine und Lehrenteile, mit denen man; Rundbögen und Spitzbögen aller Art aufbauen konnte, auch Flachbögen von verschiedener Spannweite hergestellt werden. Ein solcher Flachbogen ist beispielsweise in Fig. 4 dargestellt. Die Konstruktion des Flachbogens nach Fig. 4 ergibt sich aus dem Rundbogen nach Fig. 1 dadurch, daß man nach Herausnähme der Steine g, h, i, h', g' und nach Entfernung des Lehrenteiles 5 den dann verbleibenden Bogenteil mit dem Lehrenteil 1', 2', 3', 4' nach unten herumschlagend an den auf der linken Seite der Fig. 5 verbliebener!This does not, however, exhaust the number of design possibilities provided by the subject matter of the present invention; Round arches and pointed arches of all kinds could be built, and flat arches of various spans could also be produced. Such a flat arch is shown in FIG. 4, for example. The construction of the flat arch according to FIG. 4 results from the round arch according to FIG. 1 in that, after removing the stones g, h, i, h ', g' and after removing the gauge part 5, the then remaining arch part with the gauge part 1 ', 2', 3 ', 4' turning downwards to the one remaining on the left side of FIG. 5!

Teil anfügt und alsdann eine Drehung der betreffenden Konstruktion um go° vornimmt. Es sind dann aber die Keilsteine α und a' noch fortzunehmen und durch den Schlußstein i, welcher bereits in Fig. 1 zur Herstellung des romanischen Bogens diente, zu ersetzen, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Als Auflager für den Flachbogen sind dann die beiden Teile des Schlußsteines k in Fig. 2, nämlich die Keile k' und k² zu benutzen.Adds part and then rotates the relevant construction by go °. Then, however, the wedge stones α and a ' have to be removed and replaced by the keystone i, which was already used in FIG. 1 to produce the Romanesque arch, as can be seen in FIG. The two parts of the keystone k in FIG. 2, namely the wedges k ' and k ^2, are then to be used as supports for the flat arch.

Auch bei dem Flachbogen gemäß Fig. 4, bei welchem die zu den anderen Bogenkonstruktionen benutzten Keilsteine b, c, d, e, f, k', i, V, c', d\ e', f, k² und die ebenfalls zuvor benutzten Lehrenteile 1, 2, 3, 4, i', 2', 3', 4' verwendet werden, ist die Möglichkeit geboten, mit Normalsteinen des Verhältnisses von etwa 1:2:4 anbauen und den Mauerverband regulär weiterführen zu können.Also with the flat arch according to FIG. 4, in which the wedge stones used for the other arch constructions b, c, d, e, f, k ', i, V, c', d \ e ', f, k ² and also previously used gauge parts 1, 2, 3, 4, i ', 2', 3 ', 4' are used, there is the possibility of building on with normal bricks with a ratio of about 1: 2: 4 and to be able to continue the wall bond regularly.

Dem Baukasten gemäß der Erfindung ist nun zweckmäßig noch eine Fundamentleiste (Fig. 5) beigegeben, welche in systematischer Anordnung eine Anzahl von Vertiefungen v, x, y, ζ aufweist, wobei diese Vertiefungen ν bis ζ dazu dienen, um die Grundsteine für die einzelnen Bögen aufzunehmen. Beispielsweise werden für den in Fig. 4 dargestellten Flachbogen die Keilsteine k' und k² in die Vertiefungen υ und ζ eingesetzt, während zur Aufnahme der Keilsteine α und a' des Rundbogens nach Fig. 1 die beiden Vertiefungen ν und y zu benutzen sind. Damit wird einmal der Aufbau der Gewölbe bzw. Bögen erleichtert, weiterhin aber auch der Druck des Bogens bzw. der Gewölbeschub aufgefangen, womit eine ausreichende Stabilität für die Ge-Wölbekonstruktionen gewährleistet ist.'The construction kit according to the invention is now expediently added to a foundation strip (Fig. 5), which in a systematic arrangement has a number of depressions v, x, y, ζ , these depressions ν to ζ are used to create the foundation stones for the individual Take up arcs. For example, the wedge stones k ' and k ² are inserted into the depressions υ and ζ for the flat arch shown in FIG. 4 , while the two depressions ν and y are to be used to accommodate the wedge stones α and a' of the arch of FIG. This facilitates the construction of the arches or arches, but also absorbs the pressure of the arch or the arch thrust, which ensures sufficient stability for the arched structures. '

Wie aus Vorstehendem ersichtlich, ermög- · licht also der Gegenstand der Erfindung die Konstruktion vielgestaltiger Bögen verschiedener Gewölbesysteme bei einem geringsten Aufwand von Bauelementen. Man kann also mittels des Erfindungsgegenstandes möglichst viele Bogenformen mittels ein und derselben Steine und mittels ein und derselben Lehre herstellen, wobei in allen Fällen die Radialkonstruktion des Steinschnittes auf der Lehre erscheint und im weiteren auch in allen Fällen ein Anbauen mit Normalsteinen ermöglicht ist.As can be seen from the above, the subject matter of the invention thus enables Construction of multifarious arches of different vault systems with a slightest Cost of components. So one can use the subject matter of the invention as much as possible many arch forms by means of one and the same stones and by means of one and the same doctrine produce, with the radial construction of the stone cut on the teaching in all cases appears and in all cases an extension with normal stones is also possible.

Claims

Patent Claims:

1. Teaching kit for the construction of vaults and arches of all kinds from wedge stones, whose curved edges are arcs, and whose butt joints form the extension of the radii in question, while the vertical outer edges of the wedge stones in all possible combinations have the ratio of about 1: 2: 4, characterized in that the horizontal outer edges, which in a known manner with the horizontal joints of the subsequent masonry coincide, fit into the aforementioned ratio in such a way that the length of the relevant horizontal outer edges of the size ι or 2 or 4 corresponds and thus a complete cultivation with normal stones is made possible.

2. teaching kit according to claim 1, characterized by a subdivided teaching for the assembly of the arches, the middle parts of _{which are removed for c} the production of pointed arches and the like, the remaining parts of which can then be used by folding over to produce flat arches of any span.

3. teaching kit according to claim 1, characterized in that the teaching is divided into vertical strips whose width (z. B. 2, 3, 4) corresponds to the projections of the round edges of the wedge stones (z. B. d, e, f) , whereby the radial construction of the stone cut for all possible arch constructions can be applied to the teaching.

4. teaching kit according to claim 1, characterized by a foundation strip (Fig. 5) with systematically arranged depressions (v to z) for receiving the base stones for the various arches.

1 sheet of drawings.