Als Ralf mich in Januar fragte ob ich ihn unterstützen wollte mit seinem ABC-Hack habe ich spontan ja gesagt.
Das Thema sollte „Kraft und Druck“ werden. Ein Teil war Hydraulik und um das anschaulicher zu machen wurde der Hydraulik Kran und der JFZ Nussknacker entwickelt. Der Kran und Nussknacker haben die Jugendliche dann mit viel Spaß im JFZ benutzen können. Siehe ABC-Hack -Hydraulik
Der JFZ Nussknacker:
Es ist schon erstaunlich dass man mit Apothekerspritze, Schlauch, Wasser und Ventile aus dem Aquarium-Zubehör Walnüsse knacken kann. Der JFZ Nussknacker hat mich so fasziniert dass ich dann auch gerne wissen wollte welche Kräfte damit entwickelt werden konnte.
Als erstes habe ich versucht die „maximal Kraft“ zu messen. Nur war die Frage mit welche Sensoren? Dehnungsstreifen, bis wie viel kg (N) ?
Da kam dann schnell die Idee bestehende Kraftmessgeräte zu benutzen. Als erste eine Kofferwaage. Der Umbau der Nussknacker mit einer Kofferwaage als Messinstrument war nicht schwierig. Leider funktioniert meine Kofferwaage nur bis 50kg, der Nussknacker schafft aber viel mehr. Die Idee kam dann schnell eine Personenwaage zu nehmen.
Den Wünsch die Maximal Kraft zu ermitteln habe ich nach erste Tests mit der Personenwaage schnell fallen gelassen. Es wurde eine ziemliche Sauerei mit viel Spritzwasser weil sich immer wieder Schläuche von ihren Verbindungen gelöst hatten. Das hätte ich zwar mit Kabelbinder oder Ähnliches lösen können, hatte da eigentlich keine Lust mehr und ich wollte keine Zeitaufwendige HALT Tests machen (HALT–>Test Stress Level erhöhen bis erste Fehler auftritt, reparieren,TestStress Level erhöhen, testen bis nächste Fehler, reparieren, etc.).
Viel interessanter fand ich die Idee Walnuss-Knack-Kräfte zu ermitteln. Die Messaufstellung war schon da. Das Knacken war einfach nur das Ablesen der digitalen Anzeige war etwas schwierig weil die Knackkraft im Knackmoment nur kurz angezeigt wurde. Mit der Aufzeichnung einer Handy Kamera war es dann aber kein Problem.
Ergebnisse:
Es wurde ca. 10 Walnüsse geknackt. Die benötigten Kräfte dafür von ca. 30kg (294N) bis ca.70kg (687N).
Messaufstellung :
Personenwaage auf einer Werkbank platziert. Die horizontale Holzplatte mit den 4 x 50ml Spritzen wurde aus dem JFZ Nussknacker entfernt und in einem Holzrahmen so eingebaut dass die Kolben der Spritzen sich Richtung Personenwaage bewegen konnte und nur einige cm davon entfernt waren. Das ganze wurde mit Schraubklemmen an einer Werkbank verschraubt.
Specs:
Die (Hand)Spritze für die Einleitung der Kraft hat einen Kolben Diameter von 15mm.Die 4 Spritzen für die Kraftübertragung zum Nuss haben einem Kolben Diameter von je 30mm. Das entspricht dann eine hydraulische Kraftübersetzung von 16x.
Videos:
-Nussknacken im JFZ
-Kofferwaage
-Walnuss-Knack-Kräfte ermitteln
