Bereich: Technisches Werken / Bildende Kunst ab Klasse 6 Arbeitszeit: ca. 3 bis 4 Doppelstunden

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1 Kurbelkästchen Bereich: Technisches Werken / Bildende Kunst ab Klasse 6 Arbeitszeit: ca. 3 bis 4 Doppelstunden Die Verkleidung des Holzsockels besteht bei den äußeren Modellen aus Tonpapier und Fotokarton, beim Modell in der Mitte aus Moosgummi. Aufgabe und Motivation Eine einfache Aufgabe aus der Mechanik verbirgt sich hinter dieser kleinen Spielerei aus Sperrholz, Draht und Transparentpapier. Es geht dabei um die Umformung einer Drehbewegung in eine schwingende Bewegung, also um ein Prinzip, das von Scheibenwischermodellen her bekannt ist, hier aber in einer spielerischen Szene versteckt wird. Dreht man an der kleinen Kurbel, dann flattert der Schmetterling auf der Stelle, je nach Drehgeschwindigkeit schnell oder langsam. Die unkomplizierte Mechanik ist im Sockel des Spielzeugs untergebracht. Die Aufgabe kann sowohl im Kunstunterricht umgesetzt werden, beispielsweise zum Thema Formen und Bauen mechanische Apparate, Spielfiguren, als auch im Werkunterricht, wenn es um mechanische Antriebs- und Übertragungslemente geht. Lernschwerpunkte Bildende Kunst: Maschinen- und Figurenplastiken, z. B. von Jean Tinguely, betrachten Wissen, dass kinetisch-plastische Objekte gekennzeichnet sind durch das Zusammenwirken von Bewegung / Geschwindigkeit, Richtung / Rhythmus, Verschiedene Antriebsarten kennenlernen Einen kleinen mechanischen Apparat, eine Spielmaschine in Modellgröße bauen Technisches Werken: Mechanische Vorgänge, z. B. Drehbewegung Mechanische Elemente (Antriebsteil: Kurbel; Übertragungsteil: Welle) kennenlernen und im Modellbau einsetzen 1

2 Material 4 x Sperrholz, 5 mm, je 5 x 5 cm, von einer 5 cm breiten Sperrholzleiste abgesägt 2 x Sperrholz, 5 mm, je 5,5 x 5,5 cm; andere Maße sind natürlich möglich! 1 x Holzleiste, ca. 6 x 8 x 30 mm, eventuell auch kleiner, abhängig von der Flügelgröße UHU Alleskleber Kraft transparent UHU HOLZLEIM EXPRESS Transparentpapier oder weiße Inkjet-Folie Transparentes Paketklebeband Tonpapier bzw. Fotokarton bzw. Moosgummi, 2 mm, in diversen Farben Schweißdraht, 1,5 mm Ø, 12 cm lang (für Kurbel und Halterung) Versilberter Draht, 0,6 mm Ø, 30 cm lang (Verbindungsdraht zu den Flügeln) Für die Alternativlösung von Seite 4: Rundholz, 10 mm Ø, ca. 12 bis 15 mm lang für die Kurbelwelle, außermittig gebohrt mit 1,5 mm Ø 2 Kartonscheiben, 12 bis 15 mm Ø Kleine Holzperle Die dünnen Drähte von der Kurbelwelle zu den Flügeln dürfen nicht zu weich sein. Der versilberte Kupferdraht ist etwas härter als der reine Kupferdraht, möglich wäre auch Messing. Federstahldraht ist ungeeignet, weil sehr kleine Ösen gebogen werden müssen. Hier sollten eigene Erfahrungen gesammelt werden. Werkzeug Feinsäge; Schleifpapier (Körnung 120); HSS-Bohrer in den Stärken 1,5 / 3 / 10 mm und Bohrmaschine; Flachzange; Rundspitzzange; Seitenschneider; evtl. Lötkolben und etwas Lötzinn; spitze Papierschere und/oder Cutter mit Schneideunterlage; Gummiringe zum Fixieren der frisch verleimten Holzteile Gestaltungsablauf 1. Die Mechanik ist im Sockel des Spielzeugs untergebracht. Dieser Sockel besteht aus vier Sperrholzbrettchen, jeweils 5 x 5 cm groß, sowie den Boden- und Deckplatten, 5,5 x 5,5 cm groß. Zunächst drei Seitenwände mit UHU HOLZLEIM EXPRESS verleimen (Abb. 1) In die Deck platte mittig eine Öffnung von 10 mm Ø bohren (Abb. 2) und die Platte danach auf die Seitenwände leimen. Zur leichteren Montage der Mechanik bleiben die übrigen Seiten des Kästchens zunächst offen. 2 2

3 3. Die sich gegenüberstehenden Seitenwände mit einem 3 mm starken Bohrer ebenfalls mittig durchbohren, siehe blaue Hilfslinie (Abb. 3). Beide Bohrungen müssen auf einer Flucht liegen (rote Linie), sie bilden die Führungen der Kurbelwelle Die Kurbelwelle aus Schweißdraht, 1,5 mm Ø, zunächst ohne Griff anfertigen. Den bei einer Kurbelwelle notwendigen Nocken sehr genau und gleichmäßig mit einer Flachzange biegen. Er sollte möglichst zwischen 6 und 10 mm betragen (auf der Zeichnung 8 mm) und so lang sein wie der Durchmesser des Loches im Deckel, also etwa 10 mm. Zwei Pappscheiben, die später zur Führung der Pleuel dienen, aufstecken und mit einem Tropfen UHU ALLESKLEBER Kraft sichern. Die Kurbel welle in die Bohrungen einfädeln (eventuell erst nach leichtem Verbiegen der Welle, die Welle danach wieder richten). Rechts außen den Kurbelgriff formen. Die Kurbel mit einer Holz - perle außen an der linken Seitenwand gegen Verrutschen sichern. Eine alternative Lösung für die Kurbelwelle wird auf Seite 4 gezeigt. 5. Für die beweglichen Halter der Schmetterlingsflügel zwei dünne, ca. 12 cm lange Drähte (empfeh - lenswert ist versilberter Kupfer - draht) durch die Bohrung in der Deckplatte stecken und um die Kurbelwelle biegen. Das freie Ende ver löten oder umbiegen (Abb. 5). Funktionsprobe: Beim Drehen der Kurbel bewegen sich die Drahtstäbe auf und ab. 6. Bodenplatte und Vorderwand erst nach der Montage der Mechanik anleimen (Abb. 6). 4 Hier umbiegen oder verlöten. ca. 8 mm 6 } Nocken Kurbelwelle 5 Griff 3

4 VARIANTE DER KURBELWELLE 4a 4a. Hier eine andere, einfachere Lösung für die Kurbelwelle: Statt die bei der Kurbelwelle not wendigen Nocken zu biegen, wird ein exzentrisch gebohrter Rundholzabschnitt verwendet. Die beiden Kartonscheiben dienen auch hier zur Führung der nachfolgenden Teile. 4b. Diesen Rundholzabschnitt mit seinen Seitenscheiben unter die Bohrung in der Deckplatte schieben und, falls notwendig, mit einem Tropfen Klebstoff fixieren. Die Kurbel noch gegen Verrutschen sichern, z. B. mit einer kleinen Holz perle außen an der linken Seitenwand. 5a. Für die beweglichen Halter der Schmetterlingsflügel zwei dünne, ca. 12 cm lange Drähte (empfehlenswert ist versilberter Kupferdraht) durch die Bohrung in der Deckplatte stecken und um die Kurbelwelle biegen. Das freie Ende ver löten oder umbiegen. Bei der anschließenden Funktionsprobe zeigt sich, dass bei dieser Lösung die Auf- und Abbewegung der Drahtstücke weitaus schwächer ist. Das liegt an der Ausformung des Nockens. 5a Hier umbiegen oder verlöten. 6b. Bodenplatte und Vorderwand anleimen (Abb. 6a). 6a 4

5 7. Den Schmetterlingskörper aus einer Holzleiste, 6 x 8 x 30 mm, feilen und schleifen (Abb. 7). Alternativ kann man auch ein Rundholz verwenden. 8. Für die Flügel gibt es verschiedene Möglich keiten: Entweder werden sie auf Transparent papier selbst gestaltet und danach ausgeschnitten. Oder man verwendet die Abbildungen von Seite 7 oder im Internet gefundene Abbildungen, druckt sie auf transparente Inkjet-Folie und schneidet sie aus. In jedem Fall sollte ein ca. 6 mm breiter Mittel streifen zwischen die Flügelpaare eingefügt werden. Die gesamten Flügel mit transparentem Paketklebeband verstärken, um die Falt stellen elastischer zu machen. Das Mittelteil mit Kraft kleber auf den Holzkörper kleben (Abb. 8). 9. Um die von der Kurbelwelle kommenden Drähte an den Flügeln befestigen zu können, werden Bügel oder Ösen (Abb. 9) aus Draht, Papier oder einem Faden benötigt. Diese Bügel müssen besonders gut und sicher mit Kraftkleber an den Flügeln befestigt werden, da sie die Bewegung der Drähte auf die Flügel übertragen. Wichtig: Je tiefer oder höher die Bügel montiert werden, desto mehr oder weniger werden sich die Flügel bewegen. Die beste Stelle ist durch Drehen der Kurbel und Beobachten des Drahtendes zu ermitteln Die von der Kurbelwelle kommenden Drähte in die Bügel einhängen (Abb. 10).). 11. Die beiden Drahtstücke mit einer spitzen Zange umbiegen (Abb. 11) Den Schmetterling mit einem stärkeren Drahtstück auf der Deckplatte befestigen. Wird dieser Haltedraht u-förmig gebogen, lässt sich die Höhe des Schmetterlings noch etwas justieren, um eine sichere Funktion zu erhalten. 12

6 TIPP Ein zweiter Schmetterling ohne Flügel schlag kann mit einem eigenen Draht an einem der beiden Drähte befestigt werden. Ein weihnachtliches Kurbelkästchen Deutlich einfacher ist der Mechanismus des sich drehen den Weihnachtsbaums. Auf die Kurbelwelle werden zwei Holzperlen, nicht kleiner als 8 oder 10 mm, aufgefädelt. Durch ein mittig angebrachtes Loch in der Deckplatte wird ein Rundstab gesteckt und der wiederum in ein kleines Holzrad (Durchmesser ca. 30 mm), das dadurch auf den Kugeln aufliegt. Die exakte Platzierung der Perlen legt man besser durch Probieren fest. Im Ruhezustand sollte das Rad gerade noch auf beiden Perlen auf liegen. Die Perlen sollten dann unbedingt angeleimt werden, damit sie nicht mehr verrutschen können. Durch mehr oder weniger starkes Ver schieben der Kurbelwelle kommt entweder die eine oder die andere Perle unter das Holzrad. Und dadurch ändert sich die Dreh richtung des Weihnachtsbaumes, obwohl man immer in die gleiche Richtung kurbelt. Der Weihnachtsbaum wird aus starkem Fotokarton geschnitten, verziert und auf das senkrechte Rundholz aufgesteckt. Volker Schön 2012 UHU GmbH & Co. KG, Bühl (Baden) und Elke Fox. Illustrationen, Fotos Seite 1 oben links und rechts, Seite 6 oben: Volker Schön. Redaktion und übrige Fotos: Elke Fox. Schmetterlinge auf Seite 7: panthesja sowie free samples von 6

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