Geniale Erfindungen aus dem Spielzeugkasten

Geniale Erfindungen aus dem Spielzeugkasten

Ein Kompasswagen für griechische Krieger, ein Rechenmaschine der Barockzeit, die Uhrenmechanik mit Sekundenzeigern: Um seinen Studenten Meilensteine der Technikgeschichte zu erklären, nutzt der Mathematiker Thomas Püttmann Technikspielzeug. Große Erfindungen lassen sich so Teil für Teil nachvollziehen.

Mathematik-Professor Thomas Püttmann

Ein Bastler aus Leidenschaft: Mathematik-Professor Thomas Püttmann hat sein Hobby mit dem Beruf verbunden und Fischertechnik-Bausätze mit an die Uni gebracht.

Ein Bastler aus Leidenschaft: Mathematik-Professor Thomas Püttmann hat sein Hobby mit dem Beruf verbunden und Fischertechnik-Bausätze mit an die Uni gebracht.

Stangen, Zahnräder, Platten, Scharniere - die bunten Kunststoffteile sehen wie Kinderspielzeug aus. Doch Thomas Püttmann zeigt, dass man damit komplizierte Maschinen bauen kann. Für seine Arbeit an der Ruhr-Universität Bochum hat er einige Kisten Konstruktionsspielzeug angeschafft ...

… um sie in seinen Vorlesungen einzusetzen. "Am Anfang standen einige Modelle, die ich gebaut habe, um Studenten abstrakte Zusammenhänge anschaulich zu erklären", sagt er. Daraus ist eine ganze Baureihe entstanden. Darin gibt es zwei verschiedene Modell-Arten: zum einen rein mechanische Modelle - wie dieser Kompasswagen.

Es ist fraglich, ob es diesen Kompass-Prototypen tatsächlich gegeben hat. Er könnte laut historischen Quellen griechischen Kriegern dabei geholfen haben, in nebligen Gebieten die Orientierung zu behalten. Seine Besonderheit: Er arbeitet nicht magnetisch, sondern mechanisch. Fährt der Wagen eine Kurve, dreht sich das Rad an der Innenseite langsamer als das an der Außenseite. Das Getriebe registriert diesen Unterschied und richtet so die Fahne an der Spitze immer in die gleiche Richtung aus.

Die zweite Gruppe sind die mathematischen Modelle - wie diese "Vier Spezies-Rechenmaschine". Die heißt so, weil sie die vier Grundrechenarten Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren und Dividieren beherrscht. Auch diese Maschine hat es so eigentlich gar nicht gegeben. Sie entspringt aber einer Idee des bedeutenden Mathematikers Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716).

Der besondere Kniff an der Rechenmaschine sind die sogenannten kontinuierlichen Zehnerübergänge: Das Rad, das die Zehnerstelle anzeigt, springt nicht ruckartig um, sondern dreht sich kontinuierlich  - etwa wie der Zeiger vieler Uhren, der auch nicht ruckartig zur nächsten Zahl springt, sondern sich gleichmäßig weiter bewegt.

Rund 400 Teile sind in einem mittleren Fischertechnik-Bauset enthalten. Das reicht Thomas Püttmann schon für aufwändige Konstruktionen. "Im Vergleich zu denen anderer Bastler sind meine Modelle winzig", sagt er. "Auf Modellbaumessen stehen oft Bauten aus mehreren 10.000 Teilen." Die hier ausgelegten Teile werden übrigens gebraucht …

… für die Konstruktion einer Pendeluhr. Hier ist besonderes Feingefühl geboten: Alles muss so berechnet und ausgemessen werden, dass die Sekunden, die die Uhr zählt, auch wirklich genau eine Sekunde lang sind. Aber solche Berechnungen sollten für einen Mathematikprofessor keine Hürde sein.

Das mittlere Zahnrad mit den Stiften dreht sich pro Sekunde um eine Stelle weiter und gibt so den Takt an. Einmal pro Viertelstunde wird ein Mechanismus ausgelöst, der mithilfe einer Fahrradklingel die Zeit ansagt. Die Uhr läuft komplett analog - muss deswegen aber auch wie eine klassische Pendeluhr regelmäßig aufgezogen werden.

Wer Thomas Püttmanns Modelle nachbauen will, braucht natürlich erst einmal Baumaterial - und das Buch "Technikgeschichte mit Fischertechnik". 16 seiner Modelle sind dort beschrieben. Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung gibt es allerdings nicht. Ein bisschen Eigenleistung ist also schon noch vonnöten - schließlich stammt das Buch von einem Hochschulprofessor.

Stand: 21.06.2016, 10:30 Uhr