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

unabhängigen Ketten beschrieben werden.

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Getriebe
    Wie ihre echten Gegenstücke sind LEGO-Getriebe Mechanismen, die unterschiedliche Übersetzungen ermöglichen. Sie können im Antriebsstrang durch eine Untersetzung für mehr Drehmoment sorgen oder es verringern, wenn Geschwindigkeit wichtiger ist. Das Prinzip entspricht dem Wechsel eines Ganges beim Auto oder Fahrrad und ermöglicht einen flexiblen Einsatz der LEGO-Motoren.
    Ein typisches Getriebe bietet eine vorgegebene Anzahl an Übersetzungsverhältnissen, die jeweils ausgewählt werden können. Dieses Verhältnis wird meist Gang genannt. Wir können in einen niedrigeren Gang schalten (ein kleineres Übersetzungsverhältnis) oder in einen höheren (mit einem größeren Übersetzungsverhältnis). Ein Getriebe muss daher aus mindestens zwei Zahnrädern bestehen (wie in Abb. 17-1 ), während die komplexeren mehr als 10 haben. Abhängig von den angebotenen Übersetzungen nennen wir sie 2-Gang-Getriebe, 3-Gang-Getriebe usw.

    Abbildung 17-1: Das Innere eines einfachen 2-Gang-Getriebes. Was passiert, wenn wir die rote Achse eine Noppe nach links bewegen? Die grünen Zahnräder rasten aus und die blauen ein, sodass sich das Übersetzungsverhältnis zwischen Motor und Achse verändert.
    Ein Getriebe hat normalerweise einen Ein-und einen Ausgang. Der Eingang wird mit dem Antriebsmotor verbunden und der Ausgang mit den Rädern oder Ketten. Ein übliches Getriebe besitzt eine Anzahl Gänge, die für jeweils verschiedene Drehgeschwindigkeiten sorgen. Mit anderen Worten: Während einige der Zahnräder für die Antriebsübertragung und bestimmte Übersetzungen sorgen, drehen andere einfach mit. Sie befinden sich quasi im Leerlauf, sie sind angetrieben, aber ohne Wirkung. In Getrieben werden sie Totgangräder genannt, und je weniger es davon gibt, desto effizienter ist das Getriebe, da sie Gewicht und Reibung beisteuern.
    Schließlich betrachten wir ein spezielles Getriebe namens
Verteiler
. Dieses Getriebe hat einen Eingang und mehrere Ausgänge. Mit einem solchen Getriebe können mehrere Mechanismen von einem einzelnen Motor angetrieben werden, ohne einander zu beeinflussen, da immer nur ein Mechanismus zur Zeit läuft. Diesen besonderen Getriebetyp besprechen wir am Ende dieses Kapitels, jetzt wollen wir mit den einfacheren beginnen.
Getriebetypen
    Getriebe lassen sich in verschiedene Kategorien einteilen. Zuerst kann ein Getriebe
synchronisiert
oder
unsynchronisiert
sein. Damit wird beschrieben, wie die Zahnräder beim Gangwechsel ineinandergreifen. Bei jedem Gangwechsel muss ein Zahnrad
einrasten
, während ein anderes
ausrastet
. In synchronisierten Getrieben können diese Zahnräder bei jeder Geschwindigkeit und Position einrasten. Bei unsynchronisierten müssen die Zähne beim Einrasten an genau der passenden Stelle stehen, was abhängig von Zahnradposition und Geschwindigkeit nicht immer der Fall ist. Wenn Zahnräder nicht richtig ineinandergreifen, werden die Zähne beschädigt, und ein Gangwechsel muss erneut versucht werden. Wir nehmen an, dass Zahnräder in synchronisierten Getrieben immer einrasten, bei unsynchronisierten ist der erfolgreiche Gangwechsel eine Frage der Zahnform am Zahnrad, der Schaltgeschwindigkeit und von Glück. Einige Typen von Zahnrad greifen in unsynchronisierten Getrieben besser ineinander als andere. Doppelkegel zum Beispiel greifen wegen ihrer Form besser ineinander als Stirnräder. Natürlich ist es viel leichter, den Gang bei einem unsynchronisierten Getriebe zu wechseln, wenn keine Kraftübertragung erfolgt, während das beim synchronisierten keinen Unterschied macht.
    Schließlich können Getriebe zwischen sequenziell und regulär unterschieden werden.
Sequenzielle
(
oder lineare
) Getriebe können nur in benachbarte Gänge schalten. Man kann also von zweiten in den dritten Gang wechseln, aber nicht vom zweiten direkt in den vierten. Der Schaltvorgang muss über den dritten Gang laufen.
Reguläre
(
nicht
lineare
) Getriebe haben diese Einschränkung nicht und besitzen oft aufwendige Schaltknüppel, wie in Abbildung 17-2 . Man kann vom 10. Gang sogar direkt in den ersten schalten, auch wenn eine so radikale Übersetzungsänderung Gefahren birgt. In der Praxis findet man sequenzielle Getriebe oft bei Fahrrädern und Motorrädern, und die regulären in Autos.

    Abbildung 17-2: Der Schaltknüppel aus dem Baukasten 8880, dem ersten LEGO-Kasten mit nichtlinearen und synchronisierten Getrieben. Das Getriebe hat 4 Gänge, und der Knüppel