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Kettenreaktion-2013

Die Technik-Schrauber 2013 (1) im Projektlabor - Berufskolleg Rheine

Seit Januar 2012 trafen sich jeden Dienstagnachmittag einige Schüler aus verschiedenen Schulen (Jahrgangsstufe 7 bis 9) im Projektlabor. Es ging darum eine Kettenreaktionsmaschine für den freestyle physics Wettbewerb in Duisburg zu konstruieren und zu bauen. Dafür mussten bis zum 09. Juli möglichst viele verschiedene Kettenreaktionen auf einer Grundfläche von einem Quadratmeter aufgebaut werden.
Begleitet wurden die Schüler dabei von Alexander Dölling, Julian Maisner und Jens Feldmann (Schüler des BKR in der Jahrgangsstufe 12).

Weil kurz vor dem Wettbewerbstermin immer noch viele Ideen unverwirklicht waren. Wurde eine Technik-Schrauber-Wochenend-Aktion verabredet. Von Freitagnachmittag (07.06.)  bis Samstagabend (08.06.) ging es sehr intensiv zur Sache. Es wurde getüftelt, aufgebaut, getestet, verbessert, neue Ideen besprochen, weiter getüftelt, aufgebaut, getestet, verbessert, alternative Umsetzungsmöglichkeiten erörtert, wieder weiter getüftelt, aufgebaut, getestet, verbessert, ... An dem Wochenende kam die Maschine wieder ein gutes Stück weiter.

Aber auch das „Beiprogramm“ war nicht ohne. Die Verpflegung organisierten die Eltern und am Freitagabend wurde gemeinsam gegrillt. Ole, ein ehemaliger Schüler, hatte seinen selbstgebauten Teslatrafo aufgebaut und die coole Blitzmaschine wurde ein toller Höhepunkt für den Technikschraubertag.

Am Samstag ging´s dann mit einem gemeinsamen Arbeitsfrühstück wieder los und anschließend wurde kräftig weitergeschraubt.

Zwischendurch kamen noch ehemaligen Projektschüler vorbei. Die alten Hasen staunten nicht schlecht und wurden auch ein wenig neidisch auf das was Gruppe da auf die Beine gestellt hatte. Ein Grund mehr, um gleich tatkräftig mitzuhelfen, Technik macht dann Spaß, wenn man gemeinschaftlich daran tüftelt und schraubt.

Bis zum Wettbewerbstag wurde noch bis in den sehr späten Abend Geschraubt. Und am frühen Morgen ging´s dann los nach Duisburg, dort hat sich das Team gut geschlagen. Leider konnte die Maschine nicht mit den meisten Kettenreaktionen aufwarten. Im Vergleich mit den anderen Gruppe konnte sich das System aus dem Projektlabor aber durchaus sehen lassen und bekam auch von vielen Menschen gute Kritiken und Anerkennung.

Beim Wettbewerbsdurchlauf gab´s dann trotz großer Sorgfalt gleich zwei Hänger. Shit happens! Die coole Idee, für die Maschine eine magnetisch Kugel zu verwenden, welche durch das ganze System „weitergereicht“ wird, begeisterte die Jury. Sicherlich währen viele Komponenten ohne diese durchlaufende Idee einfacher gewesen, aber genau dafür - oder gerade deshalb – gab es den Kreativpreis.

Die Gruppe hat einen tollen Job gemacht. Besonders haben aber auch die Begleiter Alexander, Julian und Jens eine hohe Anerkennung für ihr Engagement verdient.

Weitere Bilder vom freestyle physics Wettbewerb gibt´s unten.

Presse:
Münstersche Volkszeitung 10.07.2013 Techniktreff ist ein El-Dorado fuer junge Tueftler
Bericht Herien TV:
Techniktreff: Kreativpreis für Kettenreaktion


Kettenreaktionen der Maschine:

Bemerkung

Nr.

Durch das Ziehen an einem Band wird ein Hebel bewegt.

funzt

1.  

Der Hebel bewegt einen Magneten zur Seite.

funzt

2.  

Eine magnetische Kugel, die von dem Magneten gehalten wurde, wird dadurch freigegeben, rollt über eine Kugelbahn und fällt in einen Becher der auf einem Magnetkontakt steht. Zwischendurch geht´s über eine Aluschiene und die Kugel wird langsamer (Wirbelstrombremse).

funzt

3.  

Der Magnetkontakt schaltet einen Leistungstransistor (eine Kontroll-LED zeigt dies an).

funzt

4.  

Der Leistungstransistor schaltet einen Heizdraht ein.

funzt

5.  

Der Heizdraht schmort nun ein Band, welches das Antriebsgewicht für einen senkrechten Aufzug hält, durch.

funzt

6.  

Das nun fallende Antriebsgewicht zieht den Becher mit der Kugel über einen Seilzug (Aufzug) nach oben.

funzt

7.  

Unten unterbricht das Antriebsgewicht eine Lichtschranke und wird dort magnetisch in Position gehalten.

funzt

8.  

Die Lichtschrankenschaltung schaltet einen Motor für kurze Zeit ein.

funzt

9.  

Der Motor bewegt einen „Hebel“, der die Seile des Aufzugs weiter anhebt und so den Becher mit der Kugel kippt.

funzt

10.            

Die Kugel fällt in einen weiteren Becher, der an einer Seilbahn hängt.

funzt (99%)

11.             

Der Motorhebel betätigt anschließend eine Wippe.

funzt

12.            

Die Gegenseite der Wippe bewegt ein Gestänge und öffnet einen mit Sand gefüllten Trichter.

funzt

13.            

Der Sand rieselt über einen Schlauch in einen weiteren Becher, der an einem Seil hängt.

funzt

14.            

Mit zunehmendem Gewicht (Sand rieselt in den Becher) wird stärker an dem Seil mit dem der Eimer aufgehängt ist gezogen.

funzt

15.            

Das Seil zieht an einem Gestänge, welches den Bescher auf der Abwärts-Seilbahn festhält und hebt dieses an.

funzt

16.            

Durch das Anheben des Haltegestänges fährt die Seilbahn los.

funzt

17.            

Nach einer bestimmten Strecke wird ein Band gespannt und zieht so den Boden aus dem Seilbahnbecher in dem die Kugel liegt.

funzt

18.            

Nach dem herausziehen des Bodens fällt die Kugel über einen Trichter in eine Rinne und stoppt an einer Schranke.

funzt

19.            

Wenn die Kugel gegen die Schranke stößt schließt sie einen elektrischen Kontakt.

funzt

20.           

Über den Kontakt wird ein Kondensator geladen, die Spannung am Kondensator steigt.

funzt

21.            

Wenn die Kondensatorspannung einen Wert von ca. 1,2V überschreitet, schaltet ein Darlington-Leistungstransistor.

funzt

22.           

Der Leistungstransistor schaltet nun einen Elektromagneten ein.

funzt

23.           

Der Elektromagnet hebt die Schranke und die Kugel rollt weiter.

funzt

24.           

Die Kugel stoppt sofort wieder da der Elektromagnet noch aktiv ist und die Kugel festhält. Nachdem sich der Kondensator wieder entladen hat (der Kontakt ist nicht mehr geschlossen) wird der Elektromagnet ausgeschaltet und die Kugel kann weiter rollen.

funzt

25.           

Am Ende der Rinne drückt die Kugel gegen einen kleinen Hebel.

funzt

26.           

Der Hebel schließt einen Kontakt.

funzt

27.           

Der Kontakt schaltet eine Seilwinde ein.

funzt

28.           

Die Seilwinde lässt einen kleinen Eisenstab an einem Bindfaden herab (abwickeln). Im unteren Punkt hält sich die magnetische Kugel an dem Eisenstab fest. Da sich die Winde weiterdreht, wird der Bindfaden wieder aufgewickelt und die Kugel nach oben befördert.

funzt.

29.           

Oben stößt die Kugel an ein Rohr, durch das der Bindfaden geführt ist, so wird sie von der Seilwinde gelöst. Die dann freie Kugel heftet sich jetzt an einen drehbar gelagerten Stab.

funzt

30.           

Da die Kugel nun die eine Seite des Stabes beschwert, schwingt dieser jetzt herum.

funzt

31.            

Im unteren Punkt stößt der Stab an. Durch den Ruck löst sich die magnetische Kugel und wird in ein Staubsaugerrohr geworfen. (Flugbahn ca. 8cm)

funzt (99%)

32.           

Das Rohr führt die Kugel über eine Spirale und eine Steilkurve nach unten. Am Ende des Rohrs stößt die Kugel eine Abdeckung von einem Fototransistor und fällt in ein kleines Boot aus Hartschaumstoff. (Das Boot steht in einem trockenen Wasserkanal.)

funzt (99%)

33.           

Der Fototransistor ist in eine Schaltung eingebaut, die einen Motor mit einer Seilwinde einschaltet. Nun zieht die Winde an dem Seil.

funzt

34.           

Das Seil zieht an einem Hebel.

funzt

35.           

Der Hebel bewegt über eine Achse einen Puppenarm.

funzt

36.           

Wenn der Arm nach oben bewegt wird, gibt er einige Murmeln frei, die über eine schräge Rinne in eine mit Wasser gefüllte Flasche rollen.

funzt

37.           

Wenn die Murmeln in die Flasche fallen, steigt der Wasserstand.

funzt

38.           

Wenn das Wasser über einen kritischen Punkt gestiegen ist, leert sich die Flasche über einen Schlauch in den Wasserkanal (Siphoneffekt).

funzt

39.           

Wenn der Wasserkanal geflutet wird, schwimmt das Boot mit der Kugel auf und treibt mit der Strömung bis an einen Anschlag.

funzt

40.           

Wenn das Boot mit dem steigenden Wasser weiter nach oben schwimmt, drückt es gegen einen Hebel.

funzt
ist empfindlich

41.            

Der Hebel zieht eine Sicherung für eine Rolle zur Seite.

funzt

42.           

Daraufhin rollt das Gewicht eine schiefe Ebene herunter, fällt über eine Kante und zieht an einem Band, welches mit einem Metallstift verbunden ist. (Das Seil führt über eine Umlenkrolle nach oben.)

funzt

43.           

Der Stift hält über eine Schlaufe und ein Gewicht, welches dann freigegeben wird.

funzt

44.           

Das Gewicht treibt über einen Flaschenzug eine Winde an.

funzt

45.           

Wenn die Winde betätigt wird, setzt diese einen Schrägaufzug nach oben in Bewegung.

funzt

46.           

Die magnetische Kugel wird mit einer kleinen Unterlegscheibe, die an dem Schrägaufzug befestigt ist „gefangen“ und von diesem nach oben befördert.

funzt

47.           

Oben wird die Kugel abgestreift und fällt in eine Auffangkonstruktion.

funzt

48.           

Die Kugel rollt in ein Kupferrohr. (Wegen des Wirbelstrombremseffekts braucht sie recht lange bis sie unten ist.)

funzt

49.           

Danach fällt die Kugel in eine Rinne und rollt hinunter

funzt

50.           

Am Ende der Rinne fällt die Kugel auf ein Pappschild und stößt es an.

funzt

51.            

Danach rollt die Kugel durch eine Rinne und fällt auf ein Pappschild
dieses dreht sich und zeigt einen Schluss.

funzt

52.           


 
 
 
 
 
 
 
 


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