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Getriebe: Bewegte Zahnräder

Nach einer Idee von: Wiebel, K.H.: Natur Be-Greifen. Teilsatz 1, Nr. 02.7.

zahnraeder

1. Kurzbeschreibung

Die bewegten Zahnräder werden durch Kurbeln bewegt und veranschaulichen das Prinzip eines Zahnradgetriebes.

2.    Sachinformationen

Siehe „Zahnradgetriebe“ in den Sachinformationen für die Lehrkraft.

3.    Anleitung für Lehrkräfte
3.1.    Materialien

Material:

  • Buchenholzscheiben mit Loch (Bezugsquelle zum Beispiel: www.opitec.de):
    • 6 große Scheiben (ungefähre Maße: Ø = 40 mm; Dicke: 10 mm)
    • 2 mittlere Scheiben (ungefähre Maße: Ø = 30 mm; Dicke: 8 mm)
    • 2 kleine Scheiben (ungefähre Maße: Ø = 20 mm; Dicke: 6 mm)
  • 2 Holzkugeln mit Loch (Durchmesser der Kugel: 1 – 1,5 cm / Das Loch der Kugel muss größer als der Durchmesser des Schaschlik-Spießes sein.)
  • 1 dicker Gummiring (Ø: ca. 80 mm)
  • 2 Nägel (am besten „kopflose Nägel“; siehe auch Tipps und Tricks)
  • 1 Schaschlik-Spieß
  • 1 Kopie der Vorlage „Zahnräder
  • 1 Stück Pappe (Maße: 20 cm × 20 cm)
  • 2 Holzbretter (Maße: siehe Abb. 1)

Werkzeug:

  • Buntstifte zum Verzieren der Zahnräder
  • 3 Schaschlik-Spieße + mehrere Gummiringe
  • 1 Schere
  • 1 Tube Holzleim
  • 1 Handbohrer (zum Bohren des Loches für den Schaschlik-Spieß)
  • 1 Hammer

zahnraeder1 Abb. 1
3.2.    Bauanleitung

Als Erstes wird die Vorlage der zwei Zahnräder auf das Stück Pappe geklebt. Danach können die Zahnräder mit unterschiedlichen Farben angemalt und anschließend ausgeschnitten werden (siehe Abb. 2).

Im Anschluss werden aus den Scheiben verschiedener Größe drei Holzräder geleimt. Hierzu wird eine mittlere Scheibe zwischen zwei große Scheiben gelegt und mit Holzleim zusammengeklebt. Dann wird ein Schaschlik-Spieß durch die Löcher der Scheiben gesteckt und alles mit mehreren Gummiringen fixiert. Der Schaschlik-Spieß und die Gummiringe haben hier die Aufgabe, die Scheiben so zu fixieren, dass sie während des Trocknungsprozesses nicht verrutschen und die Löcher genau übereinanderliegen. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass der Spieß mehrfach im Loch gedreht wird, damit dieser nicht festkleben kann (siehe Abb. 3).

Für das zweite Holzrad werden noch einmal zwei große und eine mittlere Scheibe zusammengeleimt und durch einen Schaschlik-Spieß und mehrere Gummiringe fixiert. Das dritte, geleimte Holzrad besteht aus zwei großen und einer kleinen Scheibe und wird ebenfalls durch einen Spieß und mehrere Gummiringe stabilisiert. Nach dem Entfernen der Spieße und Gummiringe werden die zwei vorbereiteten Zahnräder auf die ersten beiden Holzräder (mittlere Scheibe) geklebt (siehe Abb. 4). Im Anschluss wird ca. 5 cm von der oberen Seite des Holzbrettes ein Loch durch das Brett gebohrt. Durch dieses Loch wird später ein Spieß (Kurbel) gesteckt (siehe Abb. 5). Das Holzbrett ohne Loch wird nun an die untere Seite des Holzbrettes mit Loch geleimt (siehe Abb. 6).

Die beiden Zahnräder werden dann zuerst nur, wie in Abbildung 6, auf die Holzbretter gelegt. Dabei muss beachtet werden, dass die Zahnräder gut ineinander greifen. Die erforderliche Position der Zahnräder auf den Holzbrettern wird durch Umkreisen der beiden Räder mit einem Bleistift markiert. Nach dem Wegnehmen der Zahnräder werden zwei Nägel mit dem Hammer in die Mitte der zwei entstandenen Kreise geschlagen.

Danach wird ein Schaschlik-Spieß durch das Loch im Holzbrett gesteckt. Auf ein Ende des Spießes werden eine kleine Scheibe (Kurbel) und eine Holzkugel gesteckt und anschließend mit Holzleim fixiert. Das dritte Holzrad wird nun auf das andere Ende des Spießes geklebt und durch eine Holzkugel verziert. Zum Schluss werden die Zahnräder auf die Nägel gesteckt und die beiden Holzräder des stehenden Holzbrettes durch einen dicken Gummiring verbunden (siehe Abb. 6).

zahnraeder2
Abb. 2
zahnraeder3
Abb. 3
zahnraeder4
Abb. 4
zahnraeder5
Abb. 5
zahnraeder6  Abb. 6
 
3.3.    Durchführung

Die bewegten Zahnräder werden durch das Drehen der Kurbel (kleine Scheibe) bewegt.


Arbeitsanleitung herunterladen:

Anleitung bewegte Zahnräder

Vorlage Zahnräder

4.    Tipps und Tricks
  • Bei diesem Spielzeug ist es wichtig, dass die Zahnräder optimal ineinander greifen. Hierzu dürfen sie weder zu weit voneinander entfernt noch zu nah beieinander sein.
  • Nach der Fertigstellung des Spielzeugs können die Zähne der Zahnräder leicht nach oben oder unten korrigiert werden, sodass ein leichtes Drehen der Räder möglich ist.
  • Alternativ könnte das kleine Holzrad (kleine Scheibe) auch mit einem Nagel an dem Holzbrett befestigt werden und dadurch die Bewegung der Zahnräder durch Drehen am kleinen Holzrad erzeugt werden (siehe Abb. 9).
  • Man könnte an Stelle der Holzräder auch leere Garnrollen verwenden.
5. Erweiterung: Die bewegte Puppen

Man kann die „Bewegten Zahnräder“ zu der „Bewegten Puppe“ erweitern.

5.1 Zusätzliches Material
  • Buchenholzscheiben mit Loch (Bezugsquelle zum Beispiel: www.opitec.de):
    • 2 große Scheiben (ungefährere Maße: Ø = 40 mm; Dicke: 10 mm)
    • 1 mittlere Scheibe (ungefähre Maße: Ø = 30 mm; Dicke: 8 mm)
  • Puppe (zum Beispiel: 1 Holzkugel mit Loch, Bast, Stoff, 1 Stift, Alleskleber)
  • 1 dicker Gummiring
  • 1 Nagel (am besten einen kopflosen Nagel)
5.2 Bauanleitung

siehe Abb. 2 - 4 + 7 - 9.
Die Bauanleitung der bewegten Puppe ist bis einschließlich dem Bau des dritten Holzrades identisch mit dem der bewegten Zahnräder. Nach dem Herstellen des dritten Holzrades wird ein viertes Holzrad vorbereitet. Dieses besteht, genau wie das erste und zweite Rad, aus zwei großen und einer mittleren Scheibe, die durch Holzleim miteinander fixiert werden.

Im Anschluss wird die Puppe gebastelt, indem eine Holzkugel mit Gesicht auf ein Stück Stoff geklebt wird. Die Haare der Puppe bestehen zum Beispiel aus Bast. Diese Puppe wird auf das vierte Holzrad geklebt (siehe Abb. 7).

Bis einschließlich dem Einschlagen der Nägel in die Holzbretter ist das Vorgehen des Baus der bewegten Puppe nun identisch zum Bau der bewegten Zahnräder. Ein weiterer Nagel wird ca. 5 cm von der kurzen Seite des Holzbrettes ohne Loch entfernt eingeschlagen.
Zum Schluss wird das Holzrad mit Puppe auf den zusätzlichen Nagel gesteckt und die beiden Holzräder des Holzbrettes mit einem Gummiring verbunden (siehe Abb. 8 - 9).

Hinweis:
Der Gummiring sollte möglichst breit sein. Dünne Gummiringe bewegen sich während des Drehens nach oben und bewirken damit, dass sich die Holzräder ebenfalls nach oben bewegen. Dadurch ist ein flüssiges Drehen der Puppe nicht mehr möglich.

 

zahnraeder7 Abb. 7
zahnraeder8 Abb. 8
zahnraeder9 Abb. 9
6.    Weiterführende Literatur
  • Wiebel, K.H.: Natur Be-Greifen. Teilsatz 1, Breisach: Freiarbeit-Verlag, (Nr. 02.7).
  • Wiebel, K.H.: Natur Be-Greifen. Teilsatz 1, Breisach: Freiarbeit-Verlag, (Nr. 02.6a).
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