Hans Walser, [20130910]
Quadratrix
1 Worum geht es
Mechanisches GerŠt zum Zeichnen einer Quadratrix.
2 Das Problem
Das Grundproblem ist, eine gleichfšrmig Kreisbewegung mit einer gleichfšrmigen Linearbewegung zu kombinieren.
Mit Zirkel und Lineal ist das nicht durchfŸhrbar.
3 LšsungsvorschlŠge
Zahnrad und Zahnstange (siehe Funktionsskizze, Abb. 1 – 4)
Zahnrad und Kette (Velokette, KettensŠge, Lšffelbagger)
Seilwinde und Zugseil (ElastizitŠt des Seils problematisch)
Gewindestange (vermutlich sehr prŠzise Lšsung, braucht Vorgelege)
Pneumatisch (Turbine und Kolben, aus ElastizitŠtsgrŸnden problematisch)
4 Zahnrad und Zahnstange
Die Abbildungen 1 bis 4 zeigen eine Funktionsskizze in vier Positionen.
Abb. 1: Startposition
Die Startposition ist didaktisch und mechanisch ungeschickt (toter Punkt).
Die Position der Abbildung 2 ist zur Besprechung besser geeignet.
Abb. 2: Es kommt Bewegung in die Sache
Das GerŠt besteht aus einem Zahnrad (zyan), welches mit einer Schiene verbunden ist. Die Drehbewegung dieses Zahnrades wird Ÿber ein zweites Zahnrad (orange) auf eine Zahnstange (blau) Ÿbertragen, welche dadurch angehoben wird. Die Grš§e des orangen Zahnrades ist belanglos, es dient nur der Richtungsumkehr, damit sich die Zahnstange gegenŸber der Startposition (Abb. 1) nach oben bewegt. An der Zahnstange ist rechtwinklig eine zweite Schiene angebracht. Ein Gleiter (rot) im Schnittpunkt der zwei Schienen enthŠlt den Zeichenstift fŸr die Quadratrix.
Die Abbildungen 3 und 4 zeigen weitere Positionen.
Abb. 3: Weitere Position
Abb. 4: Position nach einer Vierteldrehung