zum Abschluss

Es wäre schade, nachdem nun soviel Arbeit in die Erstellung des Modells als auch in die Begleitung hier im Blog geflossen ist, das Ganze ohne ein abschließendes Wort stehen zu lassen.

Man könnte sagen, dass die Ausstellung ein echter Erfolg war.
Viele Besucher fanden durch die plakative Konzeption Zugang zur Historie und auch zur Technik.
Die Person des Salomon de Caus faszinierte nicht nur die Veranstalter und Macher sondern hinterließ auch eindrückliche Spuren bei vielen Technikinteressierten.

Das physikalische Modell trug sicherlich massgeblich zum Erfolg der Ausstellung bei.
Die Maschine und die Möglichkeit, haptisches Erleben mit verständnisvoller und nachvollziehbarer Technik zu koppeln war ein echtes Highlight!

War es auf der einen Seite schade, dass die Maschine mit den typischen kleinen Krankheiten eines Prototypen versehen war, so eröffneten gerade diese kleinen Probleme einen sympathischen Einstieg für viele Laien:

• Hakte die Mechanik so konnte man erklären wie stark Temperaturunterschiede auf das Material wirkten.
• Klemmende Seilzüge ermöglichten die Erklärung von Kraftverläufen und die tropfende Maschine half ein Gefühl für Druck und Überdruck zu bekommen.

Die Ausstellung endete offiziell am 7. September 2008.

Die Ausstellung zu den magischen Maschinen ist damit nicht zu Ende.
Es geht weiter. Offizielle Informationen zu den weiteren Stationen rund um Salomon de Caus sind auf der Website www.salomondecaus.de zu finden.

Rüdiger Mach

Die lustige Maschine steht bereits in der Ausstellung

Es ist nur noch ein Tag bis zur Eröffnung der Ausstellung im Kurpfälzischen Museum.
Alle Installationen sind aufgebaut und auch die lustige Maschine steht und funktioniert (meistens) so wie sie soll.
Die unterschiedlichen Temperaturen und die wechselnde Luftfeuchtigkeit haben gewisse Auswirkungen auf das Ansprechverhalten der Maschine.
Aber nichtsdestotrotz ist alles termingerecht fertig geworden und ab morgen kann die Öffentlichkeit die Früchte der hier so fleissig dokumentierten Arbeit im Kurpfälzischen Museum in Heidelberg bewundern.
Bilder kommen in Kürze...

Rü

Ein Film zur Dokumentation

Die Arbeiten zum Bau der Maschine wurden in einem kleinen Film zusammengestellt.
Der Film kann auf der Website zu Salomon de Caus angeschaut werden:
http://salomondecaus.de/nachbau/nachbau.html

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Aufbau im Museum

Alles ist aufgeladen und der Transport ins Museum kann beginnen.

Hier soll sie mal stehen.

Alle Teile sind da und wir beginnen mit der Montage.

Nachdem fast alles montiert ist wird Wasser eingefüllt.

Noch ein paar Durchläufe für die Feinabstimmung, dann steht sie für das Museum bereit.

Demontage

Auf der Unterseite der beiden Grundgerüste werden verstellbare Füße montiert um eventuelle Unebenheiten auszugleichen.

Am Holz werden noch restarbeiten durchgeführt wie schleifen und ölen.

Die Maschine wird demontiert. Kleine Teile werden in Kisten verpackt.

Belastungstest

• Die letzte Rückwand wird verschraubt.

• Es werden noch jede menge Probeläufe durchgeführt um sicher zu gehen das die Maschine im Museumsbetrieb reibungslos funktioniert.

Der Wassereimer wird noch ein Stück nach vorne gesetzt damit er sich noch besser entleeren kann.

Zapfen für die Trommel

Die Zapfen werden an der Trommel befestigt. Bei weiteren Durchläufen zeigt sich ein hoher Reibungswiederstand zwischen Zapfen und Steuerhölzer der Luftlade. Zeitweise bleibt das Wasserrad sogar stehen.
Die Zapfen auf der Trommel werden noch einwenig abgeschliffen. Der Rohrquerschnitt der Wasserdüse wird minimal vergrößert. In der Luftlade werden die Federn der Luftklappen etwas zusammengedrückt, nun sind auch sie etwas leichtgängiger.

Die Auffangwanne

Die Maschine soll in einer Wanne stehen falls Undichtigkeiten auftreten.Es soll verhindert werden das Wasser auf den Boden des Museums läuft. Bleche für die Auffangwanne in der später die Maschine steht werden abgekantet und verlötet.

Die Holzplatte auf der die Wanne liegt wird zugesägt.

Als Umrandung wird noch eine Winkelleiste angebracht.

Weitere Versuche, Ein Granitstein

• Weitere Probeläufe mit den Zapfen auf der Walze.

Wir haben den passenden Granitstein als Gegengewicht gefunden.

Kauz, Luftladen test

Inzwischen konnte die Wegstrecke die das Seil zurücklegt ermittelt werden. Die Umlenkrolle für den Kauz wurde gebaut und zusammen mit ihm montiert.

• Erste Probeläufe mit der Luftlade.

Unterdruckventil, Luftlade

Durch das Wasser das in den Lufttank gelangt wird ein Überdruck erzeugt der gesteuert über die Luftlade die Orgelpfeifen ertönen lässt.
Da nun für den nächsten Durchgang das Wasser wieder aus dem Lufttank nach oben gepumpt wird, entsteht ein Unterdruck im Tank.Um das zu verhindern wurde am Lufttank einVentil angebaut das bei Unterdruck öffnet und Luft hinein lässt und bei Überdruck schließt.

Die Luftlade wird montiert und die Anschlüsse zu den Orgelpfeifen hergestellt.

Der Vogel wird mit seinem Ast auf ein Brett montiert und auf die Maschine aufgesetzt.

Erneute Probleme

Die Rohrdurchführung für das Seil zum Auslösemechanismuss wird montiert, ebenso die Seil an den zwei Schwimmern.

Es werden erstmals Probeläufe mit allen Komponenten durchgeführt.

Mit Wasserrad, Eimer, Walze, Bremshebel und einer Orgelpfeife.

Oh Schreck !!

Durch die Düse tritt zu viel Wasser auf das Wasserrad. Es dreht sich zu schnell. Beim abbremsen bzw. stoppen der Walze durch den Bremshebel wird die Walze mit der Achse aus ihrem Lager gedrückt.

Das Wasser läuft nicht schnell genug ab, es könnte überlaufen.

Der Querschnitt am Zulauf der Düse wurde langsam verringert bis wir eine optimale Umdrehungsgeschwindigkeit hatten.

Jetzt sah es schon viel besser aus. Es wurden noch einige Durchläufe gestartet um die Abstimmung zwischen Wassereimer, Bremshebel und Gegengewicht einzustellen.

Ein anderes Problem das auftauchte war das Wasserrad. Durch die Übersetzung mit dem Getriebe blieb das Wasserrad nur jede zweite Umrundung an der selben Stelle stehen.

Das heißt !

Einmal werden 3 Zellen, das andere mal 4 Zellen mit Wasser gefüllt. Das macht einen Unterschied von ca. 1,5 Liter Wasser aus, den man am Bremshebel mit dem Gegengewicht so nicht ausgleichen kann.

Um weitere Versuche durchführen zu können die das Problem vielleicht lösen haben wir keine Zeit mehr denn der Ausstellungstermin rückt immer näher.

Probleme tauchen auf !

Die Rohrleitung aus dem Wassertank zum befüllen des Eimers wird montiert.

Erste Versuche mit Wassereimer, Seil und Bremshebel werden durchgeführt. Zur Ermittlung des Gegengewichtes dient eine Kunststoff-Schale in der sich Schrauben und Metallteile befinden. Im Museum wird an dieser Stelle ein Stein hängen.

Große Probleme tauchen auf.

Als erstes wird ein Bremshebel aus Douglasienholz hergestellt. Er dient zu Versuchszwecken um den genauen Anschnittwinkel an der Vorderseite herauszufinden.

Am Prototyp kamen schon erste Überlegungen zustande was passiert im Betrieb mit den 2 Auflageflächen des Bremshebels und des Klotzes an der Walze. Wie verändert sich die Oberfläche ? Wird sie immer Glatter ? Wie verändert sich der Reibungswiederstand?

Wir lösten das Problem in dem wir an beiden Seiten eine Messingplatte befestigen. Somit war gewährleistet immer den gleichen Reibungswiederstand zu haben.

Das Gegengewicht betrug 1 Kg.

Der erste Versuch wurde gestartet aber ohne das Wasserrad. Das Wasser strömte in den Eimer und löste den Bremshebel aus.

Oh Schreck ! Der Eimer entleerte sich nicht vollständig.

War das Seil zu kurz ?

Es stellte sich schnell heraus, dass der Bremshebel zu kurz war, und somit auch das Seil.

Das Problem war ?

Die Vorgaben für die Größe der Maschine. Die Tür im Museum durch die die Maschine muss ist 0.90 m breit und 2.00 m hoch. Die Maschine muss in 2 Teilen gebaut werden und somit zerlegbar sein. Das war am Prototyp auch so.Nun ergab sich am Bau der Maschine für das Museum ein Problem mit dem Lufttank. Er würde auf Grund seiner Anschlüsse nicht zwischen die zwei Lagerböcke passen. Deshalb veränderten wir die Größe der Zwei Grundgerüste. Das mit dem Lufttank wurde 4 cm größer das Andere 4 cm kleiner. Nun schaute der Bremshebel aber 4 cm über das Lichtraumprofil hinaus, und er wurde um 4 cm gekürzt.

Die Lösung:

Wie bauten den Bremshebel 4 cm länger und beim nächsten Versuch entleerte sich der Eimer wieder.

Erster Probelauf

Die Hölzer vom Lagerbock zur Aufnahme des Lagers der Walze und des Bremshebels werden zugeschnitten und verleimt. Nach dem abbinden des Leimes wird der Lagerbock eingesetzt und die Walze eingelegt.

Die Löcher zur Befestigung der Luftlade werden in die Grundplatte gebohrt.

• Die restlichen 2 Umlenkrollen für das Seil werden montiert. die Umlenkrolle für den Kauz stammte aus dem Prototyp, da wir noch nicht wussten wieviel cm das Seil zurücklegt.
  



• Erster Probelauf
  
  Wasser wird aus der Düse über das Wasserrad in den Lufttank geleitet. An die Luftleitung wird provisorisch eine Orgelpfeife angeschlossen. Das Ergebnis ist erstaunlich. Es kommt schnell zu einem Ton, der auch lange anhält.
  Das ganze mit nur 20 Liter Wasser und nicht wie angenommen 90-120 Liter. Allerdings fehlt noch der Reibungwiederstand durch den Antrieb der Walze.
  

Prallblech-Düse, Wassereimer

Bei den Versuchen mit der Düse und dem Wasserrad hat sich herausgestellt das die Düse und das Wasserrad in so einem ungünstigen Winkel zueinander standen, das das Wasser weit nach vorne herausspritzte. Probeläufe mit verschidenen Formen wurden durchgeführt.

EinPrallblech aus Kupfer wurde angebracht. Durch die vorhergehenden Versuche wurde größe und form ermittelt.

Der Spritzschutz für das Wasserrad wurde angefertigt und in die dafür vorgesehene Halterung gesteckt.

• Die Bretter für den Bremshebel und die Kanthölzer zur Aufnahme des Bremshebels wurden verleimt.

Der Vogel wird an den Ast angepasst.

Der Wassereimer und die erste Umlenkrolle wird montiert.

Drehversuche

Wasserrad, Getriebe und Trommel werden eingesetzt. Drehversuche ergeben einen guten Rundlauf.

Da man noch nicht vorhersagen kann welchen Klimatischen Verhältnissen die Maschine ausgesetzt ist, und welche Kräfte auf die Teile wirken, haben wir uns entschlossen die Zapfen an der Trommel und am Getriebe mit kleinen Holzdübeln zusätzlich zu sichern.

• Auf den Luftbehälter werden die Haltebleche für den Spritzschutz aufgelötet.

• Der letzte Deckel wird auf das zweite Grundgerüst aufgeschraubt.

Versuche und Montage

• Der Bügel vom Wassereimer wurde gebaut.

Die Zapfen wurden in die Walze geleimt.

Versuche mit dem Wasserrad und Wasser werden durchgeführt, um zu ermitteln wie hoch der Spritzschutz um das Wasserrad sein soll.

• Teile des Grundgerüstes werden geschliffen und geölt.

Montage von allem

Es wird weiter an der Auslösemechanik gebaut. Die Rohrleitung von der Pumpe wird am Wassertank angeschlossen.

Das Getriebe wird verleimt.

Die Düse zum aufbringen des Wassers auf das Wasserrad, und die Leitung für den Eimer mit dem Regulierventil werden montiert.

Die zwei Grundgerüste haben vorne an den Seiten nur eine Stütze um einen besseren Einblick in die Mechanik zu bekommen. Doch beim befüllen des Wassertanks zeigte sich, das die obere Fläche sich durch das Gewicht des Wassers leicht neigt.

An beiden Seiten wurde ein Kopfband eingebaut. Nun bewegt sich die Grundplatte nicht mehr.

Auslösemechanismus, Montage

Die Walze wird in die Lager gelegt. Hier noch ohne Zapfen für das Getriebe. Auch hier zeigen erste Drehversuche kein Problem.

Die Teile des Auslösemechanismus werden montiert. Die zwei Schwimmerventile werden mit Seilen verbunden und über Rollen aus Holz nach vorne geführt.

Der Kasten auf dem der Lufttank steht wurde geölt.

Die Deckplatte des zweiten Grunkörpers wird verleimt.

Pumpe, Luftleitung

Die Pumpe wird montiert und am Lufttank angeschlossen. Am Anschluß zum Lufttank wird noch ein Rückschlagventil eingebaut, damit das Wasser nicht zurückläuft und die Pumpe das Wasser erst noch ansaugen muß.

Teile der Luftleitung zur Luftlade werden montiert und die Halterungen angebracht.

Lager und Wellen

Die Bronzelager und Wellen kommen vom Dreher.

Die Bronzelager werden auf die Lagerböcke aufgesetzt. Durch das Wasserrad wird die Welle geschoben und auf die Lager gelegt.

Die ersten Drehversuche zeigen ein gutes Ergebnis.

Die Holzoberfläche der Luftlade wird geölt.

Beitrag der Schule

Zwar stehen - gerade so kurz vor dem Projektabschluss - die Arbeiten in der Werkstatt im Vordergrund, aber es sollte dabei natürlich nicht vergessen werden, dass auch seitens der Johannes-Gutenberg-Schule einiges zum Entstehen beigetragen wurde.

Der Klassen- und Fachlehrer Kurt Pichler (genau derjenige der auch die Pichlerräder baut) hat sich der musikalischen Komponente angenommen und jetzt auch ein paar Beiträge zur Verfügung gestellt.


Am Anfang steht immer Mathematik - Entwurf der Walze


Ausführung und Bau der Seitenteile der Walze in den schuleigenen Werkstätten


Theorie und Praxis - ab hier gings dann in der Werkstatt weiter


Nochmal in übersichtlicher Zusammenfassung:
Die Schule: Johannes-Gutenberg-Schule in Heidelberg
Mannheimer Straße 21
69115 Heidelberg
Die Klasse hat die Bezeichnung BEJ 1
Der verantwortliche Lehrer ist Kurt Pichler, der Fachlehrer für die Holzverarbeitung Herr Bopp.

i.A. Rüdiger Mach