Cartech: Fahrzeugtechnik Total; Kraftübertragung Über Eine Kette - FISCHER Profi Cartech Manual Del Usuario

D

1. Cartech: Fahrzeugtechnik total!

Rauf aufs Fahrrad, kräftig in die Pedale treten und ab geht die Post. Rein
ins Auto, Motor anlassen, Gang rein und los geht die Reise. Alles ganz nor-
mal, oder? Aber was steckt dahinter, was passiert zwischen den Fußpedalen
und den Rädern, wie funktioniert die Technik, die es uns ermöglicht, in
einem kleinen Gang zwar langsam, aber relativ leicht einen Berg hochzu-
fahren oder in einem großen Gang mit einem Affenzahn den Berg hinun-
terzurasen. Wie funktionieren Lenkungen und verschiedene Antriebssysteme?
All diese Fragen beantwortet der Baukasten Cartech. Das Beste daran: an
den Modellen, die mit Hilfe der Bauanleitung gebaut werden, kann man di-
rekt ausprobieren wie alles funktioniert und dann in diesem Begleitheft nach-
lesen, was dahinter steckt. Also dann, nichts wie los!
2. Kraftübertragung über eine Kette
Eine Kette kann man hervorragend für die Übertragung einer Kraft von einer
Achse auf eine andere verwenden. Beim Fahrrad z. B. wird mit einer Kette
die Kraft von den Pedalen (Antriebsachse) auf das Hinterrad (Abtriebsachse)
übertragen. Man kann beim Radfahren beobachten, dass die Kombination
verschieden großer Kettenräder (Kettenschaltung) dazu führt, dass man im 1.
Gang schnell treten muss, aber nur langsam vorwärts kommt, hingegen im
21. Gang nur sehr langsam treten muss und doch schnell vorwärts kommt,
was dann aber bedeutend mehr Kraft kostet.
Modell: Kettenantrieb
(siehe Bauanleitung Seite 6)
In unserem ersten Modell wird die Antriebsachse nicht von Pedalen, sondern
von einem Motor angetrieben. Wir bauen unterschiedliche Zahnräder ein und
beobachten, was passiert:
Versuch 1:
Antriebsachse am Motor (1) mit Zahnrad Z20 (=20 Zähne), Abtrieb-
sachse (2) mit Zahnrad Z10 (=10 Zähne), genau wie in der Bauan-
leitung gezeigt. Welches der Räder dreht sich schneller?
2
Beobachtung:
Das Rad auf der Abtriebsachse dreht sich schneller als das Rad auf
der Antriebsachse.
Wenn du das Getriebe am Motor aushängst und das Antriebsrad von
Hand drehst, kannst du beobachten, dass sich das Abtriebsrad genau
doppelt so schnell dreht wie das Antriebsrad.
Versuch 2:
Tausche die Zahnräder auf den beiden Achsen aus: Antriebsachse mit
Zahnrad Z10, Abtriebsachse mit Zahnrad Z20. Welches Rad dreht sich
jetzt schneller?
Beobachtung:
Das Rad auf der Abtriebsachse dreht sich langsamer als das Rad auf
der Antriebsachse.
Wenn du das Getriebe am Motor aushängst und das Antriebsrad von
Hand drehst, kannst du beobachten, dass sich das Abtriebsrad genau
halb so schnell dreht wie das Antriebsrad.
Versuch 3:
Beide Achsen mit Zahnrad Z20 (=20 Zähne)
Beobachtung:
Beide Räder drehen sich gleich schnell.
Versuch 4:
Beide Achsen mit Zahnrad Z10 (=10 Zähne)
Beobachtung :
Wieder drehen sich beide Räder gleich schnell.
Es ist also egal wie groß die beiden Zahnräder sind, solange sie gleich groß
sind (gleich viele Zähne haben) drehen sich die Achsen gleich schnell.
Und was bringt uns das jetzt? Ganz einfach, wir sehen, dass es aus-
schließlich von dem Größenverhältnis der Zahnräder zueinander abhängt,
wie sich die Geschwindigkeit der Räder verhält. Genauer gesagt kommt
es auf das Verhältnis der Zähnezahlen der beiden Zahnräder an.
In Versuch 3 und 4 haben beide Zahnräder die gleiche Anzahl von Zähnen.
Das Verhältnis von
Zähnezahl Abtriebsrad 20
beträgt
Zähnezahl Antriebsrad 20
Die Zähnezahl des Abtriebsrads steht immer im Zähler, die des Antriebsrads
im Nenner des Bruches. Man sagt auch, das Übersetzungsverhältnis beträgt
1 zu 1. Die Räder drehen sich gleich schnell.
In Versuch 1 ist das Übersetzungsverhältnis:
In Versuch 2 ist das Übersetzungsverhältnis:
Ist das Übersetzungsverhältnis größer als 1, handelt es sich um eine Über-
setzung ins Langsame, auch Untersetzung genannt. Ist es kleiner als 1, wird
ins Schnelle übersetzt.
10 1
(Versuch 1) bzw. = (Versuch 2)
10 1
20 2
= (zwei zu eins).
10 1
10 1
= (eins zu zwei).
20 2