Das 'inoffizielle' LEGO®-Technic-Buch: Kreative Bautechniken für realistische Modelle (German Edition)

weiterer Vorteil von Riemenscheibensystemen ist ihre geringe Größe und Dicke. Die beiden gebräuchlichsten Riemenscheiben – die halbe Lagerbuchse und die Keilriemenscheibe – sind nur eine halbe Noppe dick, sodass zwei Paare von Riemenscheiben dort Platz haben, wo nur ein Paar von Zahnrädern eingebaut werden kann (siehe Abbildung 6-12 ). Dadurch sind Riemenscheiben gegenüber Zahnrädern zu bevorzugen, wenn der Platz begrenzt und das Drehmoment gering ist. Solange die Bänder nicht durchrutschen, gibt es unabhängig von ihrer Anzahl auch praktisch kein Spiel, was in Mechanismen, die schnell und genau reagieren müssen, einen großen Vorteil gegenüber Zahnrädern bedeutet. Außerdem laufen sie praktisch geräuschlos.

    Abbildung 6-12: In einen Zwischenraum von einer Noppe Breite passen zwei Paare von Riemenscheiben. Denselben Raum würde bereits ein einziges Zahnradpaar ausfüllen.

    Abbildung 6-13: Hier werden zwei Riemenscheiben »um die Ecke« mit einem Gummiband verbunden. Zur Führung des Bandes dienen zwei frei rotierende Felgen auf einer vertikalen Achse, die als Laufrollen fungieren.
    Beachte auch, dass Bänder weit flexibler sind als Ketten und in jede beliebige Richtung gedreht werden können. Dadurch lassen sich Mechanismen konstruieren, die mit Ketten nicht möglich wären, z.B. Riemenscheiben, die über einen Winkel angetrieben werden (siehe Abbildung 6-13 ).
Flaschenzugsysteme
    Die Verwendung von Schnüren für Riemenscheiben unterscheidet sich erheblich von der Nutzung von Gummibändern. Natürlich kannst du einen Bindfaden zu einer Schleife knoten und um zwei Riemenscheiben spannen, aber diese Verbindung funktioniert nicht so gut wie ein Gummiband, da sie nicht fest genug sitzt. Schnur ist einfach weniger elastisch und haftet weniger gut. Gummibänder werden dazu verwendet, Antriebskraft zwischen zwei oder mehr Riemenscheiben zu übertragen, wohingegen sich Schnur am besten zur Übertragung der eigentlichen Bewegung oder Auslenkung eignet.
    Ideale Beispiele für ein solches System sind Winden und Kräne, bei denen Schnur um eine Spule gewickelt ist. Durch Drehen der Spule können über ein System von Riemenscheiben Lasten angehoben und abgesenkt werden, wie Abbildung 6-14 zeigt. In diesem Fall ist die Spule das Antriebsrad, dessen Bewegung auf den Haken am Ende der Schnur übertragen wird. Werden keine Riemenscheiben verwendet, muss sich die Spindel oben auf dem Kran befinden, direkt über der Last. Beim Einsatz von Riemenscheiben dagegen kann die Schnur von der Kranspitze nach hinten geführt werden, wo die Spule leicht zugänglich eingebaut werden und als Gegengewicht für den Kran dienen kann.
    Es gibt zahlreiche Beispiele von Mechanismen, bei denen »Schnüre« zur Übertragung einer Bewegung eingesetzt werden, beispielsweise Ziehbrücken, Jalousien und Drahtseilbahnen (bei denen die Kabinen zur Fortbewegung in ein laufendes Kabel eingeklinkt und von ihm gelöst werden).
    Riemenscheiben können jedoch noch mehr tun, als nur die Bewegungsrichtung zu ändern. Sie lassen sich auch zu Systemen mit einer
mechanischen Kraftverstärkung
(
Hebelübersetzung
) kombinieren. Dies ist ein Maß dafür, wie sehr ein Mechanismus die Kraft verstärkt, die wir auf ihn ausüben. Eine mechanische Kraftverstärkung von 2 bedeutet, dass die Kraft verdoppelt wird. Das ist genau die Art von Drehzahl/Drehmoment-Umwandlung, die wir schon bei Zahnrädern besprochen haben. Die mechanische Kraftverstärkung ist nur eine andere Art, ein Verhältnis auszudrücken. Eine mechanische Kraftverstärkung von 2 entspricht einfach einem Verhältnis von 2:1.

    Abbildung 6-14: Bei einem einfachen Kran wird die Last am Haken mithilfe einer Winde nach oben und unten gezogen. Die Bewegung wird über eine Schnur übertragen, die über zwei Halbbuchsen als Laufrollen von der Spule zur Kranspitze geführt wird.
    Das Prinzip der mechanischen Kraftverstärkung lässt sich anhand des Kranbeispiels aus Abbildung 6-14 sehr gut veranschaulichen. Nehmen wir an, dass wir in dem Kran ein System aus Riemenscheiben eingebaut haben, das uns eine mechanische Kraftverstärkung um den Faktor 2 bietet. Das bedeutet einfach, dass wir die halbe Kraft doppelt so lange anwenden müssen – denn die Verstärkung der Kraft erfolgt auf Kosten einer größeren Schnurlänge, die wir aufwickeln müssen. Wenn wir beispielsweise eine Last von 100 g einen Meter hoch anheben und dazu nur die Kraft zum Anheben von 50 g aufwenden wollen, müssen wir die Spule lange