Riesenrad

aus ZUM-Wiki, dem Wiki für Lehr- und Lerninhalte auf ZUM.de
Wechseln zu: Navigation, Suche

Inhaltsverzeichnis

Wie baut man ein Riesenrad?

Hier dreht sich alles rund um das Thema Riesenrad. Auf dem Jahrmarkt sind sie eine gern gesehene Attraktion, fast schon ein Muss. Doch wie funktioniert ein Riesenrad eigentlich? Gibt es gewisse Dinge zu beachten? Wir haben uns ein eigenes, kleines Riesenrad gebaut. Und so funktioniert's!

Riesenrad1.jpeg Riesenrad2.jpeg

Materialien

Zum erfolgreichen Bau eines Riesenrads, benötigt man folgende Utensilien:

  • 2 Pflanzenringe (Ø 30cm)
  • dünner Draht
  • Holzstab (Ø 8mm, Länge: ca. 15cm)
  • zugeschnittene Sperrholzplatten
  • kleine Plastikgläser (Höhe: 4cm)
  • Klebeband
  • kleine, dünne Nägel
  • Werkzeug
  • evtl. Leim

Elisa.katharina Photo.jpg

Konstruktion

Hier erklären wir euch Schritt für Schritt, wie ihr euch euer eigenes, kleines Riesenrad baut.

Rad

Für das Rad benötigt man: 2 Pflanzenringe, Draht, Klebeband und etwas zum Abmessen, idealerweise ein Maßband.

Zunächst einmal muss entschieden werden, wie weit der Abstand zwischen den beiden Pflanzenringen sein soll. 5-7cm sollten genügen. Nun müssen die 2 Pflanzenringe miteinander verbunden werden. Diese Verbindungen werden aus Draht gemacht und sollen später die Streben darstellen, an welche die Gondeln befestigt werden sollen. Das heißt die Streben müssen in regelmäßigen Abständen stehen. 10 Gondeln sind für das Durchmesser von 30cm der Pflanzenringe ideal, da das Riesenrad somit nicht überladen, aber auch nicht leer ist.

Um nun die Abstände zwischen den Gondeln herauszufinden, müssen wir ausrechnen, wie groß die Winkel vom Mittelpunkt aus jeweils sein müssen.

Das heißt also:

360°/10 = 36°

Daraus resultiert, dass alle 36° eine Strebe platziert werden muss. Da dies jedoch sehr schwer ist, mit einem Geodreieck genau zu messen, haben wir uns entschieden, den Umfang des Kreises zu beachten.

U= 2πr = 2*π*15cm ≈ 94,25cm

94,25cm/10 = 9,425cm

Somit kommt auf ca. alle 9,4cm eine Strebe.

Mit dem Maßband werden die Abstände abgemessen und markiert. An diesen Stellen wird der Draht umwickelt.


Elisa.katharina Kreis.PNG


Beim Umwickeln muss man darauf achten, dass der Abstand der beiden Ringe stets gleich bleibt. Man fängt bei einem Ring an, wickelt den Draht einmal um die markierte Stelle und führt den Draht weiter zum zweiten Ring, um ihn dort ebenfalls an der passenden Stelle umwickelt. Dieses Verfahren wiederholt man 4-5 mal, bis der Draht genug Stabilität hat. Die überstehenden Enden wickelt man so um, dass nichts mehr absteht. Dieses Verfahren wendet man bei den weiteren 9 Streben an, bis aus den beiden Ringen das Gerüst für das Riesenrad steht. Zu guter letzt wickelt man um diese Streben Klebeband, damit sich später die Gondeln nicht mit dem Draht verhaken.

Gerüst

Für das Gerüst benötigt man Holzplatten in verschiedenen Formen und Größen, die man sich ganz einfach auch Sperrholzplatten im Baumarkt zuschneiden lassen kann. (Alle Maße sind voneinander abhängig; je nach Größe der Pflanzenringe und Höhe der Gondeln variiert die Höhe des Dreiecks, etc..) Zum einen benötigt man eine Plattform. Wir haben hierzu ein Quadrat mit den Maßen 40x40 cm gewählt. Darauf kommen später die dreieckigen Platten, an die das Rad befestigt wird.

Hierfür haben wir uns überlegt, da die Pflanzenringe einen Radius von 15cm haben und die Gondeln 4cm hoch sind (insgesamt = 19cm) und wir außerdem etwas Spielraum für den Draht benötigen, dass wir eine Höhe von 30cm für die Dreiecke wählen. Somit kann man die Seitenlängen des Dreiecks ganz einfach berechnen, da es gleichschenklig werden soll, nämlich durch den Satz des Pythagoras (Hypotenuse² = 1. Kathete² + 2. Kathete²). Hierzu betrachten wir nur eine Hälfte des Dreiecks und übertragen die Lösungen auf die andere Hälfte, da es ja symmetrisch ist.

Die Länge der ersten Kathete ist also die halbe Länge der Grundseite.

Elisa.katharina Unbenannt.PNG

Es gilt also:

Hypotenuse² = a² + b² = (20cm)² + (30cm)² = 400cm² + 900cm² = 1300cm²

Hypotenuse = 36,05cm (gerundet)

Also haben wir die Maße für das Dreieck: Grundseite: 40cm Schenkel: ca. 36cm Höhe: 30cm

Nachdem wir 2 solche Platten zugeschnitten haben, bohren wir in die obere Spitze der Platten ein Loch von 8,2mm , damit der Holzstab später da durch passt. Damit das Rad später zwischen die Dreiecke passt, haben wir uns für einen Zwischenraum von 10cm entschieden, also befestigen wir die Dreiecke gegenüber voneinander, jeweils ca. 15 cm vom Rand des Quadrats.

Elisa.katharina IMG 2744.JPG Elisa.katharina IMG 2745.JPG

Die Platten wurden von unten mit Nägeln befestigt. Gegebenenfalls kann man mit Leim das Ganze stabilisieren.

Nun sind das Rad und das Gerüst fertig gestellt und können miteinander verbunden werden. Dazu schiebt man den Holzstab durch eines der beiden Löcher der Dreiecke, dann durch die Löcher im Mittelpunkt der Pflanzenringe und schließlich durch das nächste Dreieck. Durch Drehen des Rades wird getestet, ob es sich gleichmäßig dreht.

Gondeln

Die Wahl der Gondeln fiel bei uns auf kleine Plastikbecher. Sie sind in einem gut sortierten Supermarkt zu finden und ideal zu dieser Verwendung. Unsere Plastikbecher haben eine Höche von 4cm und einen Durchmesser von 3,5cm und wiegen nur wenige Gramm. Durch das sehr geringe Gewicht hindern sie die später modellierte Gewichtsverteilung nicht und die kleine Größe hindert das Rad nicht beim Drehen.

Nachdem wir uns für die Plastikbecherchen entschieden hatten, befestigten wir sie wieder einmal mit der Hilfe von biegsamem Draht. Dafür werden die einige zentimeterlangen Drahtstücke an ihrem Ende mit einem Feuerzeug erhitzt und ca. 1cm unterhalb des oberen Becherrandes durch das Plastik gestochen. Aufgrund der Hitze zerbricht das Plastik nicht. Das noch freie Ende des Drahts wird nun über eine der Streben des Rads gebogen: So locker, dass sich die Gondel später einwandfrei mit dem Rad mitdrehen kann, aber fest genug, damit die Gondel ungefähr vertikal von der Strebe hinunterhängt. Jetzt kann das andere Ende des Drahts durch die gegenüberliegende Seite des ersten Einstechlochs gestochen werden. Die überstehenden Enden werden so verzwirbelt, dass der Becher nicht mehr abrutschen kann und sicher an der Drahtkonstruktion hängt. Nach diesem Prinzip werden alle Gondeln aufgehängt. Unser Risenrad nimmt solangsam Form an.

Feinarbeiten

Damit sich unser kleines Riesenrad endlich drehen kann, wird das Rad in der Mitte des Gerüstes platziert. Der runde Holzstab mit einem Durchmesser von mm wird erst durch ein Holzdreieck geschoben, dann durch den Mittelpunkt des Pflanzenrads und schlussendlich durch das zweite Holzdreieck. Die überschüssigen Enden des Holzstabs können beliebig abgesägt werden. Zur zusätzlichen Sicherheit der Konstruktion und, damit der Stab beim Drehen nicht hin- un herrutscht, verwendeten wir kleine Gummiringe, die an den Übergängen von den Holzplatten zu dem Holzstab übergestreift wurden. Dieser Schritt ist optional und muss an den Innenseiten des Holzdreiecks natürlich gleich beim Einfädeln des Holzstabs passieren.

Zur Stabilität des Rads wird mit reichlich Klebeband ausgeholfen. Mit diesem befestigt man die Drahtstreben mit dem Pflanzrad und auch die einzelnen Streben werden umwickelt. Dadurch sitzen die Streben fest und es wird verhindert, dass sich der Draht später verbiegt, wenn eine Gondel mit Gewicht gefüllt ist. Auch dieser Schritt ist optional, aber sehr empfehelenswert. Um ein eineitliches Aussehen des Rads herzustellen, haben wir das komplette Rad mit Klebeband umwickelt.

Damit das Riesenrad auch sicher befestigt ist, wird an den Schnittpunkten von Bodenplatte und Dreieck mittig eine Stütze befestigt. Sie verhindert, dass eines der Holzdreiecke durch das Gewicht des Rads beispielsweise umknickt.

Wenn die Konstruktion soweit fertig gebaut ist, sollte man einen "Drehversuch" starten. Falls irgendetwas schleift, oder die Gondeln auf die Bodenplatte aufschlagen, sollte dies korrigiert werden. Hierbei hat man den Vorteil, dass der Draht immer wieder verbogen werden kann. In unserem Fall standen die beiden Pflanzenringe nicht hundertprozentig paralles zueinander und berührten teilweise die Außenwände, also die Holzdreiecke. Deshalb haben wir die Ringe an gewissen Stellen noch einmal mit Draht zusammengezogen.

Bei unserem Rad waren genug Mittelstreben vorhanden. Wenn dies nicht der Fall ist, kann auch hier wieder der biegsame Draht behilflich sein.

Um ein leichtes und ungehindertes Drehen zu ermöglichen kann man nach eigenem Belieben eine Kurbel am Holzstab befestigen. Es muss also aufgepasst werden, dass der Stab nicht zu weit abgeschnitten wird.

Funktionsfähigkeit

Doch was können wir jetzt mit dem Riesenrad anfangen? Ist es realistisch nachgebaut? Und gibt es grundliegende Dinge zu beachten?

Um dieser Frage nachzugehen, führen wir ein Experiment zur Funktionsfähigkeit durch: Um Gewicht zu simulieren, das die Gäste des Riesenrads darstellen soll, bedienen wir uns an Dekosteinen. Sie sind sowohl in Bastel-, Deko-, als auch Baumärkten vorzufinden. Wir füllen eine beliebige Gondel mit Steinen und versuchen das Rad zu drehen. Man stellt ohne Überraschung fest, dass die nun schwere Gondel sich am "untersten Teil" des Rads wiederfindet. Durch die Schwerkraft ist ein leichtes Drehen nicht möglich. Zum Gewichtausgleich füllen wir die gegenüberliegende Gondel und können das Rad nun wieder einwandfrei drehen. Wir erhalten ein gleichmäßiges Bewegungsbild. Daraus schließen wir, dass auch bei echten Riesendrädern auf dem Jahrmarkt auf die Art der Befüllung geachtet werden muss. Bei zu einseitiger Gewichtsverteilung kann es zu Unstabilität kommen. Natürlich ist zu bedenken, dass unser nachgebautes Rad von Hand betrieben wird und große Riesenräder mit Elektrizität betrieben werden. Durch falsche Gewichtsverteilung ensteht auch ein dementsprechend höherer Energieverbrauch.

Wir kommen zu dem Fazit, dass unser nachgebautes Riesenrad durchaus getrau dargestellt ist. Es funktioniert durch die selbe Bauweise.