Geometrie

Ein Bauteil, das uns täglich begegnet und uns alle möglichen Durchdringungskurven bietet, ist die Radkappe an Personenwagen. Wir überlegen, wie man die Durchdringungskurve konstruiert, wenn der Außenring Teil eines Kreisrings ist, auf den radial sechs zylindrische Speichen stoßen.

Wir bauen das Thema »Durchdringung und Abwicklungen zweier Prismen« aus: Wie findet man die Durchstoßlinien mit dazugehöriger Abwicklung, wenn ein Prisma ein zweites Prisma außermittig durchdringt?

Werden Bauteile aus Blech gefertigt - Schutzhauben, Absaugvorrichtungen, Luftführungen und Ähnliche, dann muss man im ersten Fertigungsschritt die Abwicklungen der ineinander übergehenden Teile herstellen. Am einfachsten sind dabei Flächen mit geradlinigen Begrenzungen. Hier lernen wir, wie man die Abwicklungen von zwei einander durchdringenden Prismen findet.

Hier werden die beiden Aufgaben aus dem Beitrag »Kugelförmige Werkstücke: Darstellung, Bemaßung, Durchdringung« gelöst.

Für das Zeichnen von Kugeln sieht die Zeichnungsnormung besondere Darstellungs- und Bemaßungsregeln vor. Sie werden hier zusammen mit der Konstruktion von Kugeldurchdringungen gezeigt. Mit zwei Aufgaben zum Üben.

Rohre miteinander verbinden, Wasser- und Gasarmaturen einschrauben oder demontieren - dafür benötigt man eine sicher greifende Zange, die das zu verschraubende Teil bei nicht zu großer Handkraft verlässlich hält. Die einfache Wasserpumpenzange ist für solche Arbeiten oft zu schwach und rutscht deshalb leicht durch.

Der Cremonaplan ist eine zweckmäßige Aneinanderreihung der im Beitrag »Statik der Fachwerke (1)« gezeichneten Einzelkraftecke. Der Aufzeichnung des Cremonaplanes geht die Bestimmung der Stützkräfte, die Zeichnung des Lageplanes und die Zeichnung des Kraftecks der äußeren Kräfte voraus.

Krantürme und Kranausleger sind aus Profilstäben gestaltete Fachwerke. Sie bieten den Vorteil eines minimalem Materialaufwands bei maximaler Stabilität. Wie ermittelt man die Stabkräfte in einem Fachwerk?

Der Wagenheber ist für eine Hublast bis 2 Tonnen ausgelegt. In den Aufgaben gehen wir davon aus, dass diese Höchstlast mittig auf dem Sattel sitzt. Themen: Kräfte, Drehmomente, Flüssigkeitsdruck und Festigkeitsberechnung.

Für den N+T-Unterricht wäre dieser Wagenheber ein sehr geeignetes Anschauungs- und Studienobjekt, wenn er nur leichter und mit einem weniger schlechten Gewissen zu beschaffen wäre. Ihn bot nämlich eine Supermarktkette an: Ganze 17,99 Euro kostete der einen halben Meter lange und knapp 10 Kilogramm schwere Wagenheber. Übungen dazu befassen sich mit den Themen Kräfte, Drehmomente, Flüssigkeitsdruck und Festigkeitsberechnung.

Man kann eine gegebene Kraft in zwei (oder mehr) andere Teilkräfte zerlegen. Zusammen haben diese dieselbe Wirkung wie die unzerlegte Kraft. Mit Übungsbeispielen aus der Technik.

In einer Reihe von tec.LEHRERFREUND-Beiträgen wird über die zeichnerische Darstellung von Kräften gesprochen. Hier geht es um das Zusammensetzen von Kräften.

Die Winkelfunktionen Sinus, Cosinus, Tangens und Cotangens gehen auf den Kreis zurück. In der Technik hat die Sinuskurve eine wichtige Bedeutung bei Drehbewegungen: Drehung des Rotors im Generator, der Kurbelwelle im Verbrennungsmotor, für den Gleichförmigkeitsgrad einer Gelenkwelle usw.

Wir beschreiben das Hilfskugel-Schnittverfahren, das beim Konstruieren von Zylinder- (auch Kegel-) Durchdringungen mit einer Ansicht auskommt. Dieses geniale Verfahren bedeutet eine erfreuliche Abkürzung beim Konstruieren von Durchdringungslinien.

Bohrt man in einen Zylinder ein Loch quer zu dessen Längsachse, dann entsteht eine typische Durchdringungslinie. Der tec.LEHRERFREUND zeigt, wie man diese Linie konstruiert. In einem weiteren Beitrag gehen wir auf das Hilfskugel-Schnittverfahren ein.