Gebäudesystemmechanik

Mechanik - Bausystem

Bereits 2012 investierte ENGINO® massiv in die weitere Forschung, um die dritte Generation von Konstruktionsspielzeugen zu entwickeln. In MINT-Fächern werden diese als Roboterbausätze bezeichnet. Solche fortschrittlichen Bausätze erfordern hochpräzise Mechanismen und robustere Konstruktionen, die auch nach intensiver Beanspruchung, beispielsweise bei Roboterwettbewerben, zusammengebaut und funktionsfähig bleiben.

Die ENGINO®-Philosophie legt den Schwerpunkt auf Spielbarkeit, Kreativität und Pädagogik statt auf technische Modellierung. Da die ENGINO®-Roboter jedoch immer mehr mit elektronischen Steuerungen und Sensoren ausgestattet wurden, wurde 2017 der Bedarf an einem spezialisierten System deutlich. Zu diesem Zeitpunkt begann ein großes Forschungsprojekt mit der Entwicklung, Prototypisierung, Erprobung und Produktion eines neuen technischen Systems, das unseren pädagogischen Werten gerecht wird.

Unser neues Mechaniksystem, das Anfang 2021 auf den Markt kam und patentiert wurde, besteht aus einer Bibliothek von Komponenten, die mit den ClassicENGINO®-Teilen zusammenarbeiten und dabei die Eigenschaften der Kreativität und Rekonfigurierbarkeit des Originalsystems so weit wie möglich bewahren. Schüler ab 9 Jahren können aktiv an der Erstellung fortgeschrittener Modelle teilnehmen und tiefer in die Geheimnisse von Wissenschaft und Technologie eintauchen. Mit zunehmendem Alter können sie spezialisiertere Komponenten verwenden, um ausgefeilte Mechanismen zu entwickeln, die reale Maschinen und Roboter simulieren. Die Mechanikbibliothek umfasst rund 100 verschiedene Komponenten, darunter neue Räder und Achsen, Balken und Verbindungsstücke sowie einige beeindruckende Verriegelungstechnologien – alle kompatibel mit den ENGINO® Classic-Teilen!

Verbinden der Balken

Balken können mithilfe unserer speziell entwickelten Steckachsen wie Ziegelsteine nebeneinander verbunden werden. Mit unseren neuen patentierten Balkenverbindern können sie aber auch linear in verschiedenen Winkeln verbunden werden! Eine der größten Innovationen des ENGINO® Mechanics-Systems besteht darin, dass sich die Balken mithilfe der speziellen Achsenadapter einfach mit dem Classic-System verbinden lassen.

Verbinden der Räder

Diese Achsadapter verbinden nicht nur klassische Teile mit Mechaniken, sondern eignen sich auch hervorragend zum einfachen Anbringen unserer neuen reibungsarmen Räder und Zahnräder an Modellen. Bei größeren Modellen können die Räder aufgrund ihres höheren Gewichts abbrechen. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein spezielles Bauteil entwickelt, das eine Mischung aus ENGINO®-Klassikstangen und Mechanikbalken darstellt. Dieses Teil ermöglicht eine absolut sichere Verbindung, sodass Räder oder Zahnräder an den Modellen befestigt bleiben können. Es gibt verschiedene Teile, die diese Geometrien kombinieren und jungen Baumeistern vielfältige Möglichkeiten bieten, funktionalere mechanische und robotisierte Modelle zu bauen.

Verbinden der Achsen

Das neue Mechaniksystem nutzt Achsen, um die verschiedenen technischen Teile miteinander zu verbinden. Es gibt verschiedene Achsgrößen, die jeweils einem bestimmten Zweck und einer bestimmten technischen Anwendung dienen. Beim Bau technischer Modelle ist es wichtig, Bewegungen über längere Distanzen zu übertragen. Zu diesem Zweck haben wir eine Reihe von Achsverbindern entwickelt, mit denen die Achsen einrasten. Diese Verbinder sind in verschiedenen Größen erhältlich und verbinden Achsen linear, um sie auf die gewünschte Länge zu verlängern. Es gibt sogar ein spezielles Teil, um Achsen vertikal an Balken zu befestigen!

In vielen Fällen muss die Bewegungsrichtung um einen beliebigen Winkel geändert werden. Die Übertragung von Kraft in einem Winkel ist eine ziemliche Herausforderung, aber Ingenieure haben diese Herausforderung tatsächlich gelöst, indem sie vor Jahrhunderten das Kardangelenk erfanden. Das neue Mechaniksystem enthält sogar die Spezialteile zur Modellierung eines solchen Gelenks! Alle diese Achsen verfügen über ein einzigartiges Designmerkmal: die geschlitzte Spitze. Diese patentierte Form der Spitze dient zwei Zwecken. Der offensichtliche Grund ist das Einrasten, wenn eine Achse in die Aufnahmelöcher von Balken, Zahnrädern und Rädern eingesetzt wird. Der Schlitz ermöglicht die Auslenkung der Spitzen und ein sanftes, wiederholbares Klicken.

Verriegeln der Anschlüsse

Der zweite Zweck der geschlitzten Spitze an den Achsen macht sie zu einem Mehrzweckwerkzeug! Ein Sicherungsstift kann in den Schlitz eingeführt werden. Sobald er einrastet, hält er ein Teil sicher am anderen fest, wie ein Verschluss. Beim Versuch, die Teile auseinanderzuziehen, begrenzen die Flügel des Sicherungsstifts im Schlitz die Auslenkung der Achse und zwingen die Teile, verbunden zu bleiben. Doch so einfach wie der Stift eingeführt ist, lässt er sich auch wieder entfernen! Ziehen Sie den Stift einfach zuerst heraus, entweder mit den Fingern oder mit dem innovativen Ausziehwerkzeug, und schon sind die Teile entriegelt und gelöst.

Einschalten der Modelle

Die Fähigkeit, Modelle mithilfe von Motoren zu animieren, ist der erste Schritt vor der Einführung von Robotik. Die neuen ENGINO®-Motoren sind mit einer abnehmbaren Achse mit Schnappverschluss ausgestattet, sodass sie bei Überbeanspruchung einfach ausgetauscht werden kann. Das Hochleistungsgetriebe im Gehäuse erreicht ein hohes Drehmoment und versorgt wahlweise zwei Ausgänge mit Strom, einen schnellen und einen langsameren, sodass der Benutzer zwischen zwei Geschwindigkeiten wählen kann. Es gibt zwei Motorversionen, eine mit eingebautem Batteriefach und eine mit Robotikkabel. Da wir in der neuen Welt der erneuerbaren Energien leben, konnten wir die Möglichkeit, den Motor ausschließlich mit Solarenergie zu betreiben, nicht auslassen! Das Solarpanel von ENGINO® hat eine große Oberfläche, um bei direkter Sonneneinstrahlung genügend Spannung zu erzeugen, um selbst große Modelle wie das Riesenrad mit Strom zu versorgen!

Arbeiten mit Zahnrädern

Das neue Mechaniksystem von ENGINO® umfasst eine Reihe hochpräziser Zahnräder, die für eine gleichmäßige Bewegung sorgen und Kraft von einer handbetriebenen Kurbel oder einem Motor übertragen. Dabei werden Geschwindigkeit und Drehmoment basierend auf dem mechanischen Vorteil einfacher Maschinen verändert. Es gibt Stirnräder in drei Größen, ein modulares Schneckengetriebe, das sich für längere Schnecken stapeln lässt, eine Zahnstange zur Umwandlung von Dreh- in Linearbewegungen und ein Kegelradgetriebe zur Richtungsänderung um 90 Grad. Die zentrale Achsnabe der Zahnräder ist per Schnappverschluss mit den verschiedenen Wellen des Systems verbunden und wird mithilfe des patentierten Sicherungsstifts sicher fixiert. So bleiben die Zahnräder auch bei hoher Belastung an ihrem Platz!

Arbeiten mit Riemenscheiben

In modernen Maschinen werden Zahnräder aufgrund ihrer kompakten Größe und Effizienz häufiger verwendet. Eine andere einfache Maschine, der Flaschenzug, wird jedoch seit der Antike verwendet und hat auch heute noch ihre Anwendung! Jüngere Schüler verstehen mechanische Vorteile leichter, wenn sie Flaschenzüge verwenden. Das Mechaniksystem von ENGINO® verfügt über drei Flaschenzuggrößen, die austauschbar verwendet werden können, um verschiedene Experimente und Maschinenkonfigurationen durchzuführen.

Arbeiten mit Nocken und Kurbeln

Um Kreisbewegungen in wechselseitige Bewegungen umzuwandeln, wie beispielsweise bei einem Automotor, ist der Einsatz von Nocken erforderlich. Durch den Einsatz von Nocken in ihren Modellen können Schüler wertvolle Erkenntnisse gewinnen und verstehen, wie Nocken nicht nur die Bewegungsart verändern, sondern auch als Zeitgeber fungieren können. ENGINO® bietet zwei Arten von Nocken für Lehrzwecke an: die traditionelle eiförmige Nocke und die Schneckennocken.

Arbeiten mit Hebeln und Gestängen

Die neuen Balken des Mechanics-Systems sind nur halb so breit wie die klassischen ENGINO®-Stäbe und dadurch stabiler und robuster. Sie eignen sich ideal zum Erstellen von Hebeln und Verbindungen sowie zur Bewegungsverstärkung. Sie können mit den einfacheren klassischen Stäben kombiniert werden und ermöglichen eine variable Komplexität je nach den Fähigkeiten des Schülers.

Wellen herstellen

Die Kraftübertragung kann durch die Verwendung einzelner Achsen oder Wellen erfolgen. Für größere Distanzen reicht eine einzelne Achse jedoch nicht aus. Das System umfasst Achsverbinder, mit denen sich die Achsen durch einfaches Zusammenstecken per Schnappverschluss auf jede gewünschte Länge verlängern lassen. Neben geraden Verbindern verfügt das ENGINO®-System über Kardangelenke, die sich hervorragend zur Änderung des Kraftübertragungswinkels eignen!

Roboter leicht drehen lassen

Wenn Schüler Robotermodelle bauen, werden sie häufig gebeten, diese für gängige Aufgaben wie das Folgen von Linien oder das Vermeiden von Hindernissen zu programmieren. Es gibt verschiedene Methoden, ein Roboterauto zum Wenden zu bringen. Eine der effizientesten Methoden, die eine Drehung auf der Stelle ermöglicht, ist die Verwendung eines zentralen Kugellenkrads. Die Metallkugel wird zwischen zwei Stützflügeln gefangen und kann sich bei minimaler Reibung frei drehen.

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