Die Dampfmaschine
Ein kleiner Prolog zum Funktionsmodell von Astromedia
Bereits im 17. Jahrhundert leisteten diverse europaeische Tueftler wichtige Vorarbeiten zum Thema Dampfkraft, die zu Erkenntnissen fuehrten, welche es dem Schotten James Watt 1769 ermoeglichten, fuer seine Konstruktion einer Dampfmaschine ein Patent zu erlangen.Die ersten industriell verwendbaren Dampfmaschinen wurden Ende des 18. Jahrhunderts in Minen eingesetzt, um sich des Grundwassers zu entledigen. Der folgende Siegeszug, welcher die industrielle Revolution ausloeste, ist bekannt: Antriebe von ersten einfachen Werkzeugmaschinen, die Eisenbahn, etc...
Die physikalische Grundlage ist denkbar einfach: Dampf benoetigt 1,673·105 % des Volumens seines zugrunde liegenden Wassers - daher entsteht in einem geschlossenem System, wie dem eines Kessels, ein hoher Druck beim Erhitzen des Wassers. Dieser Druck wird mittels eines Zylinders in kinetische Energie umgesetzt, die bei einer Dampfmaschine in Form von Rotationsenergie nutzbar gemacht wird. Die Perfektionierung dieser Mechanik findet sich z.B. in der Heusinger Steuerung.
Das Modell ist ein weiterer Geniestreich von Klaus Huenig, dem Kopf hinter Astromedia und Holger Dreisoerner, der entscheidende Ideen zur technischen Realisierung des Modells beitrug. Schon mehrfach hat Klaus Huenig grosses Geschick bei der Konstruktion interessanter und funktionsfaehiger Modelle aus Karton bewiesen, wie z.B. beim Kopernikus Planetarium oder dem Newton Teleskop sowie dem Stirling Motor. Bei der Konzeption der Dampfmaschine ersann Holger Dreisoerner unter anderem die technischen Loesungen fuer das Sicherheitsventil, die Ventilsteuerung und die sichere Einhausung des Feuers, welche eine Implementation dieses Modells ermoeglichten.
Die Verwendung von Wasser, Dampf und Feuer in Kombination mit Karton sowie die mechanische Komplexitaet des Modells ist mehr als nur bemerkenswert und es duerfte schwer fallen, Vergleichbares zu finden.
Der Bausatz ist in der bekannten Astromedia-Qualitaet gefertigt und laesst keine Wuensche offen. Die Teile sind sowohl exakt bedruckt als auch exakt vorgestanzt, womit sie sich leicht aus den Boegen entfernen laessen. Die hohe Passgenauigkeit der Teile sorgt fuer einen problemlosen Zusammenbau.
Zur Bauanleitung
Die im Bausatz von AstroMedia enthaltene Bauanleitung ist so praezise und ausfuehrlich gehalten, dass auch Neulinge im Kartonkunstmetier keine Probleme mit einem erfolgreichen Bau dieses Modells haben duerften - sofern grundlegende Kenntnisse im Umgang mit Werkstoffen und Werkzeugen vorhanden sind.
Die Bauzeit kann aufgrund der Komplexitaet des Modells mit etwa 15-20 Stunden (ohne Ruest- und Wartezeiten) angesetzt werden - je nach Praezision und Uebung.
Der folgende Baubericht haelt sich im Wesentlichen an die Bauanleitung von Astromedia und bezieht sich auf die jeweiligen Abschnitte der Anleitung:
Ausgepackt...
Der Bausatz enthaelt zahlreiche Einzelteile.
Ruestzeug
Grundausstattung an Klebstoffen und Werkzeugen.
Fuer den Kessel wird ein temperaturbestaendiger 2-Komponenten-Kleber benoetigt, Stabilit ist hier nicht verwendbar.
Mehr Ruestzeug - fuer bessere Ergebnisse
Zusaetzliche Ausstattung an Werkzeugen und Hilfsmitteln
Abschnitt A - Die Grundplatte
Vorarbeiten an der oberen Abdeckung
Aus der oberen Abdeckung fuer die Grundplatte muss zunaechst das weisse Quadrat ausgeschnitten werden. Dieses gelingt am einfachsten mittels eines Stahllineals und eines scharfen Bastelmessers.
Vorbereitung des Alublechs
Einpassung des Alublechs in den quadratische Ausschnitt der oberen Abdeckung - anzeichnen und ausschneiden.
Falzen der Kantenverkleidungen
Das Falzen der Kartonteile geht besonders leicht von der Hand, wenn man eine scharfe Kante zu Hilfe nimmt.
Die fuer den Zusammenbau der Grundplatte vorbereiteten Teile
Nach dem Falzen der restlichen Kantenverkleidungen werden die Teile entsprechend der Anleitung miteinander verklebt. Fuer die Kantenverkleidungen stellte sich Sekundenkleber als das Mittel der Wahl heraus.
Gut geschmiert...
Um eine gleichmaessige und plane Verklebung der Abdeckungen mit der Grundplatte zu erzielen, empfiehlt sich eine grossflaechige Verteilung des Klebers mit einem Spachtel.
Buecherstapel ersetzt Buegeleisen
Eine Pressung der Verklebung der Abdeckungen mit der Grundplatte mittels eines Stapels Buecher sorgt fuer eine gleichmaessige, plane Verklebung. Ein Bogen weisses Papier zwischen Buechern und der Grundplatte schuetzt das unterste Buch gegen evtl. doch austretenden Kleber.
Der fertige Grundplatte
Nachdem die Abdeckungen und das Alublech mit der Grundplatte verklebt wurden, werden die Kantenabdeckungen aufgeklebt - und schon ist die Grundplatte fertig gestellt.
Abschnitt B - Die Saeule
Die beiden grossen Teile der Saeule
Herausgetrennt und gefalzt - die Hauptbestandteile der Saeule.
Die restlichen Teile der Saeule
Der Saeulenboden, die Versteifung und die Lagerhalterungen werden nun entsprechend der Anleitung miteinander verklebt. Die Lagerscheiben aus Kunststoff koennen optional mit Sekundenkleber fixiert werden. Sekundenkleber empfiehlt sich ebenfalls beim Einbau der Abdeckung (Teil B9).
Die fertige Saeule
Nach dem Zusammenbau der Saeule wurden deren offene Kartonkanten passend mit goldenem oder weissem Lack bzw. mit schwarzem Filzstift eingefaerbt.
Abschnitt C - Der Balancier
Die Einzelteile der Wangen des Balanciers
Der Zusammenbau des Balanciers gestaltet sich recht einfach, wenn dessen Einzelteile hierfuer bereit liegen. Das Bild zeigt die in den Schritten 12 und 13 benoetigten Teile.
Die Lagerscheiben werden in die Wangen des Balanciers eingebaut
Nach dem Zusammenfuegen der Wangen des Balanciers werden die Lagerkappen und Lagerscheiben eingebaut (Schritte 12 und 13).
Falzen und Zusammenbau der Verbindungsstuecke
Fuer die Herstellung der Verbindungsstuecke gemaess Schritt 14 der Bauanleitung wurde Sekundenkleber verwendet.
Verklebung der Verbindungsstuecke mit den Wangen des Balanciers
Die Verklebung der Verbindungsstuecke mit den Wangen wird in Schritt 15 beschrieben. Eine erste Fixierung der Verbindungsstuecke erfolgte mit Sekundenkleber, fuer eine feste Verbindung sorgt ein Zwei-Komponenten-Kleber.
Ausgerichtet
Die Wangen des Balanciers muessen bei der Verklebung mit den Verbindungsstuecken exakt zueinander ausgerichtet sein, um zu gewaehrleisten, dass die Achslager der Wangen fluchten. Eine einfache Behelfslehre sorgt fuer hinreichende Genauigkeit.
Achse und Fuehrungselemente
Schritt 16 - Herstellung von Distanzhaltern aus abgelaengtem Rohr eines Wattestaebchens (Laenge 4mm) und Arretierungen aus abgelaengtem Silikonschlauch (Laenge 6mm). Die Achse liegt dem Bausatz bereits fertig bei.
Die Achsenmontage der Saeule und des Balanciers
Schritt 17 der Bauanleitung beschreibt ausfuehrlich die Montage des Balanciers. Der Reihe nach werden Arretierungs- und Distanzstuecke auf die Achse geschoben - die erforderliche Reihenfolge beim Zusammenbau ergibt sich aus obigem Bild.
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