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ft:pedia - fischertechnik Community

1. Damit die Ketten auch im harten Spielbe trieb nicht herunterspringen und die Motor Abb 14 Kettenaufh ngung leistung der XM Motoren ber die Fern Der Antrieb erfolgt ber jeweils einen XM steuerung ausreicht wird jede Kettenseite Motor Abb 15 Nach einer bersetzung genau in der Mitte der breiten Kette gelagert ins Langsame von 2 1 und am Ende zum Abb 14 Dadurch ergeben sich k rzere lLurrasrad noch einer bersetzung von freie Achsl ngen und die Kr fte sind in der 3 1 ergibt sich ausreichend Antriebsmo Mitte besser ausgeglichen Die Antriebs ment Der Antrieb erfolgt auf beide Zahn zahnradbl cke aus jeweils drei Z30 ergeben rad Bl cke Dadurch k nnen sich diese stabile Antriebsk rper auch nicht gegeneinander verdrehen Die Reifen 45 31018 laufen auf der zweit E 2 u ersten Kette Diese sind minimal gr er I as als der effektive Durchmesser der Z30 e 4 Durch die stabile Lagerung der R der wer nl ran den die Antriebszahnr der vorne und hinten da J lin entlastet was das Drehen des Pistenbullys TEN auf der Stelle weiter verbessert Au erdem s nd fast alle Lagerstellen mit Kugellagern ausgef hrt um auch hier die Reibung zu minimieren Erik hat die von Papa konstruierten Ketten mit gro em Eifer zusammengebaut Abb 15 Antrieb Ganz wichtig ist noch die Freilaufnabe 68535 des letzten Rades Die Achse dreht 12 ft mit dem Zahnrad Z20 dreim
2. Heft 1 2015 Stangen realisiert die um 15 mm verscho ben werden k nnen Ziehen wir sie zu uns gilt das als diesseitiges Ufer dr cken wir sie nach hinten soll das der Zustand jen seitiges Ufer sein 2 u Abb 1 Die vier Darsteller das Schaf frisst gerade den Kohlkopf Die Griffe zum Verschieben der Stangen repr sentieren die vier Objekte In Abb 1 sieht man von l nks nach rechts die grobe Zahnstange den Wolf mit seinen Rei z h nen die feine Zahnstange das Schaf mit seinen feinen Z hnen einen Reedkontakt halter den Kohlkopf und einen unbebau ten Baustein 30 den Bauern Man sieht den Wolf ganz links und den Bauern ganz rechts nach vorne gezogen also am diesseitigen Ufer befindlich Schaf und Kohlkopf befinden s ch am jenseitigen Ufer deren Stangen sind nach hinten ge schoben Das Schafkann also da der Bauer nicht aufpassen kann gen sslich den Kohl kopf verspeisen Das wird durch die leuch tende gelbe Kontrolllampe angezeigt Abb 2 Der Wolf frisst das Schaf weil der Bauer sich am jenseitigen Ufer befindet 52 ft Abb 2 zeigt ein anderes Problem Beispiel Wolf und Schaf befinden sich am diesseiti gen der Bauer jedoch mit dem Kohlkopf am jenseitigen Ufer Nichts h lt also den Wolf davon ab sich ber das arme Schaf herzumachen angezeigt durch die leuch tende rote Lampe Abb 3 Hier hat der Bauer gar nicht aufge passt un
3. brik ft pedia im Forum der ft Community ft Inhalt e Termine Hinweise Impressum Inhalt Geburtstagsw nsche nnnnn Mini Modelle Teil 7 Hovercraft fischertechnik auf Holzschienen PIS LEN UL Venen nennen nee ee Consul the Educated Monkey u2 0222022 19 Die Rechenmaschine 2 02202202202002n0 nenn 25 Die Ewigkeitsmaschine 2 02402200enennn een 41 DEUCKMINGCTEL ee arena 44 Wolf Schaf und Kohlkopf 022022002 50 fischertechnik Akkulader 2022002402200220020o 58 Laser Anwendungen 1 Bewegungsmessung 64 Neue ft Teile selbst gemacht 3D Druck 2 Schleifringe essen 68 Neue ft Teile selbst gemacht 3D Druck 3 Innenzahnkranz 73 Kinematik mit dem fischertechnik Designer 84 fischertechnik mit dem Tablet steuern 88 Nummernblock am Robo TX Controller 91 Termine Was Wann Wo 50 Jahre fischertechnik 26 07 2015 WValdachtal ft Convention 2015 26 09 2015 Dreieich ft Modellausstellung 22 11 2015 M nster Impressum http www ftcommunity de ftpedia Herausgeber Dirk Fox Ettlinger Stra e 12 14 76137 Karlsruhe und Stefan Falk Siemensstra e 20 76275 Ettlingen Autoren Gerhard Birkenstock gggb J rg und Erik Busch ft familie Stefan Falk steffalk Di
4. Heft 1 2015 Herausgegeben von Dirk Fox und Stefan Falk ISSN 2192 5879 Heft 1 21015 Editorial Geburtstagsw nsche F nfzig Jahre sind ein halbes Jahrhundert Damit hat Artur Fischer mit seinem Bau kastensystem fischertechnik noch zu Leb zeiten Technik Geschichte geschrieben Denn wie beim Erscheinen 1965 ist fischer technik auch dank der zahlreichen Innova tionen in den Folgejahren bis heute ohne ebenb rtige Konkurrenz Kein anderer Bau kasten verbindet Statik Mechanik Elektro mechanik Elektronik Optik und Informatik Robotik Mechatronik hnlich umfassend vielf ltig stabil und langlebig Wer Bausteine aus den vergangenen 50 Jahren sein eigen nennt erfreut sich nicht nur an der Unverw stlichkeit der einzelnen Teile sondern auch an unver nderter Kom pat bilit t alles passt h lt und funktioniert selbst 40 Jahre alte Silberlinge verrichten klaglos ihren Dienst ein wahres Wunder angesichts der Kurzlebigkeit heutiger Konsumelektronik In den vergangenen 50 Jahren hat fischer technik einige Durststrecken berstehen m ssen und noch immer ist es m hsam s ch gegen einen Unternehmensgiganten wie Lego zu behaupten F r einen wirk lichen Durchbruch m sste fischertechnik zur Standardausstattung deutscher Schulen werden so wie bereits heute in Taiwan Brasilien Mexiko und Teilen von China und den USA L nder die sich eine Ausbil dung wie die deutschen Ingenieure w n
5. Zufuhr Pneumatik 1 Die Hochdruck Luft kommt von links ber die Selbstbau Drossel an Die Dros sel ist eine leichte Variation aus 2 Die Besonderheit ist die Sicherung des P Stopfens gegen Abspringen durch zu hohen Druck mittels eines Feder nockens siehe Abb 7 Alternativ k nnte die Druckluft vom Druckverteiler auch ber zwei Schl uche am T St ck ankom men sodass gar kein P Stopfen ben tigt wird Abb 7 Sicherung des P Stopfens mittels zus tzlichem Federnocken Niederdruck Nutzausg nge M RN HAMANN N Ho Hh 2 fi g PANTES TAITEITA He 11 mi Wii m Abb 6 een mit purer fi rfi schertechnik AT Heft 1 2015 2 Die so vorgedrosselte Druckluft wird an den Ausgang von roten Festo Venti len ffnern angeschlossen Das ist der wichtige Punkt Das Ventil w rd entge gengesetzt zur normalen Verwendung benutzt Man schaue genau hin wo welche Schl uche an den Ventilen ange schlossen sind Die Druckluft kommt am Ausgang herein der bei Bet tigung des Ventils ja mit der Abluft verbunden ist Dadurch kann die Druckluft bei zu hohem Druck einfach durch das Ventil hindurch ins Freie str men und zerst rt das Ventil nicht In diesem Aufbau des Druckminderers sind sogar zwei Festo Ventile parallel geschaltet Das bietet einen h heren Durchsatz in L min der f r die oben genannte Abf llanlage erforderlich war Der Aufbau funktioniert aber grunds tz lich auch mit nur
6. terschalten Pascal hat mehrere Exemplare seiner Maschine gebaut und laufend Ver besserungen vorgenommen Neun seiner Maschinen haben die Zeit bis heute ber dauert Leider gibt es widerspr chliche An gaben dazu wie zuverl ssig der bertrags mechanismus bei diesen Maschinen funk tioniert Da beim R cksetzen der Maschine vor jeder neuen Rechnung ein bertrag ber alle Stellen erfolgt muss er zumindest relativ sicher funktioniert haben ansonsten w ren die Maschinen vollkommen un brauchbar gewesen Auf YouTube findet man zwei erfolgreiche Pascaline Nachbauten aus LEGO aber keine der Schickardschen Rechenuhr 31 Heft 1 2015 Leibniz Gottfried Wilhelm Leibniz 1646 1716 war einer der gr ten Universalgelehrten aller Zeiten und wurde von starken Tr umen zur Verbesserung der Welt angetrieben Seine bahnbrechenden Beitr ge zur Mathematik Philosophie Religion und Technik sind zahlreich sein Nachlass so umfangreich dass er immer noch nicht aufgearbeitet ist obwohl damit zu Beginn des 20 Jahrhun derts begonnen wurde Nach eigener Aus sage hatte er nach dem Erwachen schon so viele Einf lle dass der Tag nicht ausreichte um sie niederzuschreiben Einer dieser Einf lle ist im Folgenden von zentraler Be deutung Leibniz hatte um 1670 in der Einleitung der bis dahin unver ffentlichten Pascalschen Pens es von dessen Rechenmaschine gele sen und sich die Maschine vom k niglich franz sischen Bibli
7. Abb 7 habe ich als festen Winkel 30 gew hlt als Ober Arml nge a 11 cm Daraus errechnet sich die L nge eines ge raden Beins wie folgt b 22 cm cos 30 11 V3 19 05 cm Abb 7 Consul The Educated Monkey aus fischertechnik 22 ft Abb 8 Kopfgelenk Die Konstruktion des n Abb 7 verdeckten Kopfgelenks zeigt Abb 8 Die Arme und Beine werden paarweise ber eine Bau platte 15x30x5 mit Nuten 38428 fest mit einander verbunden Man erkennt gut die 30 Winkelsteine mit denen die Oberarme abgewinkelt werden Beide Seiten werden ber je einen Winkelstein 60 und eine Gelenkklaue verkn pft Abb 9 Gesamtkonstruktion von hinten Die 3D Konstruktion n Abb 9 zeigt die Mechanik des fischertechnik Consul von hinten Der gelbe Statik Teil der Oberarme muss wegen der Kopfgelenk Konstruktion eine Baul nge k rzer sein als der der Unter arme Ober und Unterarme sind ber zwei Winkelsteine 30 und eine Gelenkklaue als Ellenbogen miteinander verbunden In Abb 10 seht ihr die beiden H nde des Rechenaffen die eine Metallstange 30 als Zeigestift halten und die F e die sich auf Gelenkw rfel Klauen 31436 mit Lagerh lse 36819 auf einer Metallachse 260 107436 verschieben lassen Mechanisches Rechnen Abb 10 F e und H nde F gt man m Bein nach 10 5 cm s eben Bauh hen einen 30 Winkelstein als Knie gelenk ein muss man d
8. Hauptprogrammschleife die aus einigen Unterprogrammaufrufen besteht Diese Un terprogramme werden beim Einlesen eines einzigen Tastendrucks alle durchlaufen Bei 93 Heft 1 2015 der Eingabe von Ziffern werden diese hin tereinander geschrieben und unter TotalResult gespeichert Welche Stelle von TotalResult als n chste beschrieben werden soll wird unter DigitCount mitgez hlt Der Beginn einer neuen Eingabe kann durch die Taste angezeigt werden Dabei werden TotalResult 10000 und DigitCount 0 wieder auf die Starteinstellung zur ckge setzt Die Taste ist die Best tigung des Eingabeabschlusses Enter DigitCount 0 0 otalResult 100007 0 2 N DoEnter Oi ReadSet WdKeyPress ReadColA ReadColB ReadColC ShowMatrix WdKeyRelease ResultDisplay Abb 7 Hauptprogramm zum Auslesen der Tasteneingaben ber RTXC Unterprogramm ReadSetO Dies ist ein eher langweiliges Unterpro gramm Hier werden alle zw lf Variablen zum Einlesen der Tastenbet tigung auf null zur ckgesetzt Trotzdem ist das wichtig um Lesefehler nach der Bet tigung einer vorhe rigen Taste zu vermeiden 94 t InpA1 4 e B Si gt InpB1 0 InpB2 0 InpB3 0 InpB4 0 InpC1 0 InpC2 0 InpC3 0 InpCc4 0 Au Ausgang Abb 8 Unterprogramm ReadSet0 Unterprogramm WdKeyPress Br N A A gt 0 NS B 7 J Au Ausgang Abb 9 Unte
9. Stromfluss m glich Die Versorgungsspan nung steht gegen die Diode m unteren Zweig Es ist Ruhe eingekehrt Da kein Strom in der Schaltung flie t wird an allen drei Mess stellen 77 Z2 und 3 die gleiche Spannung an gezeigt Es st die Akkuspannung M chte man nun Laden oder Entladen wird nur der Zustand einer der beiden Br cken ver ndert Die entsprechende Diode gibt Elektronik dann den Weg zum Akku frei Mit zwei Ausg ngen und zwei Dioden erh lt man also einen Tri State Ausgang Selbst wenn eine Fehlprogrammierung pas siert und alle Endstufen in Durchlassrich tung geschaltet werden wird an der Ge samtschaltung nichts zerst rt Der Strom flie t ber den ersten Transistor aus O heraus ber die erste Diode ber den 54 Q Widerstand ber den 6 Q Widerstand ber die zweite Diode in O hinein und ber den GND Trans stor gegen Masse Berechnung der Widerst nde Jetzt k nnen wir auch nachvollziehen wie sich die Gr en der Widerst nde berech nen e 12 V betr gt die Betriebsspannung e 0 5 V fallen am Transistor ab e 0 7 V fallen an einer Diode in Durchlass richtung ab e 1 4 V betr gt die Akkuspannung im Mittel Bei 0 15 A gew nschtem Ladestrom ergibt sich der Ladewiderstand damit zu 12V 0 5V 0 7V 14V Moana DA Das ergibt ca 65 Q Da ich einen solchen Widerstand nicht in der ben tigten Leis tungsklasse in meinem Bestand hatte habe ich ihn durch d
10. h es gibt 3 Spalten und 4 Zeilen was zusammen 12 Tasten ergibt Abb 3 Nummernblock von unten mit 7 Anschluss Stiften 91 Heft 1 2015 Betrachtet man den Nummernblock von un ten kann man sieben Anschluss Stifte er kennen Das erscheint etwas wenig da es doch 12 Tasten gibt Es kann also nicht f r jede Taste einen eigenen Anschluss Stift geben Hier den Zusammenhang zu verste hen ist f r die sp tere Programmierung wichtig Nachfolgend wird das scheinbare R tsel gel ftet 432 1ABC Abb 4 Nummernblock von unten Zusammen hang von Anschluss Stiften und Tasten Die Zahlen erscheinen n Abb 4 spiegelver kehrt im Vergleich zu Abb 1 In Abb 4 wird die Ans cht von unten gezeigt Die Tasten s nd n den Spalten A B und C an geordnet sowie in den Zeilen 1 2 3 und 4 Wenn also z B die Taste 5 Spalte B Zeile 2 d h B2 gedr ckt wird werden so die Anschluss Stifte B und 2 miteinander verbunden Die obige Darstellung erkl rt auch warum auf dem Tastenfeld nicht be liebig viele Tasten gleichzeitig gedr ckt werden d rfen wenn eine eindeutige Aus wertung der gedr ckten Tasten erforderlich 1St Bei uneingeschr nkter Nutzung aller Tasten werden auf dem Robo TX Controller RTXC stets sieben Eing nge I bzw 92 ft Ausg nge O ben tigt Man kann sich jedoch auch dazu entscheiden auf einzelne oder mehrere Zeilen oder Spalten zu ver zichten um Anschl sse auf dem RTXC zu sparen
11. ndern bei einer Verbesserung der medizinischen Ver sorgung oder die Ausbreitung von an steckenden Krankheiten f x 2 Abb 1 Verlauf der Exponentialfunktion 2 Nat rlich lernt man im Schulunterricht wie eine Exponentialfunktion verl uft Abb 1 Aber kann man sich unter einer solchen Grafik wirklich etwas Konkretes vorstel len Dabei haben wir es im t glichen Leben immer wieder mit Fragen zu tun die man nur richtig beantworten kann wenn man sich klarmacht dass exponentielles Wachs tum hinter dem Ph nomen steckt und dann genauer nachrechnet Dazu z hlt z B die Frage wie viel Geld ein um 0 25 gerin gerer Kreditzins beim Wohnungskauf ber die Laufzeit spart oder welcher Kaufkraft verlust eintritt wenn das Gehalt f nf Jahre lang nicht steigt Richtig man lernt in der Schule auch wie man das ausrechnet Mit der Zinsformel die das aktuelle Kapital X bei festem Zinssatz Z aus einem Anfangskapital K4 bestimmt K K 1 Z2 Dabei steht n f r die Zahl der Sparjahre Wenn allerdings n und K4 sehr klein sind ist die Wirkung des Zinseszinseffekts nicht sichtbar Anschaulicher wird das erst bei einem etwas gr eren Beispiel So verkauften die Indianer im Jahr 1627 die Insel Manhattan angeblich f r 24 an den Niederl nder Pieter Minnewit 2 H tten sie den Betrag damals mit 4 Zin sen ber die seither vergangenen 388 Jahre angelegt und nicht angetastet w re daraus ein Ve
12. schen nur dass viele junge und ange hende deutsche Ingenieure fischertechnik h chstens noch dem Namen nach kennen ft Dirk Fox Stefan Falk Aber die Voraussetzungen sind g nstig dass sich das in den kommenden Jahren ndern wird Eine erfolgreiche Modellpoli tik gepaart mit einer R ckbesinnung auf deutsche St rken und intelligentes Spiel zeug bescherte fischertechnik im vergange nen Jahr die Auszeichnung als Spielzeug des Jahres 2014 und k nnte dabei helfen den Wieder Einzug in deutsche Kinder z mmer und Schulr ume zu ebnen Ein Grund mehr am Fanclub Tag in Wal dachtal 26 07 2015 diese Leistung mit dem fischertechnik Team zu feiern und das Land mit kleinen und gr eren fischer technik Events zu berziehen Die gro e fischertechnik Convention wird in diesem Jahr wieder am letzten Samstag im Sep tember 26 09 2015 n Dreieich bei Frank furt stattfinden in noch gr eren R um lichkeiten als bisher Gelegenheiten f r neue Besucherrekorde gibt es also genug F r die n chsten 50 Jahre w nschen wir fischertechnik nicht einfach nur viel Erfolg sondern bleibende Kompatibilit t bei mode rater Teilevielfalt ein gutes H ndchen bei Innovationen und eine treue Fangemeinde die dem Marketing aus Waldachtal ein wenig unter die Arme greift Beste Gr e Euer ft pedia Team P S Am einfachsten erreicht hr uns unter fipedia ftcommunity de oder ber die Ru
13. Ansicht von hinten mit Robo TX Controller 98
14. April 2000 S 276 279 ft Mechanisches Rechnen Die Rechenmaschine Mechanisches Rechnen Thomas P ttmann Durch den allzu h ufigen Gebrauch von Taschenrechnern verlernt man das Rechnen Kaum jemand wei was in ihnen vor sich geht und wie das Angezeigte zu bewerten ist Bei der hier vorgestellten Rechenmaschine ist das anders Alle Rechenvorg nge sind sichtbar greifbar h rbar man lernt spielend durch blo es Experimentieren Das Addierwerk unseres Modells ist die weltweit erste Umsetzung eines Konzepts von Tschebyscheff aus den 70er Jahren des 19 Jahrhunderts mit einem Konstruktionssystem Einleitung Mit der hier vorgestellten Rechenmaschine siehe Abbildungen 1 und 2 kann man auf faszinierende Weise addieren subtrahieren multiplizieren dividieren und Wurzeln ziehen und dabei alle Rechenvorg nge direkt beobachten und kontrollieren In der vorgestellten Variante arbeitet die Maschine mit dreistelligen Zahlen deckt also den Bereich von 0 bis 999 ab das Addierwerk kann aber grunds tzlich mit be liebig vielen Stellen aufgebaut werden und arbeitet dann genauso problemlos und zu verl ssig wie mit drei Stellen M glich macht dies der besondere Mechanismus der kontinuierliche Zehner bertr ge erzeugt Dem Wort Zehner bertrag begegnet man heutzutage n der Regel zum ersten Mal n der Grundschule wenn man das schriftliche Rechnen erlernt 23T tagt A 4 lt Zehner bertr ge t2414 Die Buchf
15. Arti kelnummer 1182193 Vorsichtshalber sei erw hnt dass der Num mernblock hinsichtlich der Schaltung von Str men recht limitiert ist 30 mA sollen ge m Herstellerangaben nicht berschritten werden Das ist bei der Nutzung mit dem RTXC kein Problem Die direkte Ansteue rung von Gl hlampen oder Motoren ber den Nummernblock w rde diesen vermut lich schnell zerst ren Programmierung Vorab sei erw hnt dass der Programmab lauf in gewisser Weise zeitkritisch ist um eine verl ssliche Eingabe zu erm glichen Gut funktioniert das Programm im online Modus d h mit PC Verbindung wenn die Verbindung ber USB Kabel besteht Bei einer Verbindung ber Bluetooth kommt es offenbar zu Zeitproblemen aufgrund der Funkverbindung mit einem ungen gen den Gesamtergebnis Gut klappt es auch n offline Modus d h das Programm wird vom RTXC ausgef hrt g nzlich ohne PC Nachfolgend wird beschrieben wie die Tas teneingaben erkannt werden Zur Verbesse rung der bersichtlichkeit wurden die Funktionalit ten in verschiedene Unterpro gramme UP aufgeteilt Gezeigt wird die Variante unter Nutzung der Ausg nge O1 3 sowie den Eing ngen Ii 4 Gem Abb 4 und 5 werden die Ausg nge mit A B und C verbunden und die Eing nge mit 1 2 3 und 4 Hauptprogramm Das Hauptprogramm gem Abb 7 besteht im Wesentlichen aus der einmaligen Defi nition der Variablen DieitCount TotalResult und DoEnter Es folgt die
16. Die Konstruktion bietet einige Herausforde rungen Der Gittermast ist relativ einfach aus Statik zu konstruieren Dann braucht es aber einen Drehkranz der die Gondeln um den Turm dreht der am Turm hochfahren kann Ganz originalgetreu ist das nicht Bei den dargestellten Karussells dreht s ch der ganze Turm Das ist aber bei dem Gewicht in fischertechnik nicht ganz einfach Drehkranz Abb 5 Der Drehkranz F r einen Drehkranz der n der Mitte einen Turm aufnehmen muss bietet sich der Kreis aus gebogenen Statik Tr gern an Abb 5 Hier st t man aber auf zwei Probleme e wie soll man ihn lagern e wie kann man ihn antreiben Die L sung mit Standard Teilen k nnte aussehen wie in Abb 5 angedeutet Mit den roten R dern 36581 und den Radachsen 36586 Ein Rad st tzt vertikal und eines f hrt den Ring horizontal Von der Aufh n gung ben tigt man mindestens sechs St ck Der Antrieb gestaltet sich deutlich schwie riger da es keine gebogene Zahnstange 75 Heft 1 2015 gibt Das Anbringen von Ketten als Zahn stange ist schwierig da es nicht genug Stel len gibt wo man die Kette befestigen kann Die gebogene Zahnstange Innen zahnkranz Dies war die Geburtsstunde oder zumin dest die Stunde der Planung eines Spezial teils gebogene Zahnstange Abb 6 F r die Zahnstange ergeben sich die ersten Fra gestellungen bzgl der Geometrie von fischertechnik Zahnr dern Dazu sei auf den ft pedi
17. Einsatz muss bei 40 C m glich sein beim Parken kann die Tempe ratur bis zu 50 C betragen F r diese Be dingungen mussten Motor Hydraulik und Antrieb wesentlich ge ndert werden Zu satzheizungen Tankbeheizung verst rkter Anlasser h here Batteriekapazit t Ket tenstege aus hochfestem Stahl 1985 wurde auch der Pistenbully PB42 200DW mit eingebauter Winde vor gestellt Abb 6 Die Pr paration schwar zer Pisten war davor mit den Pistenbullys nur von oben nach unten also bergabw rts m glich Durch die Umwege zum Gipfel war dies sehr zeitaufw ndig Station re Winden erlaubten zwar eine Bergauffahrt die Kommunikation und Abstimmung mit dem zus tzlichen Bedienpersonal an der Winde war jedoch nicht einfach Die Regelung der neuen Winde erm glichte eine konstante Zugkraft am Windenseil und dadurch den einfachen Einsatz an Steilh n gen Zus tzlicher Vorteil Die Schneever schiebung bergw rts verl ngert die Stand zeit der Piste was nat rlich alle Skifahrer freut Der Windenbetrieb verbessert auch beim Verfrachten gro er Schneemengen auf der Ebene die Traktion Heft 1 2015 Abb 6 Pistenbully 200 mit Winde 1 Die ersten Winden waren noch fest auf der Arbeitsplattform montiert nur der Ausle gerarm war drehbar Der P stenbully konnte sich schon damals frei um 360 unter dem Windenarm drehen Dadurch ergab sich eine Seilverdrillung die die Standzeit des Seils verk rzte Beim Folgemod
18. Heft 1 2015 ft Abb 9 Fertig montierter Achtfach Schleifring im Modell Abb 10 Der Achtfach Schleifring hat eine lange Ahnengalerie alle zu aufwendig in der Herstellung 12 ft Tipps amp Tricks Tipps amp Tricks Neue ft Teile selbst gemacht 3D Druck 3 Innenzahnkranz Johannes Visser Vermutlich hat sich jeder ambitionierte fischertechniker f r die L sung einer Problemstellung schon mal ein Spezialteil gew nscht das im fischertechnik Sortiment fehlt Meistens findet man eine L sung wie man das Problem mit Standard Teilen l sen kann aber h ufig ist die L sung grofi sperrig und klobig Ein elegantes Spezialteil w re sch ner Kein Problem selber kon struieren und mit einem 3D Drucker ausdrucken Vorweg Harald Steinhaus hat in der ft ped a 2 2013 bereits das Thema 3D Druck vorgestellt 1 Dieser Artikel soll daran ankn pfen und das faszinierende Thema weiter beleuchten Seit 2013 hat sich im Bereich 3D Druckern eine Menge getan 3D Druck ist inzwischen bezahlbar geworden Es gibt mittlerweile viele Dienstleister die z B ber einen Webshop anbieten Teile auszudrucken Man kann h ufig zwischen vielen Arten des Drucks w hlen die alle Vor und Nachteile haben Dazu sp ter mehr Der Hauptpunkt st aber der Preis Was bringt es sich Teile auszudrucken deren Preis die Kosten z B eines ganzen fischer technik Kastens berschreitet Im Rahmen der Recherche f r diesen Arti
19. Stefan Brunner Die Ein und Aus g nge des TX Controllers ft pedia 4 2012 S 28 31 63 Heft 1 2015 Optik Laser Anwendungen 1 Bewegungsmessung Andreas und Joachim Gail In der ft pedia 2 2014 wurde gezeigt wie Laser ins fischertechnik System integriert werden k nnen Im folgenden Beitrag zum Thema Bewegungsmessung werden zwei Anwendungen vorgestellt ein optisches Impulsrad und eine Drehzahlmessung i 4 j S i x y F Abb 1 Gesamtansicht Versuchsaufbau In Abb 1 und 2 wird der Aufbau gezeigt Hierbei treibt ein fischertechnik Power Motor 8 1 1 ein Zahnrad Z40 2 direkt an Dieses Zahnrad treibt auf einer weiteren Welle ein Ritzel Z10 3 an Der Laserstrahl der Lasereinheit 4 kann prin 64 zipiell durch eines der 3 L cher des Zahn rades 2 hindurchleuchten und dann auf den Fototransistor 5 fallen Ob der Laser strahl wirklich auf den Fototransistor 5 f llt ist abh ngig von der tats chlichen Po sitionierung des Zahnrades 2 So beein flusst die fortschreitende Drehung des Zahnrades 2 ob der Laserstahl auf den Fototransistor f llt oder nicht Hieraus kann ft dann abgeleitet werden ob es zur Drehung gekommen ist wie weit und wie schnell s ch das Zahnrad gedreht hat Der gezeigte Aufbau ist f r den vollen Drehzahlbereich des Power Motors geeignet Nenndrehzahl 725min d h demnach 2 900 Umdrehun gen pro Minute am Ritzel 3 Alternativ zum F
20. TXT Controller starten Dann auf Einstellungen Netzwerk W LAN bzw Bluetooth einschalten und den Schl ssel notieren Robo TX Den Robo TX als Master konfigurieren Dieser hat standardm ig den Bluetooth Schl ssel 1234 Nun meldet ihr den Robo TXT TX Control ler mit dem jeweiligen Schl ssel beim Tablet an Tablet W LAN nur TXT Beim Tablet das W LAN in den Windows Einstellungen einschalten Durch einen Klick auf das W LAN Symbol unten rechts in der Taskleiste ffnen sich alle erreichba ren W LAN Verbindungen Jetzt sollte der TXT in der Liste angezeigt werden Dop pelklick auf den Robo TXT den W LAN Schl ssel eingeben und verbinden 90 ft Bluetooth Beim Tablet Bluetooth in den Windows Einstellungen einschalten Suche den Robo TX TXT Controller Bluetooth Schl ssel eingeben und verbinden Robo Pro Jetzt ruft ihr Robo Pro m Tablet auf Dann in der Konfiguration von Robo Pro einstel len mit welchem Protokoll W LAN Blue tooth ihr verbinden m chtet Wenn alles geklappt hat dann solltet ihr im Robo Pro Interface Test die Verbindung sehen Abb 4 Datei prache Ansicht eve Umgebung Fenster Hilfe Element li z Progammeier O S EB EEN OO MB D Dla Aa n o ao AL oe a Abb 4 RoboPro Interface Test Jetzt k nnt ihr wie beim PC alles steuern Der Unterschied ist das
21. Weiterbewegung eines ein zelnen Zahns eines Zahnrades Auch schnelle Bewegungen k nnen erkannt werden Letztendlich st zur Erkennung eine bestimmte Lichtmenge mindestens notwendig und d e kann mittels Laser auf eine kleine Fl che gebracht werden Optik b Laserlichtquelle und Sensor k nnen sehr weit voneinander entfernt eingebaut werden Das ist ein Vorteil wenn am Messpunkt selbst nur wenig Platz zur Verf gung steht Ausblick Prinzipiell k nnte es auch m glich sein die Drehzahl per Laserstrahl an drehenden Teilen per Reflexion zu erfassen Dazu k nnte ein kleiner Streifen von Aluminium klebeband auf ein Zahnrad oder eine Nabe aufgeklebt werden Immer wenn der gl n zende Klebestreifen im Bereich des Laser strahls vorbeikommt wird dieser zur ckge worfen und von einem Fotowiderstand erfasst Quellen 1 Toacke Andreas Spezialteile made by TST Teil 10 Impulsrad ft pedia 4 2014 S 10 2 Gail Andreas Einstieg in Experi mente mit Lasern ft pedia 2 2014 S 14 6 Heft 1 2015 Tipps amp Tricks ft Neue ft Teile selbst gemacht 3D Druck 2 Schleifringe Harald Steinhaus Das Fehlen von Schleifringen im aktuellen Angebot von fischertechnik wird immer wieder be m ngelt Die Schleifringe aus hobby 3 und em l em 2 sind klobig und nur noch gebraucht erh ltlich Der Modellbau bietet wenig und Profi Schleifringe sind teuer Selbst mit dem Auf kommen der 3D Drucker hat sich daran
22. Werden z B nur die Tasten 1 bis 6 ben tigt braucht man nur die An schluss Stifte 1 2 A B und C Auf dem RTXC w rde man in diesem Fall mit f nf Anschl ssen auskommen Unabh ngig davon wie viele Tasten des Nummernblocks verwendet werden sollen werden stets Eing nge und Ausg nge auf dem RTXC ben tigt Dabei kann man sich dazu entscheiden die Tastenreihen 1 4 mit den Eing ngen I 4 des RTXC zu ver binden und die Tastenspalten A C mit den Ausg ngen O 3 Es geht jedoch auch umgekehrt die Tastenreihen 1 4 mit den Ausg ngen O1 4 sowie die Tastenspalten A C mit den Eing ngen I zu nutzen Je nachdem wie man sich entschieden hat hat man einen freien Eingang oder Ausgang mehr zur Verf gung Weiterhin ist die ge troffene Entscheidung in der Software des RTXC zu ber cksichtigen Es gilt folgende Tabelle hinsichtlich der Anschluss Stifte f r das Dr cken einzelner Tasten Tab 1 Zusammenhang von gedr ckten Tasten und Verbindung der Anschluss Stifte ft Kabelverbindungen Nat rlich kann man an die Anschluss Stifte einfach Kabel anl ten Im vorliegenden Fall wurden folgende Kabeladapter hergestellt Abb 5 Verbindungskabel zwischen Nummern block und fischertechnik Steckern F r den Gesamtaufbau ergibt sich Folgen des Abb 6 Nummernblock mit Anschl ssen Computing Die Stecker f r die Anschluss Stifte gibt es z B bei Conrad Elektronik unter der
23. auf wie das mit einfachen Mitteln auch f r fischertechnik Modellen gelingt Hintergrund F r die Modelleisenbahn gibt es bereits aus gereifte Anwendungen um diese ber e n Tablet zu steuern F r die Freunde von fischertechnik hingegen gibt es derzeit n cht viel Zwei Android Apps f r fischertechnik kann man bei Google downloaden Robo TXdroid und RoboTXkey Beide Apps sind sehr einfach gehalten Man kann nur wenig damit steuern eine komfortable Steuerung wie n der Oberfl che von Robo Pro schon lange verf gbar ist mit diesen Apps leider nicht m glich Seit September 2014 wird zum Erschei nungstermin des Robo TXT Controllers ein Robo Pro Update angek ndigt welches ein Ansteuern der Endger te verspricht Zitat fischertechnik Verbindung zu Smart phones Tablet PC ber Bluetooth oder WLAN Endger te k nnen als Bedienfeld f r den Controller verwendet werden Pro grammierung ber Robo Pro Software Leider m ssen wir wohl noch etwas auf dieses Update warten Ein Tablet mit Windows 8 1 Doch es gibt eine leistungsf hige Alterna tive zu den Apps aus dem Google Store die ich Euch hier vorstellen m chte Man kann mit einem Windows 8 1 Tablet nicht nur den TXT Controller sondern auch den TX Controller ber die Robo Pro Oberfl che 88 steuern Denn im Grunde ist ein Tablet ein Mini PC mit Touchscreen Abb 1 Damit lassen sich eure Modelle komfortabel und drahtlos ber W LAN oder Bluetooth k
24. auf die herausstehende Metallachse 90 Auf diese Art k nnen belie big viele Addierwerke miteinander verbun den werden Abb 31 Verbinden von Rechenmaschinen Eine entsprechende Verbindung der Ein gaberegister st nicht sinnvoll da zwischen den Grundplatten ein L ngenausgleich stattfindet der n cht exakt m Raster liegt und die Eingaberegister f r die Multiplika tion versetzt werden m ssen Au erdem steigt das f r die Eingabe ben tigte Dreh moment ab einer Zahl von drei Maschinen da die Mitnahme an einigen R dern dann fast gleichzeitig erfolgen muss Werden mehrere Maschinen verkoppelt so arbeitet man also mit separaten Eingaberegistern die einzeln bedient und versetzt werden Bedienung Zum schnellen Zur cksetzen der Maschine und zum schnellen Addieren und Subtra hieren von Zahlen wird die Maschine nor malerweise ohne Eingaberegister durch ab gez hltes Vor oder Zur ckdrehen der Ein stellr der bedient Die Eingabe kann blind erfolgen was bei der Addition langer Zahlenlisten von Vorteil ist Multiplikation und Division werden auf wiederholte Additionen bzw Subtraktionen und Vergleiche zur ckgef hrt Dazu ist das Eingaberegister nat rlich sehr praktisch Soll zum Beispiel das Produkt 24 x 37 be rechnet werden so wird das Addierwerk auf Mechanisches Rechnen 0 zur ckgesetzt und der Multiplikand 37 durch Setzen von drei Stiften am mittleren Rad und sieben Stiften am rechten Rad des Eingabe
25. beiden Felgen aufliegen Ein Abspringen oder Verrutschen des Nylonseils von der Felge kann so sicher ver mieden werden ft Abb 25 Spillk pfe Nach den Spillk pfen muss nat rlich wie der die Seilspannung gemessen werden Die Wippe st n Abb 26 oben bzw Abb 22 zu erkennen Abb 26 Seilf hrung mit Messung der Seilkraft Die Regelung der Spillk pfe und der Trom mel erfolgen unabh ngig voneinander Regelungstechniker k nnten sich hier rich tig austoben Eine einfache L sung ist in Abb 27 darge stellt Bei zu hoher Seilspannung wird die Geschwindigkeit des Motors beim Abwic keln stufenweise erh ht beim Aufwickeln erniedrigt Ist beim Aufwickeln trotz Redu zierung der Geschwindigkeit bis zum Still stand die Seilspannung immer noch zu hoch wechselt die Laufrichtung d h es wird abgewickelt ft Da das gesamte System Reibung hat insbe sondere die Spillk pfe mit den sechs anl e genden Achsen wird der Motor immer mit einem Offset angesteuert Abb 27 unten Damit l uft der Wechsel der Laufrichtung auch schnell genug ab Mit dieser Steuerung l uft die Winde nach Optimierung der Parameter relat v gleich m ig sodass beim Fahren mit dem Pisten bully ein Durchh ngen des Seils vermieden wird Seilspannung Seilgeschwindigkeit Ansteuerung Motor Abb 27 Regelung der Spillk pfe bzw der Seiltrommel Resumee Auf der ft Convention 2014 haben wir un sere Modelle
26. beiden Stellungen der in Abb 6 oberen Stange w re da ein S Riegel der das Problem verhindern k nnte Die anderen vier problematischen Stellun gen funktionieren mit dieser Best ckung der Statiktr ger mit Riegeln genauso Es bleibt uns nur noch die Abtasteinheiten zu bauen 53 Heft 1 2015 Wenn wir zu viele Taster im Bestand h tten K nnten wir ja einfach an jede Position an der ein S Riegel zu stehen kommt einen Taster einbauen Wir ben tigen dann so viele Taster wie es Riegel gibt Die Taster einer Reihe w rden wir alle als ffner 1 verwenden und in Serie schalten 2 und je zwei Reihen parallel schalten um die jewei lige Lampe zu steuern das gro e Fressen kann ja jeweils an zwei Ufern stattfinden solange sich nur der Bauer am anderen be findet Die Schaltung k nnte dann so aus sehen Abb 7 Die vier abzutastenden Bereiche stell vertretend f r die vier Problem M glichkeiten Na prima Da brauchen wir ja nur 12 Taster Wer von uns hat so viele Eine Prise Mechanik dazu und schon schmecken Schaf und Kohl kopf nochmal so gut Endlich kommen wir zum richtigen fischertechnik Modell Wir verwenden berhaupt keine fertigen Taster sondern einfach Metallachsen Die leiten den Strom wunderbar und k nnen wie ein Schalter wirken wenn sie in Kontakt ge bracht werden Das fertige Modell seht ihr in Abb 8 Rechts l uft l ngs der Statiktr ger eine ge meinsame Stromzuf
27. dann mit Sandpap er den Lack herunter schleift Am einfachsten ist es das Portemonnaie etwas mehr zu belasten und selbstklebendes Alu Band im Baumarkt zu beschaffen Das Band von Tesa hat die gr te Schichtdicke unter den bisher gefundenen Produkten Die Klebeschicht st rt und wird entsch rft indem man s e gleich nach dem Abziehen von der Rolle reichlich mit Sp lmittel einstreicht Wenn das Band beim Abziehen Riffel bekommt streicht man es auf einer Glasplatte z B Ceranfeld mit einem St ck Holz Kochl ffel wieder glatt 69 Heft 1 2015 hi p J Sale Abb 3 Alu Bleche von Tuben und Wein flaschen Links au en wurde ein Tubenfalz unbeachtet gelassen da hat man nicht lange Freude dran Blech in Streifen von 2 5 mm Breite schnei den Falten Falze und doppelt liegende Stellen des Blechs nicht verwenden P 4 P BEE SEN gE p SE AR x a 7 A BE R NT N Abb 4 Die Alu Streifen in Bearbeitung Schritt 2 Bahnen am Innenk rper Einen Blechstreifen mit der blanken Seite nach au en um den Innenk rper schlingen und die Enden durch den Schlitz nach innen f deln Sie m ssen auf der Innenseite frei heraus stehen Nun mit einer Nadel durch das Loch hindurch die beiden Blechstreifen auseinander biegen und damit Platz f r den ft Stecker mit Kabel ohne H lle schaffen Wenn der Stecker sitzt k nnen die berste henden Enden des Blechstreifens umgebo gen werden Alle Kabel so
28. dass das Tablet stark spiegelt und man auch jeden Fingerabdruck darauf s eht Dies gilt allerdings auch f r andere Produkte Tipps amp Tricks Abb 2 Surftab Wintron 10 1 Hinweis Wichtig zu erw hnen ist dass dieses Tablet auch mit Android l uft Ein Parallelbetrieb ist m glich Das hei t wenn die Android Software von fischertechnik herauskommt braucht ihr kein neues Tablet zu kaufen Das Betriebssystem Android ist kostenlos Die Installation Nachdem Windows 8 1 auf dem Tablet ein gerichtet ist k nnt hr mit der Robo Pro Installation starten Abb 3 Ich empfehle euch daf r eine USB Maus damit gelingt die Installation etwas komfortabler Au er dem braucht ihr entweder ein externes USB DVD Laufwerk oder einen USB Stick mit dem Robo Pro Softwarepaket f r die An steuerung des Robo TXT Controllers min destens die Version 4 1 1 f r den Robo TX Controller gen gt auch eine ltere Version wie 3 2 6 Ich habe mein Tablet um eine Mini SD Karte mit 32 GB erweitert und die Pro gramme drauf installiert 89 Heft 1 2015 Willkommen beim Setup Assistenten von fischertechnik ROBOPro ROBOTICS Abb 3 Installation Robo Pro 4 1 1 Verbinden mit dem Tablet Nachdem ihr Robo Pro installiert habt m sst ihr das W LAN bzw Bluetooth beim Tablet und im Robo TX TXT Controller einschalten Beim TXT k nnt ihr ber W LAN sogar drahtlos ein Bild von der Kamera empfangen Robo TXT Den Robo
29. der 2 5 mm Bohrer bei der Arbeit festgehal ten Die Maschine bitte nicht einschal ten sondern nur von Hand drehen Abb 2 Stecker alt und neu Tipps amp Tricks e Alte ausgeleierte ft Stecker Neue Stecker sitzen sehr stramm und haben eine scharfe Kante an der man die zarte Alu Bahn leicht zerdr ckt und verknit tert statt den Stecker hindurch zu f deln Arbeitsschritte Schritt 1 Blech f r Schleifbahnen Im gew hnlichen Haushalt finden sich zwei Quellen Weinflaschen und Tomatenmark tuben Bessere Weine sind mit Kappen aus lackiertem Blech versehen Obwohl es an ders aussieht ist dieses Blech auf der Innen seite lackiert und die Lackschicht muss ent fernt werden Besser geeignet st das Blech von Tomaten marktuben Die Tube sollte man nicht leer quetschen sondern den Bodenfalz ab schneiden und dann von unten her mit einem L ffel oder Gummischaber leeren dann den Gewindestutzen am anderen Ende abtrennen Man k nnte die Tube auch kom plett aufwickeln st t dann aber auf einen schleimigen Kleber der einer Verwendung des herausgef rderten Tomatenmarks ent gegensteht Das Alu Blech ist beidseitig ziemlich dick lackiert Die Au enseite kann man blank bekommen indem man die leere Tube auf eine stramm zusammengerollte Zeitung aufschiebt Anzahl der Schichten ausprobieren zum Schluss ein angespitztes Rundholz Bleistift oder gr eres hinein steckt damit sich ein strammes Paket ergibt und
30. f r die R ckschlagventile und Lufttanks wenn sie unter Hochdruck verwendet werden Alle diesbez glichen Experi mente unternehmt hr auf eigene Gefahr und also bitte nur wohl berlegt und mit u erster Vorsicht Sicherer ist es den Flatterschutz erst im Niederdruckbereich zu verwenden Quellen 1 Falk Stefan Rein pneumatisch ge steuerte Abf llanlage ft Community Website 2012 2 Falk Stefan Druckluftsteuerungen Teil 3 ft ped a 3 2014 S 25 49 Heft 1 2015 Elektromechanik ft Wolf Schaf und Kohlkopf Stefan Falk Ein Bauer muss einen Wolf ein Schaf und einen Kohlkopf mit seinem Flof sicher von einer Seite des Flusses auf die andere bringen Er kann aber immer nur eines der drei auf dem Flop mitnehmen und muss aufpassen dass der allein zur ckgelassene Wolf nicht das Schaf frisst und das Schaf nicht den Kohlkopf H tte der Bauer nur ein paar fischertechnik Teile k nnte er seine Strategie erproben Zum Gl ck verf gt die geneigte Leserschaft dieser Zeitschrift typischerweise ber fischertechnik Also wollen w r dem Bauern mit einem Modell helfen mit dem er herausbekommen kann was er in welcher Reihenfolge transportieren muss damit alles klappt Zwei Probleme gilt es f r den Bauern zu vermeiden 1 Wenn er den Wolf und das Schaf alleine an einem der beiden Ufer zur ck l sst ohne dass er dabei ist frisst der Wolf das Schaf Wolf SIEI Kohlkopf 2 Wenn er das Schaf und
31. hrung der Zehner bertr ge ist das zentrale Problem bei der Durchf hrung der Grundrechenarten im Dezimalsystem und anderen Stellenwertsystemen Die Geschichte der Rechenmaschinen ist daher besonders am Anfang zu einem gro en Teil von der Entwicklung geeigneter bertragsmechanismen bestimmt Diese Geschichte w rd m Folgenden soweit dar gestellt dass die zwei Grundkonzepte der hier vorgestellten Rechenmaschine einge ordnet werden k nnen das Addierwerk mit kontinuierlichen Zehner bertr gen und das Eingaberegister mit setzbaren Stiften zur Multiplikation Geschichte Grundlage allen Rechnens st das Z hlen und die symbolische Darstellung der Zahlen Anf nglich wurde das Z hlen mit einfachen Hilfsmittel bewerkstelligt Zum Beispiel wurde f r jedes gez hlte Objekt ein Stein in einen Beutel gelegt Addieren ist dann nichts anderes als abgez hltes Hinzu f gen von Steinen und Subtrahieren nichts anderes als abgez hltes Wegnehmen Das Rechnen ist also bei dieser direkten Form der Zahldarstellung von gr tm glicher Einfachheit Mit zunehmender Anzahl an Steinen verliert man aber die bersicht und kann nur noch schlecht absch tzen wie viele Steine im Beutel sind Das Nachz h len dauert lange und ist fehleranf llig 25 Heft 1 2015 ft Abb 1 Die Rechenmaschine mit abnehmbarem und versetzbarem Eingaberegister Abb 2 Das Addierwerk mit kontinuierlichem Zehner bertrag 26 ft Um die bersicht be
32. kann man Kollisionskugeln einsetzen Das gew nschte Ergebnis l sst sich aber auch mit nur einer Kugel erzielen Abb 9 Anbringen einer Kollisionskugel 86 ft Sodann sind beide Elemente Kolben stange und Kollisionskugel zu selek tieren Dann bitte Kinematik Kollision einf gen w hlen Abb 11 Mittels der Abstand Angabe und der Position der Kollisionskugel definiert man die Umkehrpositionen Abb 10 Quellen 1 Samek Michael fischertechnik Designer 2 H berlein Joachim Zylinder mit Kinematik ftm Download bereich der tCommunity 2015 Kinematik Manager Bindungen Motoren Kollisionen 3D Modellentwurf Kinematik Manager Bindungen Motoren Kollisionen Kollision einf gen C Ausl sung bei Ber hrung WEEB U Abstand 116 00 mm Aktion Motor umkehren v Motor Motor 1 v Name ol X cin B aai i Zu W Abb 10 Automatisches Umkehren Abb 11 Definieren der Kollision 87 Heft 1 2015 Tipps amp Tricks ft fischertechnik mit dem Tablet steuern Dirk W lffel Die Idee Endger te ber Apps mit einem Smartphone oder Tablet zu steuern ist nicht neu Alles wird miteinander vernetzt und gesteuert Bequem von der Couch wie z B der Fernseher oder sogar von au erhalb die Raum berwachung f r unseren Nachwuchs Dieser Trend hat auch im Modellbaubereich Einzug gehalten Der Beitrag zeigt eine M glichkeit
33. keinen S Riegel in Reihe 1 der Wolf k nnte also das Schaf fressen Das wird aber durch den auf demselben Ufer stehenden Bauern verhindert der R egel unten steht daf r 2 Das Fressen des Schafs durch den Wolf am anderen Ufer tritt hier nicht auf Die Riegel von Wolf und Schaf in Reihe 2 Elektromechanik m ssen das Aufleuchten der roten Kon trolllampe verhindern 3 Der Kohlkopf wird aktuell auch nicht vom Schaf verspeist denn das wird durch den Bauern mit seinem S Riegel in Reihe 3 verhindert 4 Reihe 4 schlie lich steht f r das Verspei sen des Kohls durch das Schaf wenn sich Schaf und Kohl am jenseitigen Ufer befinden In der Abb 5 ist das eben schlicht nicht der Fall Was passiert nun wenn wir z B Schaf und Kohlkopf beide zum anderen Ufer bringen den Bauern aber hier lassen Abb 6 zeigt diesen Zustand in dem die beiden mittleren Stangen nach rechts geschoben sind Abb 6 Das Schaf frisst den Kohlkopf weil in der vierten Reihe kein S Riegel mehr steht Wie man sieht treten die ersten drei Probleme nicht auf in den ersten drei Ab tastreihen befindet sich jeweils mindestens ein S R iegel Aber Reihe 4 ist jetzt blank Kein S Riegel ist da der verhindern soll dass die gelbe Kontrollleuchte aufleuchtet Man sieht hier brigens gut dass es f r dieses Problem Schaf und Kohl befinden s ch ohne Bauern am jenseitigen Ufer v llig egal ist wo der Wolf gerade steht In keiner der
34. kel ergab sich eine erhebliche Preisspanne f r das gleiche Teil ber verschiedene An b eter Letztlich hat das Rennen das so ge nannte FabLab fabrication laboratory an der RWTH Aachen gemacht welches man als Privatperson zum Selbstkostenpreis in Anspruch nehmen kann Aber auch hierzu sp ter mehr Die Stabilit t der ausgedruckten Teile ist brigens kein Problem Die Teile sind er staunlich belastbar Verfahren des 3D Drucks Es gibt inzwischen mehrere Verfahren 3D Objekte zu drucken Hier eine kleine Aus wahl e aser Sintern mit Kunststof oder Metallpulver e Stereolithografie mit Fl ssigharz e Kunststoff Extrusion e Kombinationen mit anschlie endem Ausguss mit Gips oder gar Silber Laser Sintern Beim Sintern mit Pulver wird feines Kunst stoff Pulver oder Metall Pulver n d nnen Schichten ausgebracht und mit einem Laser aufgeschmolzen so dass sich die K rnchen verbinden In weiteren Schritten werden neue Schichten aufgebracht und wieder auf geschmolzen dabei verbinden sich die Schichten auch mit darunter liegenden Schichten Abb 1 Laser Sintern 13 Heft 1 2015 Ist das Objekt fertig belichtet kann das brige Pulver herausgesch ttet werden Das Pulver dient w hrend des Druckens als Sta bilisierung f r Teile die noch keine Verbin dung zu anderen Teilen haben und sonst herunterfallen oder umst rzen w rden Allerdings kann man keine geschlossenen Hohlr ume erzeugen da d
35. unabh ngig ge setzt und dann auf einmal in die Rechenein heit bertragen werden kann und Shifts die zu den bin ren Grundoperationen geh ren Obwohl die Idee genial ist war sie zun chst so gar nicht ausf hrbar da weder der Pascalsche bertragsmechanismus noch der Schickardsche bertragsmechanismus der Leibniz wohl nicht bekannt war die gleichzeitige Addition n mehreren Stellen erlauben Leibniz musste also einen eigenen ber tragsmechanismus erfinden Das war das Hauptproblem bei der Entwicklung seiner Rechenmaschinen die sich ber viele Jahr zehnte h nzog Seine L sung daf r war zum Schluss ein komplexer zweistufiger Mechanismus der hier nicht wiedergege ben wird und der auf die Geschichte der Rechenmaschinen m Weiteren keinen nen nenswerten Einfluss hatte m AD Em ab an an an ain cm un mm ano a Mechanisches Rechnen piai Abb 13 Nachbau einer Leibnizschen Rechenmaschine im Bonner Artihmeum Die linke Kurbel bewegt bei einer Umdrehung das Eingaberegister vorne rechts um eine Stelle nach rechts oder links Durch eine Umdrehung der anderen Kurbel wird der Wert des Eingaberegisters zum Wert des Akku mulators addiert oder von ihm subtrahiert Der bertragsmechanismus ist oben hinten zu sehen Andere Erfindungen waren f r Leibniz viel leichter umzusetzen und hatten eine nach haltigere Wirkung F r die mittleren R der in Abbildung 12 mit den zu setzenden Stif ten fand er gleich zwei Alternative
36. 1 6VEnladenLade Abb 2 Programmausschnitt Tasten abfragen Elektronische Schaltung Es folgt hier eine bersicht der gesamten Beschaltung des TX Controllers ROBO Elektronik fe f 1 81 82 83 Abb 3 bersichtsplan Die Spannung der Batterie wird mit dem Analog Digitalwandler an Kanal einge lesen In RoboPro wird dazu ein Farb oder Spurensensor Element verwendet weil man damit einen analogen Messwert f r bis zu 10 V erh lt In Reihe zur Batterie wird ein Leistungswiderstand mit ca 54 Q ge schaltet Dieser Leistungswiderstand ber nimmt gleichzeitig zwei Funktionen Er ar beitet als Begrenzung und Messwandler des Ladestroms Der zweite A D Kanal greift die Span nung auf der anderen Seite des Widerstan des ab Damit st man n der Lage den Strom mittels des Ohmschen Gesetzes zu berech nen F r die Spannung muss die Differenz der beiden Messstellen eingesetzt werden Somit gilt U U U F r R wird der Lastwiderstand eingesetzt in meinem Fall 54 Q Damit ergibt sich U V2 54 Diese Gleichung wird fest in den Pro grammablauf eingesetzt und stetig mitlau fen gelassen Die angezeigten Werte sind in mV und mA angegeben 59 Heft 1 2015 Abb 4 Berechnung der Str me Soll der Akku mit einem h heren Strom ge laden werden so ist der Widerstand kleiner zu w hlen Jedoch Vorsicht Drei Begren zungen s nd zu beachten e Der zu ladende Akku muss den L
37. 1 cm wird darunter eine Zeile mit den Faktoren von 1 12 gefolgt von einem Q f r Quadrieren eingef gt Auf dieselbe Weise l sst sich ein Additions schema erstellen da auch die Addition kommutativ ist funktioniert unser Consul genauso gut als Additionswerkzeug 8 24 ft Downloads Die von mir verwendete Multiplikations und Additionstabelle habe ich zum Down load bereitgestellt Wer den fischertechnik Designer verwen det finden eine in Baugruppen strukturierte 3D Bauanleitung im Downloadbereich der ft Community Nat rlich l sst sich auch ein Consul mit an deren Proportionen konstruieren experi mentiert ruhig einmal mit dem Winkel und der Oberarml nge a Ich w nsche euch viel Vergn gen mit eurem fischertechnik Consul Quellen 1 Flash Simulation http www tan gram de consul pl 2 Reinhard Atzbach Consul the Educated Monkey f r Windows 2001 3 William H Robertson Toy US Patent Nr 1188490 27 06 1916 4 William H Robertson Calculation Device US Patent Nr 1286112 26 11 1918 5 Wilfried Denz Rechenaffen Rechnen ohne Stron de 6 Friedrich Soennecken Rechenvor richtung zum Vervielfachen und Theilen Deutsches Reich Patent Nr 51445 13 06 1889 7 D rte Haftendorn Educated Monkey oder Der rechnende Affe 19 09 2008 Sidney J Kolpas Gary R Massion Consul the Educated Monkey In The Mathematics Teacher Vol 93 No 4
38. 5 6 7 40 B lter Detlev Wilhelm Schickards Rechenuhr Enth lt insbesondere Schickards Notizen an den Mechani ker und die relevanten S tze aus den zwei Briefen an Johannes Kepler sowie eine ausf hrliche Diskussion der Probleme beim Schickardschen bertragungsmechanismus Falk Stefan Vom Z hlen und Abz h len 1 ft ped a 1 2012 Stellt Z hl werke mit fischertechnik vor deren bertragungsmechanismus aller dings nicht das stellenweise Addie ren erlaubt weil die Einz hne zu kurz sind G rtner Manfred Analyse des Toepler Algorithmus zum Berechnen von Quadratwurzeln mit mechani schen Vierspezies Rechenmaschinen Rechnerlexikon de Guyot Alain La machine a calculer continue de Tchebychev et le reporteur differentiel Enth lt als Anhang Tschebyscheffs Mitteilung Une machine arithm tique mouve ment continu an die Association fran aise pour l avancement des sciences 1882 Karcher H Konnten die R mer nicht rechnen Mitteilungen der Deut schen Mathematiker Vereinigung 3 2014 5 9 10 11 12 13 14 15 ft King Henry C Geared to the Stars University of Toronto Press Toronto 1978 Diesem Standardwerk habe ich die Informationen ber Jost B rgi entnommen Leibniz Gottfried W Machina arithmetica in qua non aditio tantum et subtractio sed et multiplicatio nullo divisio vero paene nullo animi labore peragantur 1685 englische
39. 98 oder 99 Auf diese Wiese k nnen fehlerhafte Eingaben erkannt werden Wie auf Fehler reagiert wird ist im nachfolgenden Unter programm ResultDisplay ersichtlich 95 Heft 1 2015 Eingang Ei 0 Au Ausgang Abb 11 Unterprogramm ConvMatrix Unterprogramm ResultDisplay Dieses zun chst vielleicht kompliziert er scheinende Unterprogramm gem Abb 12 ist ein sch nes Beispiel dass Mathematik durchaus helfen kann Dinge einfacher zu machen Es gelten folgende mathematische Zusammenh nge 96 ft 10 1 10 10 10 100 10 1000 Ausgehend vom ausgewerteten Ergebnis welches unter NextKey gespeichert ist und dem Z hler DigitCount n dem mitgez hlt wird wie viele Ziffern einer Zahl inzwi schen eingegeben wurden vier Ziffern DigitCount 0 3 kann nun der bislang unter TotalResult eingegebene Geheimcode schnell erg nzt werden Beispielhaft ergibt sich folgende Rechnung bei einem ange nommenen Zwischenstand TotalResult an 10089 DigitCount 2 NextKey 5 NextKey IOPiSICOouM 500 TotalResultaeu TotalResultan 500 TotalResultneu 10089 500 TotalResultneu 10589 Diese Berechnung ist der Kern der Bildung des Eingabeergebnisses Die Darstellung der Berechnung s eht komplizierter aus weil die Zahlen von Ganzzahlen zu Gleit kommazahlen umgeformt werden m ssen und sp ter wieder zur ck Diese Berechnung wird im brigen nur durchgef hrt wenn die letzte Tastenaus
40. Chefkonstruk teurs Helmut Kanzler sehr detailliert vorge stellt 2 Die anfangs verwendeten Benzin motoren wurden bereits 1971 durch Diesel motoren mit einem wesentlich geringeren Verbrauch ersetzt Dies war erst nach einer umfassenden Optimierung des Dieselmo tors Kaltstartverhalten und H henanpas sung m glich Der Dieselmotor treibt f r jede Seite eine hydraulische Pumpe an Der ldruck wird jeweils an einen hydrostatischen Antriebs motor bergeben Dieser treibt ber ein Pla netengetriebe das Turrasrad das sternf r mige Antriebskettenrad am Fahrzeugheck an Das Turrasrad greift n die Aluminium kettenstege der Gummiketten Die hydro statischen Antriebsmotoren lassen s ch kon tinuierlich in beiden Richtungen regeln so dass auch ein Drehen des Pistenbullys auf der Stelle m glich ist Eine weitere Hydraulikpumpe versorgt die Hydraulik des Frontschilds und der Heck fr se Die Heckfr se zerkleinert den Schnee hinter dem Pistenbully und e n Gl ttbrett ebnet anschlie end den Schnee Fahrzeugtechnik Bereits 1972 setzten die Veranstalter der Winterspiele n Japan auf das Pr parieren der Skipisten mit Pistenbullys 2 Te N EA E bs a gt N N ng N INS Abb 5 Pistenbully in der Antarktis 1 Neben dem Einsatz auf den Skipisten wurde der Pistenbully ab 1985 auch als universel les Einsatzfahrzeug in der Antarktis ver wendet Abb 5 Die Anforderungen sind hier extrem der
41. Drehmoment an einem Seilzug verst rkt wird 42 7 et 3 Abb 2 Codex Madrid Leonardo da Vinci Ku ae 2 we i w gr ut m Anfang des Jahrtausends installierte der US amerikanische Maschinen K nstler Arthur Ganson 1955 4 eine Machine with Concrete Abb 3 die demselben Prinzip folgt Er schaltete 12 Untersetzun gen 1 50 hintereinander montierte f r das erste Zahnrad einen Antrieb mit 200 U min und verschraubte das letzte Zahnrad mit einem Granitblock Abb 3 Machine with Concrete von Arthur Ganson Foto Shervinafshar CC BY SA 3 0 Warum letzteres kein Problem darstellt kann man leicht nachrechnen Mit jeder Un tersetzung reduziert sich die Geschwindig keit G um den Faktor 50 Bei 12 Unterset zungen gilt also f r das letzte Zahnrad G 200 501 min Oder anschaulicher dargestellt Die Zeit T die erforderlich ist damit das letzte Zahnrad sich um einen Zahn weiterdreht sich also das elfte Zahnrad einmal komplett gedreht hat liegt etwa bei min 46 449 890 601 Jahren 46 45 Milliarden Jahre das d rfte der kleine Motor schwerlich berleben ft Eine solche Ewigkeitsmaschine l sst s ch nat rlich auch mit fischertechnik konstruie ren Martin Romann hat das getan und am 28 10 2012 ein Video seiner Maschine auf YouTube publiziert Abb 4 Abb 4 Ewigkeitsmaschine Martin Romann Dabe hat er die maximale mi
42. Er hat die passen den Achsen extra f r uns ausgesucht ft bersetzung 2 1 Kugellager Abb 21 Antrieb Das Antriebsmoment wird ber eine Kette 2 1 und dann ber das Z10 auf das Z30 noch 3 1 ns Langsame bersetzt Die Freilauf nabe im letzten Reifen ist wiederum sehr wichtig da die Achse mit Motordrehzahl l uft Aufbau der Winde Die Winde regelt im Original die Zugspan nung des Seils und passt die Seilgeschwin digkeit dadurch immer der Fahrsituation an Der Nachbau sollte dies nat rlich ebenfalls k nnen Die Winde hat eine eigene TX Steuerung einen eigenen Akku und erh lt von der Pistenbully Steuerung keine Sig nale Der Pistenbully kann beliebig ge steuert werden Die Winde reagiert auf die Seilspannung und regelt Seilspannung und Drehposition selbstst ndig Antrieb Messung Spill Windendrehung Zugkraft K pfe TAN nO a N BEER 2 Messung Antrieb Antrieb Trommel Zugkraft Spillk pfe Abb 22 Aufbau der Winde Die Winde Abb 22 wird von drei Motoren angetrieben Einer f r die Drehung der Fahrzeugtechnik Winde einer f r die Seiltrommel und einer f r die Spillk pfe F r die Messung von Drehpositionen werden Potentiometer ver wendet Die kleinen Trimmer mit 5KQ pas sen entweder direkt auf die Steckachsen oder k nnen mit einem kleinen Fr ser nach gearbeitet werden Sie passen perfekt ins ft Raster und lassen sich durch einen Baustein neben den Potis gegen
43. Gemessen wird jedoch am Zahnrad 2 wegen der geringeren Geschwindigkeit an dieser Stelle Zur rechnerischen Korrektur sind folgende Punkte wichtig a Das angetriebene Zahnrad 2 hat 40 Z hne das Ritzel 3 hat 10 Z hne Demnach dreht sich das Ritzel 3 vier mal so schnell 65 Heft 1 2015 b Die Messung erfolgt im Zahnrad 2 dieses hat 3 Bohrungen folglich gibt es bei einer Umdrehung 3 Impulse RoboPro Software zur Dreh zahlmessung Die Programmierung wurde in zwei ge trennt aber gleichzeitig laufende Pro grammschleifen aufgeteilt Programmteil 1 Ereignisz hlung Unter Verwendung eines schnellen Z hlein gangs werden alle Lichtschrankenunterbre chungen gez hlt und hierbei der Wert der Variablen Zaehler um 1 erh ht 0 Abb 5 Programmteil 1 Z hlung von Ereig nissen ber schnellen Z hleingang Programmteil 2 Zeitintervall messung Die Angabe der Drehzahl ist die H ufigkeit der Umdrehungen einer Welle oder eines Zahnrades innerhalb eines bestimmten Zeit intervalls Im vorliegenden Beispiel wurde f r die Anzeige des Endergebnisses die Zeiteinheit Minuten min verwendet Die zugeh rige zusammengesetzte Einheit f r die Drehzahl lautet somit Umdrehungen pro Minute 1 min oder min Im Programmteil 2 wird dieselbe Variable Zaehler verwendet wie im Programmteil 1 Zun chst wird diese auf 0 zur ckgesetzt und 2 Sekunden lang gewartet W hrend der Wartezeit wird im Programmteil 1
44. Kontrolle drucken wir das Objekt als 2D Ansicht auf Papier schneinden es aus und legen es ber echte ft Teile um die Ma haltigkeit zu pr fen ber die sich daraus ergebenenden notwendigen langwie rigen Iterationsschritte decken wir hier elegant den Mantel des Schweigens 3D Druck und Eigenschaften Mit diesem Entwurf wurden die ersten Ver suche gemacht Preise f r 3D Druck einzu holen 3D Druck Service Dienstleister gibt es inzwischen relativ viele Hier ein paar die bei der Suche schnell auftauchen Insbe sondere die diversen FabLabs an vielen Hochschul Standorten haben sich als sehr interessant herausgestellt e Trinckle e Beta Prototypes pcbPool e 3D Activation e Sodo 3D Druck e Prontotype e FabLabs Durch die Druckkosten kommt man wieder zur ck zur Konstruktion Das bislang kon struierte Teil ist zu massiv und damit zu teuer Weniger Masse Im Bereich der S Riegel L cher ist das Material massiver als n tig sparen wir also etwas Material ein _ ho i N j A I N al i A r j N N Z i gt j h GHS a N Y P j N N NN 7 a Fi In j SERIE t f y A fi N l Wit gt N O i yh m G NN FA ii h E i Ei JE l If N NM SE HET J P t Aapa A f AR f iF A 8 EM rd e TE H d AE T rg E FA 2 W P 1 F ff F fi A BA 4 HE A f Abb 21 Materialeinsparungen am Befestigungskranz Auch im Bereich der Laufschienen ist da
45. P u ne gg 4 y n gr el zi F ZT 5 A p was u A nik d EB a E T es DE nn gen nn 2 ee EN RE ve ye eye 2 nn Abb 35 Fertiges Karussell Tipps amp Tricks Fazit Spezialteile als 3D Druck sind bezahlbar geworden Nat rlich d rfte es noch etwas g nstiger werden Und man kann sich sogar einen 3D Drucker nach Hause holen den CubePro zwei Druckk pfe f r 2 700 den Makerbot Replicator x2 f r 2 930 Und f r das vorgestellte Teil gibt es weitere interessante Anwendungsf lle auf zum n chsten Modell 2015 Kerry McLean Used with permission Referenzen 1 Harald Steinhaus Neue ft Teile selbst gemacht 3D Druck ft pedia 2 2013 S 4 10 2 Johannes Visser Erstellung von Bau teilen f r den ft Designer ft ped a 3 2013 S 42 53 3 Thomas P ttmann Zahnr der und bersetzungen Teil 3 ft pedia 1 2012 S 13 21 83 Heft 1 2015 3D Modellentwurf ft Kinematik mit dem fischertechnik Designer Joachim H berlein Dieser Beitrag zeigt wie man mit den Kinematik Funktionen im fischertechnik Designer einen Pneumatik Zylinder zum Leben erwecken kann sodass er tats chlich aus und einf hrt Im fischertechnik Designer soll ein Pneu matik Zylinder der im Designer aus vier Elementen besteht mit dem Kinematik Manager vi
46. Schlauch 10x0 5x50 hinrei chend stramm dass der bergang dicht bleibt Rechts anschlie end folgt ein 31646 Pneumatik Verteiler gerade so wie wenn er am alten gro en 30864 Pneumatik Klein kompressor angeschlossen w re Ganz rechts endet das Ganze mit dem BS15 mit Bohrung in dessen Nut der Zapfen des Pneumatik Verteilers steckt Damit der Luftdruck die genannten Teile nicht auseinander dr ckt und sie zu Geschossen werden l sst ist der umge bende Rahmen in alle denkbaren Richtun gen gegen Auseinanderrei en sch tzend gebaut Wichtige Punkte sind e Die Anordnung muss n jeder Richtung so stabil gebaut sein dass sie mit den auftretenden Kr ften zuverl ssig dauer haft umgehen kann e Jede Nut ist ein potenzielles Problem weil Zapfen etc darin in Nut Richtung bei entsprechender Kraft problemlos herausgeschoben werden k nnten e Jeder Zapfen insbesondere von Statik teilen ist ein potenzielles Problem weil er bei entsprechender Kraft abrei en oder abscheren k nnte e Man berlege sorgf ltig und genau wo Kr fte in welche Richtung wirken k nn ten und bringe ggf entsprechende Ver st rkungen und Verriegelungen an e Wenn nicht alle Anschl sse des Pneuma tik Verteilers ben tigt werden bitte die unbenutzten paarweise mit einem kurzen St ckchen Schlauch verschlie en Keinesfalls d rfen ungesicherte P 45 Heft 1 2015 Stopfen verwendet werden die k nn ten zu wirklich gef hrlich
47. Ufers befinden 2 Ebenso gibt es vier Kombinationen bei denen das Schaf den Kohlkopf frisst weil sich Schaf und Kohlkopf auf einer der Bauer aber auf der anderen Seite befindet 3 Bei zwei Kombinationen treten beide Probleme auf N mlich dann wenn Wolf Schaf und Kohlkopf alle drei auf einer Seite des Ufers sind der Bauer aber auf der andern und er somit wieder nicht aufpassen kann Wer dann schneller ist im Fressen wollen wir dahingestellt sein lassen und einfach annehmen das Schaf frisst den Kohlkopf und wird anschl e Bend vom Wolf verspeist Ein Problem hat der Bauer jedenfalls Wann frisst der Wolf das Schaf Greifen wir uns aus Tabelle 1 einmal nur diejenigen Kombinationen heraus bei denen der Wolf das Schaf frisst Das sind folgende Wolf Schaf Kohlkopf Bauer diesseits diesseits diesseits jenseits diesseits diesseits jenseits jenseits jenseits jenseits diesseits diesseits jenseits jenseits jenseits diesseits Tabelle 2 Der Wolf frisst das Schaf Wenn wir genau hinschauen k nnen wir diese vier Kombinationen von Wolf Schaf Kohlkopf und Bauern auf nur zwei Kombi nationen von Wolf Schaf und Bauern redu zieren Daf r ob der Wolf das Schaf frisst ist es n mlich v llig egal an welchem Ufer sich der Kohlkopf befindet Wir k nnen also die ersten beiden und die letzten beiden Zeilen vereinfachend zu folgenden Kombi nationen zusammenfassen Elektromechanik Wolf Schaf Bauer diesseits
48. Verdrehen sichern Der linke Motor unterst tzt die Drehung der Winde und ist um die Achse des unten lie genden Zahnrades Z20 drehbar Das oben liegende Potentiometer misst die Verdre hung und ber die TX Steuerung steuert der Motor nach Zwischen den Adapterlaschen auf beiden Seiten werden Gummib nder als Drehmomentst tze verwendet in Abb 22 nicht dargestellt Die Seiltrommel Abb 23 wird mit einem Encoder Motor angetrieben Sie besteht aus vier R dern 23 36581 der Rand aus jeweils einem Reifen 32 5 34995 Abb 23 Trommel der Winde 15 Heft 1 2015 Damit der Rand noch etwas h her wird sind abwechselnd Kettenglieder ohne seit liche Rastnasen 36263 und F rderketten glieder 37192 mit den Nasen nach innen montiert Nach der Umlenkung geht das Nylonseil weiter zur Zugspannungsmes sung Entsprechend der Seilspannung wird der Antriebsmotor der Seiltrommel sowohl n der Geschwindigkeit als auch in der Dreh richtung gesteuert Die Seilspannung wird ber die Wippe Abb 24 mit dem Um lenkr dchen gemessen das sich um die Achse mit dem Potentiometer drehen kann Als Gegenkraft dient ein Gummiband im Bild blau m Hintergrund Abb 24 Messung der Seilspannung f r die Seiltrommel Anschlie end l uft das Windenseil ber die Spillk pfe Abb 25 In dem Modell wird das Nylonseil 3 mal um die beiden Felgen 30 herumgef hrt An 6 Stellen sind Achsen so angebracht dass sie leicht auf den
49. Zwei weitere Federnocken halten die vier F rderglieder der Ketten auf Abstand In der Mitte bleibt die Fahrspur f r die Reifen 60 37236 Abb 19 Aufbau der Ketten In Abb 20 sieht man die Anordnung der Reifen und der Zahnr der zu der Kette ft Immer links und rechts von der Fahrspur der Reifen l uft ein Zahnrad auf der Kette Zur Sicherheit ist innen noch ein weiteres Zahn rad angebracht Damit laufen die Ketten auch im harten Spieleinsatz sehr sicher Nach au en steht die Kette wie im Original frei Abb 20 Kette und R deranordnung Vorne werden Zahnr der Z40 passend zu der Gr e der Reifen 60 verwendet Die Antriebszahnr der sind wie im Original das Turrasrad kleiner Deshalb wurden daf r Zahnr der Z30 ausgew hlt Die An triebsachse mit Z30 wurde so angeordnet dass die Kettenlinie oben eben ist und unten leicht zum Turrasrad ansteigt Abb 16 Der Antrieb erfolgt mit zwei XM Motoren Abb 21 Wieder ist ein besonders rei bungsreduzierter Aufbau wichtig damit das schwere Gef hrt ausreichend Kraft hat und problemlos auf der Stelle drehen kann F r fast alle Lagerstellen wurden wie bei Eriks Pistenbully Kugellager verwendet Die Kugellager 4x12x4 passen einseitig oder beidseitig in die Schneckenmutter 37925 Erh ltlich sind sie z B bei fischerfriends man Nicht alle Metallachsen passen in die Lager Herzlichen Dank an Stefan Roth f r seinen perfekten Service
50. a Artikel von Thomas P ttmann 3 hingewiesen der sich im Detail mit der Form der fischertechnik Zahnr der und der Z hne besch ftigt Aus dem Artikel wird bernommen e Modul 1 48 e Teilung 4 64 mm Abb 6 Der gebogene Zahnkranz 3D Konstruktion Zur Konstruktion ben tigt man ein 3D Konstruktionsprogramm das STL Date en ausgeben kann STL Surface Tesselation Language Dieses Format hat s ch als Stan dard bei 3D Druckern etabliert Zu Details des STL Formats oder zu frei verf gbaren 3D Konstruktionsprogrammen sei auf einen fr heren Artikel des Autors n der ft pedia 2 hingewiesen 76 ft Im Folgenden wird Turbocad V17 von IMSI verwendet Turbocad ist n einer lte ren als der aktuellen Version z B V19 zu Preisen von ca 180 bei Pearl erh ltlich und f r den Preis ausgesprochen leistungs f hig V17 erh lt man sogar schon f r 50 Ein weiteres interessantes Open Source Programm ist Salome Meca welches pri m r f r Unix Linux entwickelt worden ist Es gibt aber auch Windows Versionen Salome Meca ist etwas gew hnungsbed rf tig da man die Erstellung von Bauteilen quasi wie Source Code programmieren muss Der Zusatz Code Aster macht das Pro gramm sogar Finite Elemente f hig aber nur in der Linux Fassung Turbocad hat den Vorteil dass es STL Da teien einlesen und auch ganze Modelle aus dem fischertechnik Designer von Michael Samek bernehmen kann Ein wei
51. ade strom aushalten Akkus s nd mit dem max mal zul ssigen Ladestrom beschrif tet wird dieser berschritten wird der Akku zu hei und kann sogar platzen Das hier vorgestellte Ladeger t bleibt mit ca 150 mA Ladestrom auf der siche ren Seite e Der TX Controller darf nicht berlastet werden Er ist in der Lage bis zu 1 A zu liefern Das ist mehr als viele Akkus im Ladebetrieb aushalten k nnen e Und der Lastwiderstand muss f r die ent stehende Verlustleistung ausgelegt sein In meinem Falle flie en 150 mA Dabei werden am Widerstand fast 2 W n W rme umgesetzt Also Vorsicht beim Nachbauen Akkus k nnen auch Auslaufen bersten oder furchtbar hei werden Wird ein geregeltes Netzteil als Spannungs quelle genutzt kann der Ladestrom sehr pr zise eingestellt werden Einfach die Ver sorgungsspannung zwischen 7 V und 12 V 60 ft regulieren und auf dem Display des TX Controllers den Ladestrom kontrollieren F r das Entladen wurde einen zweiter Stromzweig aufgebaut Der Grund ist recht einfach Der Ladestrom und der Entlade strom sollen etwa gleich sein Beim Aufla den wird die Ladeenergie von der 12 V Ver sorgungsspannung entnommen Beim Ent laden wird jedoch der Ausgang des TX Controllers gegen Masse gelegt Somit ist der Akku die treibende Spannung Und diese ist nur 1 4 V Das Entladen w rde ber den gleichen Widerstand zehnmal l n ger dauern als das Aufladen Daher sind die 6 Q zum Entlade
52. af frisst Kohlkopf Abb 12 Alles was direkt mit der Bauplatte verbunden ist Zum Bau des Modells Alles beginnt mit einigen BS15 auf einer Bauplatte 500 Abb 12 Die Verkabelung nehmt ihr zweckm iger weise erst gegen Ende vor Die beiden Lam pen sitzen auf BS30 die au erdem Federn ocken zum Halten der Statiktr ger besitzen Abb 13 Lampen und Federnocken gegen Herausheben der Statiktr ger 55 Heft 1 2015 Bringt die Federnocken und Lampen auch erst an nachdem die Statiktr ger eingesetzt sind Das sieht dann so aus Abb 15 Die Verschiebestangen sind eingesetzt Am hinteren Ende in Abb 15 rechts werden sie gegen Herausheben von einer quer dr ber gespannten I Strebe 120 gehin dert vorne durch die Federnocken bei den BS30 der Lampen sowie durch einen 35049 Baustein 5 15x30 Jetzt wird auch die Bedeutung der 32850 S Riegelsteine 15x15 klar Sie verhindern dass man die Stangen um mehr als 15 mm Abb 14 Das Modell von links 56 nach vorne oder hinten schieben kann h n ten tr gt auch der Batteriekasten dazu bei Abb 16 Die Ouerachsen mit ihrer gelenkigen Aufh ngung und den Rollen ft Als n chstes best ckt die vier Querachsen mit Bausteinen 15 mit Bohrung und Ge lenkstein Seilrollen Klemmringen innen und Riegelscheiben au en An den Enden k nnen wir uns keine Klemmringe leisten weil sonst die Achsen den Kontakt nicht mehr herstellen k nnten Verwe
53. al so schnell wie der auf der Achse sitzende Reifen Abb 15 Durch die Freilaufnabe dreht der Reifen frei auf der Achse Dieser Pistenbully ist mit der fischertech nik Fernsteuerung fahrbar Die Winde hat einen eigenen Empf nger und eine eigene Stromversorgung Als kleine Spielerei haben w r eine Kamera auf den Fahrersitz gesetzt Das Bild wird auf einem kleinen Monitor an der Fernsteuerung gezeigt F r die Pneumatikzylinder des Frontschilds und des Gl ttbretts wird ein ft Pneumatik Kompressor mit Magnetventil verwendet ber ein R ckschlagventil in der Zuleitung zu den Zylindern wird beim Abschalten ber die parallel liegende Drossel e n sanf tes Absenken des Frontschilds und des Gl ttbretts erreicht Die Fernsteuerung spricht nur ein Hubge triebe mit zwei Endschaltern an An einem Anschlag werden ber einen weiteren Schalter der Kompressor und das Mag netventil aktiviert Durch diese Anordnung k nnen einerseits der Kompressor und das Magnetventil mit einem eigenen Akku be trieben werden und bleibt andererseits der Zustand der Pneumatik unbeeinflusst von kurzen Ausf llen der Fernsteuerung Winde Aufbau Frontschild und Gl ttbrett hat Erik fast alleine aufgebaut Dabe haben ihm die ma st blich auf ft Ma stab verklei nerten Ansichten des Pistenbullys als Bau vorlage sehr geholfen In der Regel kann man auch relativ junge Kinder mit kleinen Tricks zu gro en stolzen Baumeistern machen Wir finden das Erg
54. ariante Der Trick ist dass wir das Ventil hier andersherum als blich betreiben Im Ruhe zustand lassen wir wieder die Druckluft von links nach rechts durch Wenn der Druck rechts aber zu hoch wird sperren wir die bersch ssige Druckluft des Kompressors nicht etwa ab und erreichen damit nichts als die Zerst rung des Ventils wegen ber druck sondern wir lassen sie ins Freie str men Abb 5 bersch ssige Druckluft kann ins Freie entweichen ft Das ist nat rlich nicht besonders effizient denn wir verschwenden ja Druckluft Das Wichtige daran ist aber dass wir unser Ventil vor berdruck sch tzen solange es nur gen gend Durchlass bietet sodass die anstehende Hochdruck Luft hinreichend schnell ins Freie Abstr men kann ohne dass sie im Inneren des Ventils einen zerst rerisch hohen Druck aufbauen kann Au erdem haben wir eine Drossel im Hoch druckteil erg nzt Die l sst sich wie wir noch sehen werden hochdruckfest mit fischertechnik Teilen bauen und sie erf llt zweierlei Zwecke a Sie tr gt dazu bei das Ventil nicht mit wesentlich mehr Druckluft zu beauf schlagen als am Ausgang vom Modell ben tigt wird b S e hilft Druckluft zu sparen Wenn n mlich viele Modelle am Druckvertei ler h ngen wollen w r d e Druckluft ja noch woanders nutzen k nnen und nicht nur ungenutzt ins Freie verlieren Abb 6 zeigt die L sung aufgebaut nur aus unver nderten fischertechnik Teilen Hochdruck
55. as Pulver aus diesen nicht herausgesch ttet werden kann Ein weiterer Nachteil von Kunststoff Sin tern ist dass die Stabilit t begrenzt ist Nachtr gliches Behandeln eines solchen Objekts mit Cyanacrylat Sekundenkleber kann die Stabilit t erh hen Metallpulver S ntern dagegen kann sehr stabil se n Die Schichtdicke h ngt m Wesentlichen von der Korngr e des Pulvers ab Fl ssigharz Stereolithografie Bei der Fl ss gharz Stereolithografie ist das Verfahren hnlich Statt des Pulvers wird hier fl ssiges Harz verwendet Das Harz h rtet unter Belichtung aus Der Laser oder die Lichtquelle muss nicht von so hoher Leistung sein Die Schichtdicke h ngt von der Viskosit t der Fl ssigkeit und der Ober fl chenspannung ab N Abb 2 Stereolithografie mit Fl ssigharz Nachteil auch hier Hohlr ume sind nicht m glich Au erdem fehlt die st tzende Wir kung der Fl ssigkeit Man muss beim Kon struieren St tzelemente vorsehen die man sp ter wegschneiden muss Vorteil Das Objekt st stabiler als Kunststoff Sintern Kunststoff Extrusion Das in letzter Zeit popul r werdende Ver fahren des Kunststoff Extrudierens l sst sich mit geringen Kosten realisieren Auch 74 ft die Kosten f r die Drucker sind relat v nied rig so dass sich solche Drucker auch privat anschaffen lassen Das Verfahren kann man sich vorstellen wie eine Hei klebepistole Ein Kunststofffaden wird erhitzt und als Wur
56. ausgestellt Wichtig st f r uns n cht nur das Bauen mit fischertechnik Das Ideensammeln die Ausfl ge zu den Pistenbullys die Foto Ses s on und nat rlich auch das Ausstellen geh ren zu diesem sch nen Hobby einfach dazu 8 Fahrzeugtechnik Abb 28 zeigt meinen stolzen Sohn Erik nat rlich m Pistenbully Outfit beim Pr sentieren auf der ft Convention Abb 28 Erik auf der fi Convention 2014 Auch in diesem Winter waren wir beim Ski fahren in Grasgehren Einer der echten Pistenbullys ein PB 300 W Kandahar arbeitete n der N he des Parkplatzes In der Hoffnung auf gute Fotos hatten wir unsere Modelle am Morgen ins Auto gepackt Wir wurden belohnt wie man in Abb 29 sehen kann Herzlichen Dank an das Pistenbully Team vom Skigebiet Grasgehren die dieses Bild m glich gemacht haben Abb 29 Pistenbullys in Grasgehren haben Verst rkung Quellen 1 Firmenhistorie der K ssbohrer Gel ndefahrzeug AG 2 Helmut Kanzler Typenkompass Pis tenbully Motorbuchverlag 2015 17 Heft 1 2015 3 4 5 18 Stephan Mayer Patent DE 102010061982 Al Thomas P ttmann ft pedia 1 2011 S 9 15 Bildersammlung 6 7 8 K ssbohrer Gel ndefahrzeug AG Firmen prospekt Dirk Fox ft pedia 2 2013 S 41 49 Bilderpool der ft community Abb 30 Eriks Pistenbully nochmal in gro ft Mechanisches Rechnen Mechanisches Rechnen Consul t
57. bersetzung verf gbar unter history computer com http www rechnerlexikon de bietet viele Informationen und weiterf h rende Links allerdings etwas nho mogen Dalakov Georgi History of Com puters Internetseiten mit sehr vielen Informationen zu Schickard Pascal Leibniz und Tschebyscheff und viel Originalmater al Tschebyscheffs Mechanismen Diese Internetseiten bieten sehr n tzliche Animationen der Mechanismen und viele Scans von Originalarbeiten Video der Rechenmaschine YouTube com Einzelteilliste der Rechenmaschine math meets machines de Vorlage f r die Z ffernb nder math meets machines de ft Mechanisches Rechnen Die Ewigkeitsmaschine Mechanisches Rechnen Dirk Fox Viele wichtige mathematische Zusammenh nge werden in der Schule nur in der Theorie ver mittelt Da sie sich damit der unmittelbaren Anschauung entziehen wird ihre Bedeutung oft nicht verstanden Einige dieser Zusammenh nge k nnte man mit einem mechanischen fischer technik Modell sehr anschaulich darstellen wie zum Beispiel exponentielles Wachstum Hintergrund Exponentielles Wachstum k nnen sich Menschen nachweislich nur sehr schwer vorstellen 1 Dabei war und st das Ver st ndnis exponentiellen Wachstums ent scheidend f r eine angemessene Reaktion auf sehr viele nicht zuletzt geo politi sche Herausforderungen wie beispiels weise die Entwicklung des Bev lkerungs wachstums in Entwicklungsl
58. bullys 600 In der Mitte erkennt man die gro e Seiltrommel links den Antrieb des Spillantriebs mit seinen zwei Spillk pfen a ia F n ee F Abb 8 4 5 t Winde des Pistenbullys 5 Der von uns nachgebaute Pistenbully PB 600 W Polar SCR wird seit 2013 gebaut Abb 9 Er ist der Pistenbully mit der h chsten Leistung Abb 10 Angetrieben wird er von einem 12 8 l Sechszylinder Dieselmotor MB OM 460 LA mit 375 kW 510 PS und einem maximalen Drehmo ment von 2200 Nm 6 Die H chstge ft schwindigkeit betr gt 23 km h Dieser Pis tenbully hat ein zul ssiges Gesamtgewicht von 13 5 t eine Zuladung von 2 5 t und ein beachtliches Tankvolumen von 275 1 Abb 9 Pistenbully 600 Polar mit 4 5 t Winde 1 Die Winde des Pistenbullys 600 W Polar Abb 9 hat eine maximale Zugkraft von 4 5 t 6 Die nutzbare Seill nge betr gt 1050 m n einer Sonderversion sogar 1450 m Beim Windenbetrieb ist eine maxi male Fahrgeschwindigkeit von 17 km h m glich Abb 10 Pistenbully 600 Polar in Grasgehren Pistenbully von Erik Die Anforderungen an Eriks Modell waren realit tsnahes Aussehen gute Bespielbar keit mit m glichst vielen Funktionen und nat rlich von Erik zu bauen Die breiten Ketten des Pistenbullys sind eine der gro en Herausforderungen mit fischertechnik Die L sung sieht man in Abb 11 und Abb 12 Fahrzeugtechnik Abb 11 Pistenbully von Erik Die Ketten sollten unge
59. d brig bleibt nur der Wolf Ganz bel ist s schlie lich n Abb 3 Der Bauer st ganz alleine am jenseitigen Ufer und so frisst das Schaf den Kohlkopf nur um anschlie end selber vom Wolf gerissen zu werden In diesem Zustand leuchten die rote und die gelbe Lampe gleichzeitig Die Kodierung der Stellungen Um die Stellungen und die ggf auftreten den Probleme Wolf frisst Schaf und oder Schaf frisst Kohlkopf darzustellen ver wendet unser Modell simple S Riegel die an strategischen Stellen der verschieb baren Stangen eingesetzt werden Abb 4 Dahinter steckt folgender Gedanke Wir haben zwei Kombinationen von Stellungen bei denen das Schaf den Kohlkopf isst und auch zwei bei denen der Wolf sich am Schaf g tlich tut Das ergibt zusammen vier abzutastende Stellungen n denen eine der beiden Warnlampen aufleuchten muss Unsere S Riegel sind so platziert dass eine Lampe immer dann aufzuleuchten hat wenn in einer Reihe kein Riegel steht Wir denken uns also vier Abtast Einheiten quer zu den Statiktr gern mit ihren Riegeln ft m iM Abb 4 Die verschiebbaren Stangen und ihre Best ckung mit S Riegeln Abb 5 Die vier abzutastenden Bereiche stell vertretend f r die vier Problem M glichkeiten In Abb 5 st die Stellung mit allen Beteilig ten am diesseitigen Ufer dargestellt hier alle Stangen nach links geschoben Man sieht von links nach rechts l Wolf und Schaf haben
60. das Vielfache des Drehmo ments erfordert das f r das einfache Weiterschalten eines Rads erforderlich ist Alle Dokumentationen von Nachbauten berichten bereinstimmend von der Schwierigkeit einen zuverl ssigen sechs stelligen Mechanismus zu konstruieren Inwieweit Schickards Maschinen selbst zu verl ssig funktioniert haben ist unklar Schickard galt aber als ausgezeichneter Mechaniker sein Vater war Schreiner Kepler bezeichnete hn als beidh ndigen Philosophen Ein zweiter Anfang Blaise Pascal 1623 1662 war e n franz s scher Mathematiker Physiker Philosoph und Theologe und galt ber lange Zeit als Erfinder der Rechenmaschine bis Schickards Briefe an Kepler in der Mitte des letzten Jahrhunderts wiederentdeckt und ft funktionsf hige Nachbauten konstruiert wurden Nach eigenen Angaben baute Pascal mehr als f nfzig Prototypen bevor er seine Rechenmaschine die sogenannte Pascaline im Jahr 1645 der ffentlichkeit pr sentierte Da es keine Indizien daf r g bt dass Pascal von Schickards Maschinen wusste k nnen beide als Erfinder der Rechenmaschine angesehen werden Abb 10 Bedienfl che eines historischen Nachbaus der Pascaline aus dem 19 Jahr hundert im Bonner Arithmeum Der Pascalsche bertragsmechanismus ist in Abbildung 11 dargestellt Der bertrag findet vom rechten unteren Rad mit zehn Stiften auf das links benachbarte durch eine Schaltklinke statt Schon wenn das rechte Rad d
61. den Kohlkopf an einem der beiden Ufer alleine zur ck l sst frisst das Schaf den Kohlkopf Etwas formaler l sst sich das in einer Tabelle beschreiben die f r alle denkbaren Uferseiten von Wolf Schaf Kohlkopf und Bauer auflistet wann welches Problem auf tritt Jeder der vier kann sich am diesseiti gen oder jenseitigen Ufer befinden woraus sich die folgenden 16 M glichkeiten erge ben Bauer Wolf frisst Schaf frisst Schaf Kohlkopf diesseits diesseits diesseits diesseits nein nein diesseits diesseits diesseits jenseits diesseits diesseits jenseits diesseits nein nein diesseits diesseits jenseits jenseits nein diesseits jenseits diesseits diesseits nein nein jenseits jenseits diesseits jenseits diesseits diesseits jenseits nem nem diesseits nein diesseits jenseits jenseits jenseits nein nein jenseits diesseits diesseits diesseits nein nein jenseits diesseits diesseits jenseits nein jenseits diesseits jenseits diesseits nein nein jenseits diesseits jenseits jenseits jenseits diesseits diesseits jenseits nem nem nein jenseits jenseits diesseits jenseits nein nein jenseits jenseits jenseits diesseits jenseits jenseits jenseits jenseits nein nein Tabelle 1 Wann tritt welches Problem auf 50 ft Wir stellen Folgendes fest l Es g bt vier Kombinationen bei denen der Wolf das Schaf frisst weil sich Wolf und Schaf auf einer der Bauer aber auf der anderen Seite des
62. deren Seite wird ein aufgerolltes Papierquadrat mit 12 mm Kan tenl nge in die Bohrung gesteckt In dieses wird nun die Metallachse 90 gepresst bis sie auf das Ende der Hilfsachse trifft Die Hilfsachse kann anschlie end entfernt wer den Abb 20 Starres Verbinden eines Bausteins 15 mit Bohrung mit einer Metallachse 90 rechts Der Steg wird gem der Abbildungen 21 und 22 zusammengebaut Insbesondere werden zwei Zahnr der Z30 durch drei rote Seilklemmstifte fest miteinander verbun den Der Abstand sollte so gro sein wie ein Verbindungsst ck 30 hoch ist In eines 36 ft der beiden Z30 wird eine Freilaufnabe ge schraubt Die Nabe sollte nach innen zeigen Ein Klemmring wird so weit auf die Metallachse 90 geschoben dass das rechte Z30 mit den Rastzahnr dern Z10 k mmt Abb 21 Zusammenbau des Stegs Die Metall achse 90 wurde der bersicht halber entfernt Abb 22 Weiterer Zusammenbau Als n chstes wird ein Ziffernstreifen aus der Vorlage 15 ausgeschnitten Die kleinen Quadrate zwischen den Ziffern 0 und 1 bzw 5 und 6 werden entfernt Der Ziffernstreifen wird zu einem Ring um den Steg zusam mengeklebt Die Zapfen der beiden u eren Bausteine 15 mit Bohrung werden dabe durch die quadratischen L cher des Ziffern rings gesteckt Abb 23 Lagerbl cke Anschlie end werden die Lagerbl cke und die Einstellr der gem den Abbildun gen 23 und 24 zusammengebaut O O Abb 24 Ein
63. diesseits jenseits jenseits jenseits diesseits Tabelle 3 Der Wolf frisst das Schaf vereinfacht Wann frisst das Schaf den Kohlkopf Genau dieselbe berlegung k nnen wir auch f r die Kombinationen anstellen n denen das Schaf s ch ber den Kohlkopf hermachen kann Aus den vier Kombinatio nen aus Tabelle 1 Wolf Schaf Kohlkopf Bauer diesseits diesseits diesseits jenseits diesseits jenseits jenseits diesseits jenseits diesseits diesseits jenseits jenseits jenseits jenseits diesseits Tabelle 4 Das Schaf frisst den Kohlkopf K nnen wir wieder nur zwei machen weil das Schaf den Kohlkopf vertilgen kann wenn sich nur beide ohne Bauern auf derselben Uferseite befinden egal wo der Wolf gerade sitzt w r vereinbarten ja dass das auch dann der Fall ist wenn alle drei auf derselben Seite s tzen Schaf Kohlkopf Bauer diesseits diesseits jenseits jenseits jenseits diesseits Tabelle 4 Das Schaf frisst den Kohlkopf vereinfacht Diesmal sind es die erste und dritte sowie die zweite und vierte Zeile die wir zusam menfassen k nnen berzeugt euch selbst Egal wo der Wolf sitzt wird das Schaf den Kohl fressen Ran an fischertechnik Nachdem wir das Problem durch ein wenig berlegung soweit wie m glich vereinfacht haben k nnen wir uns an die Umsetzung mit unseren Bauteilen machen In unserem Mo dell werden die Uferseiten von Wolf Schaf Kohlkopf und Bauern durch vier lange 51
64. e Rad schlagartig um 1 weiter Damit wird die stellenweise Addition von Dezimalzahlen durch abgez hltes stufenweises Weiterdre hen m glich Abbildungen 8 und 9 8 4 6 Abb 8 Funktionsmodell zum bertrags mechanismus der Schickardschen Rechenuhr Dieser auf den ersten Blick einfach erschei nende Mitnahme Mechanismus bringt in der Praxis erhebliche Probleme mit sich die man am besten selbst erlebt indem man das Modell aus Abbildung 8 nachbaut oder eine eigene Variante entwirft Im Modell drehen s ch die beiden R der entgegengesetzt Schickard verwendete anscheinend Zwischenzahnr der um den gleichen Dreh sinn zu erzielen obwohl das die Entwick lung eines gut funktionierenden Prototypen unn tig erschwert haben d rfte 30 ft Abb 9 Weitere Ansicht des Modells Damit das Modell zuverl ssig funktioniert muss der Baustein 15 am rechten Rad auf der Platte der Rastachse mit Platte im Zehn telmillimeterbereich genau eingestellt wer den ansonsten kann entweder das linke Rad nicht unabh ngig verstellt werden oder es wird beim bertrag gar nicht oder um zwei Positionen statt einer wei tergeschaltet Bei sorgf ltiger Einstellung der Federungen kann das Modell um eine weitere Stelle zu einem zuverl ssig funktionierenden drei stelligen Addierwerk erg nzt werden Das Hauptproblem des Schickardschen bertragsmechanismus ist dass ein ber trag ber viele Stellen zum Beispiel von 9999 auf 10000
65. e zeigen nach oben vom Drehkranz weg diejenigen der zweiten Etage nach unten In den Innenk rpern zeigen alle Stecker nach unten der Innenk rper in Etage 2 ist um 45 gegen den ersten gedreht Der Haken an der Sache macht den Rest dieses Artikels aus Ein Element mit acht Bahnen braucht gut ein Wochenende an Arbeit und dazu etwas mehr Geschick als bei M beln eines bestimmten Herstellers ft Werkzeug Material e Alu Blech Ist aus einer Lebensmittel Kosmetik Tube gewonnen am stabilsten muss aber m h sam aufbereitet werden Selbstklebendes Alu Band Baumarkt hat den Nachteil der Klebeschicht die das Einf deln ziemlich er schwert Als Notl sung tut es das Blech mit dem bei besseren Weinen der Korken umgeben ist Letzteres ist aber deutlich empfindlicher e Schleifpapier um das Alu Blech blank zu bekommen e Schere Messer und Lineal um das Blech in Streifen zu schneiden e Moosgummi alternativ weicher Sili konschlauch P Schlauch ist zu hart e Pinzette Nadel Die Nadel dient zum Aufweiten der beiden Alu Streifen um einen ft Stecker einstecken zu k nnen e Plastikr hrchen 2 5 mm aus Wattest b chen zu gewinnen Sie verbinden die Augen der Au enk rper zu Scharnieren und verbinden die Pakete wenn man acht oder 12 Bahnen aufbaut e Bohrer 2 5 mm Damit werden die L cher in den Scharnieren auf Ma ge bracht e Bohrfutter entweder losgel st oder mit Bohrmaschine dran Damit wird
66. ebnis kann s ch sehen lassen Pistenbully von J rg Hier vorab zwei sch ne Bilder von J rgs Pistenbully beim Einsatz im Schnee Abb 16 und 17 Fahrzeugtechnik ya a S g NEED a Abb 16 Seitenansicht Pistenbully von J rg Abb 17 Pistenbully von J rg F r die Steuerung des Pistenbullys wird ein kabelloser Nunchuk verwendet Abb 18 rare Abb 18 Katie mit Nunchuk Fernsteuerung 13 Heft 1 2015 Der Aufbau ber IC und das Steuerpro gramm wurden entsprechend dem ft pedia Artikel n 2 2013 von Dirk Fox bernom men 7 Da Erik von der Version seiner Ketten die Exklusivrechte beanspruchte musste f r das zweite Modell eine neue L sung gesucht werden Die sichere Fahrfunktion sollte aber genauso gegeben sein Die Kettenstege Abb 19 werden aus zwei Platten 15x60 und 15x90 zusammenge baut Sechs BS7 5 und eine Achse 90 ver binden die Platten Nur ber Reibung h lt diese Verbindung allerdings m Fahreinsatz nicht lange Die Platten m ssen formschl s sig verbunden werden Nat rlich wurde eine M glichkeit mit fischertechnik Teilen gesucht Zieht man ein fischertechnik Nylonseil durch die Nut zwischen den Plat ten und den 6 BS7 5 windet es an jedem Ende unter Spannung um den n chsten Zap fen der Platte und sichert es jeweils mit einem BS7 5 so erh lt man eine sichere Verbindung Eine Federnocke hindert die BS7 5 an der Verbindung der beiden Platten noch an der Verdrehung
67. ei der Endstufeneinstellung vier gemacht Dies hat sich aber als Erhaltungsladung nicht durchgesetzt Wird w hrend der Er haltungsladung der Akku entnommen wird das Fehlen des Akkus am Spannungsanstieg erkannt Abb 5 und die Software beginnt von neuem die Taster f r die Ladeart abzufragen Abb 9 Gesamter Aufbau 62 ft SL Trig d Mi Pas 10 00ms TRIGGER Typ Flanke Unelle CH1 Fla ike Positiv ER a A E E A Modus 1 Kopplung CHI Soon M 250m ECHT 1 4 13 M r 15 17 31 203 371Hz Abb 7 Guter Akku N Trig d Mi Pas 10 00ms TRIGGER Typ Flar ke Uuelle CHI En 9 a Flanke Gpl kraam Positiv Modus 14 Kopplung CHI 500m Mi 250ms CH1 71 56 13 M r 15 17 25 203 332H Abb 8 Schlechter Akku Elektronik Weitere Funktionen Wird an einem der Eing nge noch ein DCF77 Modul 1 2 angeschlossen wird der Berechnung eine pr zise Zeitinforma tion zugef hrt Daraus lie en sich die Lade und die Entladekapazit t mAh eines Ak kus ermitteln Der Wirkungsgrad des Akkus w re damit bestimmt Da man aber auch die Spannung des Akkus zur Verf gung hat w re ein weiterer Schritt den Energiehaushalt mWh eines Akkus zu messen Die Software ist somit noch nicht ausgereizt Referenzen 1 Dirk Fox Dirk Ottensmeyer Bau einer ft Funkuhr ft pedia 3 2012 S 4 10 2 Gerhard Birkenstock Uhrwerk mit Z80 und Z100 ft pedia 4 2014 S 20 24 3
68. eine fischertech nik Rangierlok fahren musste war nat r lich klar F r den Antrieb sorgt ein kleiner fischer technik Mini Motor Das kleine Getriebe bringt das Drehmoment auf die Starrachse Die Anordnung der Antriebsachse zwischen Motor und Elektromagnet liefert ordentlich Gewicht f r die Reibr der Abb 1 So ist das kleine Modell in der Lage alle acht Waggons zu bewegen Der Antriebsmotor wird aus einem fischer technik Transformator mit Energie ver sorgt Die Fahrtrichtung und Geschwindig keit lassen sich damit gut regeln F r die ersten Fahrversuche wurde ein fischertechnik Dauermagnet als Kupplung verwendet Der hat sehr gut gehalten jedoch war damit kein Rangeierbetrieb m glich es musste immer Hand angelegt werden Das machte keinen Spa f r den realistischen Betrieb musste daher eine Fernbedienung f r die Kupplung her Da fiel mir der Elektromagnet ein Aller dings klebte der Magnet des angeh ngten Waggons auch nach dem Ausschalten des Stromes weiter am Magnetkern Die L sung brachte die Polwendung des Elektromagneten Damit wird sicher gehal ten und abgekuppelt abgesto en Ein weiterer sch ner Effekt ist dass man die Waggons n jeder Richtung anh ngen kann Ganz gleich ob der magnetische Nord oder S dpol zur fischertechnik Lokomotive zeigt mittels Polwendung kann das ausgeglichen werden Die von der Fahrtrichtung unabh ngige Versorgungsspannung kann man mittels G
69. einem Ventil 3 Am normalen Eingang der Festo Ven tile mit rotem St el befindet sich jetzt der Niederdruck Ausgang des Druck minderers Im gezeigten Aufbau gibt es sogar zwei Nutzausg nge die z B parallel zu einem ft Drucklufttank ge f hrt werden k nnen Niederdruck Nutzaus RR ii i 8 ft 4 Die Niederdruck Luft wird auch zu einem einfachwirkenden 36075 Pneuma t k Bet tiger gef hrt Der kann hier ge gen die relat v starke Federkraft zweier 31307 Federf e aus dem alten Elektro mechanik Programm von fischertechnik d e St el der Festo Ventile bet tigen Auf diese Weise werden die Ventile be zu hohem Ausgangsdruck n den Zu stand geschaltet der die ankommende Hochdruck Luft einfach ins Freie str men l sst Voil Wir haben nur mit unver nderter fischertechnik aus 3 5 bar Hochdruck ft kompatiblen Niederdruck gemacht Zweck m ig st es nat rlich den Druck am Aus gang mit einem Manometer zu berwachen wie es sie im Handel gibt Die Bedienungsanleitung unseres Druck reduzier Aufbaus ist dann wie folgt Zun chst wird die Drossel ganz geschlossen und nur langsam so weit ge ffnet bis der gew nschte Druck am Ausgang ansteht Sodann wird durch Verschieben des Bet ti gers und der Federn die Druckregelung so eingestellt dass bei zu hohem Druck auf Abluft geschaltet w rd Erst dann darf die Eingangsdrossel weiter aufgedreht werden um mehr Durchfluss V
70. eingreift 38 ft Abb 29 Aufbau des Rads mit Mitnehmern Die drei R der sind so auf der Metallachse 260 zu positionieren dass gesetzte Zahn stochersegmente das Einstellrad s cher mit nehmen und gel schte Segmente mit etwas Abstand am Einstellrad vorbeidrehen Um das zu berpr fen m ssen zun chst die Anschl ge f r das Eingaberegister auf der Grundplatte angebracht werden Abb 30 Anschl ge f r das Eingaberegister Die R der mit den Mitnehmern sollten leicht gegeneinander verdreht sein so dass der Hauptkraftaufwand einer Mitnahme niemals an zwei R dern gleichzeitig erfolgt Nun muss die Feineinstellung erfolgen Die Anschl ge f r das Eingaberegister und die Bausteine 15 mit Bohrung auf den Klinken bl cken m ssen sorgf ltig so verschoben werden dass gesetzte Mitnehmer beim Vor w rts und R ckw rtsdrehen des Zahnrads Z40 ruckfrei aber sicher in die u eren halboffenen Bohrungen der Einstellr der eingreifen und diese um die gew nschten Stufen weiterdrehen Diese Einstellung ist von gr ter Wichtigkeit f r zuverl ssiges Multiplizieren und Dividieren Anschlie Bend muss die Position der Anzeigerahmen gegebenenfalls etwas korrigiert werden Koppeln mehrerer Maschinen Um mit mehr als drei Stellen zu rechnen k nnen mehrere Rechenmaschinen verbun den werden Dazu entfernt man bei einer Maschine die rechte Lagerstange und ft schraubt bei der anderen ein zus tzliches Zahnrad Z10
71. ell 1989 wurde die gesamte Winde drehbar auf der Arbeitsplattform an geordnet Mit einem verl ngerten und nach unten gef hrten Auslegerarm ergab sich ein tieferer Angr ffspunkt Das komplette Dre hen des Pistenbullys um 360 unter der Winde war nat rlich weiterhin m glich Von Anfang an wurde das Prinzip Winde mit Treibtrommelsystem angewendet Der Aufbau Abb 7 st im Patent von K ssboh rer gut beschrieben 3 Abb 7 Pistenraupe mit einer Seilwindenan ordnung DE 102010061982 Al 3 Die Seiltrommel 6 dient nur als Seilspei cher Das Seil wird dort unter konstanter Spannung aufgewickelt Die Zugkraft wird ber die beiden Spillk pfe 11 und 12 aufgebracht 10 ft Der Spillantrieb ist von Schiffen bekannt wo der Spillkopf das Einholen von Anker ketten oder Trossen erm glicht ohne diese dabei aufzuwickeln Das Grundprinzip wurde auch schon in der ft pedia 1 2011 be schrieben 4 Im Gegensatz zu den Ankerwinden werden beim Pistenbully zwei Spillk pfe verwen det ber die das Stahlseil jeweils um 180 umgelenkt wird Durch die mehrmalige Umwicklung der beiden Spillk pfe ergibt sich durch die gro e Reibkraft die hohe Zugkraft der Winde Trotzdem wird wegen der gro en Spillkopfdurchmesser das Seil geschont Die Kraft bertragung erfolgt vom hydrosta tischen Motor 8 ber die Zahnradgetriebe 9 und 10 auf beide Spillk pfe In Abb 8 sieht man den Aufbau der Winde des Pis ten
72. ellrad Wenn man die beiden Kurbeln und die ver bundenen Z30 m Kopf synchron zehn volle Umdrehungen zur ckdreht erkennt man dass be festgehaltener rechter Kurbel die bersetzung zwischen den Z30 und der lin ken Kurbel 10 9 ist K nnte man die Z30 also gleichm ig in neun Positionen rasten k nnte man den Steg n 1 10 Umdrehungs schritten schalten Da das nicht m glich ist wird in unserem Hauptmodell ein mit einem Innenzahnrad verbundenes Z40 vorgeschal tet Das kann passend zur 3 4 bersetzung in zw lf Positionen gerastet werden Abb 19 Festgehaltener Eingang 35 Heft 1 2015 Das Modell Das Hauptmodell ist in den Abbildungen und 2 wiedergegeben und besteht aus dem einem Addierwerk mit kontinuierlichen Zehner bertrag und einem abnehmbaren und versetzbarem Eingaberegister das gut zu Leibniz urspr nglicher Idee n Abbil dung 12 passt Der Nachbau der Rechenmaschine ist nicht schwierig Die ben tigten Teile sind in der Einzelteilliste 14 aufgef hrt Addierwerk Im Zentrum jeder Getriebestufe sitzt ein Baustein 15 mit Bohrung der durch einen eingeklemmten Pap erstreifen fest mit einer Metallachse 90 verbunden ist Wie dieser Verbund hergestellt wird ist in Abbildung 20 dargestellt Zun chst steckt man einen Klemmring auf eine Hilfsachse so dass er einen Abstand von 7 5 mm zu einem Ende hat Mit diesem Ende voran wird die Hilfs achse in den Baustein 15 mit Bohrung gesteckt Von der an
73. en Geschos sen werden wenn sie durch den Druck abfliegen Dieser Punkt kann nicht gen gend betont werden e Verwendet stramm s tzende Schl uche Die erste Generation Schlauch von fischertechnik die d nnwandige hell blaue rutscht viel leichter von einem Anschluss ab als die nachfolgenden Alle Schl uche die hohen Druck f hren m ssen fest aufgeschoben werden und zuverl ssig sitzen e Das Tragen einer Schutzbrille sei drin gend empfohlen bis alles auf sichere Funktion gepr ft und nochmal gepr ft wurde Damit haben wir aber den gro en Luftstrom und hohen Druck auf potenziell acht Anschl sse verteilt Baugruppe 2 Druckminderer Wie k nnen wir nun aus 3 5 bar nur mit fischertechnik Teilen die ja f r h chstens 0 5 bar ausgelegt sind 0 3 0 5 bar machen Stellen wir uns z B ein Festo Ventil als normalen Schlie er n blicher Verschal tung vor Abb 3 Falsche Verwendung von Ventilen Der naive Gedanke w re hier dass das Ventil den Niedrigdruckbereich blau rechts entl ftet wenn zu viel Druck ansteht Das Problem ist aber Das Ventil selbst steht unter dem vollen Hochdruck 46 ft rot insbesondere wenn es schlie en soll Ein fischertechnik Festo Ventil w rde uns einfach in kleine Teilchen zerfetzt um die Ohren fliegen So kann das keinesfalls funktionieren Durchaus funktioniert aber folgende im Dauerbetrieb praktisch und erfolgreich erprobte Schaltung Abb 4 Funktionierende V
74. en Stelle festhalten Ent weder dreht sich dann das Z10 auf der Metallachse 90 oder die geklemmte Metall achse 90 m Baustein 15 mit Bohrung 3 Heft 1 2015 14 i O 9 Abb 27 Nulleinstellung Jetzt werden die Anzeigerahmen so ange bracht und eingestellt dass die Striche zwischen den Feldern der Ziffern O und 1 genau durch die Schlitze in den Griffen der Kurbeln zu sehen sind Dazu m ssen die Bausteine 30 gegebenenfalls leicht nach vorne verschoben werden en Abb 28 Anbringen der Anzeigerahmen Das Addierwerk st nun fertig und kann bereits zum schnellen akustisch kontrol lierten Addieren und Subtrahieren dreistel liger Zahlen benutzt werden Eingaberegister Der Aufbau des Eingaberegisters ist aus Abbildung 2 ersichtlich Es besteht aus drei gr eren R dern auf einer gemeinsamen Achse an deren u eren R ndern sich jeweils neun leicht setz bzw l schbare Mitnehmer befinden Diese Mitnehmer s nd 27 mm lange Zahnstochersegmente die n den L chern der Gelenkw rfelklauen 38446 gef hrt werden Durch das Abl ngen der Zahnstocher entstehen normalerweise schon leicht unregelm ige Enden die ein unbeabsichtigtes Herausfallen der Zahn stochersegmente verhindern Ansonsten kann man die Enden leicht mit einer Zange pressen Die Bausteine 15 an den Dreh scheiben dienen als Gewichte Sie sorgen daf r dass eine Drehlage stabil ist in der kein Mitnehmer ins Einstellrad des Addier werks
75. en Unterschenkel des Beins um 0 75 cm Bauh he ver k rzen Abb 9 Durch das Kopfgelenk wird eine Metall achse 60 mit Klemmbuchse 10 gesteckt auf der der Kopf des Affen montiert wird Daf r habe ich eine Schwungscheibe 39006 ver wendet Abb 11 alternativ tun es auch ein Rad 23 36581 ein Walzenrad 35386 oder eine Drehscheibe 60 31019 Abb 11 Kopf Unterseite Wer m chte kann auf die Oberseite des Kopfes nun noch das Konterfei eines Affen kleben wie z B das in Abb 12 gezeigte das unter Public Domain Lizenz zum kostenlosen Download angeboten wird 23 Heft 1 2015 Abb 12 Affenkopf Public Domain Das Multiplikationsschema Jetzt fehlt noch das Multiplikationsschema im Hintergrund Mit einem Textprogramm l sst es sich sehr einfach erstellen indem man eine zentriert in die Mitte des Blat tes schreibt und dann Zeile f r Zeile die Zahlenwerte eintr gt jeweils voneinander durch einen Tabulator getrennt In den Dia gonalen von links oben nach rechts unten stehen dann von links nach rechts die 2er 3er 4er bis zur 12er Reihe und in der ganz rechten alle Quadratzahlen von 1 144 siehe Abb 2 3 Anschlie end markiert hr das gesamte Zahlendreieck und w hlt die Tabulator l nge so dass die unterste Zeile eine Breite von 16 cm hat Schlie lich stellt ihr die Zei lenabst nde so ein dass d e Zahlenpyra mide genau 7 cm hoch ist Mit etwas Ab stand ca
76. enarten schnell und sicher durchf hren konnte Das liegt daran dass geometrische Muster vom menschli chen Gehirn schnell und effektiv gespei chert und verarbeitet werden k nnen Durch die F nfer Zwischenstufen entstehen ber schaubare Einheiten und es m ssen nur wenige musterbasierte Regeln erlernt wer den Wer einmal den Computerspielklassiker Tetris oder eine seiner Varianten gespielt hat kennt die unglaubliche Geschwindig keitssteigerung die man nach ein paar Stun den Training erzielen kann Die gleichen Geschwindigkeitssteigerungen erfahren Benutzer des japanischen Sorobans einer modernen Abakusvariante die zwar histo risch nicht direkt vom r mischen Abakus abstammt aber die gleichen geometrischen Muster benutzt Im Internet finden sich viele Texte und Videos zum Thema Abakus Faszinierend sind insbesondere Videos von Sorobanwett k mpfen oder Wettk mpfen von Kopf rechenk nstlern die zum Beispiel acht f nfstellige Zahlen n einer halben Sekunde addieren und dabei die Abakusmuster im Kopf manipulieren Der Abakus st ein Rechenhilfsmittel ein Speicher der auf die mentalen Qualit ten und Fingerfertigkeiten seines Benutzers ma geschneidert st Als Grundlage f r eine automatische Rechenmaschine eignet er sich nicht nicht einmal als Grundlage f r ein Z hlwerk 28 Abb 5 Funktionsmodell eines Sorobans In der Sprache der heutigen Technik formu liert liegt das daran dass dem Abakus ei
77. enstange Die beiden ausgew hlten Teile werden nun als Rotation Transla tion Bindung eingerichtet Hier werden die Richtung und der Vortrieb festgelegt Diese Werte k nnen jederzeit ge ndert wer den Rotation Translation Vorschub nach 1 Umdrehung emm ep fo f K x Abbrechen Abb 6 Einstellung der Bewegungsrichtung und geschwindigkeit Mittels einer Festen Bindung kann jetzt noch die Kolbenstange mit der Kolben fl che verbunden werden Das zeigt Abb 7 85 Heft 1 2015 ft auphasen Animation Kinematik Fenster Hilfe 7 a H R Rotations Bindung 25 Feste Bindung n Platten Car Tech P Rotation Translation Bindung k Ae Kollision einf gen s Q C Motor festlegen Na 8 Q 2 35071 35073 35088 35405 35414 35796 35971 35972 36132 36147 36227 36334 MATTE Drehung Tu IKT gt DD 90 uhr ul Dale 4l 4 gt D ser Abb 7 Einstellung der festen Bindung zwischen Kolbenstange und Kolbenfl che Jetzt kann die Funktionen ber den Befehl da eine f r beide Endpunkte verwendet Kinematik Modul starten beenden getestet werden kann Diese Kugel wird einfach auf werden der Kolbenstange platziert Abb 8 Test der Funktionsweise Die Zylinder Innenteile k nnen nun wieder ber den Koordinaten Manager ins Innere des Zylinders zur ck verlegt werden Damit der Kolben sich automatisch immer hin und _ A anA her bewegt
78. enzeigern Mechanische Uhren waren damit Schwingungsz hlwerke mit einem doppelten kontinuierlichen ber tragsmechanismus geworden Jeder kennt diese Art des bertrags von unseren heutigen Analoguhren In der Stunde zwischen 2 Uhr und 3 Uhr macht der Minutenzeiger eine volle Umdrehung der Stundenzeiger verschiebt sich dabei gleich m ig von der Ziffer 2 auf die Ziffer 3 und legt nur den zw lften Teil einer vollen Um drehung zur ck Verwendet man statt der bersetzung von 12 1 die bersetzung von 10 1 so hat man einen Mechanismus f r den kontinuerli chen bertrag zwischen zwei Stellen einer Dezimalzahl In Abbildung 6 ist ein solches zweistelliges Z hlwerk dargestellt das die Zahl 38 anzeigt Dreht man den blauen Zei ger weiter m Uhrzeigersinn auf die 0 so wird die Drehbewegung vom blauen Rad ber das gr ne Zwischenrad m Verh ltnis 10 1 gleichsinnig auf das rote Rad und den roten Zeiger bertragen der zum Schluss genau auf die Ziffer 4 zeigt f8 2 86 7 3 i f j Abb 6 Ein Dezimalz hlwerk mit kontinuier lichem Ubertrag zeigt die Zahl 38 an Mechanisches Rechnen Das Problem bei dieser einfachen Getriebe art ist dass die linke Stelle nicht verstellt werden kann ohne auf die rechte zur ckzu wirken Dezimalzahlen k nnen somit nicht stellenweise addiert werden Obwohl daher B rgis neue Uhrwerke nicht unmittelbar zur Erfindung der Rechenmaschine f hrten ist es sehr plausibel dass s
79. f hr ma stabsgetreu zum Original sein Da das Vorbild versetzte Kettenstege hat werden in diesem Modell sechs Ketten verwendet bei denen die Rau penbel ge versetzt angeordnet sind Abb 13 Abb 12 Pistenbully von Erik Beim Drehen des Pistenbullys auf der Stelle ergibt sich je nach Bodenbeschaffenheit eine hohe Reibung Je schwerer der Pisten bully wird desto wichtiger ist die Rei bungsminimierung Die Raupenbel ge gibt es in einer weichen Gummimischung f r gute Traktion und in einer harten Version f r leichtes Drehen Als guten Kompromiss zwischen Traktion und perfektem Drehen hat sich die Verwen dung von weichen Raupenbel gen f r jeweils eine Kette zweite Kette von au en genau unter den R dern und jeweils f nf Ketten mit harten Raupenbel gen ergeben 11 Heft 1 2015 ft Der Bereich zwischen den Ketten ist wie im Original sehr schmal Eine Lagerung der Zahnr der f r die Ketten nur in diesem mittleren Bereich ergibt au en keine ausreichende Spannung der Ketten Kl aiy fi Di gi ARAJ R a KANI GAGS GDI E REEE EKEN HI J tig SKE DEE REEE naaa ITIN TTN iia if ETECH ap nl I TR N N LEN t R Pig f z J ri a E TI TE LN TWT aa TTT e papt irn jaaa TT DE Y Ip Ei TEL rll TTOTIELLLL Ti DIN BEEE EPN TEN NAE MRC k iTi EHER han 7 It HEN Dan Li Nil Abb 13 Ketten des Pistenbullys pe
80. he Educated Monkey Dirk Fox Das Ixl ist nicht erst f r heutige Siebenj hrige eine Herausforderung schon vor 100 Jahren musste man da durch Und schon damals haben findige P dagogen und T ftler dar ber nachgedacht wie man diesen Lernprozess ein wenig annehmlicher anschaulicher und attrak tiver gestalten kann 1915 fand William H Robertson eine faszinierende L sung Consul Geschichte Consul The Educated Monkey st eine mechanische Rechenhilfe f r Addition und Multiplikation zweier ganzer Zahlen aus 1 12 aus dem Jahr 1915 Abb 1 Sie ist kinderleicht zu bedienen Werden die F e des Affen so eingestellt dass sie auf die Summanden bzw Faktoren zeigen dann erscheint m Fenster zwischen den H nden des Affen das Rechenergebnis Wer die Funktionsweise einmal live ausprobieren m chte dem sei die Flash S mulation 1 auf tan gram de und W ndows Nutzern au erdem die Implementierung von Rein hard Atzbach 2 empfohlen E A Par lt je 9 1 15_ 24 35 48 63 8 99 2 42 56 72 90 1 0 K p w ZO A i N E SEET TO POINT AT ut NUMEA TS NN f X fi k N HEIR DR gt N N gt lt amp ERS wiu LOCATE TH EIR PROD BI SEN 5 am EN A 2IGEZ 5 B 9 10 2 A p ne nd Abb 1 Consul the Educated Monkey Educational Novelty Company 1915 Consul The Educated Monkey wurde im Jahr 1915 vom Amerikaner William H Robertson a
81. i Druckluft zug ngen f r hohen Durchsatz Die Ein g nge der R ckschlagventile werden mit tels Pneumatik T St ck und P Stopfen schlauchanschlussf hig gemacht Hier kann die Druckluft ruhig sto weise ankommen denn w hrend der Phasen ohne Druck sper ren die R ckschlagventile einfach das Zur ckstr men der m Lufttank gesammel ten Druckluft Auf der entfernten Seite des Pneumatik Drucktanks steht dann Druckluft mit ange nehm gleichm igem kaum pulsierenden Druck zu Verf gung Man kann diese Anordnung auf der Nieder druckseite des Druckminderers sicher be treiben Will man den Druckminderer selbst schon vor der pulsierenden schlagenden Druckluft bewahren k nnte das auch im Hochdruckbereich funktionieren Aller dings st dann zu beachten l Der Flatterschutz muss hinter der Drossel eingebaut werden Der fischer technik Pneumatiktank ist ja auch nicht f r hohe Drucke ausgelegt Die Drossel darf nur so weit ge ffnet werden dass das zu betreibende Modell gerade genug Druckluft bekommt So wird sicherge stellt dass der Tank und die R ckschlag ventile nicht berlastet werden und zer platzten 2 Die Zul ufe d rfen dann keine P Stopfen verwenden zumindest keine ungesicherten Gefahr Besser geht man dann mit zwei Schl uchen parallel in die T St cke Ansonsten besteht ernst hafte Verletzungsgefahr durch abflie gende P Stopfen 3 Der Autor bernimmt keine Garantie oder Haftung jeglicher Art
82. i gr eren Anzahlen nicht zu verlieren wird geb ndelt oder gruppiert w e das jeder von der F hrung von Strichlisten her kennt u a u M Der n chste Schritt ist der Austausch oder das Ersetzen von B ndeln gegen bzw durch h herwertige Einheiten Dies ist typisch f r Additionsysteme w e das r mische Zahlen system F nf I werden durch den Buchsta ben V ersetzt zwei V durch ein X f nf X durch ein L zwei L durch ein C f nf C durch ein D und zwei D durch ein M So steht zum Beispiel LXVIIII f r die Zahl 69 im Dez malsystem Subtraktive Schreib weisen wie IV statt III sind zum Rechnen unpraktisch und wurden erst popul r als man mit r mischen Zahlen nicht mehr rech nete Der Abakus Der r mische Abakus in Abbildung 3 ist nichts anderes als ein Speicher f r r mische Zahlen Die Einkerbungen zwischen den oberen und unteren Spalten geben an wel chen Wert die Spalten haben So ist die mit I beschriftete dritte Spalte von rechts die E iner F nfer Spalte die mit X markierte Spalte links daneben die Zehner F nfziger Spalte Ein Knopf w rd gez hlt wenn er zur Mitte geschoben ist Das Funktionsmodell in Abbildung 4 speichert somit die Zahl DCCCXXXXVII 847 Abb 3 Replik eines r mischen Abakus aus dem 2 3 Jhd n Chr im Bonner Artihmeum Mechanisches Rechnen Abb 4 Auf drei Stellen verk rztes Funktions modell eines r mischen Abakus Im r mischen Abakus ist auch eine weitere Stufe i
83. ie Position 4 hat beginnt das zweistu fige Anheben der Schaltklinke ber zwei Stifte Die so verteilt zugef hrte Energie wird beim Ausl sen der Schaltklinke im ber gang von 9 auf 0 schlagartig freigesetzt um das linke Rad eine Position weiter zu schal ten Sperrklinken sorgen f r das E inrasten der gestifteten R der in den zehn gew nsch ten Positionen Pascals und Schickards bertragsmecha nismen unterscheiden sich in vielen Hin sichten W hrend bei Schickards Mechanis mus durch Drehen der R der in unterschied liche Richtungen gleicherma en addiert und subtrahiert werden konnte lassen sich Pascals R der wegen der verwendeten Klin ken nur n eine Richtung drehen es handelt sich mechanisch um eine reine Addierma schine Das Subtrahieren kann man durch Komplementrechnen erzielen Mechanisches Rechnen Abb 11 Die Pascalsche bertragsmechanik Ouelle englischsprachige Wikipedia E n Vorteil des Pascalschen Mechanismus liegt n der Verwendung gespeicherter Energie Die einzelnen Stellen sind beim bertrag mechanisch vollkommen vonein ander entkoppelt so dass man theoretisch auf dieser Grundlage Rechenmaschinen mit beliebig vielen Stellen bauen kann Der Pascalsche Mechanismus ist nichtsdes totrotz sehr sensibel Gewicht Form und Auslenkung der Sperr und Schaltklinken m ssen sehr genau aufeinander abgestimmt sein ansonsten funktioniert der bertrag nicht oder es kommt zum mehrfachen Wei
84. ie trotzdem von ent scheidender Bedeutung waren Die Rechenuhr Die erste Rechenmaschine erfand der T binger Astronom Mathematiker Geod t und Sprachwissenschaftler Wilhelm Schick ard 1592 1635 im Jahre 1623 Seine Er findung ist nur aus zwei Briefen an seinen Freund Johannes Kepler 1571 1630 und einer Anweisung an seinen Mechaniker Johannes Pfister bekannt Kepler hatte von 1604 bis 1612 in Prag eng mit Jost B rgi zusammengearbeitet Schickard wusste also sicher von B rgis Uhrwerken Nicht grund los wird er seine Maschine Rechenuhr genannt haben MUS Wn j EET x ih AN Fa Y i W D ze Abb 7 Skizze von Wilhelm Schickard aus dem Jahr 1623 Quelle Wikipedia 29 Heft 1 2015 Schickards Maschine war zum Multiplizie ren zweier mehrstelliger Zahlen entwickelt worden Das Multiplizierwerk befand s ch im oberen Teil Der Multiplikand wurde ber die Drehkn pfe ganz oben eingestellt Jeder dieser Kn pfe drehte eine vertikale Walze mit den zehn Napierschen Rechen st ben Mit den horizontalen Schiebern konnten dann Teilprodukte einer Stelle des Multiplikators mit dem Multiplikanden ermittelt und per Hand n das untere Addier werk bertragen werden Schickards Add erwerk weist gegen ber dem Dezimalz hlwerk in Abbildung 6 eine entscheidende nderung auf Die bertr ge erfolgen nicht kontinuierlich sondern ein Einzahn Mitnehmer schaltet beim ber gang von 9 auf O das n chst h herwertig
85. ig Auch die Zapfen sind gut ausgebildet Lediglich in den L chern auf der Gegenseite befindet sich etwas Grat der aber einfach entfernt werden kann Tipps amp Tricks Abb 27 Detailansicht Z hne Laufschiene Deutlicher ist hier die Granular t t zu erken nen Abb 27 Die Aufl sung st mit 0 2 mm etwas grober Das hat in diesem Fall keinerlei Einfluss auf die Funktionsf hig keit Die Wahlm sglichkeit bei der Farbe des Grundmaterials ist im Fablab Aachen ein geschr nkt daher sind die Teile schwarz Der Preis ist mit 7 pro Teil unschlagbar Das Modell Nun zum Praxis Test am realen Modell Abb 28 Gebogene Zahnstange am Statik Ring Der Einbau in den Ring funktioniert pro blemlos Abb 28 Auf den folgenden Fotos erkennt man die ersten Segmente des Turms mit Gegenge wicht den Fahrkorb eingeh ngt am Turm das Antriebsritzel und die Lagerung der Laufschiene 81 Heft 1 2015 t Abb 32 Eingeh ngter Ring und Antriebsritzel Antrieb mit Mini Motor Abb 30 Fahrkorb mit Antriebsritzel und Rollenb cken Lagerung Abb 33 Rollenb cke mit F hrungsr dchen halten die Laufschienen I u f u O 3 i FO L On lt 1a Be i Abb 34 Statik Ring mit Gondeln 82 E 5 re nn DD p u Rn ih nd FB gs A 3 gr t jejje FE 4 A i J 4 A gt m
86. in Abh ngigkeit von der Drehzahl weiterge z hlt Schlie lich wird die Variable Zaehler in Programmteil 2 ausgewertet Bei der l Die lteren Einheiten U min UpM oder rpm sollten nicht mehr verwendet werden weil eine 66 ft Auswertung finden unter Nutzung von 4 Faktoren einige Berechnungen statt Das Berechnungsergebnis wird dann gem Abb 7 angezeigt Eine Aktualisierung die ser Anzeige erfolgt alle 2 Sekunden Die Faktoren haben folgende Bedeutung a Faktor 2 Die Messung d h Z hlung er folgt 2 Sekunden lang der Wert von Zaehler wird somit durch 2 geteilt um die Anzahl der Umdrehungen in 1 Sekunde zu erhalten b Faktor 60 Umrechnung des Messergeb nisses von der Umdrehungszahl pro 1 Sekunde auf 1 Minute c Faktor 4 siehe Kapitel Drehzahlmes sung Punkt a 0 ga Hauptpro Gesch j Hauptpro Gesch Abb 6 Programmteil 2 Zeitmessung Umrechnung und Weiterleitung des Ergebnisses auf 2 Anzeigeelemente Anzahl von Umdrehungen eben nur eine Zahl und somit einheitenlos ist ft d Faktor 3 siehe Kapitel Drehzahlmes sung Punkt b Drehzahl E min Abb 7 Anzeigeelemente f r das Messergebnis Warum Laser Als Lichtquelle eine Lampe zu verwenden ist der klassische Ansatz und klappte auch schon millionenfach Trotzdem hat der Laser Vorteile a Punktuelle relativ hohe Lichtintensit t ist vorteilhaft um auch kleine Bewe gungs nderungen punktgenau zu erken nen z B die
87. ine Digitalisierung Mit einfachen Stirnradgetrieben wie in Abbildung 6 kann n cht stellenweise addiert werden da die R der ohne weitere Frei heitsgrade direkt miteinander verkoppelt sind Tschebyscheff verwendete Planeten getriebe mit denen man zwei Antriebe auf einen Abtrieb gewichtet addieren kann Planetengetriebe waren seit der Antike immer wieder erfolgreich benutzt worden das theoretische Verst ndnis und der geziel te Entwurf solcher Getriebe begannen aber erst mit dem Buch Principles of Mecha nisms von Robert Willis 1800 1875 aus dem Jahr 1841 Tschebyscheffs erste Rechenmaschine aus dem Jahr 1876 war eine reine Additions Subtraktionsmaschine Sie ist ein Einzel st ck geblieben das jetzt im Museum der Geschichte St Petersburg ausgestellt ist Zwei Jahre sp ter baute er eine verbesserte Version Abbildung 15 zu der er im Jahr 1883 noch eine automatische Multiplika tionseinheit erg nzte Auch sie ist ein Ein zelst ck das sich im Mus e des Arts et M tiers in Paris befindet Abb 15 Tschebyscheffs Rechenmaschine aus dem Jahr 1878 Quelle V G von Bool 2 Das Getriebe der Maschine aus dem Jahr 1878 st auszugsweise f r die unteren bei den Dezimalstellen in Abbildung 16 abge bildet Die R der n und n2 zeigen den Wert an der momentan in dem Addierwerk ge speichert st Dazu sind auf ihrem Umfang dreimal hintereinander die Ziffern von 0 bis 9 aufgedruckt Die R der r und r gt erm g
88. iner Endposition irgendeine Lampe leuchtet Dieses Spiel schreit nat rlich geradezu danach es von Verwandten und Freunden spielen zu lassen Viel Vergn gen dabei Wer schafft es auf Anhieb Quellen 1 Falk Stefan Motorsteuerungen Teil 1 ft pedia 1 2011 S 4 2 Falk Stefan Motorsteuerungen Teil 3 ft pedia 3 2011 S 8 57 Heft 1 2015 Elektronik fischertechnik Akkulader ft Gerhard Birkenstock In jedem beweglichen elektronischen Ger t stecken Batterien Aus kologischen Gr nden sind es heute oft Akkus und diese m ssen wieder aufgeladen werden An einem fischertechnik Ladeger t f r NiCd und NiZn Akkus werden hier die Hintergr nde der Ladetechnik erl utert Ganz nebenbei bauen wir selber einen Tri State Ausgang der neben an und aus auch einen hochohmigen Zustand annehmen kann Wie funktioniert ein Lade ger t Stark vereinfacht l dt ein Akku Ladeger t einen Akku einfach durch Stromzufuhr auf bis eine bestimmte Spannung erreicht wird Ein solches Ladeger t l sst sich mit fischer technik herstellen Professionelle Ladege r te verf gen ber raffiniertere Techniken und laden z B NiCd Akkus nicht einfach bis zu einer bestimmten Spannung sondern bis die Spannung des Akkus bei weiterer Stromzufuhr s nkt anstatt steigt Das k nnte man durch eine entsprechend erweiterte Programmierung ebenfalls nachbilden Was wird f r die Aufladung eines Akkus gebraucht Nicht vie
89. inweis Hohe Dr cke k nnen gef hrlich sein Man muss gut berlegen was man tut und was man besser l sst und wo berall Schwach stellen im Aufbau lauern Bei einem ins Auge gefeuerten P Stopfen z B h rt der 5 A E 9 4 Narr un ar BEN ft Pneumatik Abb 2 Druckverteiler von oben Spa garantiert sofort auf Also bitte Um sicht und Vorsicht bei der Anwendung von Anregungen aus diesem Beitrag Eine L sung in drei Teilen Es gelingt aber tats chlich mit purer ft Pneumatik einen selbstregelnden Druck reduzierer zu bauen bei dem kein empfind liches Teil einen zu hohen Druck aushalten muss Der Reihe nach Baugruppe 1 Druckverteiler Dieser Beitrag stellt ein Beispiel wie man gr ere Kompressoren sicher mit fischer technik verwenden kann ausf hrlich dar Je nach vorhandenem Kompressor k nnen bei euch andere Bauweisen des Druck verteilers notwendig werden aber die grunds tz lichen Regeln und Anforderungen bleiben gleich Die Kapazit t des Kompressors kann durch aus f r mehrere Modelle gleichzeitig aus reichen wie die Convention mehrfach gezeigt hat Die in Abb 1 und 2 gezeigte stabil gebaute Anordnung dient dazu den m chtigen Luftstrom des Kompressors auf fischertechnik Schlauchformat zu bringen Darin sind der von links kommende Origi nal Schlauch des Kompressors und ein mit geliefertes Adapterst ck zu sehen ber dieses passt gl cklicherweise ein 36079 Pneumatik
90. l chen d e Eingabe des Werts der addiert 34 ft werden soll Dazu haben sie 27 Einkerbun gen Das Addieren der Zahl 23 zu einem im Addierwerk gespeicherten Wert geschieht indem man das Rad r in Pfeilrichtung drei Einkerbungen weiterdreht und das Rad r2 zwei Einkerbungen Um die Funktion des Getriebes zu verste hen ben tigt man folgende Informationen Alle R der laufen frei auf der zentralen Achse X Das Ergebnisrad n ist mit den Zahnr dern d und f starr verbunden Die Anzahl der Z hne von f e g und A sind mit 12 48 24 bzw 60 so gew hlt dass sich eine 10 1 bersetzung von f auf h ergibt wenn das Einstellrad r2 festgehalten wird Damit hat Tschebyscheff einen kontinuierlichen Zehner bertrag zwischen den Ergebnis r dern n und n2 hergestellt Nach der Willis Gleichung gilt nun 10 n n 9 r 0 Diese Gleichung wird weiter unten an schaulich erkl rt Jedenfalls ist eine Konse quenz der Gleichung dass man mit den Ein stellr dern r und r2 wie oben beschrieben stellenweise durch abgez hltes Weiterdre hen addieren kann Ta Ua m Hm Hag 4 LI Pee 16 se 4 2A H ar I SA a F UEL iE Ta ap H ta 51 15 ae Bo a SBJr5B H 1E l Eu r A Ea F sd li Hl Abb 16 Zwei Getriebestufen der Rechen maschine Quelle V G von Bool 2 ft Mechanisches Rechnen Abb 17 Funktionsmodell zum kontinuierlichen Zehner bertrag mit Planetengetrieben Die zent
91. l e ein Netzteil e cine Leistungsendstufe e ceinen Analog Digital Wandler und e cine Klemmvorrichtung f r die Akkus Noch etwas Software und der Akkulader kann n Betrieb gehen Und das alles mit fischertechnik Bauteilen Gut bis auf vier Komponenten Aber dazu gleich mehr Abb 1 Ladeschale mit fischertechnik 58 ft F r die verschiedenen Akkutypen wird ein anpassbares fischertechnik Ladeger t kon struiert mit dem von Lady N ber Mini AAAA bis Mono D alle Akku Gr en aufgeladen werden k nnen Der zu ladende Akku wird m Modell in die Ladeschale links vorne in Abb 1 einge legt die ber die Schnecken links und rechts davon n der H he justiert werden kann Die Z30 rechts davon dienen zusam men mit der waagerecht liegenden Schnecke zum Anpressen der rechten Kon taktachse Ein Federgelenkbaustein siehe Abb 9 verhindert dass sich die Kontakt achse vorzeitig vom Akku l st Programmabruf Um die unterschiedlichen Ladeprogramme starten zu k nnen werden drei Taster am TX Controller angeschlossen Mit dem Taster S wird das Laden von NiCd Akkus gestartet Mit dem Taster S2 wird das Entladen und Aufladen f r NiCd Akkus gestartet Dr ckt man zuerst den Taster S3 und gleichzeitig S7 oder S2 werden die gleichen Ladeprogramme f r die NiZn Akkus gestartet Endstufen vorbereiten Ladeausgang auf GND ziehen Entladeausgang auf V ziehen 1 2VEntladenLad d
92. l sst sich mathematisch aus dr cken wenn wir den Rechenaffen als geometrisches Gebilde zeichnen 7 8 Abb 6 zeigt die Geometrie des Mechanis mus mit den Punkten D E F J K und L aus den Patentzeichnungen in Abb 2 und 3 E Xr F X Abb 6 Geometrische Konstruktion des Educated Monkey Dabe w hlen wir die Arme des Rechen affen so dass Ober und Unterarme gleich lang sind blaue Linien L nge a und ver binden die Beine rote Linien L nge b in Mechanisches Rechnen einem festen Winkel mit dem zugeh ri gen Oberarm Wir halten nun den linken Fu Punkt E fest und bewegen den rech ten Punkt F auf der x Achse Dabei interessiert uns die Bewegungsglei chung des Punktes L xz yz Y f x1 Wie aber erhalten wir die Funktionsglei chung f x Da hilft wieder einmal ein wenig Trigono metrie Alle erforderlichen Hilfsgr en den Winkel A und die H he e gr ne Linie sind in Abb 6 schon eingezeichnet Wir erkennen leicht YL Yp 2e e und yp wiederum sind Katheten zweier rechtwinkliger Dreiecke daher gilt e a cos w und yp b cos also folgt Y b cos 2a cos w Nach den Rechenregeln f r den Cosinus eines Winkels Additionstheorem gilt cos w cos w cos sin o sin also Y b cos 2a cos w COSA sin w sin Oder etwas umgestellt Y b 2a cos w cos 2a sin
93. leichrichterbaustein aus der Wechsel stromseite des Transformators gewinnen Abb 2 Kupplung Gleichrichter Polwendeschalter Baustein Transformator Abb 2 Schaltplan 7 RAE E i 1 Ze I i U Abb 3 Transformator Polwendeschalter und Gleichrichterbaustein Schienenfahrzeuge Wenn jemand eine weitere Variante als Lokomotive f r diese Holzeisenbahn hat kleiner sch ner mehr Ausstattung w rde ich gerne davon erfahren Querverweis 1 Walter Mario Graf fischertechnik Eisenbahn Teil 1 ft pedia 4 2012 S 11 13 a Abb 4 fischertechnik Rangierlock im Betriebseinsatz Heft 1 2015 Fahrzeugtechnik Pistenbully ft Erik und J rg Busch Wenn begeisterte fischertechnik Fans zum Skifahren gehen ist das n chste Bauprojekt schon beschlossen Der Pistenbully Die gro en aber interessanten Herausforderungen bestanden darin die breiten Ketten den Antrieb und die Winde mit fischertechnik zu bauen Im Folgenden werden Historie und Technik und der Aufbau zweier ft Pistenraupen beschrieben Bauprojekte mit meinem Sohn Erik mittler weile acht Jahre alt beginnen immer mit dem Sammeln von Informationen Dabei ist der direkte Kontakt mit der Technik am ein drucksvollsten und durch nichts zu ersetzen Als begeisterte Skifahrer haben w r deshalb in jedem Skigebiet die Pistenfahrzeuge ge nau angeschaut Im Skigebiet Grasgehren auf der Passh he des Riedberg
94. llten mindestens 12 cm lang sein damit man den fertig mon tierten Schleifring zerlegen kann ohne die Stecker wieder aufschrauben zu m ssen Wenn die Stecker einmal drin sind sollte man sie besser nicht wieder herausnehmen insbesondere wenn man d nnes empfind liches Blech verwendet Und wenn schon 70 ft dann ist es besser von der Gegenseite aus zu schieben als am Kabel zu ziehen Abb 5 Arbeitsschritte einf deln Steckerloch aufweiten dann umbiegen Schritt 3 Bahnen am Au enk rper Die Au enh llenh lften enthalten je eine Tasche f r die Andruckfeder ein Ele ment das die beiden Blechstreifen der Au en und der Innenseite zusammen dr ckt Das kann durch Moosgummi je ein Streifen von 2x 2x 9 mm oder ein St ck S l konschlauch geschehen Jede Au en h lfte erh lt zwei kurze Blechstreifen ent weder auf den Bahnen mit geraden oder den ungeraden Nummern Diese Streifen laufen nicht komplett um den Innenk rper herum sondern immer nur vom Steckeranschluss ber die Andruck feder bis zu einem Schlitz im Au enk rper Am Steckeranschluss wird der Alustreifen nach au en und gleich wieder zur ck nach innen gef delt dann mittels Nadel Platz f r den Stecker geschaffen dieser eingesteckt und dann die berstehende Schlaufe an der Au enseite platt angedr ckt ur Abb 7 Fertig zusammengebaut Nach Montage der Leiterbahnen k nnen die Au enh lften ber den Innenk rpe
95. lo fahrt aufs andere Ufer Sofort leuchtet Elektromechanik die rote Lampe und zeigt an dass jetzt der Wolf das Schaf fressen w rde So geht s also nicht Schieben wir Bauern und Wolf verbleiben Schaf und Kohlkopf alleine am diesseitigen Ufer Die gelbe Lampe zeigt sofort an dass jetzt der Kohlkopf vom Schaf verspeist wird Das war also auch nix Bleibt nur m ersten Zug den Bauern und das Schaf berzusetzen Am diesseitigen Ufer bleiben jetzt nur der Wolf und der Kohlkopf br g der Wolf macht sich aber so gar nichts aus Gem se Damit wir nicht nur wieder in den alten Zustand zur ckkehren muss der Bauer als n chstes eine Leerfahrt machen Er f hrt also alleine zur ck und l sst das Schaf am entfernten Ufer Nun kann er entweder den Wolf oder den Kohlkopf als n chstes mit ans entfernte Ufer nehmen Danach darf er aber nicht einfach alleine zur ckfahren und das letzte Objekt nachholen sofort w rde dr ben etwas gefressen Er muss also das Schaf wieder mit zur ck nehmen das ist der wesentliche Trick Dann kann er das an dere Objekt Kohlkopf oder Wolf berset zen sodass nun nur der Wolf und der Kohl kopf dr ben sind das ist ja ungef hrlich Endlich kann der Bauer alleine zur ck das Schaf holen und hat die Aufgabe gel st Probiert alles aus St rt euch nicht daran wenn eine Lampe beim bersetzen kurz aufflackert weil man nicht wirklich gleich zeitig schiebt Wichtig st dass n ke
96. matik laufen lassen will braucht ordentlich viel Druckluft im Sinne von Volumen pro Zeit Dazu gibt es im Handel vielerlei leistungsf hige Kompressoren Allerdings liefern viele davon einen f r fischertechnik Pneumatik viel zu hohen Druck Dieser Beitrag zeigt wie man mit fischertechnik Teilen den zu hohen Druck auf die erlaubten 0 3 0 5 bar reduzieren kann Das Problem Ein gro er Kompressor mit eingebauter Druckregelung ist nat rlich ideal aber auch entsprechend teuer Der Autor besitzt einen Kompressor der 15 L min Durchsatz bei 3 5 bar Druck liefert Der Durchsatz ist toll und gen gte sogar f r den Nachbau einer real existierenden Abf llanlage deren gesamte Ablaufsteuerung ausschlie lich mit fischertechnik Pneumatik wie Zylin dern den lteren Festo Ventilen und Bet ti gern realisiert war 1 Dieses Modell braucht sehr viel Druckluft von den aktu ellen blauen fischertechnik Kompressoren ben tigte man vier St ck im Dauerbetrieb um das Modell zuverl ssig am Laufen zu halten TEILE dan W 44 Da kommt der gr ere Kompressor nat r lich gerade recht Allerdings w rden einem die meisten fischertechnik Pneumatikteile einfach nur um die Ohren fliegen und augenblicklich zerplatzen wenn man sie mit den 3 5 bar dieses Kompressors betrei ben w rde Insbesondere bei den bedauer licherweise so extrem raren Festo Ventilen und Bet tigern st das nat rlich unbedingt zu vermeiden Gefahrenh
97. mlich real aus ft Abb 6 R ckansicht Hier die f r den Zusammenbau ben tigten 11 Bauteile AAAA j2 Abb 7 Einzelteile Modell Und hier noch die Einzelteilliste Bezeichnung Kufe Rad 14 Radhalter Verbindungsst ck 30 Winkelstein 15 Grad Baustein 7 5 Rastadapter Bisher erschienen 1 2 3 4 5 6 Ren Trapp Minimodelle Teil 1 Gabelstapler ft pedia 4 2013 S 4 5 Johann Fox Minimodelle Teil 2 Panzer ft ped a 2 2014 S 18 19 Rene Trapp Minimodelle Teil 3 Scheinwerfer ft pedia 3 2014 S 11 Johann Fox Minimodelle Teil 4 Hubschrauber ft pedia 3 2014 S 12 13 Rene Trapp Minimodelle Teil 5 Traktor ft pedia 4 2014 S 7 Johann Fox Minimodelle Teil 6 Bagger ft pedia 4 2014 S 8 9 Heft 1 2015 Schienenfahrzeuge ft fischertechnik auf Holzschienen Gerhard Birkenstock Man nehme einen Mini Motor einen E Magnet und vier Reibr der Und im Handumdrehen wird daraus eine fischertechnik Rangierlok f r die Holzeisenbahn Meine Kinder haben zu Weihnachten von mehreren unabh ngigen Christkindern die gleichen Komponenten f r eine Holzeisen bahn geschenkt bekommen Obwohl die Z ge und Gleise von unter schiedlichen Herstellern sammen passte es doch recht gut zusammen Und da wo es nicht passte wurde nachgeholfen So ist eine beachtliche Anlage entstanden Dass auf diesem gro en Gleis
98. n Impulseingang fehlt Wie man um eins wei terz hlt st stark davon abh ngig welche Zahl schon gespeichert st Ist zum Beispiel die Zahl III im Abakus gespeichert muss nur der vierte Knopf zur Mitte gezogen werden Ist dagegen XVIIII gespeichert muss festgestellt werden dass kein weiterer I Knopf vorhanden ist und daher vier l Kn pfe zur ckgesetzt werden m ssen Dann muss festgestellt werden dass der V Knopf schon gesetzt ist Anschlie end muss er zur ckgesetzt und ein zweiter X Knopf gesetzt werden Diese aufeinanderfolgen den Fallunterscheidungen und die dadurch auszul senden Aktionen s nd mechanisch schwierig zu automatisieren Es st also nicht verwunderlich dass wir kein antikes Z hlwerk kennen das auf dem Abakus auf baut Uhren und Z hlwerke Der Weg vom Abakus zur Rechenmaschine ist der Weg von Mustern auf Stangen zu mit Ziffern beschrifteten R dern Wesentlich f r diese Entwicklung war sicherlich das Aufkommen mechanischer Uhren ab dem Ende des 13 Jahrhunderts Ab etwa 1580 baute der Uhrmacher Instrumentenbauer Mathematiker und Astronom Jost B rgi ft 1552 1632 Uhren deren Gangungenauig keit etwa eine Minute pro Tag betrug Das war eine enorme Verbesserung gegen ber den zuvor gebauten Uhren und erm glichte die pr zisiere Datierung astronomischer Be obachtungen Um die Zeit auch entspre chend genau ablesen zu k nnen versah B rgi seine Uhren mit Minuten und sp ter auch mit Sekund
99. n die n der weiteren Geschichte der Rechenmaschi nen fast ausschlie lich verwendet wurden Staffelwalze und Sprossenrad Abb 14 fischertechnik Funktionsmodell einer Staffelwalze Planetengetriebe Nach Leibniz wurde das bertragsproblem in verschiedenen Maschinen berzeugender gel st was unter anderem dem Fortschritt der Feinmechanik zu verdanken war Die L sungen blieben aber lange Zeit Ad hoc L sungen d h sie waren aufeine Maschine ma geschneidert trickreich und mussten meist mehrfach verbessert werden bis sie zuverl ssig mit der beabsichtigen Stellen zahl funktionierten Eine systematische L sung des bertrags problems fand der russische Mathematiker Pafnuti Lwowitsch_Tschebyscheff 1821 1894 n den 70er Jahren des 19 Jahrhun derts Er kehrte von schlagartigen bertr gen zur ck zu kontinuierlichen bertr gen wie sie im Abschnitt ber Uhren und Z hl werke vorgestellt wurden Kontinuierliche bertr ge haben den Vorteil dass sie abso lut zuverl ssig funktionieren egal wie viele Stellen die Maschine hat und dass man gleichzeitig in allen Stellen addieren kann Der einzige Nachteil den sie haben ist die schlechtere Ablesbarkeit der Anzeige die schon n Abbildung 6 zu erkennen war Dies ist weniger f r den menschlichen Benutzer problematisch als f r die maschinelle Weiterverarbeitung der Ergebnisse 33 Heft 1 2015 Ein Druckwerk an das Rechenwerk anzu schlie en erfordert e
100. n der Entwicklung der Zahldarstel lungen geometrisch umgesetzt n mlich das Dezimalsystem als Beispiel f r ein Stellen wertsystem Jedes Paar aus oberer und unterer Spalte bildet eine Stelle in der Dezi maldarstellung einer Zahl nur enthalten die Spalten geometrische Muster statt der indisch arabischen Ziffernsymbole 0 bis 9 In Abbildung 4 liefert das Spaltenpaar links die Ziffer 8 das Spaltenpaar in der Mitte die Ziffer 4 und das Spaltenpaar rechts die Zif fer 7 der Dezimaldarstellung der gespei cherten Zahl 847 Auf dem r mischen Abakus kann jede Zahl auf genau eine Weise gespeichert werden Beim Rechnen hat der Benutzer selbst den Austausch gegen h here oder niedrigere Einheiten unmittelbar vorzunehmen Wenn zum Beispiel die Zahl XXIII zu der in Abb 4 angezeigten Zahl DECCXXXXVII ad diert werden soll stellt man fest dass keine zwei weiteren X Kn pfe mehr zur Mitte ge zogen werden k nnen Also benutzt man XX L XXX und zieht den L Knopf zur Mitte und drei X Kn pfe zum Rand Vier l Kn pfe k nnen auch n cht mehr zur Mitte 27 Heft 1 2015 gezogen werden Daher benutzt man III V I und zieht einen I Knopf zum Rand Da der V Knopf schon gesetzt ist verwendet man weiter V X V l scht also den V Knopf und setzt einen weiteren X Knopf Jetzt ist das Ergebnis DCCCLXI im Abakus gespeichert Der r mische Abakus war ein hervorragen des Rechenhilfsmittel mit dem ein ge bter Benutzer die Grundrech
101. n die richtige Wahl Abb 5 Software f r Entladen Laden Tri State Ausgang An dieser Stelle st nun das Geheimnis mit den beiden Dioden zu erkl ren Hierzu m s sen wir uns ein Detail der Endstufe des TX Controllers ansehen Die folgende Abb 6 zeigt zwei Halbbr cken der Ausg nge und die Ladeschaltung mit den beiden Dioden Die Endstufen des TX Controller Bausteins sind so beschaltet dass der gegen GND lie gende Transistor stetig durchgeschaltet ist Hierdurch vereinfacht sich die Steuerung f r die Polwendung von Motoren Man braucht nur einen der beiden Anschl sse elektronisch anzusteuern um den Motor zu ft versorgen Die andere Seite ist automatisch immer mit GND verbunden V IN 54 Ohm 1 m a 1 R K hs V4 Akku 13 Abb 6 Schaltung der Endstufentransistoren Leider kennt dadurch die Endstufe nur zwei Zust nde Mit verbunden oder mit Einen hochohmigen Zustand weder nach Positiv noch nach Negat v durchgesteuert auch Tri State genannt gibt es nicht Wird die Batterie nur an einen Anschluss ange schlossen k me sie nie zur Ruhe Es ginge nur Aufladen oder Entladen Eim Ruhe zustand kann nicht eingenommen werden Nun kommen die beiden Dioden in die Schaltung Wenn ch den oberen Ladezweig mit GND durch schalte flie t kein Strom Der Akku steht mit seiner Spannung gegen die Diode Gleichzeitig gebe ich dem unteren Zweig eine positive Spannung Auch hier ist kein
102. ndet stramm sitzende R egelscheiben damit sie nicht abrutschen k nnen Abb 16 zeigt die Achsen in derselben Reihenfolge wie sie im Modell stecken werden Schlie lich setzt die Querachsen mit ihren Gelenken in die grauen BS15 siehe Abb 12 und 15 Die Mechanik ist damit fertig aufgebaut Nach der Verkabelung k nnen wir unser Modell ausprobieren Jetzt wird s ernst Zun chst bringen wir alle vier Stangen nach ganz vorne Wolf Schaf Kohlkopf und Bauer befinden s ch also am diesseitigen Ufer der Bauer passt auf alles auf niemand frisst etwas keine der beiden Lampen darf leuchten Pr ft was pass ert wenn nur der Bauer alleine auf seinem Flo ans andere Ufer f hrt Schiebt die rechte Stange nach hinten Beide Warnlampen m ssen nun leuchten Das Schaf k nnte den Kohlkopf vertilgen und der Wolf das Schaf Der Bauer darf ja immer h chstens e n Objekt auf dem Flo mitnehmen Er kann also entweder eine Leerfahrt machen nichts mitnehmen wir verschieben nur den Bauern oder ein Objekt mitnehmen wir schieben also am Griff des Bauern und an genau einem anderen Die Regeln sagen dass wir nicht etwas anderes als den Bauern alleine verschieben d rfen und auch dass wir n cht etwa zus tzlich zum Bauern zwei oder alle drei anderen Objekte gleichzeitig bewegen d rfen immer nur den Bauern und h chstens eines Probieren w r s Schiebt einmal den Bauern und den Kohlkopf gleichzeitig also n einer F
103. noch nicht viel ge ndert denn Schleifringe m ssen aus zweierlei Material zusammengesetzt werden wovon eins elektrisch leitf hig sein muss Im merhin k nnen derzeitige 3D Drucker den Kunststoff Anteil an derlei Konstruktionen bei steuern daher wird hier ein Schleifring vorgestellt der sehr kompakt ist zum ft Drehkranz passt mehrere Bahnen aufweist 4 8 12 ohne L tkolben auskommt freien Innendurchgang hat trotzdem Taschengeld tauglich bleibt f r letzteres aber etliches an Eigenarbeit mitbringt Der Innendurchgang hat Platz f r eine zweiadrige Druckluft Drehdurchf hrung Der Schleifring besteht aus einem Innen k rper mit vier Bahnen einem zweiteiligen Au enk rper linke und rechte H lfte und zwei Adapterst cken f r den ft Drehkranz Der Innenk rper hat einen Kranz von Zinnen mit denen er nach unten mit dem Adapter und nach oben mit einem weiteren Innenk rper verbunden wird Durch Auf stecken mehrerer Grundk rper 1 Innen 2 Au en kann der Schleifring auf acht oder 12 Bahnen erweitert werden Bei 16 Bahnen wird die Konstruktion etwas fragil aber mit etwas Klebstoff in den Innenk rpern ginge auch das 68 Abb 1 Die Bestandteile f r einen Achtfach Schleifring Aufstocken n der zweiten Etage mit den Bahnen 5 bis 8 werden die Au enk r per genauso verbunden wie f r die erste Etage aber gegen ber der ersten Etage um 180 gedreht Die Stecker der ersten Etag
104. nsform gedreht wird Abb 14 T Abb 14 2 8 mm Platte zur Befestigung des Zahnkranzes am Statik Ring Jetzt m ssen die L cher f r die S Riegel ge setzt werden 18 ft Abb 15 L cher f r die S Riegel Man erzeugt die Grundform des Lochs als 2D Objekt extrudiert sie zu 3D Objekten gibt ihnen H he kopiert sie entlang eines Kreisbogens alle 7 5 und subtrahiert sie vom Grundk rper Abb 15 y m rore E R E r Mm 5 z 1 Abb 16 Gebogene Zahnstange am Statik Ring Damit ist unser erstes Problem wie antrei ben gel st Lagerung Die Inspiration f r die L sung des zweiten Problems wie lagern kommt von der Laufschiene 36333 Abb 17 Laufschiene mit Rollenlager Versuchen wir nun solche Laufschienen dem Zahnkranz hinzuzuf gen Lauf Schiene Abb 18 Zahnkranz mit Laufschiene im Profil Ebenso wie die gerade Laufschiene erh lt die gebogene Schiene zwei Seiten damit sie von beiden Seiten gefasst werden kann Abb 19 Lagerung des Zahnkranzes Jetzt w rd auch klar warum als Zahnkranz Durchmesser 120 Z hne gew hlt wurde wodurch der Kranz relativ weit nach innen in den Ring ragt Der Platz wird f r die Laufschienen ben tigt Abb 20 3D Entwurf des Zahnkranzes mit Laufschiene Jetzt noch die Z hne dran die S Riegel L cher einsetzen und fertig st unser Design Zumindest fast Tipps amp Tricks Zur
105. olumen pro Zeit zu erhalten Der Ausgangsdruck wird dabei hinreichend konstant bleiben Hochdruck Zufuhr j D 1 d ps 9 9 A f tiik fy 4 ii il IM 1 ig iih un AN n Shain ni H u f iti iih UNN Abb 8 Druckminderer von der Ventilseite aus py 48 ft Baugruppe 3 Gegen das Flattern Beim Betrieb der Baugruppe kann ein uner w nschter Effekt auftreten Der Druckmin derer kann ins Flattern geraten will hei en er schwingt n rasend schneller Folge zwischen den Zust nden zu wenig Druck und zu viel Druck hin und her Das geht so schnell dass man es als Brum men h ren und als heftige Vibration sp ren kann Insbesondere kann das auftreten wenn die Druckluftzufuhr stark pulsiert Das wiede rum ist oft der Fall wenn z B ein Kreiskol benkompressor mit nur einem Zylinder ein gesetzt wird ohne dass ein gro er Aus gleichsbeh lter die Druckst e d mpft Pro Hub des Kompressors wird der Druckmin derer dann mit besonders viel Druckluft be aufschlagt und w hrend der n chsten halben Umdrehung des Kompressors mit fast gar keinem Druck Das l sst sich mit gro en Ausgleichsbeh l tern wie sie gro e Kompressoren haben vermeiden Aber auch mit fischertechnik Mitteln gibt es eine L sung Abb 9 Schutz gegen sto weise ankommende Druckluft Die Druckluft l sst man durch 36970 Pneu matik R ckschlagventile str men Abb 9 zeigt eine Anordnung mit zwe
106. on 0 1 s Das ist dann auch gleichzei tig die Mindestdauer f r die eine Taste ge dr ckt sein muss um eindeutig ausgelesen zu werden Schnelleres Tippen f hrt also zu Lesefehlern Das wiederum muss man aller dings erstmal hinbekommen Computing Unterprogramm ShowMatrix Dieses st nur eine Funktion zur Anzeige aller Variablen die mit den Unterprogram men ReadColA ReadColB und ReadColC ausgelesen wurden Unterprogramm WdKeyRelease Dieses Unterprogramm ist fast identisch mit dem Unterprogramm WdKeyPress Der ein zige Unterschied ist dass in der Entschei dungsraute J und N vertauscht sind Hier wird also gewartet bis die zuletzt gedr ckte Taste wieder losgelassen wird Unterprogramm ConvMatrix Das Unterprogramm ConvMatrix st Be standteil eines weiteren Unterprogramms ResultDisplay welches nachfolgend be schrieben wird Es dient dazu aus den schnell ausgelesenen Variablen InpAl InpA2 InpA3 Inp44 InpB1 InpB2 InpB3 InpB4 InpC1 InpC2 InpC3 und InpC4 das Ergebnis des Tastendrucks in einer einigen Variablen zusammenzufassen Bei den Ziffern wird jeweils der Ziffernwert ausgegeben Bei der Taste wird der Wert 99 zur ckgegeben und bei der Taste der Wert 98 Weiterhin ist sichtbar dass die Einzelauswertungsergebnisse addiert werden Sollten also zwei oder mehr Tasten gleichzeitig gedr ckt worden sein so liegt dieses Additionsergebnis nicht m Bereich 0 9 und betr gt auch sicher nicht
107. ontrollieren Ein gro er Vorteil hierbei ist die M glichkeit die Bedienoberfl che von Robo Pro zu nutzen Abb 1 Tablet 10 1 mit Windows 8 1 und Robo Pro 4 1 1 Anf ngliche Bedenken mit Windows 8 1 zu arbeiten haben sich bei mir zerstreut Mittlerweile gef llt mir das Betriebssystem sogar besser als Windows 7 da es mehr M glichkeiten bietet Die Anforderungen Wichtig bei der Anschaffung des Tablet sind die Gr e der Speicher und die An schl sse Hier eine Empfehlung f r die Ausstattung ft Technische Daten e Mindestgr e 10 Zoll ca 25 4 cm e Arbeitsspeicher mind 2 GB RAM e Speicher mind 32 GB intern e Anschl sse USB oder Mini USB e Drahtlos W LAN und Bluetooth Zubeh r e USB Stick oder externes USB DVD Laufwerk e USB Kabel Optional e Mini SD Karte f r Speichererweiterung mind 16 GB e USB Maus e USB Tastatur e Flex Case H lle zum Schutz des Tablet e 3G Modul f r S m Karte Software e Betriebssystem Windows 8 1 n cht Windows RT e Robo Pro CD Die Kosten f r ein g nstiges Tablet mit Windows 8 1 belaufen s ch auf ca 199 Ich habe mir das Surftab Wintron 10 1 von Trekstor gekauft inklusive Office 365 Paket f r ein Jahr und 1 GB Cloud Spei cher Es ist kosteng nstig und hat eine 10 Finger Touch Oberfl che Abb 2 Es erf llt die oben genannten Anforderun gen f r die Nutzung von Robo Pro Was man jedoch nicht verschweigen sollte ist
108. othekar Carcavius schriftlich beschreiben lassen Als Antwort schrieb Leibniz er wage zu versprechen eine Maschine vorstellen zu k nnen die pr zise und schnell auch Multiplizieren und Dividieren k nne Aen plie aA n d 4 ap Bi 2 4 j mul Hj lvant r Abb 12 Leibniz erste Idee zur maschinellen Multiplikation Ouelle history computer com 32 ft Eine erste Form seiner Idee ist in der Origi nalskizze in Abbildung 12 wiedergegeben Oben sind drei R der eines Addierwerks skizziert Die drei R der in der Mitte sind durch eine Kette miteinander verbunden An ihnen ist durch gesetzte Stifte der Mul tiplikand 365 eingestellt Dieser Multipli kand wird durch eine Umdrehung des rech ten unteren Rads viermal in das Addierwerk bertragen danach werden die mittleren R der um eine Stelle nach links versetzt und die 365 durch eine Umdrehung des mittle ren unteren Rads zweimal n das Addier werk bertragen Abschlie end werden die mittleren R der noch einmal um eine Stelle nach links versetzt und die 365 durch eine Umdrehung des linken unteren Rads einmal in das Addierwerk bertragen Insgesamt ist so durch drei Umdrehungen die Multiplika tion 124 x 365 ausgef hrt worden In dieser einen Idee hat Leibniz zwei Prin zipien vorweggenommen die sich in den Ar thmetisch Logischen Einheiten ALUs aller heutigen Mikroprozessoren w ederfin den Register deren Inhalt
109. ototransistor 5 kann auch e n klas sischer Fotowiderstand verwendet werden dieser ist jedoch wesentlich langsamer Abb 3 Bewegungsmessung mit hoher Aufl sung Optisches Impulsrad Bei genauer Justage und unter Verwendung einer St rlichtkappe mit einer kleinen Boh rung ist es gem Abb 3 ebenfalls m glich die Z hne eines Zahnrades zur Bewegungs messung einzusetzen Dadurch sinkt zwar die max mal messbare Drehzahl man er reicht jedoch eine entsprechend h here Aufl sung Auf diese Weise k nnte mit Optik dem oben gezeigten Power Motor ein eige ner Encoder Motor aufgebaut werden Ein Kompromiss zwischen Aufl sung und Betriebssicherheit zeigt die Variante gem Abb 4 A Abb 4 Bewegungsmessung mit mittlerer Aufl sung Neben den hier gezeigten Beispielen sind nat rlich auch alle Arten selbst gelochter Pappscheiben denkbar Drehzahlmessung Bei der Drehzahlmessung ist es n cht alleine entscheidend wie weit sich ein Zahnrad oder eine Welle gedreht hat sondern es kommt noch die Einheit Zeit hinzu Bei der Drehzahlmessung wird letztendlich angege ben wie viele Umdrehungen in einer Zeit einheit stattgefunden haben Da es sich im vorliegenden Fall um sehr schnelle Einzel ereignisse handelt soll die Messung mithilfe des Robo TX Controllers RTXC erfolgen Hierbei wird der Messaufbau gem Abb 2 verwendet Letztendlich soll ermittelt werden wie schnell sich dort das Ritzel 3 dreht
110. passes h chster Pass Deutschlands konnten wir dann den st rksten Pistenbully genau besichtigen Abb 1 Abb 1 Pistenbully 600 Polar in Grasgehren Als Highlight durfte Erik sogar m Cockpit Platz nehmen Abb 2 Damit war klar Der Pistenbully 600 Polar SCR ist unser Ziel nat rlich mit Winde Wichtige bautechnische Informationen haben wir aus den Prospekten der K ssboh rer Gel ndefahrzeug AG vielen Internet seiten und YouTube Filmen erhalten N n i N p Abb 2 Pistenbully 600 Polar mit Fahrer Erik Historie und Technik Die Pistenpr paration Anfang des 20 Jahr hunderts war noch durch Trampel Pr pa ration mit Skiern sehr anstrengend Ein fache Maschinen waren selten und die Pis tenpflege war auch damit sehr aufw ndig Abb 3 Abb 3 Pistenpr paration ab ca 1920 1 Die Idee des Pistenbullys hatte Karl K ss bohrer 1967 beim Skifahren 2 1969 ft wurde dann der erste Pistenbully PB32 120 Abb 4 auf dem Ersten Internationalen Skipisten Kongress n Innsbruck vorge stellt Die Bezeichnung 32 steht f r die Fahrzeugbreite von 3 2 m 120 bedeutet 120 PS Das bereits damals verwendete An triebskonzept mit hydrostatischem Antrieb wurde von der Konkurrenz f r untauglich erkl rt Heute verwenden es alle Hersteller Abb 4 Erster Pistenbully von 1969 1 Die Entstehung und die verschiedenen Typen werden m Buch Typenkompass Pistenbully des fr heren
111. r gelegt und mittels zweier Plastikr hrchen zusam mengef gt werden Der Adapter passt von der schwarzen Seite her kommend auf die Stege im roten Teil des ft Drehkranzes Der Schleifring s tzt lose auf dem Drehkranz auf und muss noch gegen Auseinander Wac keln die Au enk rper gegen Verdrehen ge gen ber dem schwarzen Teil gesichert wer den Hierzu hat die eine Au enh lfte einen ft Zapfen Tipps amp Tricks Oben draufkommt noch ein Deckel auf den z B eine Codescheibe zur Winkelmessung y p i z ve N du 2 i Vi LH ee l 5 RE 8 T 5 EN u R i en AS D Abb 8 Jetzt nur noch zuklappen und fertig Die STL Datei mit Drucker Definitionen f r einen Schleifring mit acht Bahnen kann auf der ft c heruntergeladen werden Der Schleifring mit vier Bahnen hat ca 11 cm an Material davon 5 8 cm St tzmaterial derjenige mit acht Bahnen hat ca 20 cm Material davon 10 7 cm St tzmaterial Bei fabberhouse ergibt das ohne Versand und Entst tzen Preise von ca 5 50 und 10 Der eine oder andere mag sich nun doch berlegen ob der Sechs Bahn Schleifring ohne Innendurchgang f r 17 aus dem Mo dellbauhandel auch bei fischerfriendsman erh ltlich als 5138sr nicht eher in Frage kommt Andererseits Wer diesen achter oder 12er Schleifring hinbekommt und mit dem L tkolben umgehen kann f r den ist der demn chst kommende achter Schleif ring ein Kinderspiel 71
112. rale Achse ist im mittleren Baustein 15 mit Bohrung geteilt Der linke Teil ist mit dem Steg verbunden Die Getriebe der beiden Rechenmaschinen von Tschebyscheff lassen s ch nicht exakt mit fischertechnik nachbauen da eine 10 1 bersetzung mit den fischertechnik Zahn r dern nicht direkt erzielt werden kann Trotzdem l sst sich der kontinuierliche Zehner bertrag zwischen den Ergebnisr dern n und n2 mit einem Planetengetriebe realisieren indem man nicht die Ergebnis r der mit der bersetzung 10 1 koppelt sondern das Ergebnisrad n und das Ein stellrad mit der bersetzung 9 1 Warum und wie das funktioniert wird durch das Funktionsmodell n Abbildung 17 anschau lich erkl rt Zun chst wird die linke Kurbel wird festge halten und damit auch der Steg der dem Ergebnisrad n2 entspricht Dreht man die rechte Kurbel neun Mal n eine Richtung so dreht sich das Z30 am Steg wegen der 3 1 bersetzung vom Z10 ber das Z20 auf das Z30 dreimal in die gleiche Richtung Die beiden verbundenen Z30 die dem Einstell rad r2 entsprechen drehen sich dann einmal in die entgegengesetzte Richtung Die beiden Kurbeln und die verbundenen Z30 werden synchron eine volle Umdre hung weiter gedreht Man erkennt daran dass bei festgehaltenen Z30 die linke Kur bel genau eine volle Umdrehung macht wenn die rechte zehn volle Umdrehungen macht Dies ist der kontinuierliche ber tragsmechanismus Abb 18 Festgehaltenes Einst
113. registers eingestellt Der Umdre hungsz hler w rd auf 4 gedreht Anschlie Bend wird viermal gegen den Uhrzeigersinn gekurbelt Der Umdrehungsz hler zeigt nun 0 an und in der Anzeige erscheint das Zwischenergebnis 148 der Multiplikation 4x 37 Anschlie end wird das Eingabere gister um eins nach rechts versetzt und zweimal gekurbelt Es wird nun das Gesamtergebnis 888 angezeigt Zur L sung der Divisionsaufgabe 275 37 wird der Dividend 275 direkt ber die Ein stellr der ins Addierwerk gegeben und der Divisor 37 in das Eingaberegister Der Um drehungsz hler wird auf 0 gedreht Durch Drehen des Z40 am Eingaberegister subtra hiert man nun den Divisor 37 solange er kleiner st als der Wert m Addierwerk In diesem Beispiel ist der Wert im Addierwerk nach sieben Subtraktionen 16 also ist das Ergebnis 275 37 7 Rest 16 Die Bedienung der Maschine bei den Grundrechenarten ist ausf hrlich in einem Video 13 dargestellt Zum Wurzelziehen kann der Toepler Algorithmus 5 verwen det werden der allein mit wiederholten Subtraktionen und Vergleichen auskommt Literatur und Links 1 Aspray W Hrsg Computing before Computers Iowa State Uni versity Press 1990 Kapitel 1 Early Computing enth lt insbesondere eine sehr gute Liste mit Literatur zur Ge schichte der Zahlen und des Abakus 2 von Bool Vladimir G Tscheby scheffs Arithmometer Russisch 1894 verf gbar unter 12 39 Heft 1 2015 3 4
114. rei in Serie geschaltete 18 Q Widerst nde ersetzt was also 54 Q ergibt Analog ergibt sich die Berechnung des Ent ladewiderstands zu 1 4V 0 7V 0 5V REntladung 755 Das ergibt nur ca 1 3 Q was ich auch nicht parat hatte Deshalb habe ich tats chlich einen etwas gr eren Widerstand verwen det 61 Heft 1 2015 Erhaltungsladung In allen Programmen wurde die Erhaltungs ladung ans Ende gestellt Dies ist in Abb 5 unten rechts zu sehen Der Ausgang O ist mit der Intensit t 1 beaufschlagt Wie im vorangegangenen Abschnitt erl u tert kann die Endstufe nur V oder GND liefern Und das immer voll durchgeschal tet So ist das auch hier fischertechnik hat sich der Impulsbreitensteuerung bedient Dies kann man sehr gut an den beiden fol genden Oszillogrammen sehen Abb 7 8 Es wird die Akkuspannung gegen GND dar gestellt Die beiden Oszillogramme sind mit unter schiedlichen Akkus gemacht worden Alle anderen Einstellungen s nd gleich geblie ben Die gr eren Amplitudenspr nge in Abb 8 s nd durch einen lteren Akku be dingt Der Innenwiderstand st h her Er nimmt die Ladung nicht mehr so gut auf Dadurch entstehen die gr eren Amplitu den Auf den Abbildungen ist unten rechts die Arbeitsfrequenz zu sehen Die Endstufen werden mit 210 Hz angesteuert ein guter Wert um die ft Motoren auf langsamer Fahrt in der Drehzahl regeln zu k nnen brigens wurden die Oszillogramme b
115. rfahren st das zu bevorzugende Verfahren da es g nstig st und komplexe Strukturen herstellen kann Materialverbrauch und Preis Bei der Kunststoff Extrusion haben die Menge des Materials und die Form erhebl chen Einfluss auf den Preis Das Grund material bringt einen Mengenpreis mit s ch Au erdem erh ht sich die Dauer des Drucks mit der Gr e der Objekte Damit ist es g nstig Objekte zu konstruieren die mit wenig Material auskommen Diese besitzen auch den Vorteil geringeren Gewichts Den Preis des Drucks kann man s ch bei den 3D Dienstleistern h ufig direkt online bei der Bestellung berechnen lassen wenn man die Objekt Daten hochgeladen hat Weiterhin bieten die Werkzeuge in den Web Shops h ufig den Dienst der Repara tur des STL Files an STL Exporte von 3D Programmen s nd h ufig fehlerbehaftet Oberfl chen nicht geschlossen etc 2 Der Anlass Die Notwendigkeit f r ein Spezialteil ist immer der Wunsch nach einem neuen Modell Abb 4 Kettenkarussell www Oktoberfest ws Der Autor war Sommer 2013 mit seinen Kindern im Wunderland Kalkar Eine der Tipps amp Tricks Hauptattraktionen st das Kettenkarussell im K hlturm des ehemaligen Kernkraft werks Schneller Br ter gek hlt mit fl s s gem Natrium Nuklear Mater al ist hier nie eingef llt worden hnliche Karussells findet man auf Volksfesten w e z B dem Oktoberfest Abb 4 Konstruktion in fischertechnik
116. rich Soennecken aus dem Jahr 1889 zeigt Rechenvorrichtung zum Ver vielfachen und Theilen 6 Abb 5 Bgg k Abb 5 Patent von Friedrich Soennecken DRP 51445 vom 13 06 1889 6 Der fischertechnik Consul Originalgetreue Nachbildungen des Consul kann man f r 13 20 erwerben F r einen wahren fischertechniker ist das nat rlich keine Option ein solch feiner Mechanismus geh rt mit fischertechnik realisiert und das gesparte Geld in eine Erweiterung der Teilesammlung investiert Daf r sind aber zun chst ein paar kleine H rden zu nehmen denn hinter der Mechanik lauert ihr ahnt es Mathematik ft Die Mechanik Die Mechan k des Consul st ein wenig tr ckreich Wie man an Friedrich Soennec kens Patentzeichnung und Modell erkennt liegen die Zahlen einer Zweier Dreier Viererreihe etc im Unterschied zum Consul nicht auf einer Geraden Das macht die Multiplikations bzw Additionstabelle etwas un bersichtlich und mindert die Eig nung des kleinen Rechners als Lernhilfe schlie lich soll er das Kopfrechnen nicht ersetzen sondern trainieren Wie aber muss man die Mechanik konstru ieren damit die Additions und Multiplika tionstabellen des Consul ein sch n struktu riertes Dreieck bilden Die Bedingung ist klar H lt man ein Bein des Rechenaffen fest und bewegt das andere nach links oder rechts muss die Bewegung der H nde auf einer Geraden liegen Diese Bedingung
117. rk Fox Dirk Fox Johann Fox Andreas und Joachim Gail Joachim H berlein Thomas P ttmann geometer Harald Steinhaus Harald Johannes Visser Daisayah Dirk W lffel DirkW Copyright Jede unentgeltliche Verbreitung der unver nderten und vollst ndigen Ausgabe sowie einzelner Beitr ge mit vollst ndiger Quellenangabe Autor Ausgabe Seitenangabe ft pedia ist nicht nur zul ssig sondern ausdr cklich erw nscht Die Verwertungsrechte aller in ft pedia ver ffentlichten Beitr ge liegen bei den jeweiligen Autoren Heft 1 2015 ft Modell Mini Modelle Teil 7 Hovercraft Johann Fox Dieses Mal ist das hier vorgestellte Mini Modell ein Fortbewegungsmiittel der etwas anderen Art ein Hovercraft Obwohl das Mini Modell nur aus 11 Bau Auf die beiden Bausteine werden der An teilen besteht ist doch eindeutig zu erken tr eb der Spoiler vorne und das Cockpit e n nen dass es sich hierbei um ein Hovercraft Winkelstein 15 montiert Abb 2 handelt Die Gesamtansicht sieht man in Abbildung 1 Abb 3 Vorderteil mit Cockpit In Abbildung 3 und 4 sind nochmal der vor dere und der hintere Teil des Hovercraft ein Das Ger st bilden zwei Bausteine 7 5 Sie zeln zu sehen werden durch ein Verbindungsst ck 30 zu sammengehalten Abb 1 Gesamtansicht Abb 4 Hinterteil mit Antrieb Fertig zusammengebaut sieht das Mini Hovercraft von der Seite Abb 5 und von Abb 2 Das Ger st schr g hinten schon zie
118. rm gen geworden n mlich K 24 1 04 97 531 946 41 Heft 1 2015 Das k nnte heute glatt f r ein kleineres Grundst ck reichen So anschaulich das Beispiel ist zu Lebze1 ten h tten die Indianer davon nichts gehabt Ein zweites Beispiel mit einem vielleicht noch berraschenderen Ergebnis Ange nommen wir bes en ein riesiges St ck 90g Papier mit einer Materialst rke von 0 09 mm Wie oft m ssen wir dieses Papier falten um den Abstand zwischen Erde und Mond 384 400 km zu berbr cken Na was sch tzt ihr Und jetzt berpr ft eure Sch tzung bitte anhand der folgenden einfachen Rechnung 0 09 mm 2 384 400 km 384 4 1011 a log 42 71 10 Und Wie oft m sst ihr falten Das Ergebnis wird euch die Informatiker ausgenommen 3 sicherlich berraschen Es ist ein sehr sch nes Beispiel daf r wie schwer es dem menschlichen Gehirn f llt exponentielles Wachstum nachzuvollzie hen 1 Aber auch f r dieses Beispiel gilt Es hat keinen Realit tsbezug Wie sollte man denn beispielsweise die letzte Faltung vornehmen bersetzungen Tats chlich gibt es eine sehr viel anschau lichere M glichkeit um exponentielles Wachstum ganz real sichtbar zu machen Die Idee geht zur ck auf eine Skizze Leo nardo da Vincis 1452 1519 aus dem lange verschollenen und erst 1953 w ederentdeck ten Codex Madrid Abb 2 Sie zeigt wie durch eine wiederholte Untersetzung das
119. rprogramm WaKeyPress Dieses Unterprogramm gem Abb 9 hat die Funktion eines Wachhunds watchdog 1 Das Programm wartet hier so lange bis eine Taste gedr ckt wurde Damit das Aus lesen berhaupt funktioniert werden alle 3 verwendeten Ausg nge Spalten A B und C auf Masse gelegt d h mit O V beschal tet So st es m gl ch an den Eing ngen einen Tastendruck zu erkennen Um keinen Fehler zu provozieren muss 0 03 s 30 ms ft gewartet werden bis der RTXC die Aus g nge auch wirklich geschaltet hat Unterprogramm ReadColA Nun werden die gedr ckten Tasten der Spalte A ausgelesen und in den Variablen InpAl InpA2 InpA3 und InpA4 gespeichert siehe Abb 10 Im Falle einer gedr ckten Taste wird unter der zugeh rigen Variable eine 1 gespeichert andernfalls ein 0 Um nur die Spalte A auszulesen wird nur der Ausgang O auf 0 V gesetzt Auch hier wird wieder 30 ms gewartet um einen Lesefehler zu vermeiden Eingang Ei es X Abb 10 Unterprogramm ReadColA Es folgen die Unterprogramme ReadColB und ReadColC in analoger Weise Dabei werden die Variablen npB1 InpB2 InpB3 und npB4 sowie InpC1 InpC2 InpC3 und InpC4 beschrieben Zusammen hat man dann schlie lich alle Spalten ausgewertet Es mag manchem vielleicht umst ndlich vorkommen 12 Variablen nur mit 1 oder 0 zu beschreiben Es hat jedoch den Vorteil die drei Spalten mit maximaler Geschwin digkeit hintereinander auszuwerten inner halb v
120. rtuell funktionsf hig konstruiert werden Abb 1 Standard Statik R der Stangen Platten Car Tec u A 31023 31024 31690 Abb 2 Abstandsring im Designer Um die Zylinderstange bewegen zu k nnen wird ein Motor eingesetzt Versuche die Platten Car Tech Pneumatik Motor Getriebe Figur Favoriten 4 5 Wir Zylinderstange selbst als Motor zu definie ren haben zu eigenartigem Verhalten ge f hrt Deshalb fiel die Entscheidung auf einen Abstandsring den man gut im An schlussteil verstecken kann Abb 2 Dieser Abstandsring wird als Motor 1 defi niert Abb 3 und 5 m Kinematik Fenster Hilfe 125 Rotations Bindung S Feste Bindung P S Rotation Translation Bindung Kollision einf gen J Motor festlegen Abb 3 Der Abstandsring wird zum Motor G at a aA A 632 31642 31708 35327 35328 36190 36915 36934 36937 36938 36949 36970 Abb 1 Pneumatik Zylinder im Designer 84 ft Um die Rotation Translation Bindung zu definieren ist es einfacher wenn man die beiden Teile mit dem Koordinaten Manager aus dem Zylindergeh use verschiebt siehe Abb 4 Motor festlegen Rotations chse Status xX Achse a E Y chse Motor Z Achse Motor 1 N WE Abb 5 Der Abstandsring wird zum Motor Koordinaten Manager 3D Modellentwurf Zur Definition der Bindung muss zuerst der Ring Motor 1 ausgew hlt werden dann die Kolb
121. s Teil noch zu massiv 79 Heft 1 2015 Abb 22 Materialeinsparung an der Laufschiene Zum Schluss f gen wir noch Zapfen und L cher hinzu Abb 23 mit deren Hilfe die Laufschienen beim angrenzenten Teil ein rasten damit kein Versatz entsteht Abb 23 Verbindungszapfen Geschafft Fertig zur Bestellung Preisbeispiele Die Produktion des hier dargestellten kom plexen filigranen Teils wurde bei verschie denen Herstellern angefragt Die in Tabelle l angef hrten Preise sind als Richtwert zu verstehen Doch Vorsicht Die Vergleich barkeit ist nicht immer gegeben Angebot reis Ein St ck 18 Versand und MwSt Anbieter Trinckle SoDo Sechs St ck inkl 69 Versand und MwSt 3D Activation Sechs St ck netto 112 ohne Versand 80 ft Prontotype Grundgeb hr 23 sechs St ck inkl MwSt Beta Sechs St ck brutto 97 Prototypes FabLab St ckpreis inkl Fa Aachen MwSt Tab 1 Preisbeispiele Das FabLab st besonders attrakt v da es zum Selbstkostenpreis druckt Es versteht sich als Labor f r jedermann In Aachen wird das Labor vom Institut f r Mensch Maschine Interaktion betrieben und wird an vier von f nf Tagen vom Institut oder den Studenten benutzt Jeweils dienstags darf jedermann die Maschinen in Anspruch neh men Massenproduktionen sind nat rlich nicht zul ssig das Drucken von sechs Teilen war schon grenzwertig Da das Drucken mehrere S
122. s ihr ber die Be dienelemente wie Kn pfe oder Regler eure Modelle komfortabel mit einem Touch screen steuert Auf YouTube k nnt hr euch zwei Beispiel videos ansehen Robo TXT mit Tablet steu ern und Robo TX mit Tablet steuern Zum Testen habe ich euch ein Beispielprogramm RoboPro_ TX TXT Tabletsteuerung zum Download hinterlegt Ich w nsche euch viel Spa beim Steuern eurer Modelle mit dem Tablet ft Computing Computing Nummernblock am Robo TX Controller Andreas Gail An vielen Stellen wird die Eingabe von Geheimnummern verlangt um Zugang zu Systemen oder auch Geb uden oder Geb udeteilen zu erlangen Nachfolgend wird gezeigt wie einfach Stan dardkomponenten von Fremdanbietern in die Welt von fischertechnik integriert werden k nnen Der Nummernblock Der nachfolgend gezeigte Nummernblock ist ein Standardbauteil welches bis heute mechanisch seit Jahrzehnten praktisch un ver ndert zur Verf gung stand z B Con rad Elektronik 709840 Abb 2 Nummernblock mit mechanischer Systemintegration Elektrische Anschl sse Abb 1 Nummernblock 3x4 Matrix Gesamtma 51 mm 64 mm Mit seiner erhabenen Tastenfeldgr e von 46 mm 57 5 mm l sst sich der Nummern block akzeptabel n das fischertechnik System integrieren Wer es genauer einge passt haben m chte muss halt doch zur Feile greifen was gem Abb 2 nicht er folgte Die einzelnen Tasten sind in einer Matrix von 3x4 angeordnet d
123. st auf einer Tr gerplatte abgesetzt Die Temperatur des Strangs wird so hoch gew hlt dass sich der Strang mit bereits liegenden Str ngen ver binden kann Abb 3 Abb 3 Kunststoff Extrusion Die Aufl sung der Objekte h ngt von der Dicke des Kunststofffadens ab und kann bei 0 1 mm liegen Nachteil Die Strukturen sind zwar in Rich tung der ausgelegten Str nge sehr stabil aber die Verbindung zwischen den Str ngen ist geringer Je nach Art des zu druckenden Objekts muss daher die Druckrichtung ge eignet gew hlt werden Weiterer Nachteil Je nach Aufl sung und Gr e der Objekte dauert der Druck mehrere Stunden Der Vorteil ist der niedrige Preis Auch hier fehlt die st tzende Wirkung wie beim Laser Sintern Man kann nicht in die Luft drucken Doch hier gibt es Abhilfe Mehrfarbig und Hohlr ume 3D Drucker nach dem Kunststoff Extru s on Verfahren k nnen auch mehrfarbig drucken Es gibt Drucker mit mehreren K pfen n die sich verschiedenfarbiges Ausgangsmaterial einspannen l sst Aufdiese Weise l sst s ch auch das Problem mit dem berbr cken der Hohlr ume behe ben Dazu ben tigt man mindestens zwei Druckk pfe Einer der K pfe druckt das echte Material der zweite ein St tzmaterial ft Mit dem St tzmaterial werden w hrend des Drucks die Hohlr ume ausgef llt Das St tzmaterial kann sp ter mit Hilfe von Lauge aufgel st und aus dem Objekt her ausgeschwemmt werden Dieses Ve
124. stellrad Das vollst ndige Getriebe f r eine Dezimal stelle ist in Abbildung 25 dargestellt Die Metallachse 90 ragt 7 5 mm aus dem ver schraubten Zahnrad Z10 heraus Abb 25 Getriebe f r eine Dezimalstelle Mechanisches Rechnen Die Getriebeeinheiten werden von links nach rechts zusammengebaut Dabei orien tiert man sich an Abbildung 2 Bei der ab schlie enden Lagerstange rechts ist zu be achten dass die Ansenkung des Bausteins 15 mit Ansenkung au en liegt und die Bau platte 30x15 mit einem Zapfen die einge steckte Kunststoffachse 50 mit Vierkant sichert Als n chstes werden die Klinkenbl cke f r die Einstellr der eingesteckt Durch Ver n dern der H he des Bausteins 30 kann die St rke der Rastung so eingestellt werden dass sie deutlich sp rbar und h rbar ist das Einstellrad aber ohne allzu gro en Kraftauf wand in beide Richtungen aus der Rastung gedreht werden kann Die Kunststoffachse sollte sich haupts chlich vertikal biegen und nicht n Laufrichtung des Rads Abb 26 Klinkenblock Nun muss eine Nulleinstellung vorgenom men werden Dazu geht man Stelle f r Stelle von rechts nach links vor und dreht die verschraubten Zahnr der Z10 bis an der jeweiligen Stelle im eingerasteten Zustand die Stege vertikal sind und die Ziffer 0 zu sehen ist Abbildung 27 Beim Drehen des rechten Z10 springt der Vierkant in der Ansenkung beim Drehen der anderen Z10 muss man den Steg der rechten benachbart
125. t einem fischertechnik Getriebe realisierbare Unter setzung von 1 40 Schnecke auf Z40 ver wendet Eine Ewigkeitsmaschine mit zehn Z40 l sst sich sogar noch etwas kompakter auf einem Experimentierboard unterbringen Abb 5 u Ea J Abb 5 Ewigkeitsmaschine auf einer Experimentierplatte Mechanisches Rechnen Montiert man das letzte Z40 fest und schlie t vorne einen guten alten grauen fischertechnik Motor an 8 000 U min bei 9V Betriebsspannung dann berechnet sich die Zeit T die vergeht bis das letzte zehnte Z40 um einen Zahn weitergedreht wurde wie folgt 40 8000 Unwahrscheinlich dass der graue Motor mit bereits 40 Jahren Berufserfahrung das noch erlebt min 62 343 98 Jahre Aber mit diesem Modell l sst sich exponen tielles Wachstum zum Anfassen konstru ieren ideal f r eine anschauliche Mathema tikstunde Eine fischertechnik Designer Datei des Modells gibt es hier zum Download Quellen 1 Dietrich D rner Die Logik des Miss lingens Strategisches Denken in komplexen Situationen rororo 1992 2 RulfNeigenfind Wie erkl ren Sie jemand der Sie fragt wie ein Com puter funktioniert wie ein Computer funktioniert IBM Deutschland 1980 3 Douglas Adams The Hitchhiker s Guide to the Galaxy Del Rey 1978 4 Arthur Ganson Machines 43 Heft 1 2015 Pneumatik Druckminderer ft Stefan Falk Wer fischertechnik Modelle mit viel Pneu
126. terer Vorteil Es gibt ein fertiges Werkzeug zum Erzeugen von Stirnzahnrad Profilen Das Werkzeug nimmt als Para meter die geplante Z hnezahl und das Modul ggf noch den Eingriffswinkel Wahl der Z hnezahl Durchmesser des Zahnkranzes Die Idee der gebogenen Zahnstange ist ein flaches Teil das mit dem gebogenen 60 Winkeltr ger verschraubt werden kann Der ganze Kranz soll aus sechs Teilen zu sammengesetzt werden k nnen Daher muss die geplante Z hnezahl des ganzen Kreises durch sechs teilbar sein Die in Abb 7 dargestellten m glichen Zahnkr nze haben 120 126 134 142 150 156 Z hne Aber nur die Kr nze mit 120 126 und 134 s nd klein genug dass s e n den Ring passen nnn nf Abb 7 M gliche Zahnkranzvarianten Querschnittsfl che eines Zahnrades Die Querschnittsfl che eines Zahnrades kann man am besten an dem Zahnrad mit 40 Z hnen erkennen 31022 In diesem Zusammenhang erkennt man sehr schnell dass die 3D Daten aus dem FT Designer nur grob modelliert sind Ganz deutlich sichtbar an dem Zahnrad Die Z hne s nd real angespitzt auch fehlen die Zahnkonturen Evolventen Abb 8 Z40 im fischertechnik Designer Abb 9 Z40 mit Evolventen und Anspitzung Die Vorgehensweise Daten aus dem ft Designer zu bernehmen und als real anzu sehen ist keine vern nftige Methode Man ist gut beraten den guten alten Messschie ber herauszuholen Auch die Abmessungen von den gebogenen Winkel
127. tr gern stimmen nicht mit der Realit t berein Tipps amp Tricks 5 mm 4 mm 3 4 mm 4 4 mm Abb 10 Zahnma e Um einen rotationssymmetrischen K rper zu konstruieren erstellt man s innvollerweise die Querschnittsfl che und erzeugt daraus einen Rotationsk rper um einen gegebenen Mittelpunkt in diesem Fall um 60 gedreht as E P Z Abb 11 Rotationsk rper 60 Das Zahnrad Profil Werkzeug erzeugt die Z hneform als 2D Kurve die man zu einem 3D Objekt umformt und dann eine boole sche Subtraktion mit dem zuvor rotierten K rper macht Alle berschneidungen der beiden K rper werden weggeschnitten f f Fe ji 2 A d _ my P r f 3 Abb 12 Entwicklungsschritte des Zahnradprofils 77 Heft 1 2015 Befestigung am Ring Um den Zahnkranz an dem Statik R ing zu befestigen bietet sich eine Kontur wie die Statik Streben an Auch hier gilt Nachmes sen ist besser Abb 13 Abb 13 Bema ung von Senkung und S Riegel Loch in Statik Strebe Die Tiefe der Senkung ist 0 8 mm Die Sen kung befindet sich bei den neuen Streben naja seit den 80er Jahren auf beiden Sei ten Damit bleibt n der Mitte 1 2 mm Material brig Die einfachste Methode der Befestigung ist eine Platte der Dicke 2 8 mm die au en am Zahnkranz angesetzt wird In diesem Fall ist es ein Rechteck das wieder in eine Rota tio
128. tunden dauert ist es nicht m glich den Druck live zu verfol gen Man kann das Teil n der Regel n der folgenden Woche abholen Weiterhin versteht sich das Labor als Open Source wonach die gedruckten Objekte ffentlich gemacht werden m ssen Gnu Public License Als Ver ffentli chungsplattform wird das Universum der Dinge Thingiverse vorgegeben Der Zahnkranz hat dort die Artikelnummer 551619 und steht zum Download bereit Andruck bei Trinckle Da man kein Gef hl f r die Belastbarkeit und die Aufl sung durch Betrachten der Webshops gewinnen kann wurde zu Test zwecken e n Teil bei Trinckle bestellt Das Ergebnis ist sehr gut die Aufl sung sehr fein Selbst die kleinen Zapfen sind gut ausgepr gt und funktionieren auf Anhieb Abb 24 Erst bei sehr naher Betrachtung erkennt man die Dicke des Ausgangs material Strangs Abb 25 Das Objekt ist ausgesprochen stabil und f hlt sich an wie ein echtes fischertechnik Teil ft Abb 24 Prototyp von Trinckle Originale fischertechnik Teile sind durch die Verwendung von Polyamid PA Nylon allerdings noch deutlich z her und robuster m Abb 25 Detailansicht Z hne Laufschiene Teile aus dem FabLab Aachen Die Teile aus dem FabLab Aachen sind etwas grober da der Drucker die Aufl sung nicht erreicht die bei Trinckle m glich ist Abb 26 Prototyp aus dem FabLab Aachen Dennoch ist das Teil passgenau und auf An hieb funktionsf h
129. uhr Achse links gibt es zwei k rzere Achsen f r die Stromab nahme Je zwei querliegende Metallachsen k nnen die Verbindung zwischen Stromzu fuhr und abnahme herstellen wenn sie un ten liegen Die Querachsen unterbrechen aber den Kontakt wenn sie durch die S Riegel in den Statiktr gern ber die Seil rollen auf den Achsen angehoben werden 54 ft Abb 10 und 14 zeigen die rechte und linke Seite des Modells gr er Abb 8 Das fertige Modell Die lange Stromversorgungs Achse auf der rechten Modellseite steckt in zwei BS7 5 die auf einer Kombination von BS15 und BS5 angebracht sind 2 Abb 9 Die lange Stromzufuhr Achse rechts Die Zuleitung wurde von hrem Stecker be freit und zusammen mit der Achse so n den BS7 5 eingeschoben dass a der Kontakt zwischen Leitung und Achse hergestellt und b die Achse durch die Klemmwirkung sogar gegen Herausrutschen gesichert ist Wir ben tigen also keine weiteren Klemm r nge und kommen ohne den guten alten Klemmkontakt 31338 aus Auf der linken Seite befinden sich zwei Stromabnahme Achsen je eine f r die bei den Kontrolllampen Abb 11 Jede von ihnen tr gt w eder eine Zuleitung ohne Stecker durch einfaches Einklemmen n den BS7 5 Die vordere Leitung aus Sicht der Verschiebegriffe f r Wolf Schaf Kohlkopf und Bauer geht zur roten Kontrolllampe Elektromechanik Abb 10 Das Modell von rechts Wolf frisst Schaf die hintere zur gelben Sch
130. us Belmont Ohio zum Patent angemeldet Am 27 06 1916 wurde hm das Patent auf den Educated Monkey erteilt Abb 2 zweieinhalb Jahre sp ter am 26 11 1918 erhielt er ein zweites Patent auf die Mechanik Abb 3 JR _ THE It M EDUCATED MONKEY Abb 2 Educated Monkey US Patent Nr 1188490 vom 27 06 1916 4 Das von seiner Educational Novelty Com pany von 1915 bis 1922 verkaufte aus Blech hergestellte Rechenspielzeug ist heute ein begehrtes Sammlerobjekt 5 19 Heft 1 2015 5 2 A 2 5 nn amp gl IO 18 25 40 5 70 88 oo 3 8 15 2 2 0600 9 wm 6 Z 2 2 CR 90 W m EEA EEEE SE S E A E S U ER X Abb 3 Mechanik des Educated Monkey US Patent Nr 1286112 vom 26 11 1918 4 ber den Hintergrund des Namens Consul gibt es lediglich Spekulationen Eine sehr plausible f hrt hn auf den Dokumentarfilm Consul the Great Crosses the Atlantic des Filmpioniers Charles Urban 1867 1942 aus dem Jahr 1909 zur ck der den ersten Besuch eines n Europa ber hmten dressierten Affen namens Consul in den USA zeigt Abb 4 Soenneckens kleiner Rechner von 1889 Ouelle rechnen ohne strom de 5 20 ft Tats chlich hat der Consul deutsche Wur zeln 5 Der Verlag Friedrich Soennecken aus Bonn hatte bereits seit 1889 den klei nen Rechner im Angebot Abb 4 eine mechanische Rechenmaschine mit sehr hnlichem Funktionsprinzip wie das Patent von Fried
131. w sin Dabei sind a b und w konstant lediglich A ver ndert sich wenn der Fu F verscho ben wird Wir versuchen nun A durch xz auszudr cken Im rechtwinkligen Drei eck mit den Ecken E D und xz 0 gilt cos 41 sin 4 und x b sin Damit k nnen wir in unserer Funktionsglei chung sin und cos ersetzen und erhalten y als Funktion von xz X Y b 2a cos w 1 77 l XL PAUSID On 21 Heft 1 2015 Damit y f x eine lineare Funktion ist muss der Wurzel Term unabh ngig von X gleich 0 sein Jetzt k nnen wir unsere Be dingung mathematisch exakt formulieren Die H nde des Rechenaffen bewegen sich genau dann auf einer Geraden wenn gilt b 2a cosw 0 bzw b 2a cosw Wir sehen Damit die Bedingung erf llt ist m ssen die Bein und Arml ngen unseres Rechenaffen n einem bestimmten Verh lt nis zueinander stehen das wiederum von der Gr e des gew hlten festen Winkels w abh ngt ft Die Modellkonstruktion Damit die Beine unseres Rechenaffen auch echten Beinen hneln sollten sie wie beim originalen Consul ein leicht gebogenes Kniegelenk besitzen F r die Wahl des rich tigen L ngenverh ltnissen von Beinen zu Ober Armen gehen wir aber zun chst ein mal von geraden Beinen aus die L nge eines abgeknickten Unterschenkels l sst sich sp ter leicht experimentell bestimmen In dem fischertechnik Modell des Consul in
132. wertung eine Ziffer im Bereich 0 9 erge ben hat Au erdem wird noch die Auswer tung der Werte 98 und 99 vorgenommen Alle anderen Auswertungsergebnisse werden einfach bergangen Im Falle des Auswertungsergebnisses 98 Taste wird die Variable DoEnter 1 gesetzt Dieses kann an einer anderen Programm stelle ausgewertet die parallel zum Haupt programm l uft H erbei k nnte dann der eingegebene Code TotalResult mit einem geheimen Code verglichen werden ft no 0 key 0 9 0 99 Computing NextKey 0 O O FP48 Int16 ae 0 key all clear 10000 0 DigitCount 0 A 98 0 ED ResutBo Au Ausgang 0 TotalResult 0 otalResult 0 1 all Abb 12 Unterprogramm ResultDisplay Anwendungsbeispiel Zugangs kontrolle 1 Hier nun ein Beispiel wie der Nummern 2 block in eigene Modelle eingebaut werden kann Nach folgender Eingabe ffnet sich das Tor bleibt 15 Sekunden ge ffnet und 3 schlie t sich wieder mit einem Warnton i Eingabe Beginn 4 1234 gew hlter geheimer Zugangs code Best tigung der Eingabe Quellen Wikipedia Watchdog Caseblo Cosijal fischertechnik Kontoautomat YouTube 2013 kinderundtechnik fischertechnik ROBO TX Controller Keypad LC Display IC YouTube 2013 Gail Andreas fischertechnik Num mernblock Zugangskontrolle YouTube 2015 97 Heft 1 2015 t Abb 13 und 14 T r mit Codeeingabe und

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