Hoe werkt een fietspomp?

Als je fiets een zachte band heeft dan heb je een apparaat nodig om de fietsband op de juiste spanning te brengen, dit apparaat noemen we een fietspomp. Een echte klassieker hierin is de jumbo fietspomp. In dit artikel gaan we kijken hoe de fietspomp is opgebouwd en hoe de toegepaste techniek precies werkt.

Wist je dat er meerdere type fietspompen zijn?

Je hebt naast de traditionele baanpompen, ook CO2 pompen (vaak gebruikt bij race fietsen), maar ook framepompen, minipompen en voetpompen.

Afbeelding 1 – doorsnede van een fietspomp

OPBOUW

De opbouw van een fietspomp is vrij simpel:

1.    Handvat

2.    Plunjerstaaf

3.    Bovenkap

4.    Cilindrische koker

5.    Voet

6.    Leren schijf

7.    Pompslang

8.    Nippel met klemmechanisme

WERKING

De fietspomp werkt door het creëren van luchtdruk in de cilindrische koker. Door de handvat omhoog te trekken verzamelt er lucht in de cilindrische koker. Wanneer de handvat naar beneden geduwd word en ontstaat er een luchtdruk. Vanwege de luchtdruk verplaatst de lucht zich door de ventiel in de fietsband. In de ventiel zit een terugslagklep wat ervoor zorgt dat de lucht niet uit de fietsband ontsnapt.

Afbeelding 2 – Ventiel in de fietsband

Hoe werkt een filter koffiezetautomaat?

Voor veel mensen is de ideale manier om wakker te worden met een bakje koffie. Er is voor hun niets beter dan de geur van vers gezette koffie, een resultaat van het druppelende, kokende water wat door de gemalen koffie in de pot loopt. Maar wat gebeurt er nou allemaal in een filter koffiezetapparaat? Hoe word de water gekookt en komt het bij de gemalen koffie? In dit artikel gaan we kijken hoe een filter koffiezetapparaat is opgebouwd en hoe de toegepaste techniek precies werkt.

Wist je dat koffie drinken om wakker te worden slechts een mythe is?

Dit heeft te maken met de productie van de stresshormoon cortisol en de biologische klok van onze lichaam. De stresshormoon cortisol zorgt ervoor dat je lichaam zich alert voelt, maar de productie van cortisol door je lichaam is niet over de hele dag gelijk. Zo blijkt je lichaam meer cortisol te produceren wanneer je wakker word. Om dan koffie te drinken om extra wakker te worden zou niet veel invloed hebben.

De beste tijd om koffie te drinken is wanneer je lichaam een lager cortisol level heeft. Dat zou dus zijn in de ochtend tussen 9.30 en 11.30 uur en in de middag tussen 13.30 en 17.00 uur.

Afbeelding 1 – doorsnede filter koffiezetapparaat

OPBOUW

In de basis heeft een koffiezetapparaat drie elementen nodig: een water reservoir, een filter en een doorstroomverhitter.

Uiteraard bestaat de gehele koffiezetapparaat uit veel meer onderdelen dan dat:

1.    Behuizing

De behuizing bestaat uit een bovendeel met de water reservoir (1a) en een onderdeel met de warmhoudplaat (1b).

2.    Filterhouder

Dit zit in het bovendeel, hierin kan men de koffiefilter met de gemalen koffie plaatsen.

3.    Deksel water reservoir en filterhouder

4.    Druppelaar

Dit is een soort douchekop waar het kokend water komt uit druppelen.

5.    Koffiekan met deksel

6.    Sluiting koffiefilter

Door de koffiekan in de koffiezetapparaat te plaatsen opent de sluiting en loopt de water door de filter de koffiekan in.

7.    Warmhoudplaat

8.    Doorstroomverhitter

Dit is de U-vormige onderdeel bevestigd aan de warmhoudplaat en heeft twee functies: het functioneert als waterkanaal en als een verwarmingselement.

9.    Toevoerbuis

Deze is aangesloten op de water reservoir met de doorstroomverhitter.

10.  Terugslagklep

Deze zit tussen de toevoerbuis en de doorstroomverhitter, het zorgt ervoor dat het water niet terugloopt naar de water reservoir.

11.  Stijgbuis

Hierdoor loopt het kokend water naar de druppelaar.

12.  Aan/uit knop

Dit is een wip schakelaar wat middels de stekker is aangesloten met het stroomnetwerk en binnenin de koffiezetapparaat met de doorstroomverhitter.

13.  Thermostaat en zekeringen

Wanneer de temperatuur te hoog is sluit de thermostaat de stroom naar de doorstroomverhitter af. De zekeringen werken hetzelfde, echter deze zijn voor het geval de thermostaat niet functioneert.

WERKING

Voordat men de koffiezetapparaat aanzet moet men eerst voorbereidende handelingen treffen:

-       Het plaatsen van de filter met de gemalen koffiebonen.

-       Het vullen van de water reservoir

Wanneer dit gereed is kan men de koffiezetapparaat aanzetten.

Door de zwaartekracht zal het koude water van de water reservoir (1a) door de toevoerbuis (9) en de terugslagklep (10) naar de doorstroomverhitter (8) lopen.

Omdat de koffiezetapparaat is aangezet zal de doorstroomverhitter op temperatuur komen waardoor het water in de doorstroomverhitter zal koken.

Het kokende water in de doorstroomverhitter zal borrelen waardoor de bellen die daarbij ontstaan zullen stijgen door de stijgbuis (11), het kan vanwege de terugslagklep niet naar de water reservoir lopen.

Met dit verschijnsel ontstaat een vloei van kleine, warme druppels water wat door de stijgbuis en de druppelaar (4) naar de filterhouder (2) met de filter en gemalen koffie loopt.

In de koffiefilter neemt het water de aroma’s en de smaakstoffen van de gemalen koffie op en valt het water door de opening in de filterhouder naar de koffiekan.

Wist je dat je koffie niet met kokend water mag zetten?

Als je koffie met te heet water zet zal het gemalen koffie verbranden, dit zorgt ervoor dat de koffie een bittere smaak krijgt. Aan de andere kant neemt koud water niet goed de aroma’s en de smaakstoffen van de koffie op en dan zal de koffie ook vies smaken. De beste temperatuur voor het water om de aroma’s en de smaakstoffen van de gemalen koffie op te nemen is rond de 94° C. 

Hoe werkt een fietsdynamo?

De algemene functie van een fietsdynamo (ook wel bekend als banddynamo) is om energie op te wekken waardoor er spanning beschikbaar is voor de verlichting op de fiets. Hierdoor is de fietser in het donker zichtbaar. De fietsdynamo word in werking gezet door de rotatie van het fietswiel waarop de aandrijfwiel van de fietsdynamo is aangesloten. Er word daarom gezegd dat de dynamo een apparaat is wat mechanische kracht omzet in elektrische energie, om dit te kunnen doen word er gebruikt gemaakt van magneten. In dit artikel gaan we kijken hoe een fietsdynamo is opgebouwd en hoe de toegepaste techniek precies werkt.

Wist je dat het word dynamo afgeleid is van het Griekse woord ‘dunamis’?

Dit betekend letterlijk ‘macht’.

Wist je dat er maar liefst vier verschillende soorten fietsdynamo’s zijn?

De banddynamo, welke wij behandelen in dit artikel, komt steeds minder voor. Mede door technische ontwikkelingen zijn er ook andere varianten, zoals: de naafdynamo, de roldynamo en de spaakdynamo.

Afbeelding 1 – doorsnede van een fietsdynamo

OPBOUW

De opbouw van een fietsdynamo (zie afbeelding 1) is als volgt:

1.    Loopwiel

De loopwiel maakt contact met de fietsband.

2.    Hoofdas met rotor (magneet)

De hoofdas is aangesloten op de loopwiel, wanneer de loopwiel roteert, dan roteert de hoofdas en de rotor ook.

De rotor is een permanente magneet met een diametrale magneetveld.

Dit betekent, dat wanneer de magneetring voor je ligt, dat de noordpool zich bijvoorbeeld aan de rechterkant bevindt en de zuidpool aan de linkerkant.

Afbeelding 2 – Ringmagneet met diametrale magneetveld

3.    Stator met koperen spoel

De stator is het stilstaand gedeelte van de fietsbanddynamo, het bestaat uit een weekijzeren kern, met daaromheen de wikkelingen van het koperdraad als spoel voor het opwekken van het magnetisch veld.

Wist je dat weekijzer een magnetiseerbaar materiaal is?

Dit betekend dat het weekijzer bij contact met een magneet de eigenschappen van een magneet overneemt en ook als magneet zal werken. Wanneer je de magneet weghaalt zal het weekijzer niet meer werken als magneet. Dit word ook wel magnetische influentie genoemd.

De kern in een spoel bestaat uit weekijzer om zeker te zijn dat het magneetveld helemaal wegvalt als de stroom niet meer loopt.

4.    Koperdraad

Dit maakt een gesloten stroomkring door het te verbinden met de fietslamp.

5.    Dynamo behuizing

6.    Fietsbevestiging met veermechanisme

Hierdoor kan men de fietsdynamo tegen de fietsband aandrukken, of bij de fietsband wegklikken.

7.    Bodembekapping

   

WERKING (eenvoudige uitleg)

Om de fietsdynamo te activeren moet men eerst de loopwiel tegen de fietsband aandrukken, dit kan middels de veermechanisme bij de fietsbevestiging.

De fietsdynamo word geactiveerd middels de rotatie van de fietsband (dus door te gaan fietsen). Aan de zijkant van de fietsband zitten groeven waarop het loopwiel van de fietsdynamo is aangesloten.

Het loopwiel en de rotor (de permanente magneet) zijn met elkaar verbonden middels een as. Wanneer de loopwiel roteert dan roteert de rotor ook.

De rotor draait rond binnen in de stator met de spoel van koperdraad. Door de rotatie van de rotor veranderd de magnetische veld van de magneet voortdurend. Hierdoor ontstaat er elektrische spanning in de spoel van de stator. Dit word elektromagnetische inductie genoemd. Doordat de spoel in verbinding is met de fietsverlichting is er een gesloten stroomkring en kan de stroom lopen. 

Hoe werkt een fietsbel?

De algemene functie van de fietsbel is om de fietser in staat te stellen anderen te waarschuwen van zijn/haar aanwezigheid. Met één vinger (meestal de duim) kan je de fietsbel een geluid laten produceren doordat twee metalen onderdelen tegen de resonator slaan. Een goede fietsbel kan je vanaf 25 meter horen. In dit artikel gaan we kijken hoe een fietsbel is opgebouwd en hoe de toegepaste techniek precies werkt.

Wist je dat de fietsbel meestal aan de linker kant van de stuur gemonteerd word?

Dit komt omdat men vroeger een toeter had in plaats van een fietsbel. Voor het gebruiken van de toeter moest je één hand van de stuur nemen, door het monteren aan de linker kant bleef de dominante hand (rechterhand) aan de stuur.

Wist je dat het in Nederland vanaf 1906 wettelijk verplicht is om een fietsbel op je fiets te hebben?

Voor een ondeugdelijke fietsbel kan je een boete krijgen van € 30,- euro!

Afbeelding 1 – doorsnede van een fietsbel

OPBOUW

De opbouw van een fietsbel (zie afbeelding 1) is als volgt:

1.    Onderstel met assen

2.    Veer

De functie van de veer is om de fietsbel lepel terug te duwen na het indrukken.

3.    Fietsbel lepel met vertanding (tandheugel)

Deze functioneert als drukknop waardoor de lepel om de as draait en middels de vertanding aan het einde als hefboom functioneert.

-       12 tanden waarvan 10 operationeel.

4.    Rondsel (tandwiel)

De rondsel is een dubbele tandwiel waarvan de kleinere tandwiel is aangesloten op de vertanding van de fietsbel lepel en de grotere tandwiel op de tanden van de tandwiel van de rotor.

-       8 tanden aangesloten op de 12 tanden van de fietsbel lepel

Voor één keer drukken op de fietsbel lepel maakt de tandwiel een rotatie van 1,25.

5.    Rotor met tandwiel

De rotor is middels de tandwiel aangesloten op de rondsel.

-       10 tanden aangesloten op de 22 tanden van de rondsel.

Voor één rotatie van de rondsel maakt de rotor een rotatie van 2,2.

6.    Metalen ring (2 stuks)

De metalen ringen zijn vast gemaakt aan de uiteindes van de rotor.

7.    Resonator

De resonator is een metalen kap voorzien van een bult (of een deuk) aan de binnenzijde. Door de rotatie van de rotor slaan de metalen ringen tegen de bult aan en ‘rinkelt’ de bel.

-       Door het indrukken van de fietsbel lepel maakt de rotor 2,2 rotaties en slaan de metalen ringen dus 4,4 keer tegen de resonator (twee ringen dus maal twee).

Vanwege de heen en weer beweging van de fietsbel lepel krijg je per keer dat je de fietsbel indrukt 8 ‘rinkels’.

Afbeelding 2 – Tandwiel overbrenging schematisch uitgetekend

WERKING

De fietsbel word geactiveerd door het uitoefenen van druk middels je duim op de drukknop. De drukknop bevind zich op de uiteinde van de fietsbel lepel, terwijl de vertanding zich op de andere uiteinde bevind. De rotatie van de fietsbel lepel brengt automatisch de vertanding aan de andere einde in rotatie. De vertanding van de fietsbel lepel is aangesloten op de kleinere tandwiel van de rondsel. De grotere tandwiel van de rondsel is aangesloten op de tandwiel van de rotor. Door deze tandwiel mechanisme krijgen we een hefboom van 1:2, dat wil zeggen dat voor één beweging van de fietsbel lepel maakt de rotor twee rotaties.

De rotor heeft twee metalen ringen aan de uiteinden. Vanwege de rotatie bewegen de metalen ringen weg van de centrum, maar stoppen vanwege de assen waarmee ze zijn vastgemaakt.

Wanneer de metalen ring de bult van de resonator raakt maakt het een geluid. Door de klap beweegt de ring weer richting de centrum, maar door de rotatie van de rotor beweegt de ring weer naar de uiteinde.

Wanneer we de druk van de drukknop afhalen, dan duwt de veer de fietsbel lepel naar haar oorspronkelijke positie. Dit veroorzaakt nog meer gerinkel omdat de fietsbel lepel weer terug roteert.

Conclusie: door de fietsbel één keer in te drukken krijg je acht slagen op de resonator wat overkomt als een rinkelend geluid.

Hoe werkt een balpen?

Een balpen gebruiken we voor van alles, soms om even snel een notitie te maken, sommige mensen kunnen er prachtige tekeningen mee maken. Maar hoe werkt de balpen nou eigenlijk? Het heeft te maken met een rollend mechanisme. In dit artikel bekijken we de techniek achter de balpen.

Wist je dat de balpen is uitgevonden door de Hongaar Ladislao José Biro?

Zijn uitvinding werd voor het eerst op de Budapest Internationaal Fair van 1931 getoond. De uitvinding werd uiteindelijk gepatenteerd in 1938.

OPBOUW

Een pen bestaat in de basis uit de volgende onderdelen:

1.    Omhulsel

2.    Klik pen mechanisme (niet altijd van toepassing)

3.    Inkt

4.    Inkt reservoir (meestal van plastic)

5.    Punt (bal houder)

6.    Bal

Vaak gemaakt van het materiaal wolfraamcarbide. Deze kleine balletjes zijn in verschillende groottes verkrijgbaar, ze kunnen zelfs 0.3mm klein zijn!

Afbeelding 1 – doorsnede van de punt van een balpen

WERKING

Door te schrijven beweegt de bal in de houder van het punt. Door de beweging van de bal vloeit de inkt uit het reservoir naar beneden op de bal, door de rollende beweging van de bal word de inkt overgebracht op het papier. Door het rollende mechanisme in de pen kan men dus schrijven en/of tekenen.

Afbeelding 2 – werking van een balpen

Wist je dat een balpen ook in de ruimte werkt?

Er zit wel een maar aan, de inkt kan in de ruimte ontgassen vanwege geen zwaartekracht of als het te koud is kan de inkt bevriezen.

Wist je dat ze in de ruimte een speciale pen gebruiken?

Deze pen staat ook wel bekend als de ‘space pen’ of de ‘zero gravity pen’. Dit is er zo speciaal aan de pen: het kan schrijven bij nul zwaartekracht, onder water, over nat en vettig papier, en onder verschillende temperaturen!

Hoe werkt de Nerf Jolt EX-1 Blaster?

De Nerf Blaster Jolt EX-1 is een kleine, maar onwijs gave blaster die verassend ver kan schieten.

Specificaties van de JOLT EX-1

Type:                                     barrel-loading single-shot blaster

Schiet mechanisme:           direct plunger

Capaciteit:                           1 dart

Soort munitie:                     N-STRIKE ELITE DARTS

Bereik:                                 15-18 meter

Lengte van de loop:           10 cm

Uitgebracht in:                    2012

Afbeelding 1; Doorsnede van de NERF Blaster Jolt EX-1

OPBOUW

De opbouw van de NERF Blaster JOLT EX-1 is als volgt:

1.    Behuizing

2.    Zuiger & veer

Wist je dat…

Je de blaster nog harder kan laten schieten door de veer te vervangen?

Let op! Zulke aanpassingen zijn niet aanbevolen

3.    De as van de zuiger

Met behulp van de as trek je de zuiger naar beneden en staat de veer onder spanning.

4.    Klepmechanisme

5.    Luchtinlaat

6.    Trekker

7.    Pijltje (Dart)

WERKING

Door de as naar beneden te trekken kan je de zuiger vastklikken. De zuiger staat nu onder spanning vanwege de veer. Door vervolgens de trekker over te halen duwt de veer de zuiger omhoog en ontstaat er een stoot van perslucht. Het lucht verplaatst zich van de cilinder naar de luchtinlaat, door de sleuf van het klepelement, tegen het pijltje. Het pijltje word vanwege de stoot perslucht uit de loop geschoten, en kan wel 18 meter ver komen!

Wist je dat…

De perslucht twee functies heeft?

1.    De perslucht zorgt ervoor dat het pijltje weggeschoten kan worden.

2.    De andere functie is dat de perslucht ervoor zorgt dat het klepmechanisme in ‘open stand’ blijft gedrukt. Dit zorgt ervoor dat alle lucht maar één richting op kan: tegen het pijltje aan!

Leuk om te doen:

Als je de blaster onder spanning brengt zonder het te laden met een pijltje, en daarna de pijltje in de pistool probeert te doen dan merk je dat het pijltje naar buiten word geduwd. Dit komt omdat de perslucht ervoor zorgt dat de klepmechanisme dicht word gedrukt.

Hoe werkt een accuschroefboormachine?

Een accuschroefboormachine is een geweldige uitvinding om snel wat klusjes in huis te kunnen doen. De techniek in een accuschroefboormachine is eigenlijk heel simpel, het bevat een accu, een elektro motor en een mechanisme.

In dit artikel gaan we kijken hoe een accuschroefboormachine is opgebouwd en hoe de toegepaste techniek precies werkt.

OPBOUW

Afbeelding 1; Doorsnede van een Bosch accuschroefboormachine

Een accuschroefboormachine bestaat uit de volgende onderdelen (zie afbeelding):

1.    Behuizing

2.    Accu
     Dit is een oplaadbare batterij wat ervoor zorgt dat de accuschroefboormachine niet met een 
     kabel aangesloten hoeft te zijn op het stroomnetwerk.
     De accu is verbonden met de elektrische drukknop.

3.    Elektrische drukknop
     De elektrische drukknop zorgt ervoor dat er elektrische stroom naar de motor loopt en is 
     verbonden met de draairichting schakelaar.

4.    Schakelaar voor het instellen van de draairichting
     De schakelaar bepaalt hoe de elektriciteit door de elektrische motor loopt, hierdoor kan men 
     kiezen uit drie opties:

-       Linksomdraaien, zo draai je een schroef eruit.

-       Centraal, zo gebeurt er niets.

-       Rechtsomdraaien, zo draai je een schroef erin.

5.    Elektrische motor
     De elektrische motor heeft een aandrijfas met een cilindrische tandwiel met zes tanden. Deze 
     tandwiel is gekoppeld aan de planeetwielmechanisme.

6.    Een dubbele planeetwielmechanisme in een behuizing
     Het planeetwielmechanisme in onze situatie is een tandwielmechanisme welke voor een 
     snelheidsreductie (snelheidsvermindering) zorgt, en daarmee in staat is om een groot 
     vermogen over te brengen.

Afbeelding 2; Exploded view planeetwielmechanisme in een accuschroefboormachine

     Zoals in de afbeelding hierboven zijn ziet het er van binnen meer complex uit dan we beseffen.

     

     De opbouw in ons voorbeeld is als volgt:

a.    De aandrijfas van de elektrische motor functioneert als de zonnewiel en heeft zes tanden.

b.    Hieraan zijn drie planeetwielen op aangesloten, met elk 19 tanden.

       De planeetwielen zijn aangesloten op de satellietwiel, welke 48 inwendige tanden heeft.

     De satellietwiel is een vaste element en draait niet rond. De planeetwielen draaien dus rond binnenin de satellietwiel.

c.    De planeetwielen zijn gekoppeld aan een planeetwieldrager. 
d.  De planeetwieldrager heeft aan de andere zijde een tandwiel met zes tanden.

e.    De tandwiel van de planeetwieldrager is weer aangesloten op een tweede serie van drie planeetwielen met 19 tanden.

        Deze planeetwielen zijn weer aangesloten op een tweede satellietwiel met 48 inwendige tanden.

f.    De tweede set planeetwielen zijn weer gekoppeld aan een tweede planeetwieldrager.

g.    Deze planeetwieldrager is weer gekoppeld met de klauwplaat.

De overbrenging in ons voorbeeld is dan als volgt:

De aandrijfas moet 3,17 keer draaien om de eerste set planeetwielen één keer te laten

draaien.

De eerste set planeetwielen moeten 2,53 keer draaien om één keer binnenin de 

satellietwiel te draaien en daarmee de planeetwieldrager één keer te laten draaien.

De elektrische motor moet dus circa 8 keer draaien om de eerste planeetwieldrager één 

keer te laten draaien. Omdat er een dubbele planeetwielmechanisme in de behuizing zit 

moet de elektrische motor 8 x 8 = 64 keer draaien om de klauwplaat één keer te laten 

draaien.

Het neemt dus 64 keer meer moeite om de motor te laten stoppen met draaien!

Wist je dat…

De tandwielen van het planeetwielmechanisme ingevet moeten zijn? De vet of olie zorgt voor een goede smering en wordt ook gebruikt om warmte af te voeren wat bij de wrijving ontstaat.

7.    Een vergrendelingsmechanisme voor de klauwplaat

8.    De klauwplaat

9.    Schroefbit

Afbeelding 3; Foto van de klauwplaat met schroefbit

WERKING

Door op de elektrische drukknop te drukken begint er elektrische stroom vanuit de accu naar de motor te lopen. Afhankelijk van hoe de draairichting schakelaar is ingesteld zal de elektrische motor of linksomdraaien, of niet draaien of rechtsomdraaien. De aandrijfas van de elektrische motor brengt het planeetwielmechanisme in werking. Deze zorgt ervoor dat de klauwplaat met minder toeren draait dan de elektrische motor, hierdoor kan met meer kracht geschroefd of geboord worden. Afhankelijk van wat men in de klauwplaat geklemd heeft kan men boren of schroeven. Dus aan de slag!