Der Unimog von Lego: Der Kran steht stabil auf seinen absenkbaren Stützen. Anhand der verschiedenen Farben sind die Pneumatikschläuche gut auseinanderzuhalten: Blau sind sie in den Zuleitungen, jeweils graue oder schwarze gehen zu den unteren beziehungsweise oberen Zylindern.
Unaufhaltsam rückt der Winter und damit auch das Weihnachtsfest näher – und so wird es auch bald wieder Zeit, sich Gedanken darüber zu machen, was den Kindern, auch den ausgewachsenen, Freude machen könnte. Wir haben daher Technikspielzeug in drei Varianten getestet und beobachtet, wie viel Spaß, aber auch Arbeit der Aufbau von ausgewählten Bausätzen macht. Wir haben uns gefragt: Was können Kinder beim Spielen mit diesen Sets über die Technik der hydraulischen oder pneumatischen Kraftübertragung lernen? Wie gehen Kinder und Erwachsene mit den Sachen generell um? Brauchen Kinder beim Spielen mit diesen Sets elterliche Hilfe?
Anleitung beachten, sortieren, Geduld – so können auch Achtjährige einen Truck aufbauen. Sie brauchen halt etwas länger als die empfohlene Altersgruppe von 11 bis 16 Jahre, aber sie schaffen es. Bild: Sonderleittner
Entstanden ist ein Bericht über einen Selbstversuch in einer durchaus durchschnittlichen Familie mit einem StarWars-begeisterten sechsjährigen Sohn, einer geduldig Einzelteile sortierenden achtjährigen Tochter, einem Informatiker als Papa und einer fluid-Autorin als beobachtende Mama. Um es vorwegzunehmen (und die Ausnahmedamen mögen es verzeihen): Hydraulik- und Pneumatikbausätze sind Spielzeuge für echte Männer und deren Kinder – und zwar möglicherweise in genau dieser Reihenfolge. Am Start sind drei Vertreter von Technikspielzeug mit pneumatischem beziehungsweise hydraulischem Bezug. Da wären zum einen zwei Hydraulik- und Pneumatikbausätze von der Firma Winkler Schulbedarf, dann ein Konstruktionskasten von fischertechnik (Profi Pneumatic 3) und schließlich der Unimog U400 von Lego Technic.
Zuerst machte sich die Testfamilie über den Aufbau des prestigeträchtigen Legotrucks her. Es ist ein detailgetreuer Nachbau des Mercedes Unimog U 400 in dem Maßstab 1:12,5 – bezeichnenderweise erschienen in der Reihe ‚Lego for men‘. Gegessen wird 1,5 Tage lang am Couchtisch oder als Picknick auf dem Boden, da mehr als 2000 Teile, aus 26 Tüten befreit, den Esstisch vollständig in Beschlag nehmen. Anders geht es nicht, denn schließlich will keiner die sorgsam nach Bauabschnitten sortierten Teile nochmal neu zusammensuchen. Das Sortieren der Teile nimmt im Schnitt eine Viertelstunde pro Bauabschnitt in Anspruch.
Deren gibt es vier: Chassis, Führerhaus, Ladefläche sowie Kran und Winde. Wer mit Legoprojekten dieser Größenordnung keine Erfahrung hat, weiß es noch nicht, wird aber ziemlich schnell merken, dass es Sinn macht, Achsen, Buchsen, Zahnräder, Klein- und Kleinstbauteile, Verbindungsteile (nach Größe) sowie alle größeren Bauteile übersichtlich und voneinander getrennt vor sich aufzubauen. Wir hatten dafür gefühlte 25 Tupperschüsseln im Einsatz. Übrigens sucht man vergeblich nach den klassischen Lego-Noppensteinen – alles ist mit Lochbalken und speziellen Technikelementen zusammengefügt.
Schnell wird klar, dass die mater familias sich besser an ihre Rolle des Beobachtens und Dokumentierens hält. Denn wann immer sie dem sechsjährigen Sohn beim Aufbauen helfen möchte, zeigt sich, dass, bis auch die ambitionierteste Mutter die Anleitung verstanden und vorgelesen hat, der Knirps das richtige Teil bereits in der Hand hält und ungeduldig darauf drängt, es endlich einzubauen.
Mit viel Kraft und Spucke
Der Fischertechnik-Schlepper begeistert durch seine konsequente Reduktion auf die Elemente, die didaktisch im Vordergrund stehen. Dafür sind die pneumatischen Bauteile aber allesamt sinnig und ausgereift – angefangen von den transparenten Zylindern bis zu den geschmeidigen Schläuchen.
Fünf Anleitungshefte und fast 1,5 Tage später haben alle Beteiligten eine Menge an grundlegenden Erfahrungen gemacht: Die Pneumatikkolben lassen sich vom Lungenvolumen eines Sechsjährigen zu keinerlei Bewegung animieren. Auch nicht von dem einer Achtjährigen. Die Schläuche lassen sich von den Fingern eines Sechsjährigen auch nicht auf die Verbindung fummeln – dafür sind sie zu starr.
Außerdem empfiehlt es sich nicht, nach Mitternacht noch weiterbauen zu wollen. Abgeraten wird ausdrücklich auch davon, sich gemütlich ein Weißbier nebenbei gönnen zu wollen – es sei denn, man möchte an der unvermeidlich folgenden Fehlersuche wieder vollständig ernüchtern und schließlich die Schritte 257 bis 198 rückgängig machen, das Zahnrad richtig herum auf die Achse setzen und während Schritt 199 bis 257 seinen Kindern die Flüche beibringen, die man ihnen eigentlich ausdrücklich verboten hatte.
Andererseits ist es schon so: Wer sich wirklich äußerst akribisch an die sehr gute Anleitung hält, braucht zum Aufbau des Lego-Trucks keinerlei technische Vorkenntnisse. Die Pneumatikschläuche richtig zu befestigen ist allerdings eine Konzentrationsaufgabe – hier brauchen die Kinder definitiv Hilfe. Ebenso beim Aufstecken der Schlauchenden an die Ventile. Denn die Schläuche sind aus sehr hartem Kunststoff und müssen mit Kraft und Spucke (wörtlich zu nehmen) angebracht werden.
Der große Moment ist irgendwann aber da: das Werk wird in Betrieb genommen. Alles funktioniert. Der Motor kann mit seinem Steuergetriebe drei verschiedene Funktionen ausführen: entweder den Kranaufbau drehen, die Seilwinde bedienen oder den Kompressor betreiben.
Im letzteren Fall treibt der Elektromotor mit seiner 9V-Batterie die Kolbenpumpe an und die Luft geht zum Verteiler. Hier kann man wählen, ob sie in den vorderen Bereich geleitet wird, um die alternativ zur Ladefläche konstruierbare Schneeschaufel nach vorne zu bewegen, oder in den hinteren Teil, wo in der Regel der Kran aufgebaut ist. Hinten geht die Luft zu einer weiteren Schaltung. Drei Zweige stehen da zur Verfügung: Aufrichten des unteren und des oberen Kranteils und Öffnen oder Schließen des Greifers.
Die Abschnitte, die nicht allzuviel Konzentration am Stück verlangen, können auch von Erstklässlern bewältigt werden – hinterher ist der Stolz groß. Bild: Sonderleittner
Das Drehen des Krans funktioniert mechanisch über den Motor, so dass man bei jedem Greifvorgang die Einstellung ändern muss. Das Kranheben geht pneumatisch, um ihn dann zu drehen muss man umschalten; um eine Last aufzunehmen und den Kran dafür zu senken oder den Greifer zu öffnen ist wieder umschalten angesagt und so weiter. Das empfinden wir als ein wenig umständlich und bedauern, dass nicht alle vier Bewegungsachsen des Kranes pneumatisch ausgeführt sind. Aber gut, mit ein bisschen Übung bekommt man Routine und dann geht es irgendwann von selbst.
Generell ist das Handling der Pneumatik hier wirklich Übungssache. Anfangs ruckelt jede Bewegung sehr stark und der Kran sackt erst mal einfach nur in sich zusammen, wenn man ihn nach unten fahren will. Der Greifer plumpst dann auf das Laststück und muss erst wieder ein Stückchen nach oben korrigiert werden, bevor man ihn zupacken lassen kann. Die Zylinder sind als doppeltwirkende Linearantriebe ausgeführt, aber es erfordert dennoch eine feine Hand, um die Abwärtsbewegung ruckfrei ablaufen zu lassen.
Der Spielspaß steckt im Aufbau
Verschiedenes wird ausprobiert: ein Brillenetui wird ganz leicht angehoben, eine Streichholzschachtel ist schon schwerer zu greifen. Das ein Meter lange Darth-Vader-Lichtschwert kann gegriffen werden, ist aber zu schwer und fällt postwendend auf das untergelegte Kissen. Die Pneumatikpumpe ist so ausgelegt, dass der Kran Gegenstände bis 200 g heben kann. Bezogen auf das Gewicht des Modells von rund 2,5 kg entspricht das nicht ganz seinem Vorbild, dem echten Unimog, aber das stört uns nicht.
Stattdessen freuen wir uns über durchdachte Details wie beispielsweise die Drehmomentbegrenzung, die verhindert, dass man den Kran partout über die Stopppunkte hinaus im Kreis drehen lassen will. Da die Pneumatikschläuche durch den Drehkranz geführt sind, lässt sich der Kran nicht ganz um 360 Grad durchdrehen, sondern in jede Richtung nur um 180 Grad, dann ist Schluss.
Was das Lernen angeht, ist bei dem Lego-Unimog wohl am meisten während des Aufbaus und davor geboten. Man kann verschiedene Schaltvarianten vorab mal nur mit dem Kompressor, Schläuchen und Ventilen durchtesten und den Kindern den Effekt eines doppeltwirkenden Zylinders zeigen. Wenn der Aufbau abgeschlossen ist, liegt natürlich der Schwerpunkt beim Ausprobieren und dem Handling der Krananlage. Um ehrlich zu sein – uns hat das Aufbauen fast mehr Spaß gemacht als das Spiel mit dem fertigen Prachtstück.
Die Lenkung ist ziemlich schwergängig und der Wendekreis mit über einem Meter auch recht raumgreifend. So sind beide Kinder dazu übergegangen den Unimog zu bestaunen, ihn ab und an ein bisschen zu bewegen und haben auch schon mal überlegt, was man denn daraus bauen könnte, wenn man ihn noch einmal auseinandergenommen haben wird. Das nächste Mal aber auf dem Couchtisch, damit wir unseren Esstisch frei haben während der nächsten Bauphase.
Auf zum nächsten Projekt
Der Fischertechnik-Bausatz ist als nächstes dran und deutlich schneller zusammengebaut. Das liegt daran, dass er nur 440 Teile hat, es wird hier aber auch ein völlig anderes Konzept verfolgt. Es geht weniger um einen treuen Nachbau eines existierenden echten Vorbildes, was den Lego-Unimog tatsächlich sehr komplex macht, sondern mehr um die Beschäftigung mit der Pneumatik an sich. Dementsprechend gibt es zum Fischertechnik-Pneumatik-Set auch ein Begleitheft, in dem die Grundlagen der Pneumatik kindgerecht erklärt, diverse Funktionsmodelle vorgeschlagen und pneumatische Spielmodelle aufgelistet werden.
Einzelteile des Lego-Unimogs: Hier sieht man die Kolbenpumpe in grau, den kleinen Zylinder für den Greifarm und die beiden mittleren für das Aufrichten der beiden Teile des Kranarmes. Oben die Einheit, mit der man die Laufrichtung des Motors steuert.
So kann man mit dem Set nicht nur den abgebildeten Traktor mit Greifarm bauen, sondern versuchsweise auch einen Scherenhubtisch, eine Luftballonpumpe, eine Doppelschiebetür oder ein Katapult. Damit nicht genug. Zu jedem Bauvorschlag gibt es noch ein bis drei Aufgaben, mit denen sich das Verhalten der Pneumatik noch genauer untersuchen und erfahren lässt. So kann der Nachwuchs tüfteln und untersuchen, wie stark zum Beispiel der Hubtisch belastet werden kann. Was passiert, wenn man die Steckverbindungen der Schläuche anders herum setzt oder wie sich Luftspeicher zur Leistungssteigerung einsetzen lassen.
Fischertechnik gibt sich wirklich ausgesprochen große Mühe, aus dem Bausatz eine optimale didaktische Ausbeute zu ermöglichen. Jedes Phänomen wird genau erklärt. So einen Kasten hätte man sich manches Mal im Physikunterricht gewünscht. Jedenfalls kennen die Kids hinterher die Funktionsweise von Kompressor, Pneumatikventilen und -zylindern genau und können eigenständig andere Modelle entwickeln. In diesem Bausatz sind alle vier Bewegungsrichtungen des Greifarmes pneumatisch ausgelegt, so dass man alle Einzelbewegungen ohne Umschaltvorgänge aneinanderfügen kann.
Angenehm ist bei der Tüftelei auch, dass die verwendete Membranpumpe deutlich leiser ist als die Kolbenpumpe vom Lego-Unimog, denn beim Ausprobieren läuft die natürlich ununterbrochen. Die Pneumatik ist außerdem wirklich erstaunlich kräftig. Der Kompressor schafft 0,7 bis 0,8 bar. Das reicht, um einen Finger zum Beispiel in der Schiebetür spürbar gefangenzunehmen. Fischertechnik – alles andere ist Spielzeug. So hatte der schwäbische und traditionsreiche Hersteller von Konstruktionsbaukästen selbstbewusst schon in den 70er Jahren geworben.
Der Anteil der Erwachsenen, die Fischertechnik tatsächlich für sich selbst kaufen ist sogar höher als bei Lego und liegt bei 20 %. Und das, obwohl die erwachsenen Käufer direkt von Lego angesprochen werden und auf einer eigenen Website ‚for men‘ einkaufen können. Eine vorsichtige Vermutung hierzu: Fischertechnik stellt im wirklichen Leben Befestigungskonstruktionen her – die berühmten Fischer-Dübel sowie alle möglichen Sorten von Profi-Befestigungsmaterial. So haftet den Fischertechnik-Bausätzen auf jeden Fall das deutliche Flair von handfestem Bau- und Ingenieurswesen an – eine Männerdomäne ersten Ranges.
Trotzdem sind die Kinder von der Vielfalt der möglichen Konstruktionsvarianten und der direkten Art, wie Fischertechnik ihren Spiel- und Forschertrieb ankurbelt, ziemlich begeistert. Der Truck, den man schließlich bei Fischertechnik auch zusammenbauen kann, ist von seinen Abmessungen zwar deutlich kompakter als der von Lego, bietet aber dieselben Einblicke in die Pneumatik. Im Wortsinne verstanden sogar noch mehr, denn die Zylinder sind bei Fischertechnik transparent, so dass man auch gut erklären kann, warum im oberen Zylinderteil mehr Luft Platz hat als im unteren, der immerhin um das Volumen des Kolbens kleiner ist.
Auch sind die Schläuche weicher und besser zu verarbeiten, so dass die Kinder auch die Steckverbindungen selbst übernehmen können. Was sie sofort dazu verführt, mal auszuprobieren, was denn passiert, wenn man das Ganze jetzt mal anders herum verbindet. Kurzum: Ein Bausatz, der uns mindestens genauso viel Spaß gemacht hat, wie der Lego-Unimog, aber in Sachen Pneumatikwissen deutlich mehr hergibt.
Aus dem Klassenzimmer
er Robotergreifarm von Winkler kann sich in drei Achsen bewegen und richtig zugreifen. Noch besser geht es, wenn man die Schläuche etwas kürzt, dann gibt es weniger Kuddelmuddel. Hier wäre zur besseren Unterscheidung sinnvoll, jedes hydraulisch betriebene System andersfarbig auszuführen.
Der dritte Kandidat ist eine richtige Unterrichtsmaterialie der Firma Winkler Schulbedarf. Der Firmengründer Karl Winkler sen. erkannte in seinem Berufsalltag als Lehrer Anfang der 80er Jahre, dass es schwierig war, geeignete Anschauungs- und Übungsmaterialien für seinen Unterricht zu bekommen. Also machte er kurzerhand eigene Entwürfe und fertigte verschiedene Bausätze an, mit denen er den Schülern grundlegende Aspekte der Physik praktisch veranschaulichen konnte.
Die Bausätze sind absolut simpel auf reine Funktionalität ausgelegt und gerade deshalb besonders spannend. Auf teilweise beweglichen Aufbauten aus Holz, die man zunächst selbst heimwerkerfachgerecht zusammenleimen und zusammenschrauben muss, sind schlichte Einwegspritzen mit Metallklemmen angebracht. Durch Eindrücken oder Herausziehen des Kolbens bewegt man die entsprechenden Teile. Besonders schön lässt sich hierbei der Unterschied zwischen der hydraulischen und der pneumatischen Kraftübertragung erkunden.
Große Augen bei den Kindern, die sich nach zwei bewältigten großen Bausätzen schon als alte Technikhasen wähnten, als sie nach einem Luftsystem beim Roboterarm dann den Gabelstapler mit einer wassergefüllten Spritze bewegen konnten – smooth und kräftig, ganz ohne Anfangsverzögerung steigt der Gabelstaplerarm in die Höhe. Der Unterschied ist wirklich deutlich spürbar.
Es gibt Leute, die bestreiten mit diesen Sets Kindergeburtstage und lassen die Kids Technikmodelle zusammenbauen, anstatt die Wohnung auseinanderzunehmen. Dabei spielt natürlich auch der moderate Preis dieser Modelle eine Rolle. Im direkten Einkauf bei Winkler bekommt man den Roboterarm für knapp neun Euro, einen Gabelstapler für etwa vier Euro. Von dem kleinen Preis sollte man sich aber nicht täuschen lassen. Man bekommt dafür eine Menge Aufbauspaß und diverse Aha-Erlebnisse – die sich strahlend in Kindergesichtern abbilden.
Groß und Klein arbeiten Hand in Hand
Die Pneumatikteile des Fischertechnik-Sets sind schon alleine schön anzusehen. Die Schläuche darf man übrigens selber von einer Rolle auf die richtige Länge zuschneiden.
Vor das Strahlen hat Winkler jedoch den Schweiß gesetzt: Die Bausätze aus Holz müssen komplett selber zusammengebaut werden – das heißt Löcher nicht nur vorbohren sondern vorher selber anzeichnen, Holzstäbe auf die richtige Länge sägen und leimen und schrauben. Und zwar mit richtigem Werkzeug, denn das sind keine vorgefertigten Stecksets.
Nachdem der Esstisch für einen kurzen, glücklichen Augenblick lang frei gewesen war, wird er nun für die Winkler-Sachen mit Ständerbohrmaschine, einem Bohrersatz in 0,5 mm-Abstufung von zwei bis fünf mm, Gehrungssäge, Sandpapier, Feile und den Holzrohlingen bedeckt. Die ‚gefährlichen‘ Arbeiten übernimmt der Papa. Aber Löcher ausmessen und anzeichnen, verleimen und Schrauben drehen macht den Kindern sichtlich Spaß – und es ist ein exaktes Abwechslungsprotokoll einzuhalten, damit nicht ein Kind eine Schraube mehr bekommt als das andere.
Es bleibt als Resümee: Technikbaukästen sind nach wie vor eine richtig tolle Sache. Die Kinder lernen dabei viel und genießen es außerdem, bisweilen schneller und geschickter zu sein als die Großen. Und die Großen können für ein paar Stunden vergessen, dass sie groß sind und einfach ein bisschen bauen und spielen – herrlich!
Autorin: Ragna Sonderleittner, freie Journalistin für fluid
