Spiralzeichner + Harmonographen

Spiralzeichner, Harmonographen, Spirographen

Ein Spiralzeichner für Hypotrochoide + Epitrochoide ( 🛒➥ Spirograph [Affiliate-Link] ist als Kinderspielzeug erhältlich. Damit lassen sich Muster wie auf Geldscheinen herstellen zeichnen. Eine Selbstbaumöglichkeit mit Wellpappe und Kunststoffdeckeln finden Sie in meinem Buch. Mit asymmetrisch durchbohrten Zahnrädern kann ein derartiges Zeichengerät ebenfalls leicht hergestellt werden.

Glasgravur-Technik

Aus der Glasgravur stammt folgende Technik, die auch mit Metallplatten funktioniert: Entfetten Sie die Platte und polieren sie mit Kreide. Kleben Sie eine Papierschablone auf, glätten Sie die Ecken und Ränder mit einem Schwamm. Wenn Sie das Papier mit Kleister aufkleben, können Sie es mit Wasser wieder ablösen. Sie können das erwünschte Muster auch mit Schellack aufwalzen, zeichnen oder stempeln.

Verfahrensablauf

Nun legen Sie die Platte in einen Kasten mit einseitiger Stoffdichtung. Mischen Sie Schmirgel oder gepulverten Feuerstein mit Bleischrot. Der Schmirgel dringt beim Schütteln in die Bleioberfläche ein und ergibt gespickte Kugeln. Wenn Sie den Kasten hin- und her schütteln, schlagen die „gespickten“ Kugeln anschließend auf die Platte und verletzen auf diese Weise an den ungeschützten Stellen die Plattenoberfläche.
Kunsthistorische Randbemerkung: ➥ Niki de Saint Phalle hatte mit Schrotflinten auf Metallplatten geschossen – und so Schießbilder und Radierungen hergestellt.

Maschinelle Gravur

  • Feinmechaniker-Bohrmaschine
  • Bohrmaschine mit flexiblem Aufsatz (biegsame Verlängerung des Bohrfutters)
  • Drahtbürstenaufsatz auf Bohrmaschine
  • Feilenvorsatz auf Bohrmaschine
  • Raspelvorsatz (abrollen, eindrücken, eingespannt verwenden)
  • ➥ Lasergravur und Diamantgravur

Erläuterung zur Physik der Harmonographen / Spirographen

Spirograph

Ein Spirograph nutzt Rollbewegungen von Zahnrädern und zeichnet den Weg per Stift mit. Es handelt sich um ein mathematisch-mechanisches Spielzeug, das Kurven erzeugt, die man als Hypotrochoiden und Epitrochoiden bezeichnet. Der Spirograph besteht aus feststehenden Ringen und beweglichen Zahnrädern. Man führt einen Stift durch ein Loch im Zahnrad und rollt dieses an der Innen- oder Außenseite des Rings entlang. Durch diese rein mechanische Führung entlang einer Kreisbahn entsteht das Muster. Das Ergebnis hängt von der Zähnezahl der Räder und der Position des Stiftlochs ab. Die Linien sind präzise, in sich geschlossen und die Ergebnisse erinnern an Blumen oder Sterne erinnert.

Harmonograph

Ein Harmonograph ist eine mechanische Zeichenmaschine, die Lissajous-Figuren oder ähnliche geometrische Muster erzeugt. Die Schwingungen und Graphen werden dabei nach physikalischen Gesetzen erzeugt. Der Harmonograph war besonders im späten 19. Jahrhundert als wissenschaftliches Unterhaltungsinstrument beliebt. Er besteht meist aus zwei oder mehr Pendeln. Ein Pendel schwingt dabei in der horizontalen Ebene und bewegt das Papier, während ein anderes (oder mehrere) Pendel den Stift auf der Oberfläche zentriert halten, dieser sich jedoch auf- und ab bewegen kann. Die Pendel werden ausgelenkt und geraten in gedämpfte Schwingungen, deren Frequenz und Amplitude durch Gewichte oder die Aufhängung bestimmt werden können. 
Wenn die Schwingungsfrequenzen der Pendel in einem einfachen mathematischen Verhältnis zueinander stehen (z. B. 2:1 oder 3:2), entstehen harmonische Figuren. Der Stift zeichnet dann die resultierende Überlagerung dieser zwei rechtwinklig zueinanderstehenden Bewegungen auf. Da die Pendel durch Reibung und Luftwiderstand an Energie verlieren, werden die Schwingungen mit der Zeit kleiner. Dadurch zieht sich die Linie spiralförmig nach innen, was den Zeichnungen eine dreidimensionale Tiefe verleiht.

Einen  ➥ Harmonographen  habe ich gebaut, indem ein an 4 Seilen an der Zimmerdecke aufgehängtes Brett im Raum schwingt. An einem Fotostativ ist ein Stab befestigt, der sich nur vertikal auf- und ab bewegen kann. Ein verschiebbares Gegengewicht bewirkt, dass der Stift sich mit möglichst geringer Reibung auf dem Papier der durch die Pendelbewegung der Platte erzeugten Höhenänderung anpassen kann. Auf der Holzplatte kann auch direkt ein Stichek befestigt sein, der die Lissajous-Figur in den Abdecklack graviert.

Spirograph, Harmonograph-Zeichnung, Edding auf Zeichenkarton, 50x70 cm © Wolfgang Autenrieth
Harmonograph-Zeichnung, Edding auf Zeichenkarton, 50×70 cm © Wolfgang Autenrieth

Konstruktionsbeispiele (Videos)

In diesen Videos wird der Bau verschiedener Harmonographen / Spirographen demonstriert (gesehen 12.11.2025):

 

📖➥ Wege zum Buch
🕸➥ Sitemap / Inhalt

Update: 8.April 2026