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Antriebe an Fahrzeugen

Für den Antrieb von Maschinen und Fahrzeugen wurden im Laufe der technischen Entwicklung vielfältige Lösungen gefunden, die sich heute vor allem auf Verbrennungs- und Elektromotoren konzentrieren (vgl. Ruckwied, G. et al, S.34).   Um ein Fahrzeug in Bewegung zu setzen, wird eine Antriebsenergie benötigt. Für Eigenbau-Antriebe mit geringem Materialeinsatz und überschaubarer Komplexität bieten sich in der Grundschule zum einen Antriebe an, bei denen die Energie mittels elastischer Verformung der eingesetzten Materialien (Gummis oder Federn) gespeichert wird und in der Entspannungsphase dem Antrieb zur Verfügung steht (Modelle 1 und 2). Weitere Möglichkeiten sind der Bau von Antrieben durch Rückstoß von Luft (Modell 3) oder Vorschub durch Wind (Modell 4).

Gummibandantrieb

Damit die im gespannten Gummiband gespeicherte Energie für einen Antrieb nutzbar wird, muss diese auf die rotierende Achse der Räder übertragen werden. Hierfür wird das eine Ende des Gummibands am Fahrzeug und das andere an der Antriebsachse fixiert. Wenn diese entgegen der gewünschten Abrollrichtung gedreht wird, dehnt sich das Gummiband und wird dadurch gespannt. Wird die Achse freigegeben, zieht sich das Gummiband wieder zusammen und treibt dadurch die Achse an.

Entscheidend für die Leistung des Gummimotors ist die Qualität des Gummis. Dieser sollte auch nach mehreren Versuchen ein konstantes Spannungs-Dehnungs-Verhalten aufweisen und sich nicht leicht überdehnen bzw. zerreißen lassen.

Mausefallenantrieb/ Federantrieb

Bei diesem Antrieb wird die Feder einer Mausefalle genutzt, um die Fahrzeugachse anzutreiben. Damit bei der auf maximal 180° begrenzten Rotation des gespannten Metallbügels der zurückgelegte Weg vergrößert wird, wird ein Ende der Antriebsschnur an der Spitze eines Hebels befestigt. Dies führt dazu, dass bei gleichbleibendem Winkel dieser Anbindungspunkt aufgrund des vergrößerten Radius eine deutlich verlängerte Strecke auf dem Kreisbogen zurücklegt. Das andere Ende (vergleichbar zum Gummibandantrieb) wird auf der anzutreibenden Achse entgegen der späteren Abrollrichtung aufgewickelt und der verlängerte Metallbügel dadurch gespannt. Wird die Achse freigegeben, entspannt sich die Feder der Falle und die sich abwickelnde Schnur treibt die Achse des Fahrzeugs an. Dieser Antrieb ist sehr kräftig und bewirkt eine lange Fahrstrecke.

Der Umgang mit Mausefallen erfordert Sicherheitsregeln. Gespannt werden sollte die Mausefalle nur in Anwesenheit der Lehrkraft. Zusätzlich sollte der Hebel der Mausefalle mit einer Polsterung umwickelt werden.

Luftballonantrieb

Dieser Antrieb nutzt die Rückstoßkraft der aus dem Ballon ausströmenden Luft. Die beim Aufpusten mit Überdruck stark gedehnte Luftballonhaut zieht sich beim Ausströmen der Luft wieder zusammen, was den Rückstoßeffekt deutlich verstärkt.

Für den Antrieb werden ein oder mehrere Luftballons mit der Öffnung nach hinten auf dem Fahrzeug befestigt und aus hygienischen Gründen idealerweise mit einer Pumpe aufgepustet. Beim Ausströmen der Luft setzt sich das Fahrzeug entgegen der Ausströmrichtung in Bewegung. Die Leistung des Antriebs hängt sehr von der Größe des aufgeblasenen Ballons und der Elastizität seines Materials ab.

Vorschub durch Wind

Dieser Antrieb weicht in seiner Wirkweise von den anderen ab. Er ist für Kinder besonders einfach herzustellen, da das Fahrzeug nur um ein „Segel“ ergänzt werden muss. Für die Winderzeugung sind Tischventilatoren geeignet. Weniger zu empfehlen ist aus Sicherheitsgründen der Einsatz eines Föns. Je nach Intensität des extern erzeugten „Windes“ können beachtliche Fahrtstrecken zurückgelegt werden.