Mission Yeti X

Die Chronologie zweier Wasser-Druckluft-Raketen

Mission Yeti I

Frühjahr 2006

Mit Begeisterung lese ich auf Zabex`s Homepage von seiner Realisierung einer Wasser-Druckluft-Rakete.
Mein Interesse ist geweckt. Auch bei Youtube und Konsorten findet man einige faszinierende Videos zu diesem Thema.
Die ersten Ideen entstehen. Zabex´s Lösung ist einfach und genial, wenn man den passenden Flaschenverschluss hat. So etwas habe ich leider bislang nicht gefunden. Von nun an werde ich Ausschau nach einem passenden Übergang vom Luftkompressor zur Rakete, sprich PET-Flasche, halten.

Ende Oktober 2006

An meiner Arbeitsstelle habe ich die Möglichkeit an einer Drehbank zu arbeiten. Dort ensteht einfachmal auf gut Glück und PI mal Daumen ein Adapterstück aus Aluminium.

Der obere Teil hat den Innendurchmesser eines Flaschenhalses einer PET-Flasche (z.B. CocaCola oder auch Mineralwasser).
Das mittlere Stück ist dicker. Hier liegt die Dichtung (auf dem Foto rot) auf.
Auf dem unteren Teil ist ein M12-Gewinde aufgeschnitten, um den Adapter später festschrauben zu können.
Das ganz untereste Stück ist wieder abgedreht, um evtl. einen Schlauch befestigen zu können.

Freitag, den 02.03.07

Es geht in die heiße Phase.
Um den Druck in der Flasche halten zu können, wird ein Rückschlagventil benötigt. Hier bietet sich wegen der leichten Verfügbarkeit ein Fahrradventil an. Außerdem benötige ich den Stutzen, der sich am Fahrradreifen befindet und zur Aufnahme des Ventils dient. Also musste ein alter Fahrradreifen dran glauben. Den Stutzen schneide ich einfach von einem alten Reifen ab und klebe ihn dann mit Zweikomponentenkleber von unten in den Adapter ein.

Samstag, den 03.03.07

Der Kleber ist mittlerweile getrocknet. Das Fahrradventil kann eingeschraubt werden. Als Kompressor dient dieses Gerät:

Näheres dazu findet man auch unter den Kleinigkeiten.
Um diesen Kompressor an das Ventil anzuschließen benötigt man noch einen Adapter, der im Fahrradhandel geführt wird.
Ein erster Test ist ganz erfolgversprechend, was die Dichtigkeit betrifft.

Dienstag, den 06.03.03

Auf dem Dachboden findet sich eine Stahlleiste, die anscheinend von einem Schalbrett stammt. Dieses Teil werde ich als Teil der Abschussbasis verwenden. Außerdem zwei Pflastersteine.

Die Stahlleiste ist mit Schrauben und Dübeln an den Plastersteinen befestigt.
In der Mitte der Stahlleiste ist der selbsgedrehte Aluminiumadapter befestigt.
Um die Flasche auf den Adapter zu pressen verwende ich bislang einen Spanngurt mit Ratschenverschluss.
Der hat überigens hier schon gute Dienste geleistet:


Das Brett, das im Bild zu sehen ist, dient lediglich dazu, den Gurt zu kürzen.
Dieses System ist auf jeden Fall noch verbesserungswürdig, denn so muss ich wohl oder übel den Gurt zur Seite ziehen um die Rakete zu starten. Das möchte ich ab einem bestimmten Druck auf jeden Fall nicht mehr machen müssen.
Das ganze System muss dann aus der Ferne zu bedienen sein.
Als Dichtung dient zunächst eine alte Dichtung aus "Lagerbestand". Die ist jedoch so hart, dass sie nicht vernünftig dich hält.
Aber ich finde noch einen "Schlüssel-Kennzeichnungs-Ring" aus Gummi. Diesen zerlege ich ein wenig und schon gibt er eine einigermaßen dichthaltende Dichtung ab.
Also kann ich die erste Trockenübung im Keller machen. Bis zwei bar hält die Dichtung dicht. Und wenn man den Spanngurt zur Seite zieht fliegt die Flasche bis unter die Kellerdecke. Das ist doch schon mal vielversprechend.

Mittwoch, den 07.03.03

Auf gehts zum Freifeldversuch. Gut der findet zwar nur im Garten statt, aber was soll es.
Die Flasche wird zu einem Drittel mit Wasser gefüllt und auf der Startbasis montiert. Auch hier hält die Dichtung nur bis zwei bar dicht. Alles andere würde auch gegen sämtliche Naturgesetze verstoßen.
Dann einfach mal den Spanngurt zur Seite gezogen: Leck mich fett, das sieht ja schon mal nicht schlecht aus.
Die Flasche fliegt ca. 8 m hoch und landet in Nachbars Garten. Hammer, ich bin auf dem richtigen Wege.

Donnerstag, den 08.03.03

Eben zum nächsten Baumarkt im Nachbarort rüber gejettet, ich brauche sowieso noch zwei Spannungsregler vom Elektronikhöker, und eine neue Dichtung besorgt.
Und man staune und sehe, diese Dichtung hält schonmal bis 4 bar dicht. Die Rakete donnert schätzungsweise bis auf ca. 15 m hoch und kommt natürlich auch mit der entsprechenden Geschwindigkeit wieder runter.
Geil, aber auch nicht ohne. Man sollte schon wissen was man tut.

Mittwoch, den 11.04.07

Im Urlaub in Alkmaar, Niederlande erstehe ich in einem 1Eur-Shop einen Weinflaschenverschluss, der dem Modell von Zabex ähnlich ist. Allerdings stellt sich kurz darauf fest, dass er für mein Anliegen ungeeignet ist, da er einen zu geringen Durchmesser hat.

Samstag, den 12.05.07

Auf einem Lehrgang zum Thema "Leitung von Ferienfreizeiten" wird ein Workshop vorgestellt: "Wir basteln eine Rakete".
Ich denke: "Ja, ja bastelt ihr mal eine schöne Rakete aus Tonkarton" und melde mich für den Workshop "Rechtliches, Versicherungen und Finzanzen". Während ich so dem wirklich nicht uninteressanten Vortrag lausche, beobachte ich draußen andere Lehrgangsteilnehmer mit einer Luftpumpe und so langsam dämmert es mir, um was für eine Art von Rakete es sich dort handelt. Nach dem Vortrag bietet sich mir doch noch die Gelegenheit mit der Leiterin des anderen Workshops zu sprechen und mir von ihr ihr Konzept erklären zu lassen.
Dort wird das Fahrradventil durch einen Korken geprokelt, der dann aus dem Flaschenhals fliegt, wenn der Druck entsprechend hoch ist. Also ziemlich unberechenbar. Den von mir angestrebten Druck kann man damit also nicht erzielen. Schade :-(
Die Frage nach der Sicherheit, wenn man das ganze mit acht bis 14 jährigen Kinder basteln soll, wurde folgendermaßen beantwortet. Man solle möglichst nur eine Luftpumpe mitnehmen, so dass ein Leiter die Startvorgänge kontrollieren kann.
Naja, ob ich das wirklich verantworten würde, wird sich im Herbst in unserem Herbstferienlager zeigen.

Samstag, den 19.05.07

Ich habe die Rakete, bzw. deren Abschussbasis nochmal etwas modifiziert.

Der Spanngurt ist nun in einem Schraubhaken links neben der Flasche eingehakt, wird über die Flasche und durch einen Schraubhaken rechts neben der Flasche geführt und ist ganz rechts an einem Haken an dem Plasterstein befestigt.
Dadurch kann die Kraft noch gezielter nach unten wirken und die Flasche richtig fest auf die Dichtung drücken.
Auch dass die Abschussbasis längere Zeit draußen stand hat sich positiv ausgewirkt, denn die Dichtung ist noch etwas weicher geworden und hält mehr Druck ab.
Der Druckrekord liegt nun bei ca 8 bar, allerdings wird auch dann das Auslösen der Rakete immer schwieriger, denn ich muss ja immer noch den Spanngurt zur Seite ziehen.
Es wird außerdem immer schwieriger die Flughöhe der Flasche abzuschätzen. Ich schätze sie fliegt mittlerweile ca. 20 m hoch.
Damit die Flasche nun nicht in unserem Nutzgarten zwischen Kartoffeln und Radieschen einschlägt, bin ich auf die Obstwiese ausgewichen. Dafür kommt sie zuweilen hier, in der an sich doch ganz ruhigen Nachbarschaft, wieder ruter:

Naja, die Bewohner wird es ja nicht stören. Kritisch wird es erst, wenn gerade eine Witwe vorbei kommt, die ihren Ehemann gießen will. Also ist Vorsicht geboten.
Nett fand ich noch den Hinweis an dem klatschnassen Trafo des Luftkompressors:

Mittwoch, den 04.07.07

In meinem Gästebuch hat Tracer mir zwei Links zum Thema hinterlassen:
http://verzeichnisse.freepage.de/cgi-bin/feets/freepage_ext/339483x434877d/rewrite/welcometoac/startrampe.htm
http://freenet-homepage.de/cmddegi/waterrockets/launcher.html,
auf denen die Startrampe mithilfe eines Gardena-Gartenschlauchkupplung realisiert ist. Vielen Dank dafür.
Die Idee ist genial. Das Gardenaventil ist dicht und löst sich durch Ziehen des Ringes.

Mein Entschluss ist gefasst, ich werde versuchen solch eine Rakete zu bauen. Das Projekt...

Mission Yeti II

ist geboren.

Freitag, den 06.07.07

Um die Gardena-Geschichte zu besorgen fahre ich in den Baumarkt in der Nachbarstadt. Und weil man ja nicht auf anhieb glaubt, dass der Gardena-Stecker in die Gardena-Kupplung passt steckt man sie vor dem Regal zusammen. Jedenfalls hat die Kassiererin nicht geschnallt, dass es sich um zwei Teile handelt und hat dann noch nur das günstigste eingescannt. Schön für mich, schlecht für den Baumarkt.

Samstag, den 07.07.07

Als erstes geht es zum örtlichen Fahrraddealer, um einen alten Fahrradschlauch abzustauben. Diesen benötige ich, wegen des Gewindestücks, in das das Ventil eingeschraubt wird. Diesen habe ich direkt bekommen, wenn auch für den Fahrradmechaniker schwer einzusehen war, wofür ich ihn eigendlich brauche. Aber vermutlich kommt nicht jeden Tag jemand vorbei, der einen alten Fahrradschlauch braucht, um Wasser-Druckluft-Raketen zu bauen.

Dann wird der Gardena-Stecker vorbereitet, um ihn an der Rakete, sprich der Flasche zu montieren. Dazu wird das Innengewinde, mit dem der Stecker normalerweise auf den Wasserkran geschraubt wird, bündig abgesägt, so dass eine "Scheibe" stehen bleibt. Diese "Scheibe" benötigt den Innendurchmesser des Flaschenverschlusses. Um den Durchmesser zu erreichen, so dass die "Scheibe nacher noch rund ist, wird sie mit Unterlegscheiben und einer Mutter auf einer Schraube befestigt (Bild o. l.). Die Schraube wird dann in die Standbohrmaschine gespannt und der Durchmesser der "Scheibe" des Steckers mit einer Feile bzw. Schmirgelpapier an der laufenden Maschine verringert (Bild o.r.). OK jetzt werden einige nölen, dass man das normal nicht macht, aber leider reicht mein Basteletat nicht für eine eigene Drehmaschine und wenn ich an der Firma anfange Gardena-Stecker abzudrehen, hielte man mich für total bekloppt.
Den fertigen Stecker sieht man unten links. Dieser wird dann von innen durch ein, in den Verschluss gefeiltes Loch gesteckt (Bild u. r.). Wenn man den Verschluss nun auf die Flasche schraubt, wird der Gardena-Stecker fest auf die Flasche gepresst. Falls die Dichtigkeit noch nicht optimal ist, kann man noch eine Dichtung dazwischen legen, z.B. die die eh schon in dem Flaschenverschluss ist.

Gut das sieht doch schon mal gut aus. Doch oh Schreck, oh Schreck das Kind ist weg...ähh nee, aber der Stecker rastet nicht mehr in die dazu gehörige Kupplung ein. Was kann man jetzt tun? Ich könnte die Kupplung modifizieren, was aber eine Abschwächung ihrer Stabilität zur Folge hätte (die hat mich ja eh nichts gekostet :-) ) oder aber ich könnte gucken was sonst noch so an Material am Start ist. In der Garage findet sich noch eine Gardena-Pseudo-Kupplung (links im Bild), die bei einem billigst Rasensprenger dabei war. Und siehe da: Hier rastet der Gardena-Stecker ein.

Also wird direkt ein Test mit dem Wasserdruck aus der Leitung gemacht. Gardena-Kupplung an den Wasserkran, Gardena-Pseudo-Kupplung an die Flasche und Wasser marsch. Mhhh, die Flasche füllt sich bis zu zwei Dritteln mit Wasser, weiter nicht. Spricht nicht gerade für die Dichtigkeit. Aber das Zurückziehen des Rings lässt die Flasche einmal quer durch den Keller sausen.

Nun soll aber die Flasche nicht mit Wasser-, sondern mit Luftdruck betrieben werden. Also muss ich irgendwie das Fahrradventil an den Schlauch bekommen. Dafür schneide ich ein kurzes Stück von einer M12-Gewindestange ab und bohre eine 4mm Bohrung längs durch sie hindurch. Das ist kein Problem. Dann bohre ich von einer Seite eine 8mm Bohrung. Das ist ein Problem, denn die Bohrung kann ich nur zwischendurch mit Öl kühlen. Aber das scheint nicht zu reichen, denn mein Bohrer wird immer schmaler. Ich weiß nicht, ob die Gewindestange durch die Hitze noch weiter gehärtet wurde, aber ich vermute es.
In die 8mm Bohrung wird nun das Gewindestück von dem alten Fahrradschlauch mit Zwei-Komponenten-Kleber eingeklebt.
Und der muss jetzt ersteinmal aushärten.

Sonntag, den 08.07.07

Nun wird auf der einen Seite der Gewindestange der Schlauch befestigt. Mit Kraft draufdrehen und mit einer Schlauchschelle sichern!

Nun der erste Test mit Druckluft. Es zischt zwar an allen Ecken, aber die 4 Bar erreiche ich mühelos. Weiter will ich im Keller nicht gehen. Als nächstes werde ich die Auslösung austüfteln.

Sonntag, den 22.07.07

Weiter gehts. Die Gardena-Kupplung muss ja auf der Startbasis befestigt werden. Dazu biege ich ein altes Stück Stahl zurecht und bohre und feile einen Durchbruch hinein, in den später die Gardena-Kupplung eingeschraubt wird. Dieses Gebilde wird dann auf der alten Startbasis montiert.
An dem Stahlprofil der alten Basis werden auf beiden Seiten noch Schrauben angebracht, die zur Umlenkung der "Reißleine" dienen. Die "Reißleine" wird mit einer großen Schlauchschelle an dem Auslösering der Gardena-Kupplung befestigt.
Wenn man nun an der Leine zieht, zieht sich der Ring nach unten und die Rakete startet.
Eigendlich ist das alles auch gut auf den Bildern zu sehen.

Dienstag, den 24.07.07

1. Startversuch mit neuer Technik. Aber irgendwie klappt das nicht so richtig, denn der Wind ist zu stark. Die Rakete wird immer wieder von einem Windstoß erfasst und erreicht schon deshalb nicht die gewünschte Höhe. Nach zweimal Flasche in Nachbars Garten suchen beende ich für heute den Versuch.

Donnerstag, den 26.07.07

2. Startversuch mit neuer Technik. Heute klappt es super. Der Auslösemechanismus funktioniert ohne Beanstandung. Die Rakete fliegt schön senkrecht nach oben. Und da man jetzt auf Grund der "Reißleine" einigen Abstand zur Rakete hat kann man das ganze Spektakel auch selbst schön beobachten. Der Druck steigt bis auf 6 bar, danach fängt es an allen Ecken und Kanten an zu Zischen. Aber ich denke mit den 6 bar kann man schon zufrieden sein.
Der letzte Start muss dann aber doch noch schief gehen. Im warsten Sinne des Wortes. Die Flasche wird jetzt aber in einigen Metern Höhe vom Wind erfasst und schlägt auf dem Carport der Nachbarn ein.

Nachtrag (17.03.2008):

Hier habe ich noch zwei Videos über den Raketenstart gefunden.
Zwar nur mit Handpumpe, aber dennoch ist gut zu erkennen, worum es geht.
Achja, den Monitor müsst ihr wohl um 90° drehen :-)
Video I
Video II

Mission Yeti III

Montag, den 16.05.2011

Nach nun fast drei Jahren habe ich die Rakete mal wieder vom Dachboden geholt, um erneute Startversuche durchzuführen.
Leider kann die Rakete hinsichtlich bereits erreichter Höhen nicht mehr an die Erfolge vergangener Tage anknüpfen.

8D-Report

1. Daten zum Vorgang: Gerät: YETI II, Reklamationsdatum: 16.05.11

2. Fehlerbeschreibung: Bereits erreichte Höhen können nicht mehr erreicht werden.

3. Fehlerursache:
Dichtung spröde / Verriegelungsmechanismus defekt
1.Why: Rakete fliegt nicht hoch genug.
2.Why: Schub der Rakete reicht nicht aus.
3.Why: Luftdruck reicht nicht aus.
4.Why: Luftdruck entweicht vor dem Start.
5.Why: Gardena-Kupplung undicht.
6.Why: Dichtung spröde / Verriegelungsmechanismus defekt
7.Why: Witterungseinflüsse / Verschleiß

4. Sofortmaßnahme: Einmal laut fluchen danach in Gelassenheit schwelgen und Korrekturmaßnahme ersinnen.

5. Korrekturmaßnahme:
Konstruktionsänderung
Abhilfe soll durch Einsatz einer Druckluftkupplung erreicht werden.
Die Hardware-Version wird in "YETI III" umbenannt.

6. Wirksamkeitsprüfung:
Die Tatsache, dass eine Druckluftkupplung für einen höheren Druck ausgelegt ist, als eine Gardenakupplung,
lässt hoffen, dass eine erhöhte Dichtigkeit erreicht wird.
Die endgültige Verifikation der Korrekturmaßnahme kann erst nach der Implementierung der Druckkluftkupplung anhand von Tests durchgeführt werden.

7. Markierung der i.O.-Geräte:
Es gibt nur eine Rakete. Die Änderung lässt sich an der Druckluftkupplung erkennen.

8. Vorbeugemaßnahmen:
Um eine erneute Beschädigung der Dichtung durch Witterungseinflüsse zu vermeiden,
sollten längere Standzeiten der Abschussbasis im Freien vermieden werden.
Ferner sollte sie im Keller statt auf dem Dachboden (Frostgefahr) gelagert werden.

So nachdem der 8D-Report (Ein unerlässliches Werkzeug im Rahmen der Qualitätssicherung :-) ) aufgestellt wurde,
kann es losgehen:

Beim Baumarkt meines Vertrauens habe ich mir das entsprechende Druckluftequipment besorgt:

In der Mitte die Druckluftkupplung, rechts ein Schlauchanschluss
und links der Stecker für einen Schlauchanschluss (dünner Schlauch kann eingesteck werden und klemmt von selbst, Lösen durch Ziehen des roten Rings).

Die Abschussbasis wird zunächst weitergenutzt.
Nach Entfernen der "Psuedo-Gardena-Kupplung" sieht sie so aus:

Das große rechteckige Loch wird mit einem Stück Alu-Band geschlossen:

In das Alu-Band wird die Druckluftkupplung mit dem Schlauchanschluss eingebaut:

Abschließend wird die Druckluftkupplung mit Hilfe oben abgebildeter Nieten auf die Abschussbasis montiert.
Der "Stecker" zum Anschließen eines dünneren Schlauches (steckt auf der Abbildung in der Kupplung) lässt sich auseinander schrauben.
Er wird später an die Flasche montiert.
Der Auslösemechanismus wurde von YETI II übernommen.

Von der PET-Flasche mit montiertem "Stecker" habe ich gerade kein Bild vorliegen.

Da wo der Pfeil ist lässt sich der "Stecker" auseinander schrauben.
Hier wird der Flaschendeckel eingefügt.
Bei den ersten Tests zeigte sich, dass der Wasserausstoß relativ mau war.
Deshalb habe ich das obere, nicht messing-farbene Teil noch etwas aufgebohrt.
Nicht zu vernachlässigen ist, dass die Rakete durch den Messingstecker noch eine nicht ganz unwesentliche Zuladung erfährt.
Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich dadurch, dass es mir nicht ganz gelungen ist, den "Stecker" genau im Flaschendeckel zu zentrieren.
Dadurch nimmt die Rakete beim Start eine ungewollte Flugbahn (im worst case von unten schräg in einen Baum) ein;
die Rakete fliegt zu Seite und erreicht dadurch nicht die gewollte Flughöhe.

Bzgl. der genauen Zentrierung des "Stecker" habe ich momentan leider keine Idee.
Erste Abhilfe konnte jedoch durch Einsatz eines KG-Rohres (gute Idee eines Nachbarn) erreicht werden,
welches senkrecht auf die startende Rakete gestellt wurde.
Es sorgt dafür, dass die Rakete direkt am Anfang eine Führung hat und relativ gerade in den Himmel steigt.

Hier ein Bilddokument zu den ersten Tests mit YETI III: >>Film<<