experimentelle Produkte

Solargrill

by admin on 22. Oktober 2012

Über den Sommer habe ich versucht einen faltbaren Solargrill zu entwickeln. Die ersten Tests bestanden darin aus verspiegeltem Polystyrols (Materialstärke 1mm) einen Parabolspiegel zu bauen.

Die Visualisierung links zeigt den kompletten Parabolspiegel, wobei die schwarzen Linien den realisierten Ausschnitt zeigen. Dieser war so gewählt, dass der Brennpunkt im Sommer in europäischen Breiten knapp über dem Boden liegt. Rechts zu sehen ist der erste Versuchsaufbau.
Die Darstellung zeigt den Faltvorgang in vier Schritten. Links ist der aufgebaute Parabolspiegel (1). Seine Form definiert sich durch die parabelförmige Aufstandsfläche und den Zuschnitt der senkrecht stehenden Streifen. Diese sind mittels Klett und Flausch verbunden. Durch das Lösen der Klettverbindungen springen die Streifen in ihren planen Ursprungszustand (2) zurück und lassen sich wie ein Stadtplan zusammenfalten (3) – man erhält ein kompaktes Paket (4).

Im aufgebauten Zustand stabilisieren sich die Kunststoffelemente durch die dreidimensionale Form gegenseitig und die Fläche von 0,6m² ist ausreichend um die zum Grillen notwendige Temperatur oberhalb von 160°C im Brennpunkt zu erzeugen. Soweit die Theorie!

In der Praxis war die Konstruktion zu ungenau und vor allem viel zu windanfällig. Es war weniger ein Brennpunkt als eine große, sich ständig verändernde „Brennfläche“, die nie richtig heiß wurde.

Ich habe mich daraufhin entschlossen auf den Aspekt der Faltbarkeit zu verzichten und einen bereits vorbekannten Weg einzuschlagen: Eine handelsübliche Parabolantenne mit sehr vielen Spiegeln zu bekleben!

Die ausgewählte Parabolantenne hat eine maximale Breite von 80cm und eine Fläche von 0,4 m². Diese wurde vollflächig mit 1 cm² großen Glasspiegel beklebt. Das Ergebnis dieser zeitraubenden Aktion ist beeindruckend. Der Brennpunkt ist etwa so groß wie ein 2 Euro Stück. Holz beginnt nach wenigen Sekunden zu brennen (Flammpunkt Holz: ~250°C). Die Abbildung zeigt den Parabolspiegel beim Popcorn machen.

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Holzfahrrad

by admin on 25. September 2012

Ich habe vor einiger Zeit ein 20-Zoll Holzfahrrad mit 3-Gang Nabenschaltung gebaut. Die Idee war bei den Holzelementen des Fahrradrahmens nur auf Plattenmaterial zurückzugreifen und ohne komplexe Formholzteile o.ä. auszukommen. Der Rahmen besteht aus 18mm Birke-Multiplex das ich mit hochglänzend weißer Schichtstoffplatte kaschiert habe. Steuerrohr, Sattelstütze und Gabel sind aus Stahl.

Bei einem erster Prototyp (Abbildung rechts) habe ich versucht das Steuerlager über Gelenkköpfe zu realisieren. Theoretisch sollte sich durch die Anordnung der drei Gelenköpfe eine steife Konstruktion ergeben, in der Praxis war der Rahmen allerdings viel zu weich.

Daher bekam das Rad schließlich eine schwere, aber dafür besonders steife Stahlkonstruktion aus Steuerrohr, Steuerlager und 1 1/8 Zoll Gabelschaft. Das Rad ist aufgrund seines kurzen Radstandes sehr wendig und gut fahrbar (wenn auch etwas hecklastig). Also besonders praktisch hat sich die Kettenführung innerhalb der Holzrahmenkonstruktion entpuppt. Ein zusätzlicher Kettenschutz ist damit nicht mehr nötig.

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kurbelbetriebene Musikbox

by admin on 25. Oktober 2011


Aus zwei Nabendynamos, einem Autoradio mit USB-Anschluss und einem alten Radiolautsprecher habe ich eine kurbelbetriebene Musikbox gebaut. Hier ein Schaltplan:

Der Aufbau ist simple: Die beiden Nabendynamos sind über eine Kette verbunden und liefern jeweils 6V / 3W Wechselstrom. Zwei Gleichrichter verwandeln den Wechselstrom in Gleichstrom. Die Dynamos werden in Reihe geschaltet und mit einem Kondensator versehen um den Spannungsverlauf zu glätten (Gleichstrom 12V / 6W). Das angeschlossene Autoradio mit Lautsprecher kann nun in Betrieb genommen werden sobald die Dynamos rotieren. Alternativ können auch andere Verbraucher z.B. eine 12V Leuchte betrieben werden. Ein hierfür notwendiger Anschluss ist vorhanden.

Die Abbildung zeigt Vorder- und Rückseite der Musikbox im geöffneten Zustand. Schön zu erkennen ist der Kettenverlauf und die aus dem Flansch des Nabendynamos herausgefeilten Zähne.


Kurbelbewegungen die Musik erzeugen führen beim Betrachter direkt zu Drehorgel-Assoziationen. Automatisch stellt sich eine Drehgeschwindigkeit passend zum Rhythmus der Musik ein.

Die maximale Lautstärke (Lautstärkeregelung in 16 Stufen) ist beachtlich, wobei der Energiebedarf durch erhöhten Widerstand der Nabendynamos spürbar wird. Unterbrechungen der Kurbelbewegungen werden bestraft, indem die Musik schlagartig endet. Einen Zwischenspeicher habe ich bewusst nicht eingebaut.

Unabhängig von der Funktion ist die Musikbox (Abmessungen 20cm x 20cm x 20cm) mit der kräftigen Ledereinfassung, der hochglanzschwarzen Front und der Rückseite aus Aluminium ein sehr elegantes Objekt.

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Zuckerwattemaschine

by admin on 12. Januar 2011


Zuckerwatte entsteht, wenn Zucker erhitzt und dann im flüssigen Zustand mittels Zentrifugalkraft durch kleine Löcher gedruckt wird. Hierbei erstarrt der flüssige Zucker zu Fäden. Diese Fäden werden aufgefangen und üblicherweise um einen Stab gewickelt – fertig ist die Zuckerwatte! Ich habe eine Zuckerwattemaschine gebaut, wobei ich mich an einer vorhandenen Anleitung orientiert habe.

Die meiste Arbeit war einen Marmeladenglasdeckel komplett von Lack zu befreien und umlaufend mit kleinen Löchern zu versehen (der Deckel vorher und nachher).

Für den Antrieb habe ich auf Komponenten aus dem Modellbau zurückgegriffen. Der Motor ist zwar überdimensioniert, was aber nicht stört. Also Wärmequelle habe ich drei Teelichter verwendet.

Der Marmeladendeckel wird auf der Motorwelle befestigt, mit etwas Zucker gefüllt und mit einem Deckel verschlossen. Leider neigen die Teelichter beim schnellen Rotieren des Deckels zum flackern, so dass keine ausreichenden Wärmeentwicklung mehr stattfindet. Es hilft den Motor immer wieder abstellen um in „Aufheizphasen“ den Zucker zu verflüssigen.

Das folgende Bild zeigt die Zuckerwattemaschine in der „Aufheizphase“. Sobald der Motor läuft, entsteht in der Rotationsebene des Marmeladendeckels ein Netz aus Zuckerwatte. Um dieses aufzufangen empfiehlt sich eine umlaufende Schürze. Die bereits vorhandenen Zuckerablagerungen an der Schürze sind hier gut zu sehen. Das Ergebnis: eine mundgerechte Portion leckere Zuckerwatte!

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Schoko Jesus

by admin on 19. August 2010

Nicht jedes Produkt schafft es in den Antipreneur-Shop. So auch das Projekt mit dem Arbeitstitel „Götterspeise“. Mittels Tiefziehen lassen sich einfach Negativformen für beliebige Abgussmassen herstellen.

Vor dem Tiefziehen muss die Vorlage mit Entformschrägen und Luftkanälen versehen werden. Hinterschnitte die ein Entformen verhindern sind mit Plastilin gefüllt worden (siehe Bild oben links). Die Negativform besteht aus 1mm starkem Polystyrol. Nach dem Entformen wurde die Form gereinigt und in zwei Arbeitsschritten mit 350g weißer Schokolade und 750g Vollmilchschokolade gefüllt (siehe Abbildung rechts).

Vor dem Entformen empfiehlt es sich die Schokolade in den Tiefkühler zu legen um die Stabilität zu erhöhen und Bruch zu vermeiden. Mit einer leistungsfähigeren Tiefziehmaschine ließe sich sicher auch eine detailgenauere Form erstellen. Hier nochmal Vorlage und Abguss im Vergleich.

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Hosentaschengrill

by admin on 10. Juni 2010

Zu Beginn der Grillsaison wurde die Bitte an mich herangetragen einen handlichen und schnell einsatzfähigen Grill („Hosentaschengrill“) zu entwickeln. In der Tat kommt der handelsübliche Grill nur dann zum Einsatz, wenn ausreichend Zeit zur Verfügung steht und die Anzahl der anwesenden Personen den Aufwand rechtfertigen.

Die erste Schlussfolgerung lautete daher: Weg von der langsamen Kohle, hin zum schnellen Gas. Ein zerlegbares Stativ sollte das Grillgut drehbar lagern und ein Gasbrenner für die Hitze sorgen.

In der Praxis hat sich dieser erste Prototyp nur eingeschränkt bewährt. Problem: Zuviel punktuelle Hitze. Vorgebrühte Würstchen ließen sich zwar in kürzester Zeit zubereiten, aber nur wenn man die Flamme ständig schwenkte. Da hätte man auch das Stativ weglassen und einfach eine Gabel nehmen können. Die zweite Schlussfolgerung lautete daher: Es bedarf einer flächigeren und gleichmäßigeren Hitze.

Zu diesem Zweck habe ich mir eine gebrauchte Brennereinheit (Typ Vaillant Thermoblock VCW) aus einem Warmwasserboiler besorgt.

Aus der Brennereinheit habe ich 2 der insgesamt 18 Brennelemente herausgeschnitten und diese längsseitig an einer aufgeschnittenen Dose montiert. Um das richtige Gas-Luftgemisch zu erhalten muss eine Düse (Abbildung links) das Gas in die Brennereinheit einleiten wobei dabei Luft mitgezogen wird.

Der erste Versuch war sehr positiv. Die Hitzeverteilung war gleichmäßig und die blaue Färbung der Flammen ist ein Zeichen für gute Verbrennung. Die Dose verhindert dass die Hitze direkt entweicht und bildet einen Garraum.

Hier der Taschengrill im zerlegten Zustand. Er lässt sich in drei Schritten aufbauen: Brennereinheit auf Brenner stecken, Fussbügel herunterklappen, Grillgut auf Achse stecken – fertig.
In der Mehrfachanwendung hat sich allerdings der Abstand zwischen Grillgut und Flamme als zu gering erwiesen. Erneut gab es Schwierigkeiten mit zu hoher Hitze d.h. man war gezwungen ständig an der Achse zu drehen. Im dritten Prototypenschritt habe ich daher den Garraum vergrößert und die Oberseite mit einer Auflagefläche zum Rösten von Brot und Brötchen versehen (der Zylinder wird nämlich auch schön heiß).

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Solar – Galvanik

by admin on 14. September 2009

Aus diesen Bauteilen habe ich eine solarbetriebene Galvanikanlage gebaut:

– 100 gr Kupfersulfat aus der Apotheke
– Lösung mit Säure (Sulfaminsäure aus Kalklösepulver)
– 1 Marmeladenglas
– Kupferblech
– Klemme
– Solarzellen (liefern nach meinen Messungen 1,8V)
– 50cm Lautsprecherkabel

Die ersten Galvanisierungsversuche waren unbefriedigend, da ich Anode und Kathode vertauscht hatte und sich dementsprechend keine Kupferschicht bildete bzw. das zu verkupfernde Werkstück begann sich aufzulösen. Es ist nicht einfach, ein gutes Verhältnis der entscheidenden Faktoren (Konzentration Kupfersulfat / Säuregehalt der Lösung / Stromstärke im Verhältnis zur Gegenstandsoberfläche) herzustellen, besonders da sich die Stromstärke mit der Sonneneinstrahlung ändert. Scheint die Sonne zu stark, bildet sich ein schwarzer Film; ohne Sonneneinstrahlung kommt es zu keinen Kupferanlagerungen. Hier ein Beispiel wie es nicht laufen sollte:

Ein deutlich besseres Ergebnis habe ich mit einer Quarter Dollar Münze erzielt. Links sieht man die Münze in ihrem ursprünglichen Zustand. Nach zwei Tagen im Galvanikbad hatte sich eine dünne aber sehr schöne Kupferschicht gebildet (Bild rechts).
Nur an der Stelle, wo die Klammer zuletzt angegriffen hatte (beim „N“ von „UNITED“), hat die Kupferschicht nicht gehalten.

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Glick-System

by admin on 10. September 2009

Ein Projekt, das mich seit 7 Jahren treu begleitet, ist soeben online gegangen: Mein Diplomthema am Fachbereich Gestaltung der FH Darmstadt hieß „Schuhwerk“. Das Ergebnis war unter anderem ein patentierter Schließmechanismus namens „Glick-System“, der es ermöglicht Schuhe an- und auszuziehen, ohne sich bücken zu müssen (siehe auch Designpreis NRW 2009). Inzwischen gibt es die Newshoe GmbH, die sich um die Herstellung und den Vertrieb des Systems kümmert. Hier geht es zur Newshoe Webseite: Glick-System

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transparentes Kaleidoskop

by admin on 8. September 2009

Diese Bilder stammen aus einem Kaleidoskop, das ich aus Spiegel- und Plexiglasresten gebaut habe. Das Kaleidoskop ist etwa 30 cm lang. Die tragende Außenhülle besteht aus einer Plexiglasröhre; dies ermöglicht den Blick auf die drei sich an den Kanten berührenden Spiegelstreifen.

Die Verbindungen der einzelnen Bauteile zueinander habe ich mit schwarzem Schrumpfschlauch realisiert, was die technische Anmutung dieses optischen Spielzeugs noch erhöht.

Bei den farbigen Gegenständen handelt es sich um Kunststoffgranulat sowie um Glas- und transparenten Kunststoffsplittern. Explosionsdarstellung des Kaleidoskops:

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Einradroller

by admin on 13. November 2008

Kaum eine futuristische Fahrzeugstudie kommt ohne „nicht zentrisch gelagerte Räder“ aus. Das oben abgebildete Konzept ist eine Mischung aus Roller und Einrad. Der Fahrer steht auf einer seitlichen Trittfläche über dem Rad wobei sich eine Anlagefläche gegen die Innenseite seines Oberschenkels drückt. Mit dem anderen Bein kann sich der Fahrer nun abstoßen und wie beim Einrad durch Körperneigung lenken. Soweit die Theorie!

Der Versuchsaufbau besteht aus einer 26 Zoll Fahrradfelge mit Mantel, die an vier Stellen mittels zu Führungsrollen abgedrehten Inlineskaterrollen gelagert ist. Die größte Schwierigkeit bestand darin das Ventil so zu verkürzen, daß es in der Hohlkammerfelge verschwindet. In der Praxis stellt sich leider kein Fahrspaß ein, das Gleichgewicht zu halten entpuppte sich als deutlich schwerer als angenommen!

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