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

Lücken zwischen ineinandergreifenden Bauteilen, z.B. zwischen zwei Zahnrädern, wie du sie in Abbildung 1-3 erkennen kannst. Bei praktisch jeder LEGO-Technic-Verbindung tritt ein gewisses Spiel auf. Zu viel davon ist jedoch in höchstem Maße unerwünscht. Wenn du einen Mechanismus in Gang setzt, anhältst oder in den Rückwärtsgang schaltest, sorgt das Spiel für eine gewisse Verzögerung der Reaktion auf dein Kommando. Viel Spiel sorgt für eine längere Verzögerung, was den gesamten Mechanismus ungenau und träge macht.
    Denke beim Bauen daran, dass sich das Spiel vieler beweglicher Teile summiert und sich im Gesamtmechanismus anhäuft. Ein Mechanismus mit vier Zahnrädern hat daher mehr Spiel als ein Mechanismus mit nur zwei Zahnrädern. Eine Möglichkeit, um das Spiel zu verringern, besteht darin, den Mechanismus so einfach wie möglich zu konstruieren. Außerdem kannst du Bauteile mit viel Spiel, z.B. Zahnräder, durch spielarme wie Pneumatikzylinder (siehe Kapitel 9 ) oder Linearaktoren (siehe Kapitel 13 ) ersetzen.

    Abbildung 1-3: Das Spiel, hier in Form einer Lücke zwischen den Zähnen zweier ineinandergreifender Zahnräder, ist besonders bei Rädern mit acht Zähnen sehr hoch.
Wirkungsgrad
    Der Wirkungsgrad beschreibt, wie viel von der Kraft, die wir auf einen Mechanismus anwenden, tatsächlich genutzt wird und wie viel in Form von Reibung verloren geht. Gewöhnlich wird er in Form eines Prozentwerts angegeben. Beispielsweise bedeutet ein Wirkungsgrad von 50%, dass ein Mechanismus letzten Endes nur die Hälfte der Kraft nutzt, die wir auf ihn ausüben, während die andere Hälfte verloren geht.
    Der Wirkungsgrad von LEGO-Mechanismen ist gewöhnlich niedrig, da LEGO-Bauteile einfach gestaltet sind und keine anspruchsvollen mechanischen Lösungen zur Senkung der Reibung aufweisen (z.B. Kugellager). Den Wirkungsgrad eines LEGO-Mechanismus genau zu messen, ist sehr schwierig, weshalb wir uns stattdessen einfach darauf konzentrieren, die Reibung so gering wie möglich zu halten.
    Die einzige Möglichkeit zur Verbesserung des Wirkungsgrads ist eine Senkung der Reibung in unserem Mechanismus. Am einfachsten geht das dadurch, dass wir die Anzahl der beweglichen Teile verringern. Auch das Gewicht ist ein entscheidender Faktor, da schwere bewegliche Teile mehr Reibung aufweisen als leichte. Da größere Teile schwerer sind, spielt auch die Größe eine Rolle. Im Allgemeinen hat ein Mechanismus einen umso höheren Wirkungsgrad, je einfacher und leichter er ist.
Begriffe aus der Fahrzeugtechnik
    Auf den letzten Seiten hast du ein gutes Verständnis der grundlegenden physikalischen und ingenieurwissenschaftlichen Prinzipien erhalten, die für verschiedene Konstruktionen wichtig sind. Als Nächstes werfen wir einen Blick auf die Grundprinzipien von Fahrzeugen. Die es sich bei den meisten LEGO-Technic-Bausätzen und Eigenbauten um Fahrzeuge handelt, werden wir die entsprechenden Begriffe überall in diesem Buch verwenden.
Antriebswelle
    Eine Antriebswelle ist ein mechanisches Bauteil, gewöhnlich eine Achse, das Kraft vom Motor auf einen Mechanismus überträgt. Es verbindet – nicht unbedingt direkt – zwei Komponenten: eine, die Kraft
erzeugt
, und eine zweite, das sie
empfängt
. In einem Auto gibt es gewöhnlich eine Antriebswelle, die das Getriebe mit einer oder beiden Achsen verbindet. Sie stellt also eine indirekte Verbindung vom Motor über das Getriebe zum
Empfangsmechanismus
her, in diesem Fall zu den Rädern.
    Antriebswellen können Gelenkkupplungen und verschiebbare Elemente enthalten, wie du sie in Abbildung 1-4 siehst. Diese Teile ermöglichen Änderungen der Richtung und Entfernung zwischen Kraftquelle und Empfangsmechanismus.
Antriebsstrang
    Der Antriebsstrang ist eine Gruppe von Bauteilen, die Kraft erzeugen und im Fahrzeug verteilen. Dazu gehören gewöhnlich der Motor, das Getriebe, die Antriebswelle, die Achsen und die Endantriebe (Räder, Ketten oder Propeller). Welche Bauteile sich im mittleren Abschnitt des Antriebsstrangs befinden, ist von Fall zu Fall verschieden – beispielsweise kann es sein, dass kein Getriebe vorhanden ist. Die beiden Enden sind jedoch immer der Antriebs-motor und der Endantrieb.
Endantriebsstrang
    Der Endantriebsstrang umfasst die drei letzten Bauteile: die Antriebswelle, die Achse und den Endantrieb. Mit anderen Worten, der Endantriebsstrang ist der Antriebsstrang ohne Motor und Getriebe. Bei einem Fahrrad besteht der Antriebsstrang aus dem Radfahrer (der als Motor