Fibonacci-Spiralen - vom Entwurf bis zur Ausführung
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Schwierigkeitschwer
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Kosten15 €
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Dauer1-2 Tage
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Öffentliche Wertung
Schon öfters sind mir bei ausgestellten 3D-Druckwerken die Fibonacci-Spiralen aufgefallen und ich dachte so für mich, was da mit höchster Präzision gedruckt wird, das kann ich doch genau so präzise auch sägen. Als dann unser Sohn dazu kam als ich gerade Zahnräder für ein anderes Projekt sägte und wir uns darüber unterhielten, fragte er mich, ob ich ihm nicht diese Zahnräder auch als Fibonacci-Spiralen für sein Büro als Schmuck zum Hinstellen in ein Regal machen könnte.Es sollte aber bitte schick aussehen.
Es war zwar eine Herausforderung für mich, aber ich liebe Herausforderungen und natürlich habe ich zugesagt.
Und was dabei heraus gekommen ist, zeige ich Euch in diesem Projekt.
Du brauchst
- Akku-Bohrschrauber
- Dekupiersäge
- Schleifpapier, Holzöl, Holzleim, Holzlasur
- 1 x Holzplatte | beliebig (23x23cm)
- 1 x Mahagonirest (4x2 cm)
- andere Reste
- 1 x Rundstab 5 oder 6 mm
- Acrylglas
Los geht's - Schritt für Schritt
Hinweis an alle Leser
Alle Leser, die nicht sehr an Mathematik und ihren Formeln interessiert sind, möchten bitte die Arbeitsschritte 1-2-3 überspringen. Wen dann auch der Entwurf der Spiralen nicht interessiert, der kann gleich beim reinen Projektbau mit Schritt 6 beginnen.
Wer war Leonardo von Pisa?
Leonardo von Pisa, war ein in Pisa 1170 geborener Mathematiker, dessen Name sich wie damals üblich aus Taufnamen Leonardo und dem Geburtsort Pisa zusammen setzte. Nach einigen Reisen nach Ägypten und Syrien wählte er als zweiten Namen die arabische Namensform „Sohn des Vaters“ = Filio Bonacci =Fibonacci und unter diesem Namen wurde er dann als Wissenschaftler bekannt.
Was ist die Fibonacci-Folge?
Mit den Startwerten a1 = 1 und a2 = 1 wird die Folge der Fibonacci-Zahlen erklärt durch an+2 = an+1 + an
(a ist oben geschrieben, n ist unten geschrieben, aber ich kann mit meiner Tastatur keine Formel schreiben)
Wie viele Kaninchenpaare können in einem Jahr von einem einzigen Paar erzeugt werden, wenn Folgendes gelten soll:
1. Das Paar bringt monatlich ein neues Paar zur Welt.
2. Jedes neue Paar erzeugt vom zweiten Monat an monatlich ein neues Paar.
3. Es gibt in dieser Zeit keine Todesfälle.
Aus diesen Berechnungen entstand die Fibonacci-Folge
0+1 =1 1+1=2 1+2 =3 2+3=5 3+5=8 5+8=13 8+13=21 13+21=34…usw
Zeichnen einer Fibonacci-Spirale mit dem Zirkel
Tja, nach all der Theorie geht es nun ans Zeichnen meines Entwurfes für die Fibonacci-Spirale.
Zeichnen einer Fibonacci-Spirale mit Hilfe von einer Wunderspirale
Als ich mit der Zeichnung fertig war und meinen Zirkel wieder aufräumen wollte, fiel mir mein Pakerl Wunderspiralen in die Hände. Da dachte ich mir, mit Hilfe dieser geschwungenen Lineale müßte das doch auch gehen und siehe da, es hat geklappt. Da es so deutlich schneller ging, möchte ich Euch diese Methode auch noch zeigen.
Vorbereitung Sägen
Wie immer habe ich mir zuerst ein geeignetes Holzbrett aus meinem Vorrat geholt, eine Mehrschichtplatte 9 mm dick. Dann habe ich mir die schönste meiner Zeichnungen hergenommen und ausgedruckt. Das Holz wurde abgeklebt, Vorlage aufgeklebt und das Aussägen konnte losgehen.
Innenschnitte und Außenkonturen
Für die Innenschnitte wurden mit einem 1er Bohrer die Löcher gebohrt. Bei den größeren Innenschnitten hätte ich auch einen etwas größeren Bohrer nehmen können, aber ich war zu bequem zum Umspannen und habe alle Löcher mit dem selben Bohrer gebohrt.
provisorische Achsen
Zuerst habe ich noch durch richtiges Legen überprüft ob die Zahnräder gut ineinander greifen, wenn man sie dreht. Das ging ganz gut, aber ohne feste Achse war es doch etwas ungenau zum Prüfen.
Acrylständer als Halter
Da unser Sohn sich die Fibonaccispiralen als Schmuck für sein Büro gewünscht hat, sollte die Halterung zu der modernen Büroeinrichtung passen. Nach etlichem Überlegen habe ich mich für Acryl entschieden. Da ich kein geeignetes Acryl bei uns im Baumarkt auftreiben konnte, ich es aber schnell gebraucht hatte (WE stand ins Haus) habe ich aus lauter Verzweiflung aus einer Kiste vor der Kasse einen Acryl-Prospekthalter herausgenommen. Der Ständer passte zwar nicht sehr gut, da er doppelt war um die Reklame einschieben zu können, aber es gab einfach nichts besseres.
Hilfsholz
Das Acryl ist sehr empfindlich und ich wollte es für meine Tests nur ungerne verwenden und auch keinesfalls Löcher an der falschen Stelle bohren. Also habe ich mir ein Hilfsholz zurecht gesägt. In dieses Holz habe ich zuerst für eine Achse das passende Loch gebohrt, dann eine Spirale eingesteckt und dann ausgemessen wo das andere Loch hinkommen soll. Das habe ich mir dann angezeichnet und genau dort das zweite Achsloch gebohrt.
Holzmuttern sägen
Damit die beiden Spiralen gut auf den Achsen halten, habe ich aus Holz Muttern = Halter gesägt. Dafür habe ich mir zuerst mit einem Zirkel 2 größere Kreise mit dem Außendurchmesser gezeichnet und dann mittig einen kleinen Kreis mit dem Maß meines Rundstabs gezeichnet. Zuerst habe ich dann die Löcher ins Holz gebohrt und anschließend den äußeren Kreis mit der Dekupiersäge ausgesägt.
der Acrylhalter
In meinen Acrylhalter habe ich ganz vorsichtig zuerst ein Loch gebohrt, dann wieder gemessen und anhand meines Hilfsbrettchens dann das zweite Loch gebohrt. Zum Glück hat das gleich gepasst, obwohl der bohrer anschließend ziemlich verklebt war. Die auf die zum Acryl passende Länge zugesägten Rundstabstücke, die Holzscheiben und die Spiralen wurden zusammengesteckt und dann kam der erste spannende Test - denn nun konnte ich nichts mehr ändern - entweder es klappt oder ...
Handkurbel
Die beiden Spiralen sollen sich ja drehen. Beim ersten Test hatte ich das mit der Hand gemacht. Aber die Lösung immer vorne in die Spiralen zu langen, gefiel mir gar nicht, da musste es doch etwas eleganteres geben - eine kleine Handkurbel, die auf der Rückseite angebracht ist.
schleifen
Alle Einzelteile waren nun gefertigt. Mit feinem Schleifpapier bin ich noch mal über alle Teile drüber, die Innenausschnitte nochmals kontrolliert und an den Enden der Rundstäbe die Köpfe abgerundet.
Oberflächenbehandlung
Natürlich hätte ich alles jetzt so lassen können wie es war und nur ölen. Aber ich hatte so im Kopf, das in dem Büro auch dunkle Schreibtischstühle stehen und dachte mir, es würde besonders gut aussehen, wenn ich die eine Spirale dann dunkle beize und die andere öle. Das sollte einen schönen Kontrast ergeben.
Endzusammenbau
Nun werden alle Teile noch zusammengebaut.
Fertig
Meine Fibonacci-Spiralen sind fertig und ich bin richtig froh darüber, dass es in dem Baumarkt keine Basleracrylplatten mehr gab und ich den komischen Prospekteständer gekauft hatte. Denn der macht sich jetzt so gut, dass unser Sohn hellauf vom Ergebnis begeistert war und meinte, das würde super in sein modernes Büro passen.
Motorisierung
Als mein Mann das fertige Ergebnis sah, kam als ganzer Kommentar: das möchte ich bitte auch unbedingt haben, aber für mich bauen wir dann einen Motor dran.
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