Maquina de Voss

Construindo uma máquina de Voss

O conjunto então foi montado para verificar as medidas e exatidão dos furos. Nas fotos abaixo pode-se ver o poste principal e o disco fixo já com os dois pinos de acrílico e o boss, tudo encaixado no devido lugar. Também o furo feito no centro do disco fixo.

Passei então a preparar o dispositivo da manivela. Com o objetivo de obter baixo atrito em minha máquina, e a exemplo do que fiz no boss do disco giratorio, optei por colocar dois rolamentos também na manivela. Cortei um pedaço de madeira torneada circular com uma serra copo de dimensões aproximdas ao dobro do seu diâmetro de forma a obter uma ponta com um corte arredondado, conforme as fotos abaixo.

A etapa seguinte consistiu em colocar um parafuso sem cabeça no sentro do eixo e penetrando ligeiramente entre os rolamentos de forma a assegurar uma fixação firme entre as duas peças. Usinei então um eixo de aço na medida exata do diãmetro interno dos rolamentos, e fiz uma rosca M6 em seu centro. As peças de madeira foram então coladas e usei meu torno pequeno para segura-las no lugar até a cola para madeira secar bem.

Preparei então um disco de madeira de 12 cm de diâmetro com um furo no centro e rebaixo nas bordas para servir de polia no dispositivo e fixei a mesma no eixo de aço que havia preparado antes.

Cortei em seguida uma peça de madeira de lei medindo 14 cm de comprimento por 5 cm de largura com um lado arredondado. A mesma foi furada e fixada com cola e parafuso no conjunto antes preparado. Cortei então uma manivela de madeira que foi fixada ao eixo do Boss.

A base de madeira doconjunto foi então cortada (fiz um rasgo) de 5 cm de comprimento por 6 mm de largura. Este rasgo permitirá ajustar a posição do conjunto da manivela, alterando a tensão na correia de couro que movimentará o disco giratório. Um tarugo de madeira coma ponta arredondada é atravessado por um parafuso M6 e serve para aprestar o suporte da polia contra a base da máquina.

Foi então feito um furo na base da máquina para encaixar o poste principal de sustentação dos discos. O poste foi fixado então com o auxilio de cola para madeira e 4 parafusos auto-atarrachantes.

Montei então o conjunto até agora construído para ver omo está ficando. Pode-se ver na foto os parafusos de regulagem da posição do disco fixo e do boss. Também pode-se ver a correia feita de couro (usada em máquinas de costura antigas) já no lugar. A relação de multiplicação ficou de 1:4, ou seja, a cada uma volta completa da manivela o disco gira 4 vezes. O conjunto ficou bom, leva bastante tempo para o disco parar uma vez colocado para girar.

A estapa seguinte consistiu em preparar os discos móvel e fixo. Primeiramente fiz escavações com 2 mm de profundidade no disco móvel, nas posições aonde serão colados os setores metálicos. A escavação nãop atravessa o disco, serve apenas para que a fixação do setor seja melhorada. O Rebaixo feito é então preenchido com cola araldite e o disco do setor e o botão de latão usados são colados.

Abaixo vemos o disco móvel pronto e depois já encaixado no lugar.

Um pequeno video da máquina funcionando ainda sem as garrafas de Leyden pode ser visto clicando aqui.

Após alguns testes iniciais constatei que minha máquina apresentava limitação quanto à tensão máxima de saída. Operando-a no escuro (após acostumar bem meus olhos com a escuridão) observei diversos pontos de fuga de carga por efeito corona: as extremidades dos coletores de carga, os terminais de conexão entre os indutores e as escovas, as placas indutoras (de papel) e a correia na parte de tras da máquina - tudo estava iluminado por descargas elétricas que consomem a carga gerada pela máquina. Além disto não coloquei pentes com pontas nas extremidades das barras neutralizadoras, e portanto não estava usando adequadamente a superfície dos discos. O sistema de fixação dos terminais também não ficou bom. Decidi então melhorar a construção da máquina, corrigindo estes pontos fracos.

As fotos a seguir apresentam as modificações que realisei, além da implementação de garrafas de Leyden.

As garrafas de Leyden foram implementadas em tubos de plástico que obtive comprando um conjunto de tempero para salada (chamamos de galeteiro aqui no RS). Torneei uma base circular de madeira com um rebaixo no centro, e colei o copo plástico já com as placas de aluminio no lugar com cola araldite. O fundo do copo foi revestido também com papel alumínio e fica em contato com um parafuso que atravessa a base da garrafa de Leyden e a base da máquina, de tal forma que é possível conectar eletricamente a armadura externa das garrafas por baixo da máquina. Tratei de riscar levemente os copos por dentro e por fora, dando-lhes a aparencia de vidro antigo, já que a idéia era reproduzir uma máquina como as que vi em fotos de museus.

Torneei tampas de madeira para as garrafas de Leyden e depois de muito lixar para obter um cilindro o mais liso possível tratei de revesti-las com 8 camadas de verniz. Atraves de seu centro furado passei um parafuso M5 por um cilindro de latão que entra dentro de uma esfera dourada (um puxador de armário) formando assim sua alma. Um furo foi então feito na esfera / cilindro de latão, e através deste furo passei o terminal de descarga.

A 90º do primeiro furo que fiz para passar o terminal de descarga furei a esfera e fiz rosca M5, prendendo aí um eixo de latão. Este conjunto sustentará o coletor de carga. As tampas das garrafas de Leyden, já devidamente montadas e com a conexão entre a placa interna e os terminais de descarga feita, foram coladas no copo plástico. O conjunto ficou rígido e perfeitamente alinhado, e , para meus padrões de exigência, muito bom.

Cilindros de alumínio foram cortados e suas extremidades feitas esféricas, constituindo assim o corpo dos coletores de carga.

A foto mostra o terminal coletor de cargas montado na fresadora para ser furado.

Foram feitos furos de 2 mm de diâmetro no terminal, e nele inseridos pregos de latão com pontas feitas em um esmeril, que servem para a coleta de carga na superfície dos discos. Note que uma ponta é mais curta, exatamente aonde passa o botão (ressalto) do disco, que não necessita ser tocado.

Vista do conjunto já montado sendo colocado no lugar - a garrafa de Leyden sustenta o terminal de descarga e o coletor de cargas. Ela é fixada por um parafuso que atravessa a peça de madeira que forma seu pé e que faz contato com a armadura externa do capacitor de forma a dar acesso a ela pela parte de baixo da base de madeira.
Os parafusos de fixaçãod as garrafas são fixados por uma arruela e porca que estão sobre uma tira de alumínio colada por baixo da base de madeira e que vai até o terminal de conexão de terra (foto abaixo). Movendo estes terminais podemos separar a armadura externa dos capacitores , deixando que a madeira da base funcione como um resistor em série com os capacitores, diminuindo a intensidade das descargas. Coloquei dois pequenos bastões de acrílico nos parafusos de fixação de forma a permitir seu ajuste coma máquina operando.

A máquina pronta pode ser vista nas fotos abaixo. Ela inicia sua operação mais fácil que qualquer outra máquina que eu construí. Basta meia volta na manivela para que ela começe a produzir o ruído característico (estalos) indicando que está carregando, e com meia volta mais já ocorrem faíscas de 3 cm ou mais. Ela tem uma deficiência na isolação entre a correia de couro e o indutor do lado direito, penso em colocar um terceiro disco de acrílico por trás do disco fixo, imaginando com isto que este problema seja corrigido, pois coloco uma chapa de acrílico atrás deste indutor e as faiscas aumentam imediatamente para mais de 5 cm. O outro ponto falho na montagem é a geometria dos terminais que fazem contato entre os indutores fixos e os móveis, que ocasionam fuga (vista no escuro). Vou desenhar peças de acrílico com um condutor por dentro para tentar melhorar isto também. Mas de forma resumida esta máquina é muito interessante e funciona muito bem, e , para meu gosto, ficou bonita!