Titel: | Zur Theorie des Ovalwerkes; von Fr. Kick, Professor am Polytechnicum in Prag. |
Autor: | Friedrich Kick [GND] |
Fundstelle: | Band 187, Jahrgang 1868, Nr. CV., S. 459 |
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CV.
Zur Theorie des Ovalwerkes; von Fr. Kick, Professor am Polytechnicum
in Prag.
Mit einer Abbildung.
Kick, über die Theorie des Ovalwerkes.
Das so häufig benutzte Ovalwerk ist in seiner Wesenheit selten richtig erfaßt und man
begegnet nicht nur bei Praktikern, sondern auch bei wissenschaftlichen Technikern
öfter der Ansicht, es sey bei gewisser Stellung des Stichels möglich, statt Ellipsen
transcendente, in sich zurückkehrende Curven zu erhalten.Man s. den Aufsatz im polytechn. Journal Bd. CLXXXIV S. 121, wo es heißt: „Alle diese
Betrachtungen gelten nur dann, wenn der Stichel in einer Horizontalen
(nämlich in der Richtung der Excentricität) beweglich ist; für höher
oder tiefer liegende Punkte ändert sich die Richtung der Coordinaten,
man erhält keine Ellipsen mehr, sondern transcendente in sich
zurückkehrende Curven.“
Die nachfolgende theoretische Betrachtung erweist, daß bei ganz beliebiger, jedoch fixer Stellung
des Stichels durch das Ovalwerk nur Ellipsen und
ihre Derivate erhalten werden können.
Textabbildung Bd. 187, S. 459
Es bedeute in vorstehender Figur der Kreis K die auf die
Spindel aufgeschraubte Scheibe, M M' die
Schieber-Mittellinie, b, b' die am Schieber
befestigten Backen, welche den zu K excentrisch
gestellten Ring R tangiren; ferner sey die Stichelspitze
mit S, die Spindelachse mit C, der Mittelpunkt des Ringes mit C', der
Mittelpunkt des Schiebers mit O bezeichnet.
Der Stichel oder Drehmeißel ist fix und seine Spitze fällt stets mit einem Punkte der
Curve, die er bildet, zusammen; wir können somit S auch
als Punkt der zu bestimmenden Linie, bezogen auf die Schieberstellung M M', betrachten. Wir nehmen M
M' als Abscissenachse und O
als Ursprung des
Ordinatensystemes an, auf welches wir den gegebenen Punkt S beziehen. Setzen wir Winkel HCM = w, Winkel SCQ = ε, ferner SQ =
b, QC = a, CC' = e und SC = r; so wird die Ordinate des Punktes S, bezogen auf MM', d.
i. die Strecke SP
= y = r. sin (w – ε) und die
Abscisse P O gleich
PC + CO = x = r . cos
(w – ε) +
e . cos w.
Hieraus wird
y = a . sin
w – b . cos w
x = (a +
e) cos w + b . sin w.
Eliminirt man aus diesen Gleichungen zuerst sin w, dann
cos w, so erhält man
Textabbildung Bd. 187, S. 460
endlich – unter Berücksichtigung der Formel sin² w + cos² w = 1 erhält man
durch einfache Transformation die Gleichung der gesuchten Curve:
1) [(a +
e)² + b²]
y² + (b² +
a²) x² + 2
bexy = [a (a + e) + b²]²
Für b = 0, oder jene Meißelstellung, welche in der
Horizontalebene H H' liegen würde, geht die Gleichung 1)
über in
2) [(a +
e)]² y² +
a² x² =
a² (a + e)², die Mittelpunkts-Gleichung der
Ellipse.
Betrachten wir die Gleichung 1) näher, so ergibt sich
4 b² e²
< 4 [(a + e)²
+ b²] [b² +
a²]. Die Gleichung 1) entspricht somit nur
Ellipsen oder deren Varietäten, wie oben behauptet wurde.