Rennauto mit Düsenantrieb - Heimwerkerchallenge Juni

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Luftballonflitzer
  • Schwierigkeit
    mittel
  • Kosten
    8 €
  • Dauer
    Unter 1 Tag
  • Wertung

Für die Heimwerker-Challenge Juni waren die Materialvorgaben Bast und ein Luftballon von mit ausgewählt worden. Ich mag ja diese Challenge sehr gerne, weil man gezwungen ist, etwas aus Materialien zu bauen, die man sich selbst nicht aussuchen würde, also eine echte Herausforderung. Der Nachteil daran ist, man muss in einem bestimmten Zeitraum etwas bauen, egal ob man es benötigt, es sinnvoll ist oder nicht. Ich bin daher immer sehr bemüht, irgendwelche Lösungen zu finden, die ich weiter verwenden kann. In den Pfingstferien hatte ich eine Woche die Enkel zu hüten und da der etwas ältere Neffe auch ums Eck wohnt, war er meist mit bei meinen Kindern als Dauergast anwesend. Als die Challengematerialien bekannt gegeben wurden, fiel mir sofort ein Fahrzeug ein, das mit einem  Luftballon angetrieben wird. Kurz wurde Kriegsrat abgehalten und beschlossen, dass wir das bauen wollen. 

Ich fand das sehr gut, weil ich dadurch gleich die Gelegenheit hatte, den Kindern das Rückstoßprinzip stark vereinfacht zu erklären und somit das Praktische mit dem Nützlichen verbinden konnte.
Natürlich ist die Idee nicht neu, das Newtonsche Prinzip ist als physikalisches Gesetz schon lange bekannt und in X-Versionen umgesetzt worden. Aber ich wollte es mit meinem Neffen umsetzen und Spaß dran haben, daher haben wir auch nicht nur eine Styroporplatte oder nur eine Grundplatte genommen, vier Räder angenagelt oder fertig gekauft, sondern das Ganze etwas mehr als erkennbares Rennauto ausgebaut.

Ich hoffe, Euch macht das Projekt Spaß und bedanke mich fürs Lesen.



Du brauchst

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Werkzeuge
  • PBD 40  - Bohrmaschine (stationär)
  • Dekupiersäge,  Multicut S2
  • Heißklebepistole, Schleifpapier
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Materialliste
  • 1 x Holzplatte | 6 mm dick (nach belieben)
  • 12 x Verschlüsse | Andechser Trinkyoghurt
  • 1 x Sahnespritze | mit verschiedenen Aufsteckern
  • 1 x Pakerl | Luftballons
  • 1 x Pakerl | Trinkhalme
  • 6 x Schaschlikspieße oder | Rundhölzer
  • 1 x Sekundenkleber
  • 2 x Weinkorken
  • Acrylfarbe
  • Textmarker
  • Luftballonpumpe
  • Kugelschreiber

Los geht's - Schritt für Schritt

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Rückstoßprinzip

Zitat aus Wikipedia:

Der Rückstoßantrieb oder Reaktionsantrieb ist eine praktische Anwendung des 3. Newtonschen Axioms. Der Rückstoßantrieb führt sein Antriebsmedium mit; Rückstoßantriebe, die auf Verbrennung beruhen, führen sowohl ihren Treibstoff als auch ihren Oxidator mit. Das angetriebene Objekt, zum Beispiel eine Rakete, wird durch den Rückstoß mit der gleichen Kraft nach vorn beschleunigt, mit der das Antriebsmedium nach hinten ausgestoßen wird.

Also etwas einfacher ausgedrückt
Das Rückstoßprinzip ist eine Folge des 3. Newtonschen Axioms, das besagt, dass immer wenn ein Körper A auf einen anderen Körper B eine Kraft ausübt, der Körper B eine gleich große Kraft in der entgegen gesetzten Richtung auf A ausübt. Dieses Prinzip bezeichnet man auch als Wechselwirkungsgesetz oder "actio = reactio". Die beiden Körper, die hier im Spiel sind, ist die Luft und das Luftballonauto. Die aufgeblasene Hülle des Luftballon des Luftballonautos übt eine Kraft auf die im Ballon befindliche Luft aus. Dadurch strömt die Luft nach hinten weg. Nach dem oben beschriebenen Gesetz muss nun die Luft auf den Luftballon und dem damit verbundenen Rennflitzer eine gleich große Kraft in der anderen Richtung ausüben. Deshalb bewegt sich unser  Rennauto in der anderen Richtung. Je leichter das Auto ist, desto leichter setzt es sich in Bewegung.

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Entwurf zeichnen und dazu passend Holz aussuchen

Zuerst habe ich mir eine grobe Skizze gezeichnet, wie unser Rennflitzer später aussehen soll und wie groß er werden soll. Dementsprechend habe ich eine passende Holzplatte ausgesucht und auf die richtige Größe für drei Flitzer zurecht gesägt.

Es mußte Holz für drei Flitzer sein, weil zwei meiner Enkel beim Bau zusahen und fleissig mithalfen (zumindest mündlich) und daher auch einen Rennflitzer bekommen sollten.

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das Chassis

Die Bodenplatte des Flitzers sollte zwar sehr leicht sein, da der Rückstoß aus einem Luftballon ja nicht so riesig ist, aber trotzdem so stabil, dass die Kinder auch damit spielen können.

Daher habe ich als Bodenplatte ein 6 mm dickes Sperrholz genommen.
Da nur eine Bodenplatte alleine ja noch nicht viel mit einem Rennauto gemeinsam hat, benötigten wir auch Seitenteile. Diese habe ich so entworfen, dass sie vorn und hinten bündig sind mit der Bodenplatte und die Form eines alten Porsche oder ähnlichem Fahrzeug haben.
Vorne auf Höhe der Türe, habe ich zuerst nur ein dünnes Sperrholz quer zur Stabilisierung geplant. Dann hat aber mein Enkel gemeint, dass jedes Auto ein Armaturenbrett hat. Deshalb musste das geändert werden und ein kleines Armaturenbrett installiert. 
Dafür wurden aus einem 10mm Multiplex 2 Teile gesägt, die beide auf einer Seite im schrägen Winkel auslaufen. Beide Winkel wurden miteinander verbunden, wodurch sich das Armaturenbrett leicht nach unten hinten (zum Fahrer) neigt. Die Neigung ist deshalb gut, weil da später der aufgeblasene Luftballon gut aufliegen kann.
Anschließend wurde alles mit roter Acrylfarbe bemalt.

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Räder + Radaufhängung

Wir wollten keine fertigen Räder kaufen, sondern haben dafür die Verschlüsse von Trinkyoghurtflaschen hergenommen. Die Deckel sind schön groß und den inneren Hohlraum kann man gut nach außen als Felge hernehmen.

Die Deckel haben in der Mitte einen winzigen Punkt. Den habe ich als Fixierung genommen und genau da mittig ein Loch für die Achse gebohrt.
Die Räder sollten mit kleinen Rundhölzern als Achse verbunden werden. Als Achsenhalter sollten  Sechskantmuttern am Chassis des Flitzers befestigt werden und dann die Achse dadurch geführt werden. Dafür habe ich mit einer Rundfeile mit meinem Multigerät das Innere der Muttern glatt gefeilt. Leider war die Idee nicht gut. Die Muttern wollten partout nicht am Holz kleben bleiben. Alle meine Klebstoffe waren für die Kombination Holz + Metall ungeeignet.
Wieder dazu gelernt.


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Umplanung Achsen

Testfahrt Platte

Da die Mutternidee nicht klappte, habe ich Trinkhalme als Achsenhalter genommen und die mit der Heißklebepistole an der Bodenplatte von unten angeklebt. Das hat sofort geklappt und auch sehr gut gehalten. Durch diese Trinkhalme werden dann die beiden Rundhölzerachsen gesteckt und können sich so reibungslos gut drehen.

Weil die Kinder  unbedingt den Flitzer rennen lassen wollten, als die Achsen an der Bodenplatte befestigt waren, kam dann folgendes dabei heraus - siehe Video
Ups, da müssen wohl die Räder noch festgeklebt werden 

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Radkappen - Fixierung der Achsen und Räder

Die Räder sind fertig, die Achsen auch,ebenso die Achsenhalterung.

Jetzt wird in jede Radkappe ein Scheibe Kork geklebt. Dafür habe ich von einem Flaschenkorken mehrere Scheiben abgeschnitten.
Die Achse = Rundstab wird durch den Trinkhalm gesteckt, dann durch den grünen Flaschendeckel und anschließend noch leicht in den Kork. Alles wird zusammen verklebt.

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Halterung für den Luftballon

Am hinteren Ende des Autos habe ich eine Querbrett eingebaut, das zum einen alles etwas stabilisiert und zum anderen dazu dienen soll, dass das Ende des Luftballons, dort wo man ihn aufbläst, fixiert ist.

Dafür habe ich wieder aus einem Stück Sperrholz in der Breite des Autos eine Platte zurecht gesägt. durch dieses Querholz muß jetzt ein Mundstück geführt werden, mit dem man den Luftballon aufpumpen kann. Ich habe lange überlegt was ich aus meinen Vorräten dafür verwenden könnte und bin letztlich an einem Kugelschreiber hängen geblieben. Von dem wurde nach dem Aufschrauben ein Stück abgesägt, ausgewaschen und als Mundstück hergenommen.
Im Durchmesser des Kugelschreibers wurde ein Loch in die Sperrholzplatte im oberen Drittel gesägt. Dadurch wird der Luftballon mit dem Mundstück gefädelt und mit dem Bast festgebunden.

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Endmontage

Testfahrt - noch ohne Luft
erste Testfahrt noch ohne Luft
Flitzer fertig Testfahrt

Die beiden Seitenteile werden an die Bodenplatte befestigtt. Damit die besonders gut halten, habe ich in die Bodenplatte kleine Löcher gebohrt. Von einem steifen Metallstab habe ich kleine Stücke abgesägt als Dübelersatz. Diese Stücke habe ich in die Löcher gesteckt und festgeklebt. Danach gegengleich in die beiden Seitenwangen ebenfalls Löcher gebohrt und das ganze festgesteckt und geklebt.Dann kommt vorne das Armaturenbrett hinein und hinten die Halterung für den Luftballon. Damit dies etwas stabiler wird habe ich davor noch ein Rechteck aus 10 mm Multiplex geklebt.


Es kann losgehen, die erste Testfahrt startet.
Video - Test ohne Luft
Video - Test mit Luft


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Nachbessern

Flitzer fertig Testfahrt

Unser Flitzer ist zu schnell, die Luft entweicht und er bekommt eine hohe Geschwindigkeit. Wir haben daher beschlossen, den Luftauslaß etwas zu drosseln.

Aber wie?
Da fiel mir eine Sahnespritze ein. Ds untere Ende wäre ja genau richtig für mein Mundstück - ausprobiert, funktioniert.
Dann wurde von einem Kork eine passende Scheibe abgeschnitten und in die Öffnung gedrückt. Nun kann keine Luft mehr entweichen. soll das Auto losfahren, knippst man einfach den Kork raus.

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fertig

Luftballonflitzer

Unser Flitzer ist fertig, eigentlich alle drei, da aber die Arbeitsschritte immer gleich waren, reicht einer hier.

Die Kinder waren begeistert und zum Aufpumpen haben wir eine Luftballonpumpe benutzt, weil ich nicht möchte, dass die Kinder immer den Gummi in den Mund nehmen.

Warnhinweise 
auf die Gefahr, dass ein Luftballon auch platzen kann und dass das auch weh tun kann, wurden gegeben und damit die Kinder das auch richtig kapieren, haben wir dann gezielt Luftballons zum Platzen gebracht und nur die Hand hingehalten. Die Kleinen waren schwer beeindruckt, dass so ein Stück Luftballonhaut doch an der Hand schon ein klein bisschen weh tun kann - also man den Ballon lieber weit weg vom Kopf hält.

Ich hoffe, Euch gefällt mein Heimwerker-Projekt für die Juni-Herausforderung. Uns hat es viel Spaß gemacht.

Danke fürs Anschauen und Lesen.


Rechtlicher Hinweis

Bosch übernimmt keine Gewähr für die Vollständigkeit und Richtigkeit der hinterlegten Anleitungen. Bosch weist außerdem darauf hin, dass die Verwendung dieser Anleitungen auf eigenes Risiko erfolgt. Bitte treffen Sie zu Ihrer Sicherheit alle notwendigen Vorkehrungen.


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