Markus Kossman

Das nächste große Bauprojekt: die Entwicklung des Mobilen Schwerlastkrans #42009

November 18
2013

Das nächste große Bauprojekt: die Entwicklung des Mobilen Schwerlastkrans #42009

Stell dir vor, vor dir steht der Mobile Schwerlastkran #42009, noch nicht zusammengebaut und in seiner riesigen Verpackung. Mit 2600 Elementen ist er das größte LEGO® Technic Modell aller Zeiten und mit 127 Zahnrädern und vielen Power Functions ist er auch das fortschrittlichste. Was für eine Herausforderung! Da stimmst du uns sicherlich zu.

Wie kommen die tausenden Teile in die vor dir liegende Verpackung und warum ergeben sie zusammengefügt die funktionstüchtige und authentische Version eines mobilen Krans und nicht beispielsweise ein Luftkissenfahrzeug? Welche Bauherausforderungen enthält dieses Modell? Um all diese Fragen zu beantworten (in unserem größten und fortschrittlichsten Blog!), nehmen wir die unterschiedlichen Entwicklungsstufen und den Designprozess von LEGO® Technic Modellen unter die Lupe, vom anfänglichen Brainstorming über Entwurf und Entwicklung bis hin zum fertigen Modell.

Was wollen wir diesmal machen?

Schon lange bevor der Mobile Kran #42009 als Idee ins Blickfeld des LEGO® Technic Designteams gerückt ist, haben sich einige Teammitglieder intensiv mit neuen Vorschlägen befasst. Obwohl die Kategorie zu diesem Zeitpunkt wahrscheinlich bereits bekannt war, stand die Entscheidung über das zukünftige Modell noch aus.

Der Sinn eines Brainstormings besteht natürlich im Sammeln von Ideen – und hier ist beinahe alles erlaubt (sogar der Vorschlag eines fliegenden Puppenhauses!). Das Internet, Zeitschriften, Fernsehsendungen, also alle Quellen, die der Inspriation dienen können, fließen in buchstäblich Hunderte von Ideen mit ein. Diese werden dann an Wände oder Whiteboards geheftet.

Wenn dann alle Ideen zusammengetragen wurden (und nach einem wohlverdienten Mittagessen!), geht es ans Aussortieren. Das Team bildet zwei oder drei Gruppen und teilt die Ideen unter sich auf. Viele Fragen werden gestellt wie beispielsweise „Was könnte cool zu bauen sein?“, oder auch weniger spannend aber ebenso wichtig: „Was funktioniert auf dem Markt?“

Weitreichende Überlegungen beinhalten: Wie passt eine Idee in eine bereits vorhandene Modellreihe? Kann sie vom Team in ein funktionstüchtiges und authentisches Modell umgesetzt werden und, was genau so wichtig ist, kann auch der Endbenutzer (also ihr, die Leser dieses Blogs!) dieses Modell zusammenbauen? Und nicht zuletzt, erfüllt die Idee die Kriterien, authentisch zu sein und gleichzeitig einen hohen Spielspaß zu gewährleisten?

Ihr könnt euch sicher vorstellen, dass an dieser Stelle bereits viele Ideen ausgemustert werden (so ist zum Beispiel das fliegende Puppenhaus an dieser Hürde gescheitert...). Manche Ideen sind vielleicht gut genug, passen aber nicht in die ausgewählte Kategorie. Diese Ideen werden nicht völlig verworfen, sondern landen in der LEGO® Technic Ideen-Bank, wo sie auf ihre Chance warten.

Von der Idee, die gewonnen hat (die also die meisten Fragen korrekt beantwortet hat!), wird dann eine Skizze sowie ein Konzeptmodell angefertigt und dann getestet. Im Fall des Mobilen Krans #42009 entschied das Design- und Entwicklungsteam unter der Führung von Senior Designer Markus Kossmann, eine größere und bessere Version des beliebten Mobilen Krans #8421 aus dem Jahre 2005 zu entwerfen. Zu den Neuerungen (die von Markus bereits in einem Blog im April erwähnt wurden) gehören:

  • Erhöhung der Achsenzahl von 4 auf 5 inklusive einer 4-Achsen-Steuerung
  • Austausch des Getriebes durch ein Multi-Funktions-Getriebe
  • Aufrüstung des Modells mit motorisierten und realistischeren Stützen – ausfahrbaren Auslegern und Stabilisatoren
  • Austausch der pneumatischen Systeme zum Heben des Krans durch einen motorisierten linearen Stellzylinder
  • Power Functions
  • Eine NEUE, 2-stufige Verlängerung des Auslegers
  • Einsatz modernerer Elemente

Ein Modell entsteht

Das Entwickeln der Ideen für neue Funktionen, der Entwurf der ersten Prototyp-Elemente und das Entwerfen eines ersten groben Skizzenmodells dauerte für das Modell #42009 etwa zwei Wochen. Das erste Skizzenmodell gibt wichtige Hinweise auf Größe und Proportionen, auf die Funktionsweise der Anwendungen und auf die kritischen Bereiche (Schwachstellen, Stabilitätsprobleme etc.). Um den Designprozess des Modells einfacher zu gestalten, wurde die Konstruktion in drei Hauptmodule geteilt:

  • die Karosserie mit Lenkung, Kolben und Auslegern
  • das Führerhaus mit Motor, Getriebe und Batteriebox als Gegengewicht
  • der Arm mit einem Zwei-Stufen-System zum Ausfahren

Testen, testen, testen...

Sobald ein Modell fertiggestellt ist, sind viele Testläufe, häufiges Überarbeiten und erneute Testläufe erforderlich. Die Module für das Modell #42009 mussten nicht nur einzeln für sich genommen, sondern auch im Zusammenspiel miteinander funktionieren, während sie von nur einem Motor über ein Multi-Funktions-Getriebe mit Strom versorgt werden (puh!). Zudem muss das Zusammenbauen von Teilen und Elementen, die von einem Designerteam entworfen werden, vor allem Spaß machen. Es hat keinen Sinn, wenn zwar eine fantastische Funktionalität gewährleistet ist, man aber für das Zusammenbauen einen Abschluss in Ingenieurtechnik benötigt. Der Baufluss (also die Zeit, die zum Bauen eines Teils/des ganzen Modells benötigt wird) muss also ebenfalls berücksichtigt werden.

Anspruchsvolle Karosserie

Das Modell #42009 hat die längste Karosserie aller LEGO® Technic Modelle. Die Konstruktion musste sehr stark und stabil sein, um den Kran tragen und Lenkung, Motor, Ausleger, Getriebe usw. beherbergen zu können, ohne beim Hochheben des Modells zu verbiegen oder zu brechen! Deshalb ist die Karosserie in drei Ebenen aufgebaut – Achsen, Auslegerfunktionen und Getriebe – die mit einem stabilen Rahmen miteinander verbunden sind.

Die Umsetzung einer reibungslosen Lenkung war relativ gut möglich. Dafür musste die Länge der Lenkhebel an den Radlagern geändert werden, um unterschiedliche Drehwinkel zu ermöglichen. Die Synchronisierung der Ausleger war eine wesentlich härtere Nuss. Sie erforderte die Entwicklung eines neuen und ziemlich coolen 8er-Zahnrads, das an Kreuzachsen und Stellzylindern entlang gleiten kann.

Anforderungen an das Führerhaus

Dort befinden sich der Motor für die Power Functions, alle Getriebeschalter und die Basis des Auslegers. Die größten Herausforderungen hier bestanden in der Getriebeauswahl und der Leistungssteuerung. Beides musste unter Berücksichtigung von Stabilität und Baubarkeit des Modells betrachtet werden.

Alle Kranfunktionen werden von nur einem Power Functions Motor betrieben. Einige Funktionen benötigen viel Energie, andere weniger. Um hier die Funktionstüchtigkeit zu gewährleisten, kann immer nur eine Funktion ausgewählt werden. Der Entwurf des Getriebes war schwierig- Die Motorleistung musste nicht nur auf die verschiedenen Funktionen aufgeteilt werden können (Stützen, Ausleger usw.), das Getriebe sollte auch benutzerfreundlich und mit nur einem Hebel zu bedienen sein. Nach der Überlegung, fünf Funktionen aufgeteilt zwischen Gehäuse und Karosserie zu integrieren, entschied sich das Team für eine Vier-Funktionen-Lösung, die gut mit der Modulkonstruktion vereinbar war.

Da der Ausleger großen Stress auf die Konstruktion ausübt, musste sie sehr stark sein. Jede Schwachstelle stellt ein potentielles Risiko dar, ganz wie im echten Leben. Deshalb wurden mehrere 5 x 7 Technic-Rahmen verwendet, um parallele Bewegungen und Verdrehungen zu vermeiden und zudem fungiert die Batteriebox als Gegengewicht (auch ein wichtiger Bestandteil eines echten Krans!).

Ein Ausleger für alle Fälle!

Bei dem neuen Ausleger bestand die größte Herausforderung für das Designteam in der entstehenden Reibung.  Wie bei jedem LEGO® Technic Modell war auch hier die Idee so realistisch wie möglich gestaltet (mit dem Einsatz von (neuen) abgerundeten 11 x 3 Platten). Doch das neue Design verursachte auch ein neues Problem – selbst bei geringer Belastung wurden die Träger des Auslegers bereits so gebogen, dass der Ausleger nicht mehr richtig funktionierte. Die Lösung bestand darin, die abgerundete 11 x 3 Platte durch hinzufügen zusätzlicher Löcher anzupassen, um die Struktur zu verstärken. Das Kopieren der Konstruktion des alten Auslegers führte zu gravierenden Problemen hinsichtlich der Reibung – auch eine Verstärkung des Auslegers schaffte keine Abhilfe. Also entwickelte das Team eine Radlagerkonstruktion, die den Elementen so viel Raum verschaffte, dass sich der Ausleger bei schweren Lasten problemlos biegen konnte. Das löste nicht nur das Problem mit der Reibung, sondern es reduzierte den Energieverbrauch um ein Drittel!

Die richtige Balance finden

Erinnert euch noch einmal an die Bauherausforderung, die wir oben erwähnt hatten – dazu gehört auch, sich die 10 bis 15 Stunden Zeit zu nehmen, um alle 2600 Elemente des Modells #42009 zusammenzubauen. Für das Designteam dauert es in der Regel etwa 8 Monate, um ein LEGO® Technic Modell komplett fertigzustellen. Für das Modell #42009, unser bislang schwierigstes und fortschrittlichstes Modell, brauchte das Team ein ganzes Jahr für Entwurf und Entwicklung. Es ist nicht einfach, die Waage zwischen Authentizität (Getriebe, Lenkung, Motorisierung usw.) und Funktionalität (unter anderem die Baubarkeit) des Modells zu halten!

Da ihr nun etwas mehr darüber wisst, wie viel Arbeit in den Modellen steckt, bevor sie überhaupt im Regal zum Verkauf landen, macht euch das Bauen mit LEGO® Technic hoffentlich noch mehr Spaß!