Von Haus aus
ist der Wind - unsichtbar. Aber seine Auswirkungen
sind es nicht. Sie werden nach der Beaufort-Skala eingestuft: So sehen
wir bei leichter Brise das gesamte Laubwerk in den Baumkronen
flimmern. Oder bei Orkanen werden Dächer abgehoben, Bäume
umgestürzt und schwerste Verwüstungen angerichtet.
Ja, der Wind kann recht energisch sein, wie das die Menschheit seit
frühester Zeit weiß und nutzt, indem sie Segelboote, ja - ganze
Kriegsflotten mit Windkraft segeln lässt, indem sie Windmühlen und
neuerdings Windkraftanlagen betreibt. Wir können aber auch einfache
Spielzeuge, nämlich Windspiele basteln und uns
daran erfreuen, wie sich ein solches Ding - als Mobile - bewegt,
Klänge erzeugt, uns die Windrichtung anzeigt usw.
Hier sollen einfache, sparsame, technisch erprobte sowie im
Ergebnis befriedigende Bastelanleitungen für eine Windfahne, ein 3- oder 4-schaliges
Windrad (?
"Anemometer") und ein Klangspiel angegeben werden.
Drei Faktoren sind für Windrad und Windfahne (moderne Form des
Wetterhahns) besonders wichtig:
• Stabilität • Leichtigkeit •
reibungsarmer Lauf •
Der erstgenannte Punkt
versteht sich von selbst. Eine gewisse Verwindungs-Steifigkeit
sollten die Geräte einem stärkeren Wind schon entgegensetzen. Das
heißt aber nicht, dass grobes und schweres Material - wie beim
Wetterhahn alter Art - verwendet werden soll. Leichtbauweise ist
gefragt. Das charakteristische an diesen Konstruktionen ist ja
gerade, dass sie dem Wind ausweichen, indem sie sich "wegdrehen"
oder in Windrichtung einstellen. So kann ihnen letztlich auch eine
Windstärke 12 Bft nichts
anhaben - wenn nicht gerade ein umstürzender Baum sie unter sich
begräbt...
Es kann also federleichter, steifer Kunststoff verwendet werden.
Die Leichtigkeit und ein möglichst geringer Reibungswiderstand sind
entscheidend für die Trägheitsüberwindung. Um aber eine stabile
Achse zu bekommen, ist ein dünnes Metallrohr aus dem Baumarkt
ratsam: Ein 4 mm durchmessendes Messingröhrchen mit blanker
Oberfläche vereinigt mehrere Vorteile: Es ist stabil genug, leicht
genug, glatt genug für minimale Widerstand und bietet die
Möglichkeit, im Inneren ganz einfach die einzelnen Elemente zu
verankern.
Genug der Theorie, jetzt gehts ans Basteln.
Windfahne / Material:
Messingröhrchen, Ø 4 mm, ca. 50-70 cm lang
1 kleiner Nagel, dessen Kopf ins Rohrinnere passt
1 kleine Holzschraube, deren Gewinde im Rohr greifen kann
ebener, steifer Kunststoff, ca. 10x10 cm
Stativ / Material:
Holz-Rundstab, ca. 10-20 cm lang, ca. 2 cm Ø
1 Kreuzschlitz-Holzschraube
1 Schraubenmutter
siehe auch zum Windrad
Die Spitze des Windzeigers
kann mit einem kleinen Rundkopfnagel verschlossen werden.
Aus steifem Kunststoff z. B. eines Wasserkanisters o.Ä. wird der
Fahnenschwanz ausgeschnitten und mit einer Lasche (+ Klemm-Material
+ Klebstoff) im Rohrende befestigt. Die Vorteile eines
Metallröhrchens zeigen sich auch bei der Verbindung zwischen
waagrechter Fahne und senkrechter Drehachse:
Nach Ausbalancieren wird mit einem entsprechend feinen Metallbohrer
ein Loch an der ermittelten Gleichgewichts-Mitte gebohrt. Die
Befestigungsschraube muss so beschaffen sein, dass sie durch dieses
Bohrloch passt und im Inneren des Achsenrohrs greift.
Der eigentliche Dreh- und "Knack"-Punkt befindet sich am unteren
Ende der Achse:
Ein wirklich spitzes Nägelchen wird mit dem Kopf einige mm im Rohr
versenkt und mit der Kneifzange so festgeklemmt, dass es möglichst
achsengerecht und zentriert verankert ist (siehe Skizze).
Ein etwa 2 cm Ø hölzerner Rundstab erhält eine der Achsenlänge
angepasste Bohrung (ca. 10 mm Ø). Windfahne oder Windrad müssen
natürlich soweit aus dem Rundstab herausschauen, dass eine freie
Drehung gesichert ist.
In den Boden der Bohrung wird eine Kreuzschlitz-Schraube versenkt,
in deren konische Vertiefung im Kreuz-Mittelpunkt die Achse mit der
Nagelspitze eingesetzt wird. Die nur auf die Nagelspitze begrenzte
Reibung ist minimal, wie wir beim Betrieb sehen werden.
Nun muss abschließend noch der Eingang zum "Stativ" mit einer
passenden Schraubenmutter soweit eingeengt werden, dass die Achse
nur den nötigen Spielraum erhält aber nicht abgebremst wird. Eine
lockere Führung schadet nicht. Die Mutter wird in einer
entsprechenden Bohrung am Eingang des Stativs versenkt.
Und so sehen die Windfahne und das weiter unten
erklärte Windrad aus, wenn sie dem Wind
ausgesetzt ist: Sie reagiert sehr empfindlich auf jede
Richtungsänderung des Winds - ein "Mobile", das wegen der
minimierten Reibung sogar schon einen leisen Zug (= 1
Bft) anzeigt, der das Windrad noch nicht rotieren lässt!
Es ist faszinierend zu beobachten, welche Turbulenzen der Wind in
Bodennähe auslöst: Nahezu keine Sekunde ist die Windrichtung
konstant.
Bei diesem Gerät ist es ja erwünscht, "sein Fähnchen immer nach dem
Wind auszurichten", als Charakterzug allerdings ...
Windrad / Material:
Messingröhrchen ca.15 cm lang (siehe Materialliste Windfahne)
1-2 cm langes Stück eines Weinkorkens
2 Tischtennisbälle
3 bzw.4 kleine Holzschrauben
1 kleiner Nagel
Stativ / Material:
Entspricht dem Material bei Windfahne
Die Tischtennisbälle
werden mit einer Laubsäge halbiert. Alle Hälften erhalten ein
kleines Bohrloch, durch das hindurch sie in 90°-Abständen ringsum
am Korken befestigt werden. Soll ein 3-schaliges Windrad/Anemometer
gebaut werden, beträgt der Abstandswinkel entsprechend 120°. Es
versteht sich von selbst, dass die Schalen je nach beabsichtigter
Rechts- oder Linksläufigkeit mit einheitlicher Richtung ihrer
Schalen-Öffnungen angebracht werden müssen.
Die Achse und das Stativ werden
in gleicher Weise hergestellt, wie bei der Windfahne beschrieben.
Eine kleine Vorbohrung am Korken erleichtert das Aufstecken auf die
Achse.
Ab leichter bis schwacher Brise (2-3 Bft) dreht sich unser
Spielzeug. Und das sieht so aus: Animation. Wem
die Tischtennisbällchen zu mickrig sind, dem sind
tennisballgroße Verschluss-/ Messkappen aus
weißgrauem festen Kunststoff auf bestimmten Waschmittelflaschen
empfohlen.
Klanghölzer / Material:
1 nicht zu dünner Bambusstab oder Metallrohr, z.B. Kupfer
1 Massiv-Holzbrett, ca. 20x30x1 cm
1-2 m kräftiger Faden
Selbsterklärende Schema-Zeichnung/Klanghölzer:
Das unter den verschieden langen Bambusröhren pendelnde dreieckige
Holz hat hier die gleiche Aufgabe wie die Schalen beim Windrad oder
der Schwanz bei der Windfahne: Es soll den Wind auffangen. Dadurch
beginnt es zu pendeln und die kleine runde Holzscheibe in Bewegung
zu setzen. Je nach Windrichtung und - stärke werden dann die Röhren
angeschlagen.
Konstruktionsskizze
"Anemometer"
Natürlich sind die Bezeichnungen Windmesser oder
Anemometer zu hoch gegriffen: Ein wissenschaftlich
exaktes A. ist mit einem elektronischen Zählwerk verbunden, welches
die Rad-Umdrehungen/Min. in die Windgeschwindigkeit umrechnet. Wir
begnügen uns damit, an der mehr oder weniger rasanten
Geschwindigkeit unseres Rades die Windstärke abzuschätzen. Da aber
im alltäglichen Sprachgebrauch mit einem Windrad ein "Propeller"
gemeint ist, der sich in einer senkrechten Ebene dreht und sich auf
die jeweilige Windrichtung einstellen muss (zusätzlicher
Energieverbrauch!), habe ich den Begriff des Anemometers
angeführt.
