Eigene Konstruktionen

Wurfmaschine

Motivation

Bei zwei Gelegenheiten habe ich ein mittelalterliches Katapult - in dieser Bauart auch Trebuchet oder Blide genannt - gesehen: Zuerst auf dem Wikingerspektakel in Hohenweststedt in Originalgröße und später auf dem Kinderfest der Grundschule meiner Kinder als Modell.
Das Katapult in Originalgröße habe ich aus nachvollziehbaren Gründen leider nicht in Aktion sehen können, aber das Modell schleuderte Tennisbälle in eine beachtliche Weite von ca. 50m!
Auf diesem Kinderfest jedenfalls kam mir die Idee, auch ein Trebuchet zu bauen. Der Einfachheit halber habe ich mit einem aus LEGO begonnen, das Sie hier im schussbereiten Zustand bewundern können.

Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip einer Blide ist einfach aber wirkungsvoll: Ein Balken wird so drehbar gelagert, dass ein kurzer und ein langer Hebel entsteht.
An dem kurzen Hebel hängt ein schweres Gewicht; am langen Hebel ist eine Art Schleuder befestigt: In einer Tasche befindet sich das Geschoss. Von dieser Tasche geht eine Schnur zum Hebelende und wird dort dauerhaft befestigt. Eine zweite Schnur geht ebenfalls zum Hebelende, wird dort jedoch an einem leicht nach oben gebogenen Haken eingehängt.
Zum Spannen des Katapults wird der lange Hebelarm nach unten gedrückt. Dadurch wird das Gewicht angehoben. Die Schleuder wird nach vorne hin (in Wurfrichtung) ausgelegt.
Zum Schießen lässt man den Hebelarm wieder los. Das Gewicht bewirkt nun eine Drehung der Hebel, wodurch die Schleuder mit dem Geschoss beschleunigt wird. An einem bestimmten Punkt löst sich die lose Schnur der Schleuder vom Haken und lässt das beschleunigte Geschoss frei. Die Einstellung dieses Punktes mit Hilfe der Hakenbiegung ist entscheidend für die Schussweite.
Rechts ein Bild der Blide im entspannten Zustand.

Realisierung

Bei einem so kleinen Maßstab ist entscheidend, auf dem kleinen Raum genügend Gewicht unterzubringen. Ich habe dazu das Gewicht aus dem Bausatz 8868 benutzt.
Die restliche Konstruktion ist ziemlich simpel und aus den Bildern gut zu erkennen. Es hat sich herausgestellt, dass es sehr wichtig ist, den langen Hebel - insbesondere an seinem Ende - so leicht wie möglich zu bauen; sein Trägheitsmoment hat erheblichen Einfluss auf die Beschleunigung der Schleuder. Am besten probiert man aus, wie lang man ihn bauen kann.
Die Schleuder besteht - mangels anderer Materialien - aus einem Stück Toilettenpapier und zwei Fäden. Das Geschoss ist ein 2x2-Legostein.

Wie bereits erwähnt, muss der Haken, an dem das Schleuderseil eingehängt wird, einstellbar sein: Das habe ich realisiert, indem ich einen Achsen-Winkelverbinder Nr. 5 als Haken mit einem schwarzen, 3 Lego-Einheiten langen Verbindungsbolzen befestigt habe. Die Reibung des Bolzens genügt, um den Haken in der jeweils eingestellten Position zu halten.

Weitere Details:

• Die Bahn, auf der die Schleuder entlang gezogen wird, habe ich zur Verringerung der Reibung mit Kacheln belegt.
• Die Blide kann im gespannten Zustand mit Hilfe von 1x2-Scharnieren festgehalten werden.
• Die Blide hat Räder zum Transport. Beim Schießen werden Sie auf Bremsklötze gestellt, die jeweils aus einer 2x4- und zwei 1x2-Platten bestehen.

Probleme

Man muss das Katapult schon etwas justieren (Hakenwinkel!), damit es eine ordentliche Weite erreicht. Modelle im größeren Maßstab funktionieren besser, weil die Masse am kurzen Hebel sich mit der dritten Potenz des Maßstabs verkleinert (proportional zum Volumen!), der Hebelarm jedoch nur linear.