Laten we een diepere duik nemen in LEGO pneumatiek. We zullen de geschiedenis van het systeem, de onderdelen, de wetenschap erachter, LEGO sets en MOC's onder de loep nemen. Laten we van start gaan, er is veel te ontdekken.
Het is allemaal Grieks voor mij
Het woord 'pneumatisch' is afgeleid van het Latijnse 'pneumaticus', wat weer komt van het Griekse 'pneumatikĆ³s', dat 'lucht, adem of geest' betekent. Volgens het woordenboek betekent het 'bevattend of werkend met lucht of gas onder druk'. Pneumatische energie is schoon, snel en eenvoudig te verkrijgen via een compressor. Pneumatische breekhamers, slagsleutels, veringen en remmen zijn hier voorbeelden van. Veel gereedschappen van uw tandarts, waar u zich wellicht niet van bewust bent, functioneren ook op luchtdruk.
Basic pneumatics via Technology Student.
Pneumatiek heeft een verwant in de vorm van hydrauliek. Dit woord, met Grieks/Latijnse wortels, stamt af van 'hudor', wat water betekent. Het duidt op een technologie die vloeistoffen, vaak olie, gebruikt om kracht over te dragen. Hydrauliek biedt enkele voordelen boven pneumatiek omdat vloeistoffen niet comprimeerbaar zijn zoals gassen. Dit resulteert in grotere precisie en kracht. Vandaar dat hydrauliek gebruikt wordt in zware machines zoals graafmachines, laders, kranen en sleepwagens. Echter, hydrauliek kan rommelig zijn en is doorgaans duurder.
Omdat ze zo op elkaar lijken, kan pneumatiek worden gebruikt om hydrauliek te modelleren, en dat is precies wat LEGO besloot te doen toen ze realistischere zware machines wilden maken. Voor LEGO-modellen zijn de kracht en precisie niet zo belangrijk, maar de kosten en het gebruiksgemak wel.
Nu we die theorie uit de weg hebben geruimd, gaan we terug in de tijd naar het begin van LEGO Technic.
In het beginā¦
Technic werd in 1977 geĆÆntroduceerd met vier sets (nou ja, vier modellen in ieder geval - er was ook een motorset en een aanvullende set). In 1978 werden nog twee sets uitgebracht voordat een snelle uitbreiding van het Technic-onderdelenpalet begon. In 1979 werden kettingen en loopvlakken geĆÆntroduceerd, in 1980 werden schokdempers, een differentieel en het 16-tands tandwiel toegevoegd, in 1981 medium banden, kniegewrichten en stuurarmen. Daarna ging het wat langzamer; in 1982 werden alleen frictiepennen toegevoegd en in 1983 de 3L-as.
In 1984 kwam de grootste innovatie tot nu toe en het onderwerp van dit artikel: pneumatische elementen. De eerste golf introduceerde alle kernonderdelen van het systeem: een pomp om druk te creƫren, een kleppenblok en een schakelaar om de druk te regelen, en werkcilinders om de druk te gebruiken.
LEGO Pneumatic System version 1
Het was een slim systeem, met een speciaal distributieblok in het hart. Het heeft twee eenrichtingskleppen, dus met de pomp in het midden aangesloten, blaast het lucht aan de ene kant en zuigt het lucht aan de andere kant. Als je elke kant van het kleppenblok aansluit op een kant van een schakelaar, kun je kiezen of de middelste poort op de schakelaar lucht blaast of zuigt. Sluit deze poort aan op een cilinder en je kunt nu de cilinder bedienen met de schakelaar. Dit alles wordt weergegeven in het onderstaande diagram; je duwt op de rode pomp, beweegt de schakelaar naar links of rechts en de stang in de cilinder gaat omhoog of omlaag.
De vlaggenschipset van dat jaar, 8851 Excavator, was een zeer indrukwekkende machine met een veel realistischer mechanisme dan 856 Bulldozer die een paar jaar eerder werd uitgebracht, maar het moest doen met tandheugels. Nog een pneumatische set (8680 Arctic Base) werd uitgebracht in 1986 voordat LEGO zich realiseerde dat er verbeteringen nodig waren.
Hier komt het wetenschappelijke gedeelte: concentreer je!
Kijk, er was een vrij fundamenteel probleem met dit vroege systeem en om het uit te leggen moet ik mijn natuurkundeleraarpet opzetten. Wat LEGO had ontwikkeld was een systeem met enkelwerkende pneumatische cilinders. Dat betekent dat de samengeperste lucht van de pomp alleen aan Ć©Ć©n kant van de werkcilinders werkt. Dit is hoe dat eruitziet:
Enkelwerkende pneumatische cilinder duwt
Blauw is de lucht uit de pomp. Wanneer deze door de poort aan de basis van de cilinder naar de linkerkamer wordt geduwd, duwt het de zuiger naar rechts en dit dwingt de lucht uit de rechterkamer uit de cilinder langs de stang.
Hoe harder je pompt, hoe hoger de druk van de lucht in de linkerkamer, hoe harder de zuiger (en de stang met het pengat) eruit worden geduwd. Tot zover gaat het goed.
Enkelwerkende pneumatische cilindertrek
En wat als we het andersom willen doen? Dankzij het distributieblok met zijn eenrichtingskleppen zuigt de pomp nu de lucht uit de linkerkamer. Lucht van buiten komt in de rechterkamer en duwt de zuiger naar binnen.
Het probleem is dat, hoe hard je ook pompt, de lucht die de zuiger naar binnen duwt nooit meer zal hebben dan atmosferische druk, de druk van de lucht in de kamer. Dat betekent dat de cilinder nooit met meer dan die atmosferische druk kan trekken.
De oplossing was om over te stappen op dubbelwerkende cilinders. Wat betekent dat?
Dubbelwerkende pneumatische cilinder
Er verandert niet veel aan de push-actie. De lucht uit de pomp komt nog steeds in de linkerkamer en de lucht uit de rechterkamer wordt eruit geduwd. Het enige verschil is dat de lucht nu via een tweede poort op de cilinder wordt geduwd in plaats van langs de stang.
Het grote verschil zit in de pull-actie.
Dubbelwerkende pneumatische cilindertrek
In plaats van de lucht uit de linkerkamer te zuigen, duwt de pomp nu lucht in de rechterkamer, waardoor lucht uit de linkerkamer via de poort wordt geperst. Hoe harder u pompt, hoe hoger de druk in de rechterkamer en hoe hoger de trekkracht van de cilinder.
OkƩ, ik neem de pet van de natuurkundeleraar af om terug te gaan en te kijken naar de componenten van pneumatiek V2.
LEGO Pneumatisch systeem versie 2
De pomp was nieuw, en niet alleen qua uiterlijk. De eerste pomp kon een vacuĆ¼m genereren, maar de nieuwe pomp had een eenrichtingsklep en kon alleen lucht door de poort naar buiten duwen. Het distributieblok was niet langer nodig omdat er geen lucht meer uit de cilinders hoefde te worden gezogen. De schakelaar bleef ongewijzigd, maar zoals hierboven vermeld, veranderden de cilinders. Ze kregen een tweede poort en ze werden geĆ¼pgraded van plastic staven naar metaal.
Zoals u in het diagram kunt zien, was het nieuwe systeem veel eenvoudiger.
Het nieuwe systeem in de praktijk brengen
Pneumatics V2 werd in 1989 geĆÆntroduceerd met drie sets; een universele set, een kraan en een graaflaadmachine - beide modellen die zouden terugkeren in het pneumatische assortiment. Drie jaar later werden twee nieuwe onderdelen geĆÆntroduceerd, een kleine cilinder en een kleine pomp. De kleine pomp heeft geen veer zoals de grotere. Hij is bedoeld om te worden aangedreven door een motor, en dat is precies wat er gebeurde in de vlaggenschipset van Technic van dat jaar. 8868 Air Tech Claw Rig is een legendarische set, de eerste pneumatische set met een ingebouwde compressor. Technicopedia heeft er een uitstekend artikel over dat het lezen waard is.
De volgende innovatie was de luchttank. Een blauwe cilinder met een in- en uitgaande verbinding, dit werkte gewoon als een buffer om perslucht op te slaan. Het werkte echt goed en zorgde voor een veel soepelere werking. Het werd gebruikt in twee sets in 1997 en daarna nog een in 1998. Vreemd genoeg is het daarna alleen verschenen in twee heruitgaven van een van de '97 sets en in het wit in een Dacta set. Vanwege deze lage productievolumes is dit nu een duur onderdeel; verwacht ā¬ 20 / $ 20 te betalen voor een gebruikt exemplaar. Diezelfde Dacta set bevatte nog een ander nu duur onderdeel: een Manometer die alleen verscheen in die ene kortstondige set.
Ondertussen was Technic begonnen met het verplaatsen naar een studless designtaal, dus langzaam werden de studs van de pneumatische onderdelen verwijderd. De kleine pomp en cilinder waren altijd studless, maar in 2003 werden de schakelaar en de mediumcilinder vervangen door studless versies, en in 2016 kregen we eindelijk een studless grote pomp. In 2011 werd de kleine pomp iets langer gemaakt om beter te passen bij het studless systeem en in 2015 werden er twee langere cilinders geĆÆntroduceerd. De onderstaande tabel toont de productielevensduur van verschillende pneumatische onderdelen. De getallen zijn het aantal sets per jaar waarin het onderdeel verscheen.
De meeste pneumatische onderdelen zijn heel specifiek en kunnen eigenlijk nergens anders voor gebruikt worden. Er zijn echter twee onderdelen die speciaal voor het pneumatische systeem zijn ontwikkeld, maar die in honderden andere sets zijn gebruikt.
De eerste is het bescheiden T-stuk. Het werd ontwikkeld als een splitter om twee cilinders aan Ć©Ć©n schakelaar te koppelen, maar de mogelijkheid om er iets aan te bevestigen heeft het een veelzijdig onderdeel gemaakt dat in allerlei sets en MOC's is gebruikt. Een van de eerste sets buiten Technic die het gebruikte, was de machtige 5571 Black Cat Truck. In 2011 werd zijn neef geboren, de slangconnector met asconnector, en ook die is veelzijdig en populair gebleken.
Maar wacht, er is meer dan LEGO Technic
Tot nu toe hebben we Technic bekeken, maar er zijn eigenlijk nog twee andere LEGO pneumatische systemen. In 2001 hadden we een kortdurend thema 'Life on Mars'. De vlaggenschipset, 7317 Aero Tube Hanger, had een pneumatisch systeem met buizen die marsmannetjes in kleine vaten konden vervoeren. Het leek een beetje op de interne postsystemen die je in banken of warenhuizen hebt, die containers door buizen zuigen.
7690 MB-01 Eagle Command BaseĀ
Die set, en specifiek het buizensysteem, gaf ons ook de 2x8 deurschuifplaat. Het systeem maakte een comeback in 2007 met Mars Mission, waar het ook werd gebruikt om nerf-achtige darts te schieten. Jang Bricks heeft een geweldige video die dit allemaal demonstreert.
Recenter (en iets minder spannend) is het nepwater dat in 2019 in twee City-sets werd gebruikt en sindsdien niet meer is gezien. Er is een rubberen blaas die je kunt knijpen en wanneer je dat doet, komt er een straal water/doorzichtige blauwe buis uit de loop. De uitschuifbare buis kan worden gebruikt om vlammen omver te werpen.
60214 Burger Bar Fire Rescue
Een van die twee sets laat zien dat de blaas, met behulp van een adapterstuk, fysiek compatibel is met het pneumatische Technic-systeem. Een gewone pneumatische slang wordt gebruikt om de blaas aan de voet van de ladder te verbinden met het waterbuisgedeelte aan de andere kant. Deze compatibiliteit is nog niet gebruikt. Gezien hoe verschillend de kenmerken van de blaas en de pneumatische pomp zijn, denk ik niet dat het ooit zal gebeuren, maar je weet het nooit. LEGO-setontwerpers zijn creatieve mensenā¦
Pneumatic Hall of Fame - Sets
Er zijn een paar pneumatische sets die ik wil benadrukken. Sommige zijn al eerder kort genoemd, maar verdienen wat meer aandacht.
8851 Excavator, de eerste pneumatische vlaggenschipset (1984)
Vergeleken met de sets van vandaag de dag ziet dit er misschien wat grof en eenvoudig uit, maar je moet het in perspectief plaatsen. De verhoudingen zijn behoorlijk goed en de articulatie van de giek is perfect. In zijn tijd was het een fantastische set. Deze set introduceerde ook de schroefdraad Technic-as.
8868 Airtech Claw Rig, de eerste onboard compressor (1992)
Een stoere truck, met een V6-motor, een motor binnenin die een compressor aanstuurt en een volledig pneumatisch aangestuurde kraan aan de achterkant. Deze set legde de lat hoger voor vlaggenschipsets en bleef lange tijd een favoriet bij fans.
8455 Graafmachine, vol functies (2003)
De vorige pneumatische graaflaadmachine had alleen pneumatiek aan de achterkant, maar deze ging helemaal los. De voorste bak, graafmachine en stempels werden allemaal bediend met maar liefst 7 schakelaars en 10 cilinders. Geen enkele set daarvoor of daarna is in de buurt gekomen. De enige manier om deze set te verbeteren, is door een luchttank toe te voegen.
42053 Volvo EW160E, ze heeft de looks (2016)
Dit is een fantastische set en waarschijnlijk mijn favoriete Pneumatic set. Het heeft gewoon alles; vol met functies, pneumatisch en anderszins, en veel geweldige onderdelen. Het heeft net genoeg details om er geweldig uit te zien, maar ziet er nog steeds uit als een Technic set. Bovendien kun je een batterijdoos en motor toevoegen om het een ingebouwde compressor te geven. En dat alles in een compact formaat, wat betekende dat het betaalbaar was.
42043 Mercedes-Benz Arocs 3245, de grootste (2015)
De grootste Technic-set toen deze uitkwam, is nu pas de 8e grootste... Deze set doet zoveel meer dan alleen pneumatiek. Dankzij een versnellingsbak kan de motor die de compressor aandrijft ook de stempels uitschuiven, de laadbak kantelen of de kraan draaien. Bovendien heeft hij volledige vering en 4-wielbesturing.
Pneumatic Hall of Fame -Ā van bouwers (AFOLS)
Ik wil ook graag een aantal LEGO-bouwers uitlichten die geweldige dingen hebben gedaan met pneumatiek. De eerste is Jennifer Clark. Ze was slechts een paar jaar actief als AFOL (Adult Fan of LEGO) voordat haar muziekcarriĆØre begon, maar in die paar jaar creĆ«erde ze een aantal indrukwekkende MOC's.
Haar eerste pneumatische MOC was een kleine skid loader met relatief eenvoudige functies. Dit werd gevolgd door een compacte graafmachine, waarbij ze erin slaagde om een āāwaanzinnige hoeveelheid functionaliteit in een model te proppen dat letterlijk in de palm van je hand past. Het derde en laatste model was een JCB JS220, waarbij ze alle ervaring van de kleinere graafmachine gebruikte om het nog beter te doen.
Die JCB is een meesterwerk van LEGO-techniek. Hij heeft motoren om de rupsbanden aan te drijven en de bovenbouw te laten zwenken en pneumatiek voor de besturing van de giek. Niet alleen de afmetingen en het bewegingsbereik zijn zeer nauwkeurig, ook de besturing is dat. Daarvoor bouwde ze een aangepaste afstandsbediening die met een navelstreng met de pneumatische compressor aan het model is verbonden. Hij heeft joysticks die dezelfde functies bedienen als in een echte JCB-graafmachine. Ik had het genoegen om met deze graafmachine te spelen op een Scale Model-evenement waar we beiden exposeerden.
Bekijk ook haar website, die niet alleen de modellen laat zien, maar ook de technische principes en de ontwikkelingsreis erachter beschrijft.
De tweede bouwer is landgenoot Rene Kok. Toen hij zich realiseerde dat de pneumatische cilinders van LEGO precies hetzelfde werken als die in een stoommachine, creƫerde hij een aantal Amerikaanse tandwielaangedreven stoomlocomotieven. Ik weet het niet zeker, maar hij was misschien wel de eerste die dat deed. Mijn favoriet is zijn model van een Shay:
De gebruikelijke felgele pneumatische cilinders zouden hier niet op hun plaats zijn geweest, dus Rene heeft de transparante exemplaren van LEGO Education-sets gebruikt. Ik heb deze locomotief op rails zien rijden, verbonden door een navelstrengbuis met een compressor, en het is een prachtig gezicht en geluid. Bekijk zijn andere modellen in zijn Brickshelf-map.
De volgende bouwer heeft de pneumatische motoren naar een hoger niveau getild. Alex "NicJasno" Zorko is Mr. Pneumatic Engine. Hij modelleerde verbrandingsmotoren in plaats van stoommachines en heeft veel tijd gestoken in het perfectioneren van LEGO-pneumatische motoren. Zijn video's zijn niet voor puristen; hij gebruikt boren om de poorten op de cilinders groter te maken voor een betere luchtstroom en gebruikt smering voor betere prestaties, maar de resultaten zijn ongelooflijk. Hij heeft zijn V8 meer dan 1500 tpm laten draaien.
LEGO pneumatische motoren zijn erg krachtig en Alex gebruikt die kracht voor grote Technic auto's. Die modellen zijn niet alleen indrukwekkend vanwege hun motoren, maar de besturing en ophanging zijn ook ongelooflijk goed ontworpen. Bekijk zijn YouTube-kanaal voor een aantal indrukwekkende video's!
De laatste bouwer is iemand waar ik heel weinig van weet, maar hij heeft de meest krankzinnige LEGO pneumatische motor MOC ooit gebouwd. Had ik al gezegd dat pneumatische motoren krachtig zijn?
The Return of Air Power
De release van de John Deere set betekent dat dit de eerste keer is sinds 2006 dat we in drie opeenvolgende jaren een pneumatische set hebben. Het lijkt erop dat pneumatische sets populairder zijn dan ooit! Let op, volgend jaar is het 40-jarig jubileum van LEGO Pneumatics. Zal LEGO die mijlpaal markeren met een speciale set? Misschien een nieuwe noppenloze luchttank? Misschien een pneumatische motorset? Alleen de tijd zal het leren...
Hier zijn nog een paar technische opmerkingen. Voor dit artikel heb ik de Rebrickable inventarissen en onderdeelnummers gebruikt. In sommige gevallen verschillen ze van BrickLink en Brickset onderdeelnummers. Bijvoorbeeld 47223a op Rebrickable is 4694bc01 op BrickLink en 33163 op Brickset.
Als laatste, als je aan de slag wilt met pneumatische motoren, bekijk dan deze video op het Brick Technology YouTube-kanaal. Wie weet wat je nu met luchtmotoren kunt bereiken!
Ā
