DE3126326A1

DE3126326A1 - Vielfach-zykloiden-zirkel

Info

Publication number: DE3126326A1
Application number: DE19813126326
Authority: DE
Inventors: Peter Maria 8976 Gunzesried Schneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-03
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1983-01-20

Description

Anmelder:

Peter Maria Schneider

8976 Gunzesried/Oberallgäu

Gasthof Kreuz

Tel. 08321/2560

Titel; Vielfach- Zykloiden- Zirkel

Beschreibung;

Bei vorliegender Erfindung handelt es sich um eine autonome Erfindung eines Vielfach- Zykloiden -Zirkels zur zeichnerischen Darstellung sämtlicher Arten von Zykloiden, Ellypsen und anderen geometrischen Figuren. Das Gerät eignet sich als ein vielseitig verwendbares Zeichengerät für Künstler und Designer, als kreatives Spielzeug für Kinder und Erwachsene, als Anschauungsgerät- bzw. Demonstrationsgerat in Schulen .

Der Zweck dieser Erfindung beruht darauf, daß durch eine möglichst einfache Konstruktion des Gerätes hinsichlich des inneren Aufbaus und der jeweils nötigen Anordnung, ein vielseitig zu verwendendes Zeichengerät zur Verfügung steht, um danit eine große Anzahl von geometrischen Figuren auf übersichtliche und leicht zu justierende Weise darzustellen.

Die daraus resultierende Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß einem freidrehendem "grundrad" , das festgehalten wird und auf einer Führungsschiene verschiebbar und fest montiert werden kann, über dieselbe Führungsschiene ein oder mehrere Umlaufräder auf Haftreibung bzw. Zahnung angegliedert werden, l.'ird nun die Führungsschiene

um das festgehaltene Grurrdrad geschwenkt, so drehen sich infolge der Haftreibung bzw. Zähnung die beweglichen Umlaufräder entsprechend mit, wobei ein radial verstellbarer , leicht gefederter .Zeichenstift, der an der verlängerten Wolle eines bestimmten Umlaufrades angebracht ist, die durch die 'Umdrehung entstehende geometrische Figur auf ein unterlegtes Papier überträgt.

Da nun die gewünschte geometrische Figur entscheidend von der räumlichen Anordnung der angefügten Umlaufräder abhängt, kann durch eine entsprechende Steckkonstruktion der Umbau des Gerätes, sowie der Wechsel der Umlaufräder bzw. des Grundrades, um die gewünschte Figur zu erzielen , mit einigen Handgriffen bewerkstelligt werden.

Zum näheren sachdienlichen Verständnis ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen Figur 1.1 (Draufsicht) und Figur 1.2 (Seitenansicht) den einfachsten Fall einer-Anordnung nämlich die An^liederung eines Umlaufrades(i) um ein Grundrad(2). Wird nun mit der linken Hand am Haltegriff(3) festgehalten so kann durch Schwenkung der beweglich gelagerten Führungsschiene(,4-) das Umdrehungsrad um das Grundrad herumgeführt werden, wobei der ander verlängerten Welle des Umdrehungsrades befestigte Zeichenstift(5) die geometrische Figur auf ein Enterlegtes Papier überträgt. Mittels des auf Zug beanspruchten Gummis(6) wird ein gleichmäßiger Druck des Umdrehungsrades auf das Grundrad ausgeübt so daß bei Haftreibung, die durch entsprechende Gummierung der Kader erzielt wird, ein gleiten des Umdrehungsrades verhindert wird. Entsprechendes gilt

"bei Zahnung der Hader. Soll nun eines der Rnder ausgewechselt werden so läßt sich dies, durch Abziehen der Räder bzw. durch Auf- oder Abziehen von angepassten Ringen erzielen. Um ein gleichmäßiges Halten der Führungsschiene und des Zeichenstifts in einer Ebene zu gewährleisten, werden die verlängerten Wellen des Grundrades oder eines Umdrehungsrades durch Anbringen von entsprechenden Füßen als Zentrier- bzw. Gleitstütze benützt.

Mit dieser Anordnung lassen sich durch-Variation der Radien sowohl den Grund- wie des Umlaufrades , weiterhin durch verschieben des Zeichenstiftes radial zur Umlaufwelle alle Formen von sog. Epizykloiden(verlängert u. verkürzt) sowie deren Spezialfälle nämlch Kardioiden(verlängert und verkürzt).zeichnen. Desweiteren lassen sich, eine bestimmte Art von Spiralen zeichnen sobald der Radius des Umlaufrades groß gegenüber dem des Grundrades ist.

Durch Angliedern eines dritten (zweites Umlaufrad) Rades oberhalb der Führungsschiene' wird bei gleicher Schwenkung der Führungsschiene der Umlaufsinn des Zeichenstiftes und bei geeigneter Wahl der Radien auch die Umlaufsgeschwindigkeit geändert. Hieraus resultieren eine Menge anderer geometrischer Zeichenfiguren.

' Wird nun die in Fig. 2 dargestellte Anordnung durch einen einfachen Umbau des Gerätes hergestellt", so lassen sich damit sämtliche Arten von Hypozykloiden (verlängert u. verkürzt) darstellen sowie bei entsprechender Wahl der Radien noch eine ganze Menge anderer geometrischer Figuren.

α ο β

Damit ist aber der Anwendungsbereich des Gerätes noch nicht erschöpft. Neben weiteren Variationen von Räderangliederungen ließen sich anstelle von Rädern (d.h. anstelle des Grundrades bzw. des Umlaufrades oder beider) auch Umläufe anderer geometrischer Formen durchführen. Beispielsweise ein Umlaufrad um ein.Grunddreieck bzw. umgekehrt, ^eine Umlaufellypse um ein Grundquadrat u.s.w. Solche'Variationen der Uralauffiguren sind mit dieser Erfindung deshalb möglich, weil etie von den Wellenhalterungen(7)siehe Fig.1.2) nur die des Grundrades fest mit der Führungsschiene verschraubt ist, während die übrigen Wellenhalterungen längs der Führungsschiene beweglich sind, so daß beispielsweise bei einem Umlauf eines Umlaufrades um ein Grunddreieck infolge des an den Wellenhalterungen befestigten Gummis(6) das Umlaufrad am Rand des Grunddreiecks durch die Spannung des Gummis abrollen kann, und die Wellenhalterung der Umlauffigur sich dem jeweiligen Radius der Grundfigur längs der Führungsschiene verschieben kann.

Eine weitere Variation in der Anwendung des Gerätes besteht nun darin _χ daß man die Umlaufräder (Umlauffiguren) bzw. Grundräder (Grudfiguren) nicht nur in ihren MittelSigH^eaa punkten auf die Wellen montiert sondern radial zum Mittelpunkt verschoben. Dadurch wird das Spektrum der möglichen Zeichenfiguren erheblich erweitert.

Durch eine weiter Ausgestaltung der Erfindung (siehe Fig.3) wird es möglich sämtliche Arten von Ellypsen und andere geo. Figuren zu zeichnen. Wie in Fig.3 abgebildet(Draufsicht) wird zu diesem Zweck das Gerät auf drei Füßen(8) gestellt, wobei

zwei, an den äußeren Enden der Führungsschiene, befestigte V/ellenhalterungen als die links- bzw. rechtsseitige Stützfußhalterung benutzt werden, während der mittlere Stützfuß durch eine zweiarmige gabelförmige Halterungfybuf die äußeren Stutzfußhalteruhgen horizontal aufgesteckt wird. Die Bewegung der Räder erfolgt mittels einer Kurbel(9), die auf einer der Räderwellen aufgesteckt wird. Durch die radial verschobene Befestigung des Umlaufrades wird dabei der gewünschte Ellypseneffekt erzielt. Dieser Effekt kann dadurch verstärkt werden, indem man das Grundrad zusätzlich radial verschoben befestigt. Durch Austauschen der Räder und Aufstecken anderer Umlauffiguren lassen sich auch hier wieder eine Vielzahl von denkbaren Variationen erzielen.

Durch eine weiter Ausgestaltung der Erfindung kann der in Fig. 3 dargestellten Anordnung eine Abrollschieneni).ängs der Führungsschiene aufgesteckt werden , so daß durch Verschieben einer oder mehrer Wellenhalterungen längs der Führungsschiene ein Abrollen der Räder der Abrollschiene entlang möglich wird. Die Abrollschiene ist dabei so an den Stützfußhalterungen befestigt ,daß sie horizontal senkrecht zur Führungsschine verschiebbar ist umd mittels Federkraft immer fest auf den äußeren Rand des jeweiligen Abrollrades drückt. Diese Beweglichkeit der Abrollschiene erlaubt es nun eine Vielzahl von Zykloiden zu zeichnen₍wobei durch unterschiedliche Räderangliederungen die Umlaufsgeschwindigkeit bzw. der Umlaufsinn varriiert werden kann. Γ

Den Vorteil dieser Erfindung sehe ich meiner Meinung darin, daß hiermit ein Gerät vorliegt, das durch eine Baukastenähnliche Aufbauweise ein breites Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten hinsichtlich zeichnerisch schön geformter geometrischer Figuren bietet. Es vereinigt in sich , gewissermaßen auf kompakte Weise Ellypsen wie Zykloidenzirkel in weitestetem Sinne, wobei die Ausbaufahigkeit, bedingt durch das Baukastensystem, weitersErgänzungen in mechanischer Hinsicht möglich machtj bzw, offen läßt· Einen weiteren Vorteil dieses Gerätes sehe ich darin, daß durch eine denkbar einfache Konstruktion die Entstehung einer an sich komplizierten geometrischen Zeichenfigur, direkt und auf übersichtliche Weise mitverfolgt werden kann . Dennoch kann das zeichnerische Ergebnis oft überraschend ja s ο gar verblüffend sein.

Claims

) O A OO Cl > « · » fe A ft S O d β * β O 312632b Patentansprüche;

1.jVielfach-Zykloiden-Zirkel zur zeichnerischenDarsteilung

on Zykloiden,Kardioiden, Hypo- und Epizkloiden und deren Abwandlungen(verkürzt und verlängert), Ellypsen u.a. geometrischen Figuren, insbesondere als kreatives Zeichengerät für Kinder und Erwachsene, als vielseitig verwendbares Zeichengerät für Designer oder als Demonstrationsgerät in Schulen,

dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Baukastenartiges System einem Grundrad, das auf einerFührungsschiene verstellbar montiert ist, über dieselbe Führungsschiene ein oder mehrere Umlaufräder auf Haftreibung bzw. Zahnung auf unterschiedliche Weise angegliedert werden können, wobei ein oder mehrerea? , mit einer Millimeterskala versehenen, radial vestellbaren und gefederten Zeichenstifte, die an der verlängerten Welle eines bestimmten Umlaufrades angebracht werden, die durch Drehung der Räder entstehende geometrische Figur auf Papier übertragen.

2. Vielfach- Zykloiden-Zirkel nach Baukastensystem dadurch gekennzeichnet ^daß sämtliche Teile des Gerätes durch entsprechende Passung so miteinander kompiniert werden können daß sie das Zerlegen wie den Umbau des Gerätes dem ,jeweiliger Gebrauch entsprechend mühelos gewährleisten. Diese sind im eineinen dadurch gekennzeichnet,daß 2o1 die Räder austauschbar sowohl oberhalb wie unterhalb den Wellenhalterungen auf die WeIlBB. gesteckt sind, entweder mittig bzw«, radial zum Mittelpunkt verschoben auf die Wellenjgesteckt sind, die Räder jeweils für sich in untersehie&liehen Radien hergestellt sind bzw; durch Aufziehen

angepasster Radius-Vergröüerungsringe» in ihrem Radius variierbar sind, die Räder entweder auf Haftreibung(Gummierung) bzw. Zahnung um sich laufen oder drehen.

2.2 die Räder durch andere geometrische einfache Figuren(für sie gili gleiches wie 2.1) ersetzt sind oder eine Kompination beider bilden,(einfache geometrische Figuren sind Quadrat, Dreieck, Ellypse u.s.w.).

2.3 die WellEnhalterungen,miteinander im Aufbau identisch , auf der Führungsschiene leicht und feststellbar montiert sind, wobei sie durch leicht einzuhängende Gummizüge bzw. Federn die einzelnen Räderkompinationen untereinander zusammenhalten und zugleich den Radien entsprechend längs der Führungsschiene ausweichen, die Wellenhalterungen zugleich Stützbeinhalterungen

darstellen.
ι

2.4 die Wellen in den Wellenhalterungen nach oben und unten, d.h. vertikal verstellbar sind und durch angepasste, aufgesetzte Füße je nach Forderung zugleich .als Zentrier-, Gleit- baw. Haltestützen· brauchbar sind, den Wellen je nach Anordnung des Gerätes eine Kurbel , ein Haltegriff oder ein bzw. mehrere Zeichenstift-Halterungen aufgesetzt wird.

2.5 cUt Zeichenstift durch eine ensprechende Halterung auf jpde beliebige Welle vertikal verschiebbar aufgesteckt ist und durch eine entsprechene Federvorichtung gleichmäßig auf die Papierunterlage drückt.

3. Vieilfach-Zykloiden-Zirkel nach Baukastensystem jp nach gewünschten Zeichenfiguren im Aufbau variierbar bzw. kombinierbar ie%, dadurch gekennzeichnet daß»
35.1 um ein festgehaltenes© Grundrad jp nach gewünschtem Effekt beliebig Umlaufräder , sowohl oberhalb und unterhalb der Führungsschiene, auf Haftreibung bzw. Zahnung angegliedert sind, wobei die nach unten verlängerten Wellen des Grundrades bzw. . «2-

eines Uralaufrades als Zentrier- oder Gleitstütze dienen und die Führungsschiene um das Grundrad geschwenkt wird. (Siehe Ausführungsbeispiele(Angliederungsbeispiele) Fig. 1, 1.1, 2)«

3.2 daß die Führungsschiene fest durch Stützfüße, die durch zwei Stützfußhalterungen äpweils an den Enden der Führungsschiene montiert gehalten und ein dritter Stützfuß durch einen gabelförmigen Halter,der an den Stützfußhalterungen horizontal sur Führungsschiene aufgesteckt (siehe Fig. 3 Zeichnung) gehalten, fest auf der Zeichenunterlage stehen, wobei die Drehung der Räder mittels einer Kurbel, die auf einer der Räderwellen gesteckt ist , erzeugt wird.

3.3 daß zusätzlich an die Stützfußhalterungen bzw. Stützfüße esa der Führungsschiene eine Abrollschiene, hoizontal zur Führungsschiene beweglich und mit Federwirkung auf Druck versehen, aufgesetzt ist, wobei durch Verschieben einer oder mehrere Wellenhalterungen (Räderkombinationen) läng:3 der Führungsschiene das die Drehung erzeugende Abrollrad an der Abrollschiene afif Haftreibung »bzw. durch Zahnung abrollt.

3.4· daß zusätzlich an der Abrollschiene Stützfußhalterungen montiert und der gabelförmige halter von Anspruch i.2 an ihnen aufgesteckt, wobei die an der Führungsschiene befestigten Swei Stüzfüße als Gleitfüße verwendet- eine horizontale Beweglichkeit 'der Führungsschiene zur festen Abrollschien gewährleistet, so daß ein Abrollen nicht mittig befestigter Räder bzw. anderer Figuren entlang der Abrollschien möglich äst.