Challenge BAUFAHRZEUGE. Konstruktionen 1 bis 35

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1 CONSTRUCTION Challenge BAUFAHRZEUGE Konstruktionen bis Überlagerung von zwei Balken Überlagerung von Balken mit zwei Stiften Verbindung von Balken Überlagerung von drei Balken Senkrechte Überlagerung von Balken Überlagerung von einem Winkelbalken Bilde ein Viereck mit den Balken Überlagerung von vier Balken Baue einen Quader Eine Brücke mit wenigen Teilen Zahnräder mit Stäbchen Baue einen Hebel der. Ordnung: Beißzange Baue einen Hebel der. Ordnung: Nussknacker Baue einen Hebel der. Ordnung: Zange Baue den Drehpunkt der Hebel und das Gewicht Baue und prüfe einen wirksamen Hebel Baue und prüfe einen ausgeglichenen Hebel Baue und prüfe einen unwirksamen Hebel Baue eine Waage Baue und prüfe eine Schaukel Baue den Prüfstand für die Gegendrehung Baue und prüfe die direkte Drehung Baue und prüfe die Pendelbewegung Baue eine vertikale Übertragung Baue eine vertikalehorizontale Übertragung Baue ein Zahnstangengetriebe Die Getriebeschnecke für Hebevorgänge Die Getriebeschnecke als Reduktionsgetriebe Das Kreuzgelenk Verwende das Getriebemodul für die Gegendrehung Verwende das Getriebemodul für die Gleichdrehung Baue das Getriebe mit dem Planetenträger zusammen Baue ein Spinning Bike Baue ein ButterflyGerät Baue einen Katapult ACHTUNG. Nur für Kinder ab 8 Jahren. Die Anweisungen für Erwachsene sind enthalten und müssen befolgt werden. Anleitung sorgfältig lesen und für spätere Rückfragen aufbewahren. NIEDERLASSUNG IN DEUTSCHLAND: Clementoni GmbH Augustinusstraße a 506 Frechen Deutschland Tel info@clementoni.de 07 ProSiebenSat. TV Deutschland GmbH, Lizenz durch: ProSiebenSat. Licensing GmbH HERSTELLER: Clementoni S.p.A. Zona Industriale Fontenoce s.n.c. 609 Recanati (MC) Italy Tel Made in Europe

2 AKTIVITÄTEN Bevor du mit dem Zusammenbau beginnst, solltest du dir anschauen, wie die Bauteile der Schachtel gemacht sind! Bitte einen Erwachsenen um Hilfe, wenn du einen Tipp brauchst! HINWEIS! Damit du vor allem die kleinen Teile korrekt vom Träger lösen kannst, musst du sie von Hand um ihre eigene Achse drehen (nicht abreißen!). Bei der Verbindung der Stäbchen mit den verschiedenen Teilen wie etwa Ringe, Zahnräder usw. kannst du immer nachprüfen, wie stark die Beständigkeit und der Halt sind. Du kannst den Halt anpassen, indem du den Einführungswinkel des Stäbchens am Loch des Teils änderst. ACHTUNG! Bei der Montage kannst du anhand der verschiedenen Symbole sehen, wann du das Modell drehen, die Teile befestigen und die Balken mit Bolzen oder mit Stiften verwenden sollst. ZEICHENERKLÄRUNG: 80 Drehe das Modell. Die Teile sind befestigt. Überlagerung von zwei Balken Balken mit Bolzen Balken mit Stiften X X Zusammengebaute Balken Überlagerung von Balken mit zwei Stiften Mit zwei Stiften hält alles besser! X X Verbindung von Balken Zusammengebaute Balken X X Zusammengebaute Balken

3 Überlagerung von drei Balken X X 5 Senkrechte Überlagerung von Balken Zusammengebaute Balken X X Zusammengebaute Balken 6 Überlagerung von einem Winkelbalken X X X Zusammengebaute Balken

4 7 Bilde ein Viereck mit den Balken X X 8 Überlagerung von vier Balken X X X :

5 9 Baue einen Quader X X 8 X X Zusammengebautes Zwischenteil X 8 X X X Fertiges Modell 5

6 0 Eine Brücke mit wenigen Teilen X X X Fertiges Modell Zahnräder mit Stäbchen X X X 6 X Fertiges Modell Baue einen Hebel der. Ordnung: Beißzange X X 8 X X X 6 :

7 X X X X X X Der DREHPUNKT befindet sich zwischen der KRAFT und der LAST. : : Baue einen Hebel der. Ordnung: Nussknacker X X X X X X X Die LAST befindet sich zwischen der KRAFT und dem DREHPUNKT. : 7

8 Baue einen Hebel der. Ordnung: Zange X X X X X X X X X X X X Die KRAFT befindet sich zwischen der LAST und dem DREHPUNKT. 8 :

9 Wissenschaftliche Details: Der Hebel erleichtert die Arbeit Hebel sind einfache Vorrichtungen, die der Mensch erfunden hat, um Arbeiten mit weniger Kraftaufwand zu verrichten. Zwei Elemente wirken auf das Stäbchen ein: die KRAFT und die LAST. Wenn ein Hebel zum Einsatz kommt, wird aus MECHANISCHER Sicht ein VORTEIL erzielt, der auch unter der Berücksichtigung der Länge der Arme der KRAFT und der LAST berechnet werden kann. Beim Hebel entsprechen die Längen der Arme dem Abstand zum Drehpunkt. La Ka L K Legende: Ka La K L = KRAFTARM = LASTARM = Einwirkung der KRAFT = Einwirkung der LAST DREHPUNKT GLEICHGEWICHT x = x La L Ka K MECHANISCHER VORTEIL V = L / K BAUE UND TESTE DIE HEBEL 5 Baue den Drehpunkt der Hebel und das Gewicht X X X X X 7 X 9

10 X X X X MONTAGE DES GEWICHTS X X X X X X X X X X X X Fertiges Gewicht Bei den Schritten Nr. 6, 7 und 8 kannst du den Drehpunkt verändern und die jeweiligen Differenzen zwischen den Hebeln prüfen, indem du mit der Hand auf den KRAFTARM drückst. 6 Baue und prüfe einen wirksamen Hebel DREHPUNKT Stelle das Gleichgewicht dieses Instrumentes her: Positioniere das Gewicht (LAST) an einer Seite des Hebels und drücke mit der Hand auf die andere (KRAFT). Achte dabei auf den Druck, den du ausübst. Beobachte die Position des Drehpunkts! Der KRAFTARM ist länger. Die KRAFT ist geringer als die LAST. PROBIER ES AUS! KRAFT LAST X Hinweis: Führe einen Dichtungsring in das Stäbchen des Drehpunkts am Hebel gemäß Abbildung ein. : 0

11 7 Baue und prüfe einen ausgeglichenen Hebel DREHPUNKT KRAFT Stelle das Gleichgewicht dieses Instrumentes her: Positioniere das Gewicht (LAST) an einer Seite des Hebels und drücke mit der Hand auf die andere (KRAFT). Achte dabei auf den Druck, den du ausübst. Beobachte die Position des Drehpunkts! Die Arme sind identisch. Die KRAFT ist gleich wie die LAST. PROBIER ES AUS! LAST X Hinweis: Führe einen Dichtungsring in das Stäbchen des Drehpunkts am Hebel gemäß Abbildung ein. 8 Baue und prüfe einen unwirksamen Hebel DREHPUNKT Stelle das Gleichgewicht dieses Instrumentes her: X KRAFT Positioniere das Gewicht (LAST) an einer Seite des Hebels und drücke mit der Hand auf die andere (KRAFT). Achte dabei auf den Druck, den du ausübst. Beobachte die Position des Drehpunkts! Der LASTARM ist länger. Die KRAFT ist größer als die LAST. PROBIER ES AUS! LAST Hinweis: Führe einen Dichtungsring in das Stäbchen des Drehpunkts am Hebel gemäß Abbildung ein.

12 9 Baue eine Waage X X X X X 6 X X X X Die Waage ist ein Hebel der. Ordnung PROBIER ES AUS! 0 Baue und prüfe eine Schaukel X X X X X X X X 6 X : :

13 X X Archimedes war ein großer Wissenschaftler des. Jahrhunderts v. Chr., der sich auch mit Hebeln befasste. Hinweis: Der Hebel der Schaukel muss sich frei um den Drehpunkt drehen können. Probier es aus! Finde das Gleichgewicht der Schaukel, indem du die Gewichte und die Abstände zum Drehpunkt von Last und Kraft veränderst. PROBIER ES AUS! Die Schaukel ist ein Hebel der. Ordnung

14 ZAHNRÄDER Zahnräder dienen zur Übertragung der Bewegung zwischen Achsen (Stäbchen), die auf eine besondere Weise angeordnet sind. Dabei sind es die Zähne, die für die Bewegung sorgen. Bei einem Zahnradpaar drehen sich die beiden Zahnräder immer in gegensätzlicher Richtung, wobei eines die Bewegung (Antrieb) an das andere (Abtrieb) überträgt. Wenn eine identische Drehrichtung hergestellt werden soll, muss ein drittes Zahnrad zwischen die beiden anderen eingefügt werden. Bei verschiedenen Zahnrädern wird das kleinste mit wenigen Zähnen als Ritzel bezeichnet, jenes mit vielen Zähnen als Kranz. Getriebe bestehen aus mehreren Zahnrädern. Baue den Prüfstand für die Gegendrehung X X X X X Montierter Prüfstand

15 X X X X 8 X X X 8 8 Nach links Nach rechts : : 5

16 Baue und prüfe die direkte Drehung X X X X 8 X X X Montierter Prüfstand Schritt Nach rechts Nach rechts : 6 :

17 Baue und prüfe die Pendelbewegung X X 6 X X X X 5 X X X X Montierter Prüfstand Schritt 80 6 : : 7

18 Baue eine vertikale Übertragung X X Montierter Prüfstand Schritt X X X 80 X X 0 X X X X X : :

19 5 Baue eine vertikalehorizontale Übertragung X X X 6 Montierter Prüfstand Schritt 7 6 ÜBERSETZUNGSVERHÄLTNIS Beobachte, wie sich die Zahnräder drehen und vergleiche die ausgeführten Drehungen der verschiedenen Räder. Eine Drehung des größten Zahnrads entspricht Drehungen des kleinsten Rads. Du kannst dies nochmals überprüfen, indem du die Anzahl der Zahnräder dividierst bzw. untereinander in ein Verhältnis setzt. Beispiel: Berechnung des Übersetzungsverhältnisses. Zähne (größtes Rad) 0 Zähne (kleinstes Rad) =, Drehungen : 9

20 6 Baue ein Zahnstangengetriebe X X X X X X X 8 X 5 X X X 8 : : Technische Beschreibung der Zahnstangengetriebe Aufzug Die Zahnstange wandelt die Drehbewegung in Kombination mit einem Ritzel in eine lineare Bewegung um. Bei einer Fahrzeuglenkung werden die Räder beispielsweise durch die Bewegungsübertragung an die Zugstäbe lenkbar. 0 Fahrzeuglenkung Zug

21 VORBEREITUNG Baue den Prüfstand für die Übertragungselemente X X X X X Montierter Prüfstand

22 7 Die Getriebeschnecke für Hebevorgänge 6 X X X X X 0 X 8 X X Technische und wissenschaftliche Details Im technischen Sprachgebrauch als Evolventenverzahnung bezeichnet, ist die Getriebeschnecke ein zylindrisches und schraubenförmiges Getriebe. Bei der Kombination zwischen einem Zahnrad und der Getriebeschnecke wird diese Letztere als leitendes Teil bezeichnet, denn die Bewegung kann nur vom Getriebe an das Rad übertragen werden und nicht umgekehrt. Die Getriebeschnecke dient somit auch für die Blockierung des verbundenen Rads in einer bestimmten Position. 8 0 Montierter Prüfstand Vorbereitung :

23 8 Die Getriebeschnecke als Reduktionsgetriebe Übersetzungsverhältnis Dank der Getriebeschnecke kann eine hohe Untersetzung erzielt werden. Drehe das Rad und schau zu, wie langsam sich das Getriebe dreht. X X X 5 X X X X X X X X 0 Montierter Prüfstand Vorbereitung Kontrolliere den Zusammenbau! : 5

24 9 Das Kreuzgelenk X X X X X X X X X X X Halte dich für den Zusammenbau des Kreuzgelenks an die Anleitungen des bebilderten Blatts mit den Hinweisen, das in der Schachtel enthalten ist. :

25 0 Verwende das Getriebemodul für die Gegendrehung X X X X X X 8 X 6 X X Führe das Modul zwischen die Balken ein, indem du den Prüfstand teilweise ausbaust. Nun kannst du die Getriebe gemäß Abbildung einbauen. Montierter Prüfstand Vorbereitung PROBIER ES AUS! 8 : : 5

26 Verwende das Getriebemodul für die Gleichdrehung X 6 X X 6 X X X Kontrolliere den Zusammenbau X X X 8 6 Montierter Prüfstand Vorbereitung PROBIER ES AUS! 6 8 : 6 : 6

27 Baue das Getriebe mit dem Planetenträger zusammen X X X X X 6 X X X 8 X Montierter Prüfstand Vorbereitung PROBIER ES AUS! 8 : : 7

28 Baue ein Spinning Bike X X X X X X X X X 6 X X 6 : 8 :

29 X X X X X X X X X : : : X X X X X X X X Technische Beschreibung und Merkmale 968 Das radlose Fahrrad für zu Hause oder in Fitnesszentren wurde gerade erst erfunden. Eine geniale Idee des amerikanischen Erfinders Keene P. Dimick, der ein stehendes Fahrrad ohne Räder entwickelt hat, mit dem man trotzdem in die Pedale treten kann. 9

30 Baue ein ButterflyGerät X X X X X 6 X Montierte Basis Schritt 5 : : 0

31 5 Baue einen Katapult X X 5 X X Technische Beschreibung und Merkmale 5. Jahrhundert v. Chr.: Archimedes perfektioniert den Katapult eine Kriegsmaschine, die zur Zeit Alexanders des Großen bei den Griechen bereits zur Anwendung kam. Diese Torsionsmaschine gewann ihre Kraft durch die Verdrehung von Strängen aus Kordeln und Haaren. Sie schoss große Steine ab, sobald der Hebelarm nach vorne schnellte. X Wissenschaftliche Details X X X X Es handelte sich um ein Projekt auf der Grundlage von Studien der Physik und Mathematik. Die Größe der elastischen Stränge (Schleuderseile) waren dem Gewicht der Steine und der Distanz des zu treffenden Ziels (Schussweite) angepasst. : 5

32 X X X X X 6 X X X X 6 X X X : : 6 : : 6