LEGO®-Ingenieurskunst E-Book

JEFF FRIESEN

• Herausgeber: dpunkt.verlag
• Kategorie: Lebensstil
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2023

Seitenzahl: 98

Beschreibung

Technische Meisterleistungen mit LEGO veranschaulicht - Bilder echter Bauwerke und Konstruktionen, gepaart mit Bauanleitungen für LEGO-Modelle - kurze, illustrierte Erklärung wichtiger Konstruktionsprinzipien - für Kinder und ErwachseneDie Statik beim Brückenbau, der Aufbau eines Turmkrans, die Funktionsweise einer Magnetschwebebahn, die Internationale Raumstation und viele andere Wunder der Technik: "Der LEGO Ingenieur" zeigt all das und lädt Sie zum Konstruieren ein. Neben den Modellen technischer Meisterleistungen aus LEGO finden Sie Fotografien aus der realen Welt. Mit Schritt-für-Schritt Anleitungen bauen Sie Beispiele der Ingenieurskunst im Microscale-Maßstab nach. Lernen Sie spielerisch Fachbegriffe aus Maschinenbaus, Elektrotechnik und anderen Bereichen des Ingenieurswesens kennen. Die Bauanleitungen sind mit exklusiven Teilelisten versehen. Dieses Buch ist von der LEGO@-Gruppe weder unterstützt noch autorisiert worden.

Leseprobe

LEGO®-INGENIEURSKUNST

JEFF FRIESEN

AUS DEM ENGLISCHEN VONRALF J. KLUMB

Jeff Friesen

Lektorat: Gabriel Neumann

Lektoratsassistenz: Anja Ehrlich

Übersetzung: Ralf J. Klumb, The Wordworms, Berlin

Copy-Editing: Claudia Lötschert, www.richtiger-text.de

Satz: inpunkt[w]o, Wilnsdorf, www.inpunktwo.de

Herstellung: Frank Heidt, Stefanie Weidner

Umschlaggestaltung: Eva Hepper, Silke Braun, nach Vorlage von No Starch Press Inc.

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

ISBN:

Print

978-3-86490-970-2

PDF

978-3-98890-054-8

ePub

978-3-98890-055-5

mobi

978-3-98890-056-2

1. Auflage 2023

Translation Copyright für die deutschsprachige Ausgabe © 2023 dpunkt.verlag GmbH

Wieblinger Weg 17, 69123 Heidelberg

Copyright © 2022 by Jeff Friesen. Title of English-language original: The LEGO Engineer, ISBN 9781718502505, published by No Starch Press Inc. 245 8th Street, San Francisco, California United States 94103. The German-language 1st edition Copyright © 2023 by dpunkt.verlag GmbH under license by No Starch Press Inc. All rights reserved.

Hinweis:

Dieses Buch wurde mit mineralölfreien Farben auf FSC®-zertifiziertem Papier aus nachhaltiger Waldwirtschaft gedruckt. Der Umwelt zuliebe verzichten wir zusätzlich auf die Einschweißfolie. Hergestellt in Deutschland.

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LEGO, LEGO-Figuren und LEGO-Bausteine sind Warenzeichen der LEGO-Gruppe. Dieses Buch ist von der LEGO-Gruppe weder unterstützt noch autorisiert worden.

Alle Angaben und Programme in diesem Buch wurden mit größter Sorgfalt kontrolliert. Weder Autor noch Verlag noch Übersetzer können jedoch für Schäden haftbar gemacht werden, die in Zusammenhang mit der Verwendung dieses Buches stehen.

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Für meine Großeltern,die ein kleinesLeben so viel größererscheinen ließen.

INHALTSVERZEICHNIS

VORWORT

EINLEITUNG

TECHNIK MIT LEGO

BAUANLEITUNG

BRÜCKEN UND TUNNEL

BALKENBRÜCKE

BAUE EINE LEGO-BALKENBRÜCKE

BOGENBRÜCKE

BAUE EINE LEGO-BOGENBRÜCKE

FACHWERKBRÜCKE

BAUE EINE LEGO-FACHWERKBRÜCKE

AUSLEGERBRÜCKE

BAUE EINE LEGO-AUSLEGERBRÜCKE

HÄNGEBRÜCKE

BAUE EINE LEGO-HÄNGEBRÜCKE

SCHRÄGSEILBRÜCKE

BAUE EINE LEGO-SCHRÄGSEILBRÜCKE

TUNNEL UND TUNNELBOHRMASCHINE

BAUE EINE LEGO-TUNNELBOHRMASCHINE

ZÜGE UND MEHR

DAMPFZUG

BAUE EINEN LEGO-DAMPFZUG

DIESELELEKTRISCHER ZUG

BAUE EINEN DIESELELEKTRISCHEN LEGO-ZUG

SHINKANSEN-ZUG

BAUE EINEN LEGO-SHINKANSEN-ZUG

MAGNETSCHWEBEBAHN

BAUE EINE LEGO-MAGNETSCHWEBEBAHN

HYPERLOOP

BAUE EIN LEGO-HYPERLOOP

DINGE, DIE SCHWIMMEN

KREUZFAHRTSCHIFF

BAUE EIN LEGO-KREUZFAHRTSCHIFF

CONTAINERSCHIFF

BAUE EIN LEGO-CONTAINERSCHIFF

TITANIC

BAUE EINE LEGO-TITANIC

LUFTKISSENBOOT

BAUE EIN LEGO-LUFTKISSENBOOT

UNTERSEEBOOT

BAUE EIN LEGO-UNTERSEEBOOT

FLUGMASCHINEN

LUFTSCHIFF

BAUE EIN LEGO-LUFTSCHIFF

FLUGZEUG

BAUE EIN LEGO-FLUGZEUG

HUBSCHRAUBER

BAUE EINEN LEGO-HUBSCHRAUBER

DÜSENFLUGZEUG

BAUE EIN LEGO-DÜSENFLUGZEUG

BEEINDRUCKENDE GEBÄUDE

VERDREHTER WOLKENKRATZER

BAUE EINEN VERDREHTEN LEGO-WOLKENKRATZER

BEGRÜNTES GEBÄUDE

BAUE EIN BEGRÜNTES LEGO-GEBÄUDE

PENCIL TOWER

BAUE EINEN LEGO-PENCIL-TOWER

DAS INTERLACE

BAUE EIN LEGO-INTERLACE

TURMDREHKRAN

BAUE EINEN LEGO-TURMDREHKRAN

RAUMFAHRT

RAKETENABSCHUSSRAMPE

BAUE EINE LEGO-RAKETEN-ABSCHUSSRAMPE

FALCON HEAVY

BAUE EINE LEGO-FALCON-HEAVY

INTERNATIONALE RAUMSTATION

BAUE EINE INTERNATIONALE LEGO-RAUMSTATION

WELTRAUM-START-SYSTEM

BAUE EIN LEGO-WELTRAUM-START-SYSTEM

DANKSAGUNGEN

BILDNACHWEIS

LITERATURVERZEICHNIS

STICHWORTVERZEICHNIS

VORWORT

Wenn man einmal von den Versuchen mit Dreck und Stöcken absieht, dann ist es wohl LEGO, mit dem unzählige Kinder (und vielleicht ebenso viele Erwachsene) ihre erste Berührung mit der Welt der Ingenieurskunst erleben. Viele der Lektionen in Universitätsvorlesungen waren bereits intuitiv von Studenten durch Zusammenbau, Testen, Fallenlassen, Zerbrechen, Werfen und Wiederzusammenbau dieser einfachen Plastiksteine erlernt worden. LEGO fördert außerdem technische Fähigkeiten, die nicht in College-Kursen vermittelt werden können, wie Neugier, Kreativität, Geduld und Beharrlichkeit. Es ergibt Sinn, dass ein so begnadeter LEGO-Künstler wie Jeff Friesen eine Serie von Modellen ausgewählt hat, die viele der berühmtesten technischen Errungenschaften der Welt feiern.

Begleitend zu jeder meisterhaft designten Replik liefert Jeff eine Miniatur-Unterrichtseinheit zu den zugrunde liegenden technischen Prinzipien. Forschung zur Lehre demonstriert fortlaufend eine starke Verknüpfung zwischen Lernen und körperlicher Bewegung. Ich bin sicher, dass ich nicht der einzige Mensch bin, der während eines Spaziergangs oder bei manueller Arbeit ein Problem gelöst hat beziehungsweise dem dabei eine Erleuchtung kam. Bewegung und Berührung können die Art und Weise neu formen, in der unser Gehirn Informationen verarbeitet und speichert; deshalb ist der Bau eines Modells beim Studieren der zugrunde liegenden Wissenschaft mehr als lohnenswert; es ist eine vollkommen überragende Art, um etwas Neues zu lernen.

Ich kann mich noch an meine ersten durch LEGO gewonnenen Erkenntnisse erinnern, einschließlich der Festigkeit von Verbindungen versetzter Steine, der Beziehung zwischen der Breite eines Turmfundaments und seiner Stabilität und des Stolzes, der aufkommt, wenn man eine Idee durch Planung und Design schließlich als Konstruktion realisiert. Jahrzehnte später entfachen diese frühen Inspirationen noch immer meinen Enthusiasmus für die Technik. Unsere verrückte Welt hat ein scheinbar unendliches Angebot an herausfordernden und wichtigen Problemen, die es zu lösen gilt, und wir brauchen eine entsprechende Zahl leidenschaftlicher Ingenieure und technisch gesinnter Menschen. Die folgenden Seiten werden garantiert das Interesse und die Freude an den Orten, Strukturen und Maschinen aufkommen lassen, die wir auf technische Weise realisieren.

Grady HillhouseCreator, Practical Engineering

Dieses Buch enthält Anleitungen für über 30 exklusive Modelle, die nicht bei LEGO erhältlich sind.

Die benötigten Teile, für einzelne Modelle jeweils abgepackt als Bausatz, bietet der Webshop von The Brickworms an: www.thebrickworms.com

EINLEITUNG

Jedes LEGO-Projekt ist ein technisches Projekt. Der Weg von der gedanklichen Vorstellung einer LEGO-Kreation bis zur Fertigstellung eines Modells spiegelt den technischen Designprozess wider, in dessen Verlauf Ingenieure ein Problem erkennen, eine Lösung finden und diese durch unzählige Tests und Modifikationen optimieren.

LEGO-Konstrukteure sind ebenfalls bemüht, ihre Entwürfe zu verbessern, und genau wie Ingenieure müssen sie sich innerhalb eines Satzes von Anforderungen und Einschränkungen bewegen, um ihre Ideen umzusetzen. Der einfache Vorgang des Verbindens einer Handvoll Steine fordert von dir, über Geometrie, strukturelle Integrität und räumliche Beziehungen nachzudenken. Du musst deine verfügbaren Ressourcen berücksichtigen und möglicherweise in einem bestimmten Budgetrahmen arbeiten, wenn es ans Besorgen neuer Teile geht. Wenn du mit LEGO baust, wirst du zum Ingenieur.

Ingenieure schufen die erbaute Welt. Jedes Stück Technik – von dem Stuhl, auf dem du sitzt, über die Steine, mit denen du formst, bis hin zur Tinte (oder den Pixeln), die du liest – ist ein Ergebnis des technischen Designprozesses. Getrieben von Neugier, studieren Ingenieure, wie und warum Dinge funktionieren, und sie nutzen diese Kenntnisse zum Entwickeln neuer Maschinen, Systeme und Strukturen.

Neugier ist im Ingenieurwesen und im Leben eine wertvolle Eigenschaft. In den vor dir liegenden Seiten erfährst du Dinge zu technischen Wundern in deiner Umwelt, von Hängebrücken bis zu Güterzügen, von Unterseebooten hin zu Hubschraubern und von Wolkenkratzern bis zur Internationalen Raumstation. Du entdeckst außerdem Bauanleitungen für den Bau von LEGO-Modellen genau dieser Errungenschaften. Nutze diese Modelle als Sprungbrett für deine eigenen Entwürfe und baue deine ganz eigene Welt im Tischformat.

DER DESIGNPROZESS DES INGENIEURS

WO LIEGT DIE HERAUSFORDERUNG?

Bestimme das Problem. Vielleicht möchtest du einen Fluss überqueren, ohne dabei nass zu werden, oder ein hohes Gebäude errichten, das nicht in sich zusammenbricht.

ENTWERFE EINE LÖSUNG

Forsche zum Thema, betreibe Brainstorming und setze kreatives Denken ein, um eine Lösung zu entwickeln, die mit verfügbaren Ressourcen machbar ist.

BAUE EINEN PROTOTYP

Mache deinen Entwurf zur Realität, indem du das erste funktionierende Modell schaffst.

BEWERTE DIE LEISTUNG

Funktioniert der Prototyp wie erwartet? Welche Verbesserungen lassen sich vornehmen?

NEHME VERBESSERUNGEN VOR

Verfeinere deinen Entwurf und verbessere den Prototyp, damit er so effektiv wie möglich ist. Präsentiere der Welt deinen verbesserten Entwurf.

TECHNIK MIT LEGO

LEGO und Technik waren schon miteinander verknüpft, bevor der erste LEGO-Stein aus einer Form sprang. Jedes LEGO-Element ist das Ergebnis aus akribischem Design und Ingenieurleistungen, wobei jedes neue Element viele Schritte durchläuft, bevor die endgültigen Steine produziert werden. Unterdessen verfeinern Ingenieure ständig den Fertigungsablauf, experimentieren mit unterschiedlichen Materialien und Techniken, um die Herstellung von LEGO-Steinen effizienter und für eine bessere Umwelt nachhaltiger zu gestalten.

SO WERDEN LEGO-STEINE PRODUZIERT

BAUANLEITUNG

LEGO-Sammlungen sind so individuell wie Fingerabdrücke. Du hast möglicherweise nicht genau jeden Stein, der für den Bau der Modelle in diesem Buch benötigt wird. Wenn du aber denkst wie ein Ingenieur, dann hilft dir das, dieses Hindernis zu überwinden.

Ingenieure würden liebend gern nach Lust und Laune coole neue Dinge bauen, aber sie müssen sich mit Budgets, der Logistik und Einschränkungen bei den Ressourcen beschäftigen, bevor der Bau überhaupt beginnt. Kreative Problemlösung ist bei jedem Schritt des technischen Ablaufs ein ständiger Begleiter. Hier sind ein paar Ideen, um zu den benötigten Steinen zu gelangen.

STEINE AUS STEINEN MACHEN

Du kannst aus vorhandenen Steinen neue Steine zusammensetzen, wenn du dabei die erforderlichen Abmessungen berücksichtigst.

FARBEN ERSETZEN

Farbe ist eine ästhetische Wahl, aber für die strukturellen Qualitäten eines LEGO-Steins irrelevant. Ändere einfach die Farben, wie es dir gefällt.

STEINE ERSETZEN

Wie bei der Farbe haben manche Steine auch ästhetische Merkmale, die für ihre strukturelle Qualität keine Rolle spielen. Alle diese 1x2-Steine erfüllen von der Struktur her genau dieselbe Funktion.

NEUE STEINE KAUFEN

Es ist leicht, bestimmte Steine über BrickLink zu kaufen: https://www.bricklink.com. BrickLink ist eine Zusammenstellung von Onlineshops, die LEGO-Teile einzeln verkaufen. Um das von dir gewünschte Teil zu finden, gib einfach die Artikelnummer in die Suchmaschine von BrickLink ein. Die Artikelnummer eines 1x2-Steins ist zum Beispiel 3004. Die Artikelnummer findest du in der Teileliste für jedes Modell unter jedem Stein abgedruckt. BrickLink lässt dich in Shops in deinem Land suchen, um die niedrigsten Versandkosten zu erzielen.

Wenn du dir die Mühe des Suchens nach den benötigten Steinen sparen möchtest, findest du diese als Bausatz abgepackt im Webshop von The Brickworms: www.thebrickworms.com

MICROSCALE

Von Natur aus sind die Modelle in diesem Buch klein. Microscale-Modelle wie diese haben zwei entscheidende Vorteile: Sie benötigen weniger Ressourcen für den Bau, und es passt eine größere Vielfalt an Modellen auf die Seiten dieses Buchs.

BRÜCKEN UND TUNNEL

Wo der Wille besteht, ein Hindernis zu überwinden, werden Ingenieure einen Weg finden. Zum Beweis schau dir Brücken und Tunnel an.

Brücken werden als technische Meisterleistungen gefeiert, die ebenso viel Ehrfurcht hervorrufen können wie eine Naturlandschaft oder ein Kunstwerk. Es gibt sie in vielen Varianten, von einfachen Balkenbrücken bis hin zu weiten Hängebrücken, jede mit ihren eigenen Stärken und Schwächen.

Obwohl sie im Boden verborgen sind, sind Tunnel ebenso beeindruckende Infrastrukturleistungen, die einst unmögliche Reisen zu etwas Alltäglichem verwandeln. Sie erfordern spezielle Anlagen, und bis zur Fertigstellung vergehen oft Jahre.

BALKENBRÜCKE

Diese Straßenbrücke verwendet eine Balkenbrückenkonstruktion.

Ein horizontaler Balken, der an beiden Enden gestützt wird, ist eine Balkenbrücke. In ihrer einfachsten Form erfordert eine Balkenbrücke weder technisches noch menschliches Zutun irgendeiner Art: Ein Baumstamm, der einen Bach überquert, ist eine auf natürliche Weise auftretende Balkenbrücke! Dennoch: Moderne Balkenbrücken erfordern schlau konstruierte Beton- und Stahldecks, um schwere Verkehrslasten zu tragen. Sie sind heute die am weitesten verbreitete Art von Brücken und werden in der Regel für Straßenbrücken und andere alltägliche Anwendungen eingesetzt.

WARUM EINE BALKENBRÜCKE?

Balkenbrücken lassen sich einfach entwerfen und im Vergleich zu anderen Brückenarten billiger konstruieren. Sie lassen sich zudem schneller bauen, was weniger Verkehrsstörungen verursacht. Aneinandergefügt, können Balkenbrücken große Entfernungen zu geringen Kosten überspannen. Der Lake Pontchartrain Causeway in Louisiana ist zum Beispiel eine 39 Kilometer lange Reihe von Balkenbrücken und damit die weltweit längste Brücke, die Wasser überspannt.

WO LIEGEN DIE GRENZEN EINER BALKENBRÜCKE?

Die horizontale Fläche einer Balkenbrücke nennt sich Deck