Mechanischer Löwe - Werken-technik.de
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Heiner Prüser<br />
<strong>Mechanischer</strong> <strong>Löwe</strong><br />
<strong>Mechanischer</strong> <strong>Löwe</strong><br />
Download-Version ln niedriger Auflösung fürs Internet<br />
ab Klasse 8 Zeitbedarf: ca 8 Stun<strong>de</strong>n. 5 / 2013<br />
Arbeitshilfen für erfolgreichen Werkunterricht<br />
www.werken-<strong>technik</strong>.<strong>de</strong>
Seite 2<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
Unterrichtsplanung<br />
Info für Lehrer<br />
B<br />
Bauzeichnung / Baumaterial Seite 3<br />
Hebel entschei<strong>de</strong>n über die Bewegung Seite 4<br />
Bauanleitung<br />
Bauanleitung<br />
1<br />
2<br />
3<br />
V<br />
Momentaufnahmen <strong>de</strong>r Bewegung Seite 6<br />
Kurzanleitung Seite 7<br />
Ansicht in Originalgröße Seite 8<br />
ausführliche Bauanleitung Seite 9<br />
Vorlage im Maßstab 1:1 zum Ausdrucken Seite 12<br />
Unterrichtsplanung<br />
empfohlen für Klasse 9<br />
Zeitbedarf Materialkosten Schwierigkeitsgrad<br />
6 - 8 Stun<strong>de</strong>n ca. 1 Euro<br />
V<br />
Diese Werkaufgabe erfor<strong>de</strong>rt genaues handwerkliches Arbeiten und för<strong>de</strong>rt technisches Verständnis<br />
bei Anwendung von Hebeln. Arbeitsabläufe sind sinnvoll zu planen, damit unnötige Wartezeiten auf<br />
Aushärtung <strong>de</strong>r Leimstellen vermie<strong>de</strong>n wer<strong>de</strong>n.<br />
Ein erheblicher Zeitaufwand ist für das Aussägen <strong>de</strong>r Sperrholzteile (Sperrholz 5 mm) einzuplanen.<br />
Zur Erleichterung dieser Arbeit erhalten die Schüler die Druckvorlage. Die Einzelteile wer<strong>de</strong>n auf<br />
Sperrholz 5 mm aufgeleimt. Nach kurzer Wartezeit können sie dann ausgesägt wer<strong>de</strong>n. Ist eine<br />
Dekupiersäge vorhan<strong>de</strong>n, kann man <strong>de</strong>n Schülern anbieten, diese zum Aussägen <strong>de</strong>s Kopfes zu<br />
nutzen.<br />
Die größte Herausfor<strong>de</strong>rung ist die Abstimmung <strong>de</strong>r Bewegung: Drahthebel befestigen, biegen...<br />
Ziel:<br />
Beim langsamen Drehen <strong>de</strong>r Kurvenscheibe soll eine<br />
möglichst interessante Bewegung entstehen.<br />
Differenzierungsmöglichkeiten<br />
V<br />
V<br />
V<br />
V<br />
1<br />
1<br />
3<br />
Schüler erhält die Druckvorlage und die Kurzanleitung, alle Teile wer<strong>de</strong>n<br />
mit <strong>de</strong>r Laubsäge gesägt<br />
Druckvorlage, Kurzanleitung, Kopf wird mit <strong>de</strong>r Dekupiersäge gesägt<br />
Druckvorlage, Bauanleitung, Kopf wird mit <strong>de</strong>r Dekupiersäge gesägt<br />
3 Druckvorlage, Bauanleitung, alle Teile wer<strong>de</strong>n mit <strong>de</strong>r Dekupiersäge gesägt
Seite 3<br />
Bauzeichnung / Baumaterial<br />
Ansicht von Hinten<br />
Seitenansicht<br />
ohne Schwanz<br />
Mähne<br />
Kopf<br />
Folie<br />
Folie<br />
Folie<br />
Kurbelscheibe<br />
180 mm<br />
Kurbelscheibe<br />
Rundstab 4 mm<br />
Kurbel<br />
Draht 1 mm<br />
Standbein<br />
Standbein<br />
Befestigung<br />
<strong>de</strong>s Standbeines<br />
bewegliches Bein<br />
Befestigung<br />
<strong>de</strong>s Standbeines<br />
Grundplatte<br />
Material:<br />
Sperrholz 5 mm stark<br />
Massivholz (Grundplatte)<br />
Holzschrauben<br />
Schrauben M3, Muttern<br />
Unterlegscheiben<br />
Draht 1 mm stark<br />
Rundstab 4 mm stark<br />
Folie (transparent)
Info Lehrer<br />
Seite 4<br />
Hebel entschei<strong>de</strong>n über die Bewegung<br />
In dieser Werkarbeit mischen sich kreative Aspekte aus <strong>de</strong>m Werkunterricht mit Inhalten <strong>de</strong>s<br />
Technikunterrichts:<br />
Kopf, Schwanz und linkes Bein <strong>de</strong>s <strong>Löwe</strong>n sind<br />
beweglich an Drehpunkten gelagert. Mit Hilfe einer<br />
Kurbelscheibe auf <strong>de</strong>r Rückseite <strong>de</strong>s <strong>Löwe</strong>n wer<strong>de</strong>n<br />
die 3 beweglichen Teile über Hebel bewegt.<br />
Hebelweg<br />
Zweiarmiger Hebel<br />
Hebelarm Hebelarm<br />
Drehpunkt<br />
Hebelweg<br />
Hebelweg<br />
Hebelarm<br />
Hebelarm<br />
Drehpunkt<br />
Hebelweg<br />
Hebel dienen <strong>de</strong>r Kraftübertragung<br />
und ermöglichen große Kraftwirkungen<br />
mit geringem Aufwand.<br />
Je größer <strong>de</strong>r Abstand,<br />
<strong>de</strong>sto größer die Drehwirkung<br />
<strong>de</strong>r angreifen<strong>de</strong>n Kraft.<br />
Der Abstand zum Drehpunkt entschei<strong>de</strong>t darüber,<br />
welcher Weg zurückgelegt wird:<br />
Hebel bei <strong>de</strong>r Schwanzbewegung<br />
Hebelarm<br />
Drehpunkt
Info Lehrer<br />
Seite 5<br />
Hebel entschei<strong>de</strong>n über die Bewegung 2<br />
Hebelweg<br />
Der Abstand zum Drehpunkt<br />
entschei<strong>de</strong>t darüber, welcher<br />
Weg zurückgelegt wird:<br />
Hebelarm<br />
Drehpunkt<br />
Schwanz: unterste Stellung<br />
Schwanz: oberste Stellung
Momentaufnahmen <strong>de</strong>r Bewegung Seite 6
Schülerarbeitsblatt Seite 7<br />
<strong>Mechanischer</strong> <strong>Löwe</strong><br />
Kurzanleitung<br />
Seitenansicht<br />
ohne Schwanz<br />
Mähne<br />
Drahthebel<br />
Kopf<br />
Kopf<br />
Folie<br />
Folie<br />
Drahthebel<br />
Schwanz<br />
Folie<br />
180 mm<br />
Kurbelscheibe<br />
Rundstab 4 mm<br />
Kurbel<br />
Folie<br />
Draht 1 mm<br />
Standbein<br />
Befestigung<br />
Standbein<br />
Schwungbein<br />
Standbein<br />
Befestigung<br />
<strong>de</strong>s Standbeines<br />
Grundplatte<br />
V<br />
Grundplatte<br />
Arbeitsanweisung:<br />
Baue <strong>de</strong>n Mechanischen <strong>Löwe</strong>n mit Hilfe <strong>de</strong>r<br />
Vorlage im Maßstab 1:1.<br />
Ziel: Beim langsamen Drehen <strong>de</strong>r Kurvenscheibe<br />
soll eine möglichst interessante Bewegung<br />
entstehen.<br />
Versuche, die Arbeitsschritte so zu planen, dass<br />
Wartezeiten (Leimhärtung) vermie<strong>de</strong>n wer<strong>de</strong>n!<br />
Tipp:<br />
Schrauben M3 können in einer Bohrung<br />
mit 2,5 mm fest eingeschraubt wer<strong>de</strong>n.<br />
In einer Bohrung mit 3,0 - 3,5 mm drehen sie sich locker.<br />
Die Mähne und das Standbein sind<br />
miteinan<strong>de</strong>r verschraubt und fest auf<br />
<strong>de</strong>r Standleiste aufgeleimt.<br />
Kopf, Schwanz und Schwungbein<br />
sind drehbar gelagert.<br />
Die Bewegungen dieser beweglichen<br />
Teile wer<strong>de</strong>n durch die Kurvenscheibe<br />
gesteuert. Der Kurbelgriff dient gleichzeitig<br />
als Mitnehmer für die Drahthebel<br />
am Drehpunkt von Kopf, Schwanz<br />
und Schwungbein.<br />
Material:<br />
Sperrholz 5 mm stark<br />
Massivholz (Grundplatte)<br />
Holzschrauben<br />
Schrauben M3, Muttern<br />
Unterlegscheiben<br />
Draht 1 mm stark<br />
Rundstab 4 mm stark<br />
Folie (transparent)
Seite 8<br />
Ansicht von vorn Ansicht von hinten<br />
Holzschraube 10 mm<br />
Gewin<strong>de</strong>schraube M3<br />
mit Mutter M3<br />
<strong>Mechanischer</strong> <strong>Löwe</strong><br />
Ansicht in Originalgröße<br />
Durchmesser <strong>de</strong>r Bohrungen<br />
2,5 mm (für Befestigung <strong>de</strong>r Schrauben M3)<br />
Bohrung nicht sichtbar (Rückseite)<br />
3,0 mm (Schrauben M3 - lose Führung)<br />
4,0 mm für Rundstab<br />
Unterlegscheibe<br />
(Kurbel)
Seite 9<br />
Schülerarbeitsblatt<br />
Bauanleitung<br />
Arbeitsschritte planen, damit Wartezeiten vermie<strong>de</strong>n wer<strong>de</strong>n!<br />
1<br />
Vorlage ausdrucken - aufleimen<br />
Die Einzelteile grob ausschnei<strong>de</strong>n,<br />
Rückseite sorgfältig mit Leim bestreichen<br />
und auf Sperrholz 5 mm aufleimen.<br />
Tipp:<br />
Folie auflegen und die Teile<br />
von <strong>de</strong>r Mitte ausgehend andrücken.<br />
2 Holzstän<strong>de</strong>r zusägen, schleifen, leimen<br />
Das aufgeleimte Papier muss jetzt festtrocknen, bevor man die Sperrholzteile aussägen kann.<br />
In <strong>de</strong>r Zwischenzeit kann man schon die Teile für <strong>de</strong>n<br />
Stän<strong>de</strong>r absägen und schleifen.<br />
Standleiste<br />
Die kleine Leiste<br />
aufleimen und einspannen.<br />
Seitenansicht Stän<strong>de</strong>r<br />
M 1: 1<br />
Die Form bestimmst Du selber.<br />
Sie soll einen sicheren Stand<br />
gewährleisten und gut aussehen.<br />
3 Sperrholzteile aussägen<br />
Zuerst wird das Standbein ausgesägt.<br />
w<br />
Standleiste<br />
Standbein<br />
Rücks(e) eit<br />
Ansicht von hinten<br />
10 mm lang<br />
Bohre 3 Löcher mit 3 mm für die Holzschrauben<br />
und ein Loch mit 2,5 mm für <strong>de</strong>n festen Sitz <strong>de</strong>r<br />
Schraube M3.<br />
Bohr-Tiefenanschlag einstellen,<br />
damit die Bohrung nicht ganz<br />
durch das Sperrholz nach vorn geht!<br />
Zuletzt wird das Standbein an <strong>de</strong>r Standleiste<br />
angeleimt. (einspannen!)<br />
Standbein senkrecht?<br />
Jetzt wer<strong>de</strong>n die an<strong>de</strong>ren Teile ausgesägt:<br />
Mähne
Schülerarbeitsblatt<br />
Seite 10<br />
Bauanleitung 2<br />
4<br />
Holzschrauben<br />
10 mm<br />
Hilfslinie<br />
am Standbein<br />
mit <strong>de</strong>r Umrisslinie an <strong>de</strong>r Mähne<br />
zur Deckung bringen.<br />
In dieser Stellung von hinten mit kurzen<br />
Holzschrauben verbin<strong>de</strong>n.<br />
(Schraubenlänge 10 mm)<br />
5 Schwungbein bohren, Drehpunkt bestimmen<br />
Mitnehmer<br />
Schwungbein<br />
Bohrung 3 mm in das Schwungbein<br />
Bein anlegen (siehe Bild rechts)<br />
und provisorisch anschrauben.<br />
Prüfen, ob das Bein richtig sitzt und auch<br />
frei beweglich ist.<br />
Dann mit Bohranschlag Bohrung 2,5 mm<br />
in die Rückseite <strong>de</strong>r Mähne bohren.<br />
6 Schwungbein-Mitnehmer befestigen<br />
Nagel<br />
Bohrung 1 mm<br />
Schweißdraht 1 mm mit <strong>de</strong>r Zange<br />
in folgen<strong>de</strong> Form biegen:<br />
Schwungbein<br />
Schweißdrahten<strong>de</strong> in das Bohrloch<br />
drücken und dann am Nagel festlöten.<br />
7 Schwungscheibe bohren und befestigen<br />
Bohrung 3,0 mm<br />
Bohrung 4,0 mm<br />
Rundstab 4 mm (Kurbel)<br />
absägen und einsetzen<br />
n
Seite 11<br />
Schülerarbeitsblatt<br />
Bauanleitung 3<br />
Damit die beweglichen Teile sich störungsfrei<br />
bewegen, habe ich eine Klarsichtfolie unter <strong>de</strong>r<br />
Schwungscheibe / Schwanz befestigt. (Schraube)<br />
Klarsichtfolie<br />
Jetzt wird die Schwungscheibe mit <strong>de</strong>m Schwungbein<br />
zugleich festgeschraubt.<br />
8<br />
2 Muttern M3<br />
Klarsichtfolie<br />
Schraube M3 18 mm lang<br />
Das “Spiel” zwischen <strong>de</strong>n Teilen lässt sich durch<br />
die Schraube sehr gut dosieren.<br />
Es ist Absicht, dass <strong>de</strong>r Schraubenkopf mit <strong>de</strong>n<br />
2 Muttern so weit hochsteht: Dies ist gleichzeitig <strong>de</strong>r<br />
Anschlag für <strong>de</strong>n Schwanz-Mitnehmer.<br />
9 Schwanz fertigstellen, befestigen<br />
Kupferfolie<br />
Lötstelle<br />
Bohrung 3 mm<br />
Dann befestigt man ein gera<strong>de</strong>s Stück<br />
Schweißdraht 1 mm am Schwanz.<br />
(z. B. Loch vorbohren, Schweißdrahten<strong>de</strong><br />
abwinkeln. Vorn habe ich selbstkleben<strong>de</strong><br />
Kupferfolie um das Schwanzen<strong>de</strong> geklebt<br />
und <strong>de</strong>n Draht angelötet.)<br />
Lötstelle<br />
10 Kopf befestigen, Bewegung einstellen<br />
Ein Schweißdraht 1mm wird gebogen<br />
wie im Foto und auf <strong>de</strong>r Schraube mit<br />
einer Mutter festgeschraubt.<br />
Die zweite Mutter und die Unterlegscheiben<br />
ergeben die richtige Länge, um <strong>de</strong>n Kopf<br />
auf <strong>de</strong>r Vor<strong>de</strong>rseite festzuschrauben.<br />
M3 16 mm<br />
Der Kopf-Mitnehmer pen<strong>de</strong>lt hin- und her und wird<br />
von <strong>de</strong>r Kurbel mitgenommen. Verdreht man <strong>de</strong>n<br />
<strong>Löwe</strong>nkopf auf <strong>de</strong>r Schraube, pen<strong>de</strong>lt er durch sein<br />
Gewicht wie<strong>de</strong>r in die Schwerpunktlage zurück.<br />
Durch Verbiegen <strong>de</strong>r 3 unterschiedlichen Mitnehmer<br />
lässt sich die Bewegung aller Teile verän<strong>de</strong>rn.<br />
Die Endstellung <strong>de</strong>s Schwungbeines wird bestimmt<br />
durch <strong>de</strong>n Anschlag bei .
V<br />
Vorlage im Maßstab 1:1 ausdrucken<br />
Dieses Blatt auf Normalpapier ausdrucken.<br />
Einzelteile grob ausschnei<strong>de</strong>n. Einzeln auf <strong>de</strong>r<br />
Rückseite sorgfältig mit Leim einstreichen und<br />
auf Sperrholz 5 mm auflegen.<br />
Tipp: Folie drüberlegen und die Teile von <strong>de</strong>r<br />
Mitte ausgehend andrücken.<br />
Seite 12<br />
Ansicht von vorn<br />
Bohrung 2,5 mm<br />
im Kopf (ver<strong>de</strong>ckt)<br />
Bohrung 3,0 mm<br />
in <strong>de</strong>r Mähne zur<br />
beweglichen<br />
Lagerung <strong>de</strong>r<br />
Schraube M3<br />
Holzschrauben<br />
Hier an <strong>de</strong>r Mähne anlegen<br />
Hilfslinie<br />
am Standbein<br />
mit <strong>de</strong>r Umrisslinie an <strong>de</strong>r Mähne zur Deckung bringen.<br />
In dieser Stellung von hinten bohren und bei<strong>de</strong> Teile<br />
mit kurzen Holzschrauben fest verbin<strong>de</strong>n.<br />
(Schraubenlänge 10 mm)<br />
Hier an <strong>de</strong>r Mähne anlegen<br />
2,5 mm (für Befestigung <strong>de</strong>r Schrauben M3)<br />
Bohrung nicht sichtbar (Rüc k seit e)<br />
3,0 mm (Schrauben M3 - lose Führung)<br />
4,0 mm für Rundstab<br />
(Kurbel)<br />
Bohrungen
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