Blatt 38.
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Gelegentlich der Besprechung von Blatt 35 haben wir
erkannt, daß zur Konstruktion der Durchdringung in einem
solchen Falle mit Vorteil Hülfsebenen verwendet werden
können, welche durch die Spitzen beider Kegel gehen. Wir
benutzten dabei die Sp. der Verbindungslinie der Kegel
spitzen als Schlüsselpunkt und bemerkten noch, daß, wenn!
dieser im beschränkten Umfange des Zeichnenpapiers nicht
zugänglich ist, die Konstruktion etwas umständlich wird, da
dann die beiden Kegel als Pyramiden zu betrachten sind,
und man wie bei der Konstruktion des Blattes 31 zu ver
fahren hat.
Im vorliegenden Falle ist der Schlüsselpunkt auch nicht
zugänglich; er liegt im Unendlichen, da die beiden Kegel
gleiche Höhe besitzen. Dennoch ist hier die Verwendung
von Hülfsebenen durch die Kegelspitzen einfach, da einzusehen
ist, daß die 1. Sp.Sp. aller dieser Hülfsebenen zu der Ver
bindungslinie der Kegelspitzen parallel laufen.* Ihre 1. Sp.Sp.
sind alle zu 18 x — s l ||.
Teilen wir demnach auf dem blauen Kegel (16) Mantel
linien ein und legen durch jede derselben eine Hülfsebene,
welche die Verbindungslinie 18—s enthält, so schneidet diese
den gelben Kegel nach einem Dreieck, und da, wo die zu
gehörige Mantellinie den Umfang dieses Dreiecks trifft, sind
zwei Punkte der Durchdringung.
Da sich hier auch die Bodenflächen an der Durch
dringung beteiligen, so erhalten wir zwei Punkte I und II
da, wo sich ihre Umfänge schneiden.
Eine Tangente || zu 18 x — s x an den Bodenflächenum
fang des gelben Kegels schneidet den blauen Kegel nach dem
Dreieck 7.9, 20, 18. Die zugehörige Mantellinie es des
gelben Kegels ergiebt die Punkte III und IV.
Eine Tangente || zu 18 x — s x an den Bodenflächenumfang
des blauen Kegels schneidet den gelben Kegel nach dem
Dreieck fgs; die zugehörige Mantellinie des blauen Kegels
liefert die Punkte V und VI.
Weil die beiden Kegel Kreiskegel sind, so können auch
sehr bequem Hülfsebenen || zur 1. T. verwendet werden.
Sie schneiden beide Kegel nach Kreisen, und die beiden
Schnittpunkte ihrer Umfänge sind Punkte der Durchdringung.
So ergiebt eine Hülfsebene durch h und 21 die Durch
dringungspunkte VII und VIII.
Es entsteht ein Linienzug der Durchdringung: I — VII
— III—VI — IV — V — VIII- — II, der sowohl über I — 1 — II
als auch über I — c — II geschlossen werden kann.
metrie, den Mittelpunkt n 2 in solcher Lage zu bestimmen,
daß eine Senkrechte von ihm auf a. 2 g 2 — 35 mm und
solche auf die A, = 50 mm ist. Der Berührungspunkt
beider Bildkonturen ist hier l.
Da aber die Berührung in einer Ebene durch die Kegel
achse unter 60° zur 2. T. stattfinden soll, so muß jetzt eine
Drehung um die Kegelachse ef als D. A. erfolgen, bis l nach
T gelangt, wobei n nach m kommt, dann befindet sich die
Kugel mit ihrem Mittelpunkt m an richtiger Stelle und
kann in beiden P. P. gezeichnet werden.
Wir bemerken noch zwei Schnittpunkte o und p, welche
nach der Drehung nach II und III kommen.
Die Punkte I, II und III der Durchdringung sind
somit schon bestimmt. Weitere Punkte finden wir durch
die Betrachtung, daß jede horizontale Ebene beide Körper
zugleich nach Kreisen schneidet, und daß die Schnittpunkte
der Umfänge dieser Kreise Punkte der Durchdringung sind.
Nehmen wir daher auf der Kugel ein System von
Parallelkreisen (in 10 mm Abstand) an und lassen deren
Ebenen auch den Kegel schneiden, so erhalten wir genügend
viele weitere Punkte. So ergiebt eine Ebene durch 3 die
Punkte IV und V u. s. w.
Infolge richtiger Verbindung aller Punkte entsteht ein
Linienzug der Durchdringung, bei welchem wir erkennen,
daß er in II seinen tiefsten und in III seinen höchst ge
legenen Punkt hat, sowie daß er sich in einem Punkte I
selbst schneidet.
Einzusehen ist, daß sich die Durchdringungskurve, wenn
der Mittelpunkt der Kugel in die Kegelachse rückte, in zwei
Teile trennen und aus zwei getrennten ebenen Kurven und
zwar Kreisen bestehen würde.
In Fig. 2 soll die Durchdringung eines abgestumpften
Kreiskegels mit einer Kugel gezeichnet werden.
Da sich die Oberflächen beider Körper auch berühren
sollen und zwar in einem Punkte I, so muß man in fol
gender Weise Vorgehen. Zuerst ist der Kegel nach Maßen
aufzutragen. Würde der Berührungspunkt in einer Ebene
durch die Kegelachse [| zur 3. T. liegen, so würde man in
der 2. P. sehen, wie die 2. Bildkontur der Kugel die 2. Bild
kontur des Kegels berührt. Soll nun der Mittelpunkt der
Kugel 50 mm über der 1. T. sein und die Kugel 35 mm
Radius besitzen, so ist es eine einfache Aufgabe der Plani
* Legt man durch eine Gerade, welche zu einer Ebene 1 ist,
Ebenen, so schneiden diese die gegebene Ebene nach Parallelen zur
Geraden; wenn nicht zufällig die neue Ebene || zur gegebenen Ebene ist.
Gegeben sind in Fig. 3 nach Maßen ein schiefer
elliptischer Kegel und eine Kugel; gesucht ist die Durch
dringung beider Körper. Die Kegelachse geht nicht durch
den Kugelmittelpunkt.
Wenn auch hier horizontale Hülfsebenen die Kugel
nach Kreisen schneiden, so schneiden sie doch den Kegel
nach Ellipsen, welche unbequem zu zeichnen sind. Wir
werden uns deshalb zu einer anderen Konstruktion ent
schließen.
Einzusehen ist, daß sich die Mantelflächen zweier
beliebigen Kegel, welche eine gemeinsame Spitze haben, nach
zwei Mantellinien schneiden, wenn sich die Kegel überhaupt
durchdringen.
Legt man nun durch irgend einen Parallelkreis der
Kugel, z. B. den Kreis 5, eine Kegelfläche mit der Spitze in
s, so ist dies ein schiefer Kreiskegel, welcher verlängert auch
die 1. T. nach einem Kreise um e mit dem © fg schneidet.
Dieser schiefe Kreiskegel mit der Achse es schneidet den
gegebenen elliptischen Kegel ab cd mit Spitze s, wie man
sieht, nach den Mantellinien hs und is, da sich ihre Boden
flächenumfänge in h und i schneiden. Wo diese Mantel
linien den Parallelkreis um 5 treffen, sind die Punkte I und
II, welche deshalb der Oberfläche der Kugel und der Ober
fläche des elliptischen Kegels angehören und Punkte der
gesuchten Durchdringungskurve sind. Ebenso liefert ein
Kegel um den Parallelkreis um 2 mit einem Basiskreis um
o und einem © kl, sowie den Mantellinien ps und qs die
Punkte III und IV; weiter ein Kegel um den Parallelkreis