DraftingEdit

Der ursprüngliche Verwendungszweck des Pantographen war das Kopieren und Skalieren von Strichzeichnungen. Moderne Versionen werden als Spielzeug verkauft.

Bildhauerei und MünzprägungBearbeiten

Bildhauer verwenden eine dreidimensionale Version des Pantografen, in der Regel einen großen Ausleger, der an einem Ende mit einem festen Punkt verbunden ist und an dem zwei rotierende Spitzen an beliebigen Punkten entlang dieses Auslegers angebracht sind. Durch Verstellen der Nadeln lassen sich unterschiedliche Vergrößerungs- oder Verkleinerungsverhältnisse erzielen. Dieses Gerät, das heute weitgehend von computergesteuerten Router-Systemen überholt ist, die ein Modell einscannen und in einer Vielzahl von Materialien und in jeder gewünschten Größe herstellen können, wurde von dem Erfinder und Dampfpionier James Watt (1736-1819) erfunden und 1836 von Benjamin Cheverton (1796-1876) perfektioniert. Chevertons Maschine war mit einem rotierenden Schneidewerkzeug ausgestattet, um verkleinerte Versionen bekannter Skulpturen zu schnitzen. Ein dreidimensionaler Pantograph kann auch zur Vergrößerung von Skulpturen verwendet werden, indem man die Position des Modells und der Kopie vertauscht.

Eine andere Version ist immer noch in Gebrauch, um die Größe großer Reliefs für Münzen auf die erforderliche Größe der Münze zu reduzieren.

Akustische ZylindervervielfältigungBearbeiten

Ein Vorteil von Phonographen- und Grammophonplatten gegenüber Walzen in den 1890er Jahren – bevor es elektronische Verstärkung gab – war, dass große Mengen von Platten schnell und billig gestanzt werden konnten. Im Jahr 1890 bestanden die einzigen Möglichkeiten zur Herstellung von Kopien eines Hauptzylinders darin, die Zylinder zu gießen (was langsam war und anfangs sehr schlechte Kopien hervorbrachte), die Zylinder „rund“ aufzunehmen, immer und immer wieder, oder den Klang akustisch zu kopieren, indem man die Hörner zweier Phonographen zusammenfügte oder die beiden mit einem Gummischlauch verband (ein Phonograph nahm auf und der andere spielte den Zylinder wieder ab). Edison, Bettini, Leon Douglass und andere lösten dieses Problem (teilweise), indem sie einen Schneidestichel und einen Wiedergabestichel mechanisch miteinander verbanden und die „Berg-und-Tal“-Rillen der Walze mechanisch kopierten. Als sich die Formgebung etwas verbesserte, wurden geformte Zylinder als Stromabnehmervorlagen verwendet. Dies wurde von Edison und Columbia im Jahr 1898 eingesetzt und bis etwa Januar 1902 verwendet (die braunen Wachse von Columbia wurden danach gegossen). Einige Unternehmen wie die United States Phonograph Co. aus Newark, New Jersey, lieferten kleineren Firmen Vorlagen für Zylinder, damit diese sie – manchmal pantografisch – vervielfältigen konnten. Pantographen konnten etwa 30 Platten pro Tag herstellen und bis zu 150 Platten pro Vorlage produzieren. Theoretisch konnten Pantographenvorlagen für 200 oder 300 Duplikate verwendet werden, wenn die Vorlage und das Duplikat rückwärts liefen und die Schallplatte rückwärts dupliziert wurde. Theoretisch könnte so die Verwendbarkeit eines Pantograph-Masters erweitert werden, indem der nicht abgenutzte/weniger abgenutzte Teil der Aufnahme für die Vervielfältigung verwendet wird. Pathé verwendete dieses System für das Mastering seiner vertikal geschnittenen Schallplatten bis 1923; ein Masterzylinder mit einem Durchmesser von 130 mm (5 Zoll) und einer Länge von 100 oder 150 mm (4 oder 6 Zoll), der sich mit hoher Geschwindigkeit drehte, wurde bespielt. Dies geschah, da der daraus resultierende Zylinder sehr laut war und eine sehr hohe Klangtreue hatte. Dann wurde die Walze auf den Dorn eines Vervielfältigungsstromabnehmers gesetzt, der mit einem Stift am Ende eines Hebels abgespielt wurde, der den Ton auf eine Wachsplatte übertrug, die galvanisiert und zum Ausstanzen von Kopien verwendet wurde. Dieses System führte zu einer gewissen Verringerung der Wiedergabetreue und zu Rumpeln, aber zu einer relativ hohen Klangqualität. Edison Diamond Disc Records wurden durch direkte Aufzeichnung auf die Wachsmasterplatte hergestellt.

FräsmaschinenBearbeiten

Vor dem Aufkommen von Steuerungstechnologien wie der numerischen Steuerung (NC und CNC) und der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) war es nicht möglich, die Konturen der auf einer Fräsmaschine gefrästen Teile durch Bewegen des Fräsers nach dem Prinzip „Verbinde die Punkte“ („nach Zahlen“) abzubilden. Die einzige Möglichkeit, die Bewegung des Fräswerkzeugs zu steuern, bestand darin, die Positionen von Hand mit Geschicklichkeit anzuwählen (wobei der Genauigkeit und Präzision eines Menschen natürliche Grenzen gesetzt sind) oder eine Nocke, eine Schablone oder ein Modell auf irgendeine Weise nachzuzeichnen und den Fräser die Bewegung des Abtaststiftes nachahmen zu lassen. Wenn der Fräskopf auf einem Pantographen montiert war, konnte ein Duplikat eines Teils (in verschiedenen Vergrößerungsmaßstäben außer 1:1) einfach durch Abpausen einer Schablone hergestellt werden. (Die Schablone selbst wurde in der Regel von einem Werkzeug- und Formenbauer mit Hilfe von Methoden aus dem Werkzeugbau hergestellt, einschließlich des Fräsens mit Hilfe einer Skala, gefolgt von einer manuellen Bearbeitung mit Feilen und/oder Schleifstiften.) Dies war im Wesentlichen dasselbe Konzept wie die Vervielfältigung von Dokumenten mit einem mit einem Stift ausgestatteten Pantographen, aber angewandt auf die Bearbeitung von harten Materialien wie Metall, Holz oder Kunststoff. Das Stromabnehmerfräsen, das konzeptionell mit dem Stromabnehmerfräsen identisch ist, gibt es ebenfalls (ebenso wie das CNC-Fräsen). Die Blanchard-Drehmaschine, eine von Thomas Blanchard entwickelte Kopierdrehmaschine, nutzte dasselbe grundlegende Konzept.

Die Entwicklung und Verbreitung von NC-, CNC-, SPS- und anderen Steuerungstechnologien in der Industrie ermöglichte eine neue Art der Steuerung der Bewegung des Fräsers: über die Weitergabe von Informationen aus einem Programm an Aktuatoren (Servos, Selsyns, Leitspindeln, Maschinenschlitten, Spindeln usw.), die den Fräser entsprechend den Informationen bewegen würden. Heute werden die meisten kommerziellen Bearbeitungen mit solchen programmierbaren, computergesteuerten Methoden durchgeführt. Heimwerker arbeiten wahrscheinlich mit manueller Steuerung, aber die Computersteuerung hat auch die Heimwerkstatt erreicht (sie ist nur noch nicht so weit verbreitet wie ihre kommerziellen Gegenstücke). Stromabnehmerfräsmaschinen gehören also weitgehend der Vergangenheit an. Sie werden zwar noch kommerziell genutzt, aber in stark reduziertem Umfang und immer weniger. Sie werden von den Werkzeugmaschinenherstellern nicht mehr neu gebaut, aber es gibt noch einen kleinen Markt für gebrauchte Maschinen. Was die Vergrößerungs- und Verkleinerungsfunktion eines Stromabnehmers betrifft (wobei der Maßstab durch die einstellbaren Armlängen bestimmt wird), so wird sie in der CNC-Technik durch mathematische Berechnungen erreicht, die der Computer praktisch sofort auf die Programminformationen anwendet. Skalierungsfunktionen (wie auch Spiegelungsfunktionen) sind in Sprachen wie G-Code eingebaut.

Andere VerwendungenBearbeiten

Der Stromabnehmer, der der Allgemeinheit vielleicht am bekanntesten ist, ist der Ausleger eines verstellbaren Wandspiegels.

In einer anderen Anwendung, die dem Zeichnen ähnelt, ist der Pantograph in eine Pantograph-Graviermaschine eingebaut, die anstelle eines Stiftes ein sich drehendes Schneidewerkzeug und am Zeigerende eine Schale zur Befestigung von vorgeschnittenen Buchstabenplatten (als „Kopie“ bezeichnet) hat, denen der Zeiger folgt, so dass das Schneidewerkzeug über den Pantographen die „Kopie“ in einem Verhältnis reproduziert, auf das die Pantographarme eingestellt sind. Das typische Verhältnis ist maximal 1:1, minimal 50:1 (Verkleinerung). Auf diese Weise können Maschinenbediener Zahlen und Buchstaben sauber und genau in ein Teil gravieren. Stromabnehmer werden in der modernen Gravur nicht mehr verwendet, da sich die computergestützte Laser- und Rotationsgravur durchgesetzt hat.

Die Vorrichtung, die den elektrischen Kontakt mit dem Fahrdraht aufrechterhält und den Strom vom Draht auf das Triebfahrzeug überträgt und in elektrischen Lokomotiven und Straßenbahnen verwendet wird, wird auch „Stromabnehmer“ genannt.

Einige Zugtypen der New Yorker U-Bahn verwenden Endstromabnehmer (die, um Störungen zu vermeiden, unter Federdruck um Kurven herum zusammengedrückt werden, während der Zug unterwegs ist), um zu verhindern, dass Fahrgäste auf den Bahnsteigen in die Lücken zwischen den Waggons fallen oder darin fahren.

Einige Nutzfahrzeuge haben Scheibenwischer auf Stromabnehmern, damit das Wischblatt bei jedem Wischen einen größeren Teil der Windschutzscheibe abdecken kann.

Babygitter alter Bauart verwenden einen zweidimensionalen Stromabnehmermechanismus (ähnlich den Stromabnehmern in U-Bahn-Wagen), um Kleinkinder von Treppen fernzuhalten. Die Öffnungen in diesen Toren sind zu groß, um den modernen Sicherheitsstandards für Babytore zu entsprechen.

Herman Holleriths „Tastaturstanze“, die für die Volkszählung von 1890 in den USA verwendet wurde, war ein Pantograph-Design und wird manchmal auch als „The Pantograph Punch“ bezeichnet.

Ein Gerät aus dem frühen 19. Jahrhundert, das diesen Mechanismus verwendet, ist der Polygraph, der ein Duplikat eines Briefes erzeugt, während das Original geschrieben wird.

In den Kirchen vieler Länder (im Allgemeinen vor dem modernen Tierschutz) verwendeten Hundeauspeitscher „Hundezangen“ mit einem Pantograph-Mechanismus, um Hunde auf Distanz zu kontrollieren.

Wikimedia Commons hat Medien, die mit Pantographen (Instrument) in Verbindung stehen.

Narren im deutschen Karneval verwenden die Streckschere, auch bekannt als. Nürnberger Schere) als Hutschnapper zur Unterhaltung der Zuschauer.

Das Fecht- und Schwertkampfhandbuch Ms.Thott.290.2º von Hans Talhoffer aus dem Jahr 1459 enthält eine offenbar nach demselben Prinzip arbeitende ausfahrbare Klinge.

1886 patentierte Eduard Selling eine preisgekrönte Rechenmaschine, die auf dem Pantographen basierte, aber kommerziell nicht erfolgreich war.

In vielen Cartoons wird der Vogel in einer Kuckucksuhr so dargestellt, dass er sich auf einem Pantograph-Mechanismus ausfährt, obwohl dies bei tatsächlichen Uhren nur selten der Fall ist.

Für sich ausdehnende Zäune oder Spaliere werden klappbare Pantograph-Mechanismen verwendet, um den Transport und die Lagerung zu erleichtern.

Bediener von Langarm-Steppmaschinen können ein Pantograph-Papiermuster mit einem Laserpointer nachzeichnen, um ein benutzerdefiniertes Muster auf den Quilt zu steppen. Auf digitalisierte Pantographen folgen computergestützte Maschinen.

Linn Boyd Benton erfand eine pantografische Graviermaschine für das Schriftdesign, die nicht nur in der Lage war, ein einzelnes Schriftdesignmuster auf eine Vielzahl von Größen zu skalieren, sondern auch das Design zu verdichten, zu erweitern und zu neigen (mathematisch gesehen sind dies Fälle von affiner Transformation, die die grundlegende geometrische Operation der meisten Systeme der digitalen Typografie heute ist, einschließlich PostScript).

Pantographen werden auch als Führungsrahmen in Schwerlastanwendungen wie Scherenhebebühnen, Materialtransportgeräten, Bühnenaufzügen und speziellen Scharnieren (z. B. für Paneeltüren in Booten und Flugzeugen) verwendet.

Richard Feynman verwendete in seinem Vortrag There’s Plenty of Room at the Bottom die Analogie eines Pantographen, um Werkzeuge auf die Nanometerskala zu verkleinern.

Zahlreiche Messedisplays verwenden dreidimensionale Pantographenmechanismen, um Kulissen für Messestände zu stützen. Das Gerüst dehnt sich in zwei Richtungen (vertikal und horizontal) von einem Bündel verbundener Stangen zu einer selbsttragenden Struktur aus, an der ein Stoffhintergrund aufgehängt wird.