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

durch die Anzahl der festen und losen Rollen bestimmt wird.)

    Abbildung 6-16: Diese Vorrichtung hat nur eine obere Gruppe mit einer einzigen Riemenscheibe, aber keine untere Gruppe. Die Schnur, die von der Scheibe herunterläuft, ist direkt am Haken befestigt. Dies ist kein Flaschenzug, und es gibt auch keine mechanische Kraftverstärkung.

    Abbildung 6-17: Diese Anordnung besteht aus zwei Gruppen aus je einer Riemenscheibe. Die Schnur verläuft von der oberen zur unteren Gruppe und wird dann an einem Element befestigt, das zur oberen Gruppe gehört. Dies ist der einfachste mögliche Flaschenzug. Er bietet eine Kraftverstärkung um den Faktor 2.

    Abbildung 6-18: Ein Flaschenzug mit drei Schnurlängen zwischen den Gruppen. Hier verläuft die Schnur zweimal durch die obere Gruppe, weshalb zwei Scheiben erforderlich sind. Anschließend wird die Schnur an der roten Achse in der unteren Gruppe befestigt. Diese Anordnung bietet eine Kraftverstärkung um den Faktor 3.
    Solche einfachen Flaschenzugsysteme werden noch heute auf Segelbooten verwendet. Die Bezeichnungen richten sich danach, wie viele Rollen welcher Art eingesetzt werden. Das System mit zwei Seillängen ist also ein
Flaschenzug mit einer festen und einer losen Rolle
, dasjenige mit drei Seillängen ein
Flaschenzug mit zwei festen und einer losen Rolle
. Die Abbildungen 6-19 bis 6-21 zeigen noch weitere Flaschenzüge mit bis zu sechs Seillängen. Je mehr Rollen hinzugefügt werden, umso ineffizienter wird das System, da jede weitere Riemenscheibe die Reibung erhöht und die extrem lange Schnur unter Last dazu neigt, sich auszudehnen.
Differenzialflaschenzüge
    Seinem Namen zum Trotz enthält dieses Flaschenzugsystem kein Differenzialgetriebe. Stattdessen besteht die obere Gruppe aus zwei unabhängigen Riemenscheiben, die sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtung drehen können. Dazu werden zwei getrennte Achsen für die beiden Scheiben verwendet. Es ist auch möglich, eine der beiden Riemenscheiben durch ein rundes LEGO-Element mit einem Stiftloch anstelle eines Achslochs zu ersetzen, wie Abbildung 6-22 zeigt.

    Abbildung 6-19: Dieser Flaschenzug mit zwei festen und zwei losen Rollen bietet eine Kraftverstärkung um den Faktor 4.

    Abbildung 6-20: Dieser Flaschenzug mit drei festen und zwei losen Rollen bietet eine Kraftverstärkung um den Faktor 5.

    Abbildung 6-21: Dieser Flaschenzug mit drei festen und drei losen Rollen bietet eine Kraftverstärkung um den Faktor 6.

    Abbildung 6-22: Ein Differenzialflaschenzug mit zwei unabhängigen Riemenscheiben von unterschiedlichem Durchmesser im oberen Block
    Wie du siehst, ist die untere Gruppe ziemlich einfach aufgebaut, während die obere aus zwei Riemenscheiben unterschiedlichen Durchmessers besteht, nämlich einer Keilriemenscheibe und einer kleinen Felge. Die Felge hat ein Stiftloch, sodass sie sich unabhängig von der Geschwindigkeit und Richtung der anderen Scheibe frei um die Achse drehen kann. Außerdem weist die Felge eine tiefe Rille mit einem Innendurchmesser von 9 mm auf. Auch die Führung der Schnur ist bemerkenswert. Sie wird mit einer Schlaufe an der Spule befestigt, läuft über die obere und die untere Riemenscheibe, geht dann wieder nach oben und wird einmal um die kleine obere Scheibe gewickelt. Anschließend wird sie an den Abschnitt der Schnur geknotet, der sich zwischen der Spule und der großen oberen Riemenscheibe befindet.
    Wenn wir die Spule drehen, zieht sie bei beiden oberen Riemenscheiben an der Schnur, sodass sie sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtung drehen. Der Geschwindigkeitsunterschied wird durch die Drehung der unteren Scheibe ausgeglichen. Das Bemerkenswerte an diesem System ist die mechanische Kraftverstärkung, die wir damit erzielen können.
    Sei
R
der Radius der großen und
r
der Radius der kleinen oberen Riemenscheibe. Dann ist die mechanische Kraftverstärkung des Gesamtsystems gleich:

    In unserem Beispiel ist
R
= 10,5 und
r
= 4,5, sodass sich eine Kraftverstärkung von 21/6 = 3,5 ergibt. Wie du anhand der Formel erkennen kannst, ist die Kraftverstärkung umso größer, je weniger sich die Durchmesser der beiden oberen Scheiben unterscheiden. Die beiden Scheiben dürfen jedoch auch nicht denselben Durchmesser aufweisen, da sich die untere Gruppe sonst nicht aufwärts oder abwärts bewegen würde.
    Sehen wir uns noch an, welche Kraftverstärkung andere Kombinationen von Riemenscheiben ergeben. Mit einer