Waterrad Dat Een Veerauto Aandrijft

We bouwden een zelfgemaakt waterrad dat een veerautootje opwindt. De as van het waterrad is demonteerbaar verbonden aan één van de vier wielen van ons lasergesneden autootje. Aan diezelfde as zit ook een veer vast; door het waterrad te laten draaien (bijvoorbeeld met stromend water of door er water overheen te gieten), wordt de veer opgewonden.

Zodra de veer genoeg spanning heeft, koppel je het autootje los van het waterrad en zet je het neer waar je wilt. Door de opgeslagen energie rijdt het autootje dan ongeveer 2 tot 3 meter ver.

We maakten dit project in het kader van een cursus aan de TU Delft, waarin we experimenteerden met energieoverdracht via zelfgemaakte onderdelen.

Benodigdheden inclusief kosten:

1. 6 smeerkaasbakjes 6 x 6 x 4 cm, 6x 0.05 euro
2. 1 plastic bak (ca. 60 liter), 4,50 euro
3. 130 gram PLA, 16 euro
4. 6 plankjes plexiglas (20 × 5 × 0,5 cm), 14 euro
5. Ducttape
6. 1 elastiekje
7. 4 kogellagers (Ø 2 cm) 7,16 euro (herbruikbaar)
8. Kit (wij gebruikten Roxolid Unifix, 180 kg/m³)
9. Houtlijm
10. 50 cm aluminium item-profiel 2,50 (herbruikbaar)
11. 1 meter tuinslang (Ø 12,5 mm) 1,50 (herbruikbaar)
12. 1 triplexhouten plank (30 x 30 x 0.9 cm) 10 euro
13. Metalen staaf (7 cm lang, Ø 2 mm) 4 euro
14. Secondelijm (superglue)
15. 1 bak (40 L) 5 euro (herbruikbaar)

Gereedschap:

1. Kitspuit
2. Lasersnijder
3. 3D-printer
4. Boormachine

1. Lasersnijd het chassis uit 3 mm triplex
2. Pak een triplexplaat van 30×30 cm en lasersnij een klikdoosvorm uit van 20 cm lang, 8 cm breed en 4 cm hoog. Zorg dat de doos aan de bovenkant open is en maak in de zijkanten vier gaten (twee per kant) van 2 cm diameter, op gelijke hoogte, zodat de assen/wielen erin passen.
3. Lasersnijd de wielen uit 9 mm triplex
4. Snijd 4 wielen uit van 9 mm dik triplex. Deze kunnen eventueel uit restmateriaal van een herbruikbare doos komen (gratis en duurzaam).
5. Monteer het chassis
6. Zet de klikdoos stevig in elkaar. Gebruik indien nodig alleslijm of secondelijm om het chassis permanent vast te maken.
7. 3D-print de assen
8. rint 2 assen van ca. 14 cm lang en 4 mm diameter. Pas eventueel de diameter aan totdat de assen precies passen in het binnenste van de kogellagers
9. Plaats de kogellagers
10. Lijm 4 kogellagers met secondelijm in de eerder gemaakte gaten van het chassis. Laat het minstens 20 minuten drogen voor een stevige bevestiging.
11. Bevestig de assen
12. Schuif de twee geprinte assen door de kogellagers zodat je nu twee draaibare assen hebt.
13. Voorzie de wielen van grip
14. Doe elastiekjes strak om elk wiel voor extra grip op de ondergrond.
15. Monteer het veermechanisme
16. Bevestig een dun stalen staafje aan de vooras met ducttape. Wikkel een elastiek om de as aan de andere kant, zodat je deze kan opspannen. Dit elastiek fungeert als ‘veer’ die de auto aandrijft wanneer je hem loslaat.
17. 3D-print het bakje
18. Met het onderste bestand print het bakje uit die als een sleutel dient om met de as van het waterrad de veer op te winden. En plak deze aan 1 van de 4 wielen die de veer om de as heeft gewikkeld (lijmen met superglue).
19. Zet de wielen goed vast
20. Doe aan beide uiteinden van de assen ducttape om te voorkomen dat de wielen of assen verschuiven tijdens het rijden.

1. Bevestig de (smeerkaas)bakjes aan de Plankjes:
2. Bevestig voor het waterrad op elk plexiglas plankje één smeerkaasbakje aan de rand. Breng een gelijkmatige laag kit aan op de rand van het bakje en druk het stevig vast op het plexiglas voor goede hechting.
3. 3D-Print de Nodige Onderdelen (PLA). Print de volgende onderdelen:
4. De middencilinder: dit is het centrale onderdeel van het rad, met gleuven waarin de plankjes passen.
5. De zijcilinders: deze worden later aan de uiteinden van het item-profiel geplaatst, op de plekken waar eerder gaten in de bak zijn geboord.
6. Monteer de Plankjes in de Middencilinder
7. Breng een lijn kit aan in één gleuf van de middencilinder en plaats daarin één plexiglas plankje. Herhaal dit zes keer totdat alle gleuven gevuld zijn.
8. Boor gaten:
9. Boor nu 1 gat aan de zijkant van de grote bak en ook 1 gat aan de overzijde ervan, op dezelfde hoogte (20 cm t.o.v. van de onderzijder van de bak) en met dezelfde diameter (2 cm).
10. Bevestig het Item-Profiel en de Cilinders
11. Steek het aluminium item-profiel door het vierkante gat in het midden van de middencilinder.
12. Schuif vervolgens de twee 3D-geprinte cilinders in het item-profiel: één aan de linkerzijde en één aan de rechterzijde van de middencilinder.
13. Plaats het Rad in de Bak:
14. Plaats het volledige rad met item-profiel in de bak, zodat de cilinders precies in de geboorde gaten aan beide zijkanten vallen.
15. Tip: Breng ducttape aan rond de cilinders waar ze in de gaten zitten, voor extra stabiliteit. Zo voorkom je dat het rad wiebelt of verschuift tijdens gebruik.
16. Controleer de Montage (Visueel):
17. Op dit punt is het waterrad volledig gemonteerd en klaar voor gebruik.

1. Bevestig de auto aan de het rad
2. Pak het autootje met het vierkantje aan het wiel en druk het vierkantje in het item profiel van het rad
3. Zet het autootje op een doos
4. Zet het autootje die bevestigd is aan de bak op een doos van ongeveer 23 x 30 x 20 cm.
5. Hiervoor hebben wij de doos gelaserprint maar een andere stevige doos met dezelfde afmetingen kan ook gebruikt worden.
6. Pak de bak van 40 Liter
7. Pak de bak van 40 Liter en plaats de bak boven het rad ,ongeveer 50 cm erboven met de tuinslang erin.