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LEGO in Bewegung: Zahnräder

Mir persönlich gefällt es sehr, wenn LEGO-Modelle irgendeine Form von Bewegung zeigen, und ich wette, Ihren Kindern geht es ebenso. Wenn Sie rotierende Teile einbauen (ganz gleich, ob sie von Hand oder von einem Motor bewegt werden), kann es jedoch erforderlich sein, die Drehgeschwindigkeit zu erhöhen oder zu verringern. Das erreichen Sie mithilfe einfacher Getriebezüge, die Ihren Kindern auch eine spielerische Einführung in physikalische Gesetzmäßigkeiten geben.

Um ein einfaches Getriebe zu bauen, platzieren Sie zwei Zahnräder unterschiedlicher Größe nebeneinander, das eine auf einer Achse und das andere auf dem Element, das Sie drehen wollen. Das Größenverhältnis der beiden Zahnräder bestimmt, ob sich das angetriebene Element schneller oder langsamer dreht als die Quelle der Bewegung.

Die folgenden drei Getriebearten lassen sich leicht in beliebige LEGO-Modelle einbauen.

Übersetzung

Wenn die Rotation für Ihren Geschmack zu langsam erfolgt, können Sie sie mit einer Übersetzung beschleunigen. Nehmen wir an, Sie drehen eine Achse mit der Hand, können das aber nicht schnell genug machen, um das angetriebene Element so schnell zu bewegen, wie sie es gerne hätten. In diesem Fall müssen Sie an der Antriebsachse ein großes Zahnrad anbringen und daneben eine Achse mit einem deutlich kleineren Zahnrad verbauen.

Probieren Sie die Beispielmodelle aus. Aufgrund des Größenunterschieds dreht sich das kleinere Zahnrad schneller als das große, was die Rotation der zweiten Achse beschleunigt.

Ein einfaches Übersetzungsgetriebe wie dieses eignet sich, wenn Sie die Antriebskraft mit der Hand bereitstellen, z. B. in dem Hubschraubermodell in Kapitel 6. Probieren Sie auch ruhig aus, ob Ihre Kinder den Unterschied der Rotationsgeschwindigkeiten von selbst bemerken.

Untersetzung

Umgekehrt kann es auch sein, dass sich die Antriebsachse sehr schnell dreht, etwa wenn Sie einen LEGO-Motor angeschlossen haben und Sie die Rotation verlangsamen müssen.

Dazu nutzen Sie das der Übersetzung entgegengesetzte Prinzip. Bringen Sie das kleinere Zahnrad an der vom Motor angetriebenen Achse an und das große an der Achse mit dem Bauteil, das Sie drehen wollen (siehe Abbildung).

Wenn Sie einen Motor ohne Drehzahleinstellung haben, ist ein solches Getriebe unverzichtbar.

Schneckengetriebe

Ebenso wie eine Untersetzung verlangsamt auch die LEGO-Getriebeschnecke eine Drehung, allerdings ist der Geschwindigkeitsunterschied hier erheblich größer. Wie Sie sehen, wird dieses schraubenförmige Element auf die Antriebsachse gesteckt und greift in ein Zahnrad an dem Element ein, das Sie drehen wollen.

Diese Art von Getriebe lässt sich übrigens nicht umkehren. Wenn Sie das Zahnrad auf der Antriebsachse montieren, können Sie damit keine Schnecke bewegen, um die Rotation der zweiten Achse zu beschleunigen.

Ein solches Getriebe kommt bei der Seilbahn in Kapitel 6 zum Einsatz, damit sich die Gondel gleichmäßig bewegt.

Rotationsebene ändern

Es kommt oft vor, dass Sie die Orientierung der Antriebskraft ändern müssen. Beispielsweise ist es manchmal erforderlich, eine Antriebsachse »um die Ecke« zu führen.

Das erreichen Sie dadurch, dass sie zwei Zahnräder im Winkel von 90° ineinandergreifen lassen. Für diesen Zweck sind Steine mit Achsloch hilfreich. Diese Technik werden Sie in einer Reihe der Modelle aus Kapitel 6 anwenden.