Bau einer Wimshurstschen Influenzmaschine

Ein faszinierendes Gerät. Die Idee, eine zu bauen, hatte ich schon lange. Dann tauchte auf dem Markt der Karton-Bausatz von Astromedia auf.

Influenzmaschine nach Wimshurst Influenzmaschine mit Funken

Da sah ich, dass der komplette Selbstbau auch möglich sein sollte. Die größte Schwierigkeit schien zunächst das Schneiden der Kunstharzscheiben, aber wenn man weiß, wie es geht, ist es ganz einfach (Link). Im Web sind zahlreiche Anleitungen für den Bau von Influenzmaschinen zu finden, ich habe mich an keine davon gehalten, aber nützliche Anregungen gefunden. Und natürlich haben auch die Erfahrungen beim Bau der Astromedia-Maschine geholfen.

Gute Erklärungen ihrer Wirkungsweise findet man auch, z.B. whyhow (auf englisch) auf den Seiten von Antonio Carlos M. de Queiroz.

Die erste Maschine Marke Eigenbau

Material aus dem Baumarkt: eine Polystyrolplatte von 2.5 mm Stärke für die Scheiben, Alu-Klebeband, Aluminiumrohr und Aluminiumstange mit 6 mm, Beilegscheibchen, Hartholz-Dübelstange 1.5 cm für die Griffe an den Elektroden, für das Gestell eine Hartholzleiste 4 cm breit, 2 cm dick und eine Spanplatte 40×20×2 cm.

Das restliche Material war vorhanden: Holzkugeln 15 mm und 24 mm (aus dem Bastelladen oder Baumarkt), Sperrholz- und andere Holzreste, Gummiringe (Schreibwarenabteilung im Supermarkt), Eisendraht 2 mm (die grüne Plastikummantelung habe ich entfernt), Lüsterklemmen und Kupferlitze aus Kabelresten, Spargel-Konservengläser für die Leydener Flaschen, verschiedene Schrauben, eine alte CD (besteht aus Polycarbonat), Karton (für Kreisscheiben, Seitenteile der Antriebsräder).

  Funken

Die Ständer für die Scheibenachse und die Antriebswelle sind von unten mit je zwei Schrauben an die Bodenplatte geschraubt; das Ganze ist also zerlegbar.

Der Durchmesser der Polystyrol-Scheiben beträgt 30 cm, die Sektoren wurden aus Aluminium-Klebeband geschnitten.

Nach dem Ausschneiden und Bekleben der Kreisscheiben mit den Aluminiumsektoren wird die Lagerung der Scheiben hergestellt. Die Löcher in der Mitte werden auf 6 mm aufgebohrt, so dass sich die Scheiben auf der Achse leicht, aber ohne merkliches Spiel, drehen lassen. Aus miteinander verklebten Holzscheibchen mit 8 mm Bohrung angefertigte, ca. 4 cm lange Hohlzylinderwalzen werden mit Sekundenkleber möglichst mittig auf die Scheiben geklebt.

Dann kommt der heikelste Teil der Bastelei: auf die Hohlzylinder wird je ein Polykarbonatscheibchen mit 6 mm Bohrung so aufgeklebt, dass die Scheiben genau senkrecht auf die Achsen stehen. Dazu benötigt man einen Justiertisch, eine ebene Platte mit einer Bohrung in der Mitte, in die man die Achse (ein Stück von dem Alustab) stecken kann, so dass sie senkrecht nach oben steht. Das muss sehr genau stimmen, sonst „eiern“ die Scheiben, wenn sie sich gegeneinander drehen, und man muss ihren Abstand voneinander zu groß wählen.

Auf den Bildern unten sind Details der fertigen Maschine zu sehen, rechts das Werkzeug zur Herstellung der zahlreichen Kreisscheibchen.

     

Es gibt auch ein Video auf Youtube, das die Maschine in Betrieb zeigt.

Die zweite Maschine

Weil es so einfach war, noch etwas von der Polystyrolplatte übrig war und der Bau Spass gemacht hat, wurde gleich noch eine zweite, etwas kleinere Maschine mit 22 cm Scheibendurchmesser begonnen. Als Leydener Flaschen diesmal Gläser von Oliven. Darüber hinaus gibt es nur kleine konstruktive Verbesserungen.

     

   

Das Video, aus dem dieses Bild extrahiert wurde, ist auf Youtube (in einem neuen Tab) zu sehen.

Die erste Entladung, die auf dem Video zu sehen ist (hier ist ein Bild davon), erfolgt nicht über die Funkenstrecke zwischen den Kugeln, sondern die Ladung springt von den Abnehmer-„Kämmen“ auf die Scheibe, dann von Sektor zu Sektor bis zum sogenannten Neutralisator, von dessen anderem Ende wieder über die Sektoren zum gegenüberliegenden Abnehmer. Das zeigt, dass bei der gegebenen Geometrie (und Temperatur und Luftfeuchtigkeit) keine längere Funkenstrecke bzw. höhere Spannung möglich ist, die Entladungen würden sonst immer über diesen Schleichweg erfolgen.

Man erzielt lange Funken, wenn die kleinere Kugel als positive Elektrode der größeren negativen gegenübersteht. Im umgekehrten Fall versprüht die kleinere Kugel die negative Ladung zischend und es gibt keine sichtbaren Funken.

Es ist weitgehend zufällig, welche Seite sich positiv auflädt. Man kann die Polarität bestimmen, indem man ausprobiert, in welcher Stellung der Elektroden man die längeren Funken erzielt. (Bei der zuerst gebauten größeren Maschine sind die Kugeln nur lose auf die Alu-Röhren aufgesteckt und können, wenn nötig, vertauscht werden.)

   

Wie gut so eine Maschine funktioniert, hängt übrigens auch vom Wetter ab. Bei sehr warmem, schwülem Wetter kann es sein, dass man überhaupt keinen Funken zuwege bringt.



Zum bequemeren Transport wurde die Maschine wieder zerlegt. Im nebenstehenden Bild sind die einzelnen Teile zu sehen.

Rechts in der Mitte die beiden Neutralisatoren aus Draht mit Pinseln aus Kupferlitze an den Enden. Da es reicht, wenn nur ein einzelnes Drähtchen die Scheibe berührt, wurden die übrigen wie eine Locke zurückgebogen. Man hätte sie auch weglassen können.