Teil 2: Bau - Tag 3

Am dritten Bautag machten wir uns wieder zum Baumarkt auf und kauften dort:

• Schwarzer Mattlack
• Silikon
• 2*Küchenwaagen

Abbildung 20 - Dichtung am Diffusor

Abbildung 21 - Verbindung mit Winkeln

Wieder zurück in der Werkstatt, machten wir uns daran, alle Kanten von innen mit Silikon abzudichten und die Seiten der Elemente mit Dichtungsband zu bekleben und dieses passend zuzuschneiden. An den Gleichrichter und den Messbereich bauten wir von aussen Winkel an, damit diese mit Gewindeschrauben und Muttern verbunden werden können. (Siehe Abbildung 21)
Diese Verbindung hält zwar sehr gut, sie ist aber auch sehr kompliziert zum Verbinden und funktioniert nur, wenn die beiden Elemente rechteckig sind -> die Verbindung zwischen Düse und Gleichrichter lässt sich so nicht herstellen, weil die Düse zu stark geneigte Seiten besitzt. Dafür werden wir Schraubenzugfedern einsetzen (siehe Teil 1 Planen und Recherchieren, Dichten und Verbinden der Elemente).

Abbildung 23 - aufgebrochene Waage Abbildung 24 - Aufgebrochene Waage Abbildung 25 - DMS-Kraftsensor

Abbildung 22 - Aufbrechen der Waage Für den Messbereich brauchten wir Kraftsensoren. Wir überlegten, wo solche günstig erhältlich sind. Kraftsensoren alleine (ohne Ansteuerungselektronik) sind im Internet zwar erhältlich, für uns aber nutzlos und viel zu teuer. Wir kamen dann auf die Idee, digitale Küchenwaagen zu verwenden. Diese haben den Vorteil, dass sie günstig und leicht erhältlich sind, bereits mit einer Anzeige ausgestattet sind und dass die Kraftsensoren bei Belastung nicht reingedrückt werden. Einziger Nachteil ist, dass die Waage die Masse anzeigt und nicht die Kraft. Die Kraft lässt sich aber mit F=m*a leicht berechnen. Wir kauften uns also zwei Küchenwaagen, mit Zuwiegefunktion (wichtig, um auf das Gewicht des Testobjekt kalibrieren zu können) und Feineinteilung (1g) und machten uns daran, diese zu schlachten. Bei der ersten Waage mussten wir rohe Gewalt anwenden, bei der zweiten Waage wussten wir bereits, wie sich diese ohne Gewalt öffnen lässt. Zu unserer Überaschung ist der Aufbau eine Waage sehr simpel. Sie besteht nur aus dem Kraftsensor und etwas Kunststoff. Wir konnten danach feststellen, dass es sich bei den Kraftaufnehmern um sogenannte Dehnungsmessstreifen (DMS)-Kraftaufnehmer handelt. Der funktioniert so: Über den Balken (Hebel) wird die Kraft auf ein Federelement geleitet. Auf diesem sitzt ein DMS. Das Federelement ändert seine Dehnung bei Krafteinwirkung -> der DMS erfährt die gleiche Dehnung und ändert seinen elektrischen Widerstand. Der DMS wird mit einem Verstärker und einem Anzeigegerät verbunden. Unser DMS kann Zug- und Druckkräfte messen -> er zeigt also auch negative Kräfte an, was besonders für die Messung des Auftriebs sehr nützlich ist. Ein weiterer Pluspunkt war, dass im Balken Gewindeschrauben (zur Fixierung des Wägetellers) verbaut waren, wir dort also einfach passende Gewindestangen einschrauben können. Ein Problem, das sich ergab, war aber, dass zwei solche Gewindeschrauben verwendet wurden. Im optimalen Fall sollten wir die Gewindestange also zwischen den beiden Gewindeschrauben befestigen, damit die Kraft genau stimmt. Dies ist aber leider nicht ohne weiteres möglich, da die Gewinde zu nahe beieinander liegen, um ein neues Gewinde zu bohren. Die Kraftsensoren funktionierten auch nach dem Aufbrechen noch einwandfrei und waren bereit für den Einbau unter dem Messbereich.

Abbildung 26 - Innenansicht des  Windkanals

Nach dem Auseinanderbauen der Waagen machten wir uns daran, die Beine für alle Elemente zu bauen. Dabei begannen wir mit einem Bein an der Düse und passten danach alle Beine (mit einer Wasserwaage und berechneten Werten) daran an. Die Beine bestehen aus Dachlatten, welche wir mit der Gehrungs- und Kappsäge schnitten. Die Beine wurden je mit 2 Schrauben an den Einfassungen der Düse/des Diffusors bzw. direkt am Gehäuse des Gleichrichters/des Messbereichs befestigt. Nachdem wir die Beine installiert hatten, konnten wir den Windkanal erstmals in voller Grösse sehen. Den 3. Bautag beendeten wir mit diesem Eindruck und dem Aufräumen der Werkstatt.

Abbildung 27 - Gesamtansicht des Windkanals