Roboter Robby. Bestellnummer , Modifiziert von Andreas Merz, Muotastrasse 9, 6440 Brunnen. Ergänzende Hinweise zur Bauanleitung

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1 Roboter Robby Bestellnummer , Modifiziert von Andreas Merz, Muotastrasse 9, 6440 Brunnen Ergänzende Hinweise zur Bauanleitung 1. Beschrieb Sensationell! Dieser Roboter geht, bewegt seine Arme, bewegt den Kopf und leuchtet mit den Augen!! Die ideale Kombination von Getriebe -, Elektro-, - und Bewegungstechnik. Die Schüler fertigen neben einem Getriebeantrieb, durch den der Roboter selbständig geht, auch einen Stromkreis für die Beleuchtung der Augen. Mit einer praktischen Gürtelschnalle wird der Stromkreis geschlossen und der Roboter geht und leuchtet zugleich mit den Augen. Die Werkpackung ist komplett inkl. zweier Leuchtdioden, Getriebemotor sowie umfangreichen Plänen zur Montage und zum Stromkreis. 2 Batterien (1,5 Volt) bitte separat bestellen. Abmessungen L x B x H: ca. 140 x 130 x 300 mm. Ab der 7. Schulstufe, 6-10 Stunden Dieser 15 x 35 cm grosse Bausatz bietet dem Schüler ein reiches Betätigungsfeld im mechanischen Bereich: Drei von

2 einem Schneckengetriebe in Bewegung gesetzte Exzenter heben vier Holzhämmer. Die Kadenz der Hammerschläge kann dabei durch den Schüler selber eingestellt werden. Holz-, Metall- und kleine Lötarbeiten (E-Motor, ev. Ein-Ausschalter) ergänzen sich und sorgen für einen abwechslungsreichen Werkunterricht. Die Einstellarbeiten setzen allerdings an den Schü ler recht grosse Ansprüche (Geduld, Feinmotorik), sodass dieser Bausatz in den Bereich der sechsten Klasse anzusiedeln ist. 2. Allgemeines Die 8seitige Originalanleitung ist eher knapp abgefasst. LP und Kinder müssen viele Angaben aus Schnitt- und Grundrisszeichnungen herauslesen. Sämtliche nachfolgende Anmerkungen sind deshalb als hilfereiche Ergänzungen zu verstehen: Diese sind während des Baus eines solchen Modells entstanden und geben meine Erfahrungen wieder. Spezielle Tipps sollen die weniger erfahrene Werklehrperson, aber auch die Schüler vor Misserfolgen bewahren. Zuerst die Opitec-Bauanleitung genau lesen und die Pläne studieren. Gleichzeitig diese Tipps konsultieren, welche jeweils unter der gleichen Arbeitsschritt-Nummer wie die der Originalanleitung figurieren. Erst wenn ein Schritt ganz klar ist, mit dem Bau des jeweiligen Abschnittes beginnen! Es empfiehlt sich, als Lehrperson zuerst selber ein solches Schlagwerk zu bauen; dadurch werden allfällige handwerkliche Probleme (wie sie später auch die Schüler haben werden!) dem Ausbildner am ehesten bewusst. 3. Instrumentelle Lernziele Genaues Einmessen und Ablängen von Holzleisten, Gewindestangen und Kabeln Exaktes Einmessen von Bohrlöchern und entsprechendes Bohren (Tischbohrmaschine) in Holz- und Kunststoffteilen Sägen und bearbeiten (feilen und schmirgeln) von Holzteilen Lötarbeiten (Drähte verzinnen, Litzen an Lötfahnen löten) Einstellarbeiten am Antriebsmechanismus und am Exzentergetriebe vornehmen Masspläne und Schnittzeichnungen lesen und verstehen Fakultativ: Beizen oder malen, tiefgrundieren und lackieren der Teile 4. Bau 4.0 Vorarbeiten Am besten kontrolliert man vor Arbeitsbeginn die Bauteile und beschriftet diese soweit nötig (d.h. dort, wo Verwechslungen durch die Schüler vorkommen können): 5 Stk. 150 x 10 x 10 mm 1 Stk. 100 x 30 x 10 mm 2 Stk. 100 x 20 x 20 mm 1 Stk. 100 x 35 x 10 mm 6 Leisten 150 x 20 x 20 mm (Rahmen, Hämmer, Lager, Schild) 2 Rahmenleisten 350 x 20 x 20 mm Grundbrett 350 x 150 x 6 mm Das vorgängige Kontrollieren und allfällige Beschriften der Holz-, Metall und Kunststoffteile kann Ärger ersparen und erleichtert das spätere Auffinden!

3 - 3 - Abbildung links: Die abgelängten Teile 3a-c. Die Bohrungen sind bereits eingemessen und gekörnert worden (Stechahle). Abbildung mittig: Es empfiehlt sich, die Teile zu dübeln! Genaues Bohren ist jedoch vonnöten! Am besten spannt man die Leisten in den Schraubstock, um beide Hände für das Einmessen der Dübellöcher frei zu haben. Abbildung rechts: So werden die Dübelrundstäbe abgelängt: Lang ausgefahrene Klinge des Japanmessers senkrecht aufsetzen und den Rundstab hin und her rollen (Schneidunterlage!). Das Verleimen der Ampelteile. Sämtliche Löcher sind gebohrt und die zwei Runddübel eingesetzt. Wurde exakt gebohrt, stimmen die Teile absolut passgenau überein. Stehen Miniatur-Schraubzwingen zur Verfügung, ist das natürlich von Vorteil. Es geht jedoch auch mit Schraubzwingen normaler Grösse. Anschliessend kann dieses Teil bereits farblich gestaltet werden: Beizen tiefgrundieren lackieren oder tiefgrundieren bemalen lackieren Solche Zwischenarbeiten sind willkommen, wenn z.b. Wartezeiten an der Tischbohrmaschine oder an der Gehrungssäge auftreten. 4.2 Herstellung Kurbel und Drehlager ( Kurbelböcke ) 4.2.1: Die Leiste 20 x 20 x 150 mm wird auf der Präzisionsgehrungssäge halbiert. Auch hier sorgen ein bis zwei Windungen mit Abdeckband für einen sauberen Sägeschnitt. Die beiden Drehlagerteile (Pos. 2) werden ebenfalls gedübelt. Vorgehen siehe unter 4.1!

4 - 4 - Zu diesem Zeitpunkt müssen die Schüler im Besitz ihrer Blechdose sein. Am besten eignet sich eine Büchse, deren Deckel mit einem Sicherheits-Dosenöffner entfernt wurde (Schnitt an der Seite; der Deckel kann später problemlos wieder zugeklebt werden). Nicht empfehlenswert sind 1 kg-büchsen; sie sind zu gross! Ebenso abzuraten ist von Büchsen mit Kunststoff-Deckeln. Mit der Schiebelehre wird der Durchmesser bestimmt. Davon abhängig ist nämlich die Lage der Bohrung für die Drehachse in den beiden Teilen 2 siehe unten stehende Abbildung)! Deckel erst nach der Bohrung der drei Löcher zukleben! Zweikomponenten-Kleber verwenden! Genaues Zentrum kann mit einem Zentrierwinkel bestimmt werden. 75 mm 50 mm variabel Der Durchmesser der Dose bestimmt den Bohrabstand der Drehachse! In unserem Beispiel wurden 50 mm gewählt. Lager Drehachse Drehachse : Diese drei Löcher müssen übereinstimmend auch im Dosendeckel gebohrt werden! Kurbelteil Abbildung links: Die beiden Teile aus Arbeitsschritt (7)2.2. Der Dosenhalter 4a muss sehr exakt gebohrt werden, da diese Lochungen später mit identisch gleichen Bohrungen im Büchsendeckel übereinstimmen müssen. Die spätere Kurbel 4b, deren Ecken später noch abgerundet werden. Abbildung rechts: Alle Teile der Ampel und der Dosenhalterung liegen zur Bemalung bereit. 4.3 Herstellung Grundplatte, Batterie- und Kontakthalter Grundplatte - Dübellage Während die Bohrung für die Ampel (A)und die Bohrung für den rechten Lagerbock (B) bereits eingemessen werden können, muss mit der dritten Bohrung (C) für den linken Lagerbock noch zugewartet werden. Da der Abstand je nach Blechdose variiert, muss die Dose zuerst ausge-

5 messen werden. Dazu stecken wir die Dübel des fertig gestellten Dosenhalters (Pos. 4a) in die entsprechenden Löcher im Dosendeckel. Jetzt wird die Gesamtlänge der Dose samt Halter gemessen. Dazu addieren wir ca mm für zusätzlichen Freiraum. Mit diesem Mass kann nun auch die dritte Bohrung eingemessen werden. Die nachfolgenden Abbildungen präzisieren diesen Vorgang: X + (5 bis 10 mm) Bohrung für rechten Lagerbock (B) Mass X Bohrung für Ampel (A) Büchsenhalter Während die Bohrungen A und B bereits eingemessen werden können, muss der Abstand zwischen den beiden Löchern B und C zuerst ermittelt werden: Mit der Schiebelehre misst man die Dosenhöhe samt dem dazugehörigen Dosenhalter und gibt einen Zuschlag von ca. 5 bis 10 mm dazu Batteriehalterung Die Batteriehalterung bietet keinerlei Probleme. Die drei bereits eingeleimten Dübel für Ampel und Lagerböcke wurden abgeklebt, die Einheit mit Nitro-Hartgrund zweimal grundiert (Zwischenschliff) und anschliessend gespritzt. Mit einem ausgedienten Fixleintuch kann der Untergrund abgedeckt werden.

6 4.3.4 Kontakthalterung Nachdem die Leiste 4c abgesägt und gebohrt wurde, kann auf der Unterseite eine Einteilung aufgezeichnet werden, wie die vier Kontaktstreifen aus Messing später angeordnet werden. Darauf achten, dass kein Streifen über die Löcher zu liegen kommt! 4.4 Herstellung der Intervallschaltung Verkabelung der Ampel Zum bequemeren Löten stellt man zuerst die gesamte Verkabelung der Ampel her. Erst später wird die ganze Einheit dann mit der Grundplatte verleimt. Wenn die Lampenfassungen eingeklebt sind (Zweikomponentenkleber verwenden), kann mit der Verkabelung begonnen werden. Dabei wird eine Polseite (Minuspol) der drei Lampen kurzgeschlossen. Dies geschieht am besten mit einem Kupferdraht, welcher an den beiden Enden abgewinkelt wird (Abbildung unten links). Dieser kann jetzt bequem eingelötet werden. Alsdann wird je ein Draht durch die Bohrung im unteren Steg geführt und an die andere Polseite gelötet (Abbildung unten rechts). Die Drahtenden werden dazu abisoliert (ca. 5 mm genügt vollends) und verzinnt. Beim Zuschnitt der drei Kabel wird darauf geachtet, dass diese genügend lang sind, damit sie später noch mit den Stromabnehmern verlötet werden können! Die Kontaktfahnen werden mit einer Flachzange umgebogen! Die Ampel wird vorerst noch nicht auf das Grundbrett geleimt, damit diese Lötarbeiten bequemer ausgeführt werden können Dosenhalterung Bevor die Lagerböcke auf die Grundplatte geleimt werden, bereitet man die Blechdose vor. Falls noch nicht geschehen, werden an der Stirnseite der Büchse die drei Bohrungen Ø 5 mm gebohrt (siehe der Originalanleitung). Dann wird auf der gegenüberliegenden Seite exakt im Zentrum ebenfalls eine Bohrung angebracht, sodass die Kurbelwelle durch die Büchse hindurch geschoben werden kann. Gleichzeitig wird die Dose mit drei Isolierbandstreifen ganz

7 umwickelt. Der Abstand der einzelnen Isolierbandstreifen kann mit Hilfe des Kontakthalters 4c ermittelt werden. Jetzt können die Lagerböcke (Pos. 2) aufgeleimt werden. Zum Ausrichten stecken wir die Kurbelwelle durch die beiden Lochungen Der Dosenhalter (Pos. 4a) wird auf den Deckel geklebt (Zweikomponentenkleber, Universalkleber). Zur besseren Druckverteilung benutzt man Unterlagshölzer für die Schraubzwingen. Nicht zu fest anziehen, um die Dose nicht zu beschädigen! Drehkurbel noch nicht einleimen! Die Lagerböcke sind ausgerichtet und aufgeleimt. Mit aufgesteckter Kurbelwelle konnten diese besser ausgerichtet werden. Die Ampel wurde provisorisch einmal eingesteckt und auch Kontakthalter und Isolierband liegen bereit für den nächsten Schritt. Abbildung links: Die Dose wird ringsherum mit drei Streifen Isolierband versehen. Die bereits eingezeichneten Markierungen auf dem Kontakthalter (4c) helfen dabei, die Abstände festzulegen. Abbildung rechts: Mit einem Meterband (- oder rechnerisch) ermittelt man den Umfang der Dose und markiert anschliessend die verschiedenen Leuchtphasen auf den einzelnen Isolierbändern. An den entsprechenden Stellen werden diese mit dem Japanmesser durchgetrennt und die Streifenteile entfernt. Isolierband: Lampe aus, Blech sichtbar: Lampe ein. Opitec sieht vor, den Dosenumfang zu vierteln und in vier Zeitintervalle einzuteilen. Jede Lampe leuchtet also gleich lang auf, verlischt dann und gleichzei-

8 Etwas realistischer ist die nachfolgende Anordnung: abgeklebt Rot abgeklebt Gelb abgeklebt Gelb abgeklebt abgeklebt Grün Massenkontakt Das Licht wechselt von Gelb auf Rot. Nach einer gewissen Zeit schaltet sich Gelb wieder dazu und beide Lampen brennen gleichzeitig. Sodann verlöschen beide und gleichzeitig wird auf Grün umgeschaltet. Diese Problemstellung muss dem Schüler ja nicht einfach vorgegeben werden, sondern die Kinder können diese selbst erarbeiten. Wir erteilen ihnen vielleicht sogar den Auftrag, die Ampelaktivität in Natura zu beobachten und die einzelnen Phasen zeitlich zu messen. 4.5 Verkabelung Messing Kontaktstreifen Die vier Messingstreifen stellen die Verbindung vom Intervallschalter (Dose) zur Ampel her. Drei dieser Streifen bilden die Ein-Aus-Schalter, der vierte Streifen ist der Massekontakt. Mit Anschlagwinkel und Flachzange werden die Messingzungen gemäss der Biegeform (S. 9, Opitec) abgekrümmt. Je nach Dose müssen die Kontaktstreifen etwas länger oder kürzer hergestellt werden. Um dies zu ermitteln, steckt man die Ampel in das Grundbrett und montiert die Dose. Auch der Kontakthalter (4c) wird an freier Stelle platziert. Jetzt wird die Länge der Messingteile in etwa ersichtlich. Abbildung links: Die einzelnen Abschnitte werden mit Filzschreiber und Anschlagwinkel auf den Streifen markiert und dann mit der Flachzange umgebogen (Schablone Opitec). Es muss darauf geachtet werden, dass die Streifen mit Vorspannung an der Dose anliegen und damit einen optimalen Kontakt bilden. Abbildung unten: Detailaufnahme eines Kontaktstreifens. Der abgewinkelte, flache Teil entspricht der Breite des Kontakthalters (4c) zuzüglich ca. 5 mm. An diesem Ende wird ein Tupfer Zinn aufgebracht. Dies erleichtert später die Verlötung mit der Ampel. Die Länge des anderen Schenkels ist variabel und muss je nach Dose individuell bestimmt werden. a entspricht der Breite von 4c! a ca. 5 mm variabel je nach Dosendurchmesser

9 Jetzt können die vier Streifen auf dem Grundbrett montiert werden. Um die Montage dieser Streifen zu erleichtern wird vorgeschlagen, diese mit einem Tupfen Sekundenkleber (nicht tropfenden, zähflüssigen Kleber benutzen) auf dem Grundbrett zu fixieren. Vorsicht: Dämpfe, kein Hautkontakt! Lehrerbeistand! Lötfahnen stehen vor! Abbildung links: Die vier Streifen wurden sauber ausgerichtet mit einem Tupfer Sekundenkleber auf das Brett oder direkt unter den Kontakthalter geheftet. Dies erleichtert Abbildung rechts: das anschliessende Festklemmen mit dem Kontakthalter sehr. Kontrolle nach dem Festschrauben: Die Lötfahnen sollten nach dem Befestigen des Hölzchens 4c noch sichtbar bleiben! Verkabelung von Ampel mit Intervallschaltung Jetzt werden die beiden Hauptelemente miteinander verbunden. Dazu wird die Ampel auf den vorbereiteten Dübel aufgesteckt und ausgerichtet. Alsdann werden gemäss Schaltplan die Kabel der Ampel auf die notwendige Länge gekürzt und an den Enden um ca. 5 mm abisoliert (Abisolierzange oder Japanmesser). Die abisolierten Enden werden mit dem Lötkolben verzinnt und anschliessend an die entsprechenden Lötfahnen gelötet. Pluspol Minuspol Ampel Die beiden Pluspole mit einem Kabel verbinden! Pluspol ( Masse ) Grün Gelb Gelb Rot Rot Die Ampel wird provisorisch aufgesteckt und die Kabel entsprechend abgelängt. Dann wird die Ampel wieder entfernt, die Kabel abisoliert und verzinnt. Ein weiteres Stück Kabel wird abgelängt, um die beiden Pluspole miteinander zu verbinden. Erst jetzt wird die Ampel endgültig auf das Grundbrett geklebt. Alternative: Anstelle der vorgesehenen Flachsteckhülsen wurden zwei Stromabnehmer in Form von M3-Schrauben ins Grundbrett eingedreht. Die Flachbatterie kann dann nur ins Batteriefach gelegt werden und versorgt die Anlage ohne zusätzliche Stecker mit Strom.

10 Schlussendlich wird definitiv die Drehkurbel mit der Dose verklebt (Zweikomponenten-Kleber). Okt.06, by himself