Poldermolen

Voor het vak Design Engineering voor Fysici kregen wij een maand geleden de opdracht om een vorm van energie om te zetten in een andere vorm. Wij kozen voor een poldermolen die windenergie omzet in potentiële energie, omdat wij geïnspireerd zijn door de Nederlandse polder geschiedenis. Ik zelf kom namelijk uit Heerhugowaard, een volledig uitgepolderd dorp.

Om deze poldermolen te maken zal je het volgende gereedschap nodig hebben:

• Lasersnijder
• IJzerzaag
• Pvc pijpsnijder
• Boor

Voor het werken met de lasersnijder heb je tevens het programma 'Inkspace' nodig.

Deze materialen zul je nodig hebben voor de molen:

• Itemprofiel
• Ventilator bladen
• Lager uit ventilator
• As uit ventilator
• 6 Tie-wraps
• Touw

Deze voor de Archimedes schroef:

• Pvc buis 35 mm diameter, lengte 50 cm
• Plastic slang diameter 3 cm, lengte 1 m
• 2 tie-wraps
• 1 as (hout/metaal) van minimaal 60 cm, diameter +- 10 mm
• Ductape

En dit voor de tandwielen:

• MDF hout 3 mm dik
• 2 Lagers 10 mm binnen, 22 mm buiten diameter
• Schroefdraad 10 mm diameter en 30 cm lang
• 10 tie-wraps
• Fietsketting
• Fiets cassette
• 6 moeren voor om het schroefdraad

We starten met de wieken van de molen.

Haal de wieken uit de ventilator. Haal ook het as eruit en de lager met behuizing. Steek het as door de lager en maak de wieken vast aan het as zoals beschreven in de ventilator handleiding. De lager schuif je in de bovenkant van het itemprofiel zodat hij hangt. Vervolgens span je de molen tussen het item-profiel door middel van touw en tie-wraps.

Het lichaam van de molen is ook vrij simpel om te maken.

Zet de twee itemprofielen op elkaar en bind ze aan elkaar met tie-wraps.

Maak een van de hoeken los en schuif de behuizing van de lager in het itemprofiel. Maak de hoek weer vast van het itemprofiel. Als de wieken niet vast zitten, bindt dan touw strak aan de lager behuizing totdat deze niet meer vrij kan bewegen. Zorg er uiteraard voor dat de wieken kunnen blijven draaien.

De Archimedes schroef is misschien nog wel het makkelijkst.

Wikkel de plastic slang met vier rotaties om de pvc buis heen. Boor twee gaten aan elk uiteinde precies om de plastic slang heen. Zet de plastic slang vast met een tie-wrap door de gaten aan elke zijde, trek ze van binnen strak aan.

Om ervoor te zorgen dat de schroef vrij kan draaien in de bak met water bevestig je een as aan het binnen van de buis die door de hele Archimedesschroef heen loopt en zo'n 10 cm uit steekt. De as kan bevestigd worden door een houtje binnen in beide kanten van de as te plaatsen met een gat in het midden waar de as doorheen past. Om te zorgen dat het deel van de uitstekende as niet te veel wrijving ondervindt van zijn oppervlak kan je wieltje plaatsen op het punt waar de as contact maakt met het oppervlak.

Maak met inkscape twee tandwielen, een met 10 tanden en een met 30 tanden. Laat deze uitsnijden met de lasersnijder. De diameter van het gat voor de as moet overeenkomen met de diameter van de as die je gebruikt.

Haal twee tandwielen van de fiets cassette af door de pinnetjes eruit te slaan.

Maak met inkscape twee houders, met een gat in het midden met de diameter even groot als de buitenmaat van de lager. In de houder moeten daarnaast gaatjes zitten voor de tiewraps die nodig zijn om de houder te bevestigen.

3D print voor de tandwielen van de fiets twee houders die door de tandwielen passen en door de as en Archimedes schroef. Schuif het ene tandwiel in de Archimedes schroef en zet de ander over de draai as.

Om het totale tandwiel systeem in elkaar te zetten bevestig je eerst de twee houders met de lagers erin in het itemprofiel. Bevestig deze houders met tiewraps en zorg dat ze goed vast zitten. Schuif de as in de houders met het grote tandwiel (30 tanden) ertussen. Het tandwiel kan je vast zetten door aan beide kanten van het tandwiel een moer te draaien. Zet het kleine tandwiel (10 tanden) over de as van de molen. Aan de kant van het itemprofiel waar de molen niet zit, draai je 1 van de fiets tandwielen op de as. Het tweede fiets tandwiel schuif je in de Archimedes schroef.

Leg de fietsketting over de twee fietswielen en plaats de Archimedes schroef in een bak met water. Plaats een tweede bak water onder het hogere uiteinde van de Archimedes schroef op een verhoging.

Mocht de fietsketting van de tandwielen afvallen, kan het nodig zijn om schijven te bevestigen aan beide kanten van beide tandwielen. Maak voor het tandwiel dat om de as zit twee cirkels waarvan de diameter groter is dan de diameter van het tandwiel en met een gat in het midden waar de as door heen kan.

Voor het tandwiel om de Archimedes schroef maak je twee cirkels waarvan de diameter groter is dan die van het tandwiel en een gat met de diameter gelijk aan die van de Archimedes schroef. De 4 cirkels plaats je om de tandwielen heen.

Wanneer je alle onderdelen hebt gemaakt is het tijd om ze allemaal bij elkaar te brengen. Leg de fiets ketting om het tandwiel dat om de as zit en hang de Archimedes schroef in de onderkant van de ketting. Als windbron kan je een ventilator of bladblazer gebruiken.