Base Lançadora (I)
Projeto Julho/2001 (Bomba de Ar de Coluna)


por Eduardo Lourenço Pinto Jr.

A primeira lançadora que conheci, era um modelo comercial japonês que funcionava no sistema hose conector, i.e., os populares engates rápidos para mangueiras de jardim. Quando decidi construir minha lançadora, optei imediatamente pelo sistema, que me pareceu ser o mais simples e fácil de montar. Construí, testei e a coisa até que funcionou bem, salvo pelo fato de o foguete ter subido uns 10 metros na vertical, deitado e seguido na horizontal até enroscar numa árvore cheia de espinhos onde, aliás, ele está até hoje...

Tudo bem... o bico do hose conector nem é tão caro assim, mas não me agradou a idéia de perder um objeto novo em seu primeiro vôo. Alguns minutos de pesquisa na Internet, mostraram diversos sistemas de lançadoras, mas o que me interessou mais por parecer mais eficiente e seguro, foi o Clark Cable, idealizado pelo australiano Ian Clark. Entre as várias implementações do sistema, tive minha atenção despertada pelos projetos de Ricardo Menezes e Bruce Berggren. Do Ricardo, eu tirei duas idéias básicas, i.e., a modularização da lançadora e a válvula de alívio para abortar lançamentos. Do Berggren, a utilização de PVC roscável, meu predileto, que permite a desmontagem caso o modelo real não se comporte tão bem quanto o teórico.

1. Material

1.1. Conexões PVC Roscável

Conexão
Qtd.
Código Tigre
Código Akros
Te (3/4 polegada)
4
20.19.188.0
11.222-1
Caps (3/4 polegada)
1
20.03.188.3
11.191-4
Bucha de Redução (3/4 - 1/2 polegada)
2
20.02.250.7
11.011-4
Luva (3/4 polegada)
2
20.12.188.2
11.152-5
Luva de União (3/4 polegada)
1
20.28.188.1
11.252-1
Nípel (3/4 polegada)
6
20.15.188.9
11.202-7
Luva PVC Esgoto (40 mm)
1
27.58.040.8
13.035-8
Tubo (1/2 polegada)
400 mm
Tubo (3/4 polegada)
2000 mm

1.2. Registro de Esfera 3/4 polegada - 1 pç
1.3. Cintas para amarração de cabos - 12 pç
1.4. Manômetro com escala dupla (100 lbs / 7 kgf/cm2) - 1 pç
1.5. Alavanca para freio de bicicleta - 1 pç
1.6. Cabo de aço com capa para freio de bicicleta - 1 cj
1.7. Parafuso com orifício para cabo de freio de bicicleta - 1 pç
1.8. Bico/válvula para pneu sem câmara (completo) - 1 pç
1.9. Lâmina galvanizada multi-furo para fixação de auto-rádios - 2 pç
1.10. Braçadeira de parafuso sem-fim 1 ½ polegada - 1 pç

Obs.: Códigos de conexões extraídos dos catálogos eletrônicos dos respectivos fabricantes. As marcas citadas são de propriedade dos respectivos fabricantes. O usuário assume total responsabilidade pelo mau uso e/ou aplicação dos materiais acima.

2. Montagem da Base

Optei por montar uma base tipo "H", pela simplicidade de construção e estabilidade final para o conjunto. Para tanto, corte o tubo de 3/4 de polegada em 06 (seis) pedaços de 300 mm cada. Efetue rosca nas duas extremidades de dois dos pedaços. Nos outros quatro pedaços, efetue rosca em apenas uma extremidade.

A base é montada unindo as peças com três Te's de ¾ de polegada como mostra o diagrama ao lado. O Te do centro foi representado com a derivação no mesmo plano, mas na verdade ela será voltada para cima, onde será feita a montagem do módulo alimentador.

Na montagem da base, não é necessária a utilização de fita veda rosca, pois os tubos não receberão pressão em serviço.

3. Montagem do Módulo Alimentador

Este módulo, é o responsável pela conexão da bomba de ar à lançadora, monitora a pressurização e ainda tem uma válvula de alívio utilizada para abortar lançamentos. Veja no anexo, as peças separadas e a montagem completa. Nos diagramas, o manômetro, o registro e o bico/válvula aparecem sem detalhamento, pois pode haver diferenças conforme o modelo utilizado. Existem alguns "macetes" na montagem deste módulo. Vamos a eles:

- A conexão "Te" inferior, é a central da base. Foi mostrada em repetição apenas figurativamente;
- Para a montagem do manômetro, basta efetuar um furo de diâmetro ligeiramente inferior ao da rosca. O próprio rosqueamento do manômetro ao "Te", efetua a rosca para retenção;
- Para a montagem do bico/válvula, é necessário efetuar um furo no "caps" de diâmetro ligeiramente inferior ao da base do bico. Faça o furo em um diâmetro pequeno e tente assentar o bico (o bico é colocado de dentro para fora e deve ficar justo para que não haja vazamento posterior). Se o diâmetro ficou muito pequeno, troque a broca por uma ligeiramente maior e alargue o furo tentando novamente. Não pule etapas, pois se o diâmetro ficar muito grande, o caps estará perdido e o processo terá de ser reiniciado;
- A luva de união (peça superior), está esquematizada completa, mas apenas a parte que contém o anel de vedação de borracha será rosqueada no módulo alimentador. A outra metade, com o anel de aperto, será montada no módulo de disparo;
- Antes de montar o registro, verifique qual é o curso da alavanca, para que ela não seja obrigada a girar contra o chão, inviabilizando seu manejo.

4. Montagem do Módulo de Disparo

Chegamos ao ponto mais delicado da montagem. Um módulo de disparo bem montado pode ser a diferença entre uma lançadora funcionar ou não. Como falei lá em cima, o sistema Clark Cable é o mais eficiente e seguro, mas existem dois pontos de extrema precisão que não podem ser negligenciados. A montagem não tem grandes segredos, até a bucha de redução superior. Acompanhe nos diagramas para visualizar.

O sistema Clark Cable utiliza como elementos de retenção, braçadeiras de nylon utilizadas tipicamente na amarração de chicotes de cabos elétricos. Na amarração, tais braçadeiras são descartáveis, pois após a fixação, é impossível desmonta-las sem destruí-las. Em nossa lançadora porém, elas não são laçadas e sim utilizadas como elementos de retenção, utilizando a cabeça da braçadeira como garra que se prende ao anel de transporte da garrafa.



Essencialmente, as braçadeiras são montadas na luva superior do módulo de disparo em posição medida para que as cabeças das braçadeiras se apóiem sem folga no anel de transporte da garrafa. Teoricamente, três braçadeiras seriam suficientes para reter a garrafa ao módulo de disparo. Na prática porém, o número ideal é de 12 braçadeiras, que além de proporcionarem uma retenção mais eficiente, auxiliam na centragem do bocal. Em tempo! As braçadeiras são fornecidas em diversos tamanhos de cabeça, largura da cinta e comprimento da cinta. Utilizei um modelo com uma cabeça de 8 mm de largura, cinta de 5 mm de largura e 200 mm de comprimento. Embora os catálogos mencionem dúzias de cores para as braçadeiras, só vi duas cores no comércio, natural/nylon e preta.

Três "macetes" para facilitar a montagem:

- Falaremos do tubo de lançamento apenas no próximo item, mas é interessante instala-lo antes da colocação das braçadeiras, pois necessitamos colocar uma garrafa no módulo para poder ter a correta posição das braçadeiras;
- Luvas de PVC roscável, têm ressaltos longitudinais para facilitar o encaixe de ferramentas de aperto (ex.: chave de grifo). Recomendo remover os ressaltos com uma lima, para tornar a luva perfeitamente cilíndrica;
- Existe uma fita adesiva que cola em ambas as faces (fita dupla face, normalmente utilizada para fixar cartazes). Revestindo a luva superior com fita dupla face, fica extremamente fácil fixar as braçadeiras.

Uma vez fixas e testadas em posição, a fixação final é feita utilizando-se uma braçadeira metálica com parafuso sem fim (foto ao lado), que fixará as braçadeiras de nylon de forma definitiva. A braçadeira deve ser montada o mais baixo possível na luva superior, para deixar espaço para o deslizamento do anel de liberação.

As braçadeiras, ficam em posição de travamento, pela atuação de uma luva de PVC 40 mm (utilizada normalmente em tubulações de esgoto). Antes do lançamento, a garrafa fica travada pelo deslizamento da luva que encosta nela. Para disparar, a luva é deslizada para baixo, o que faz com que os dentes de retenção se afastem do anel da garrafa liberando-a.


5. Tubo de Lançamento

Existe uma interminável discussão entre os "foguetemaníacos", sobre a necessidade ou não de utilizar tubo de lançamento numa lançadora. Depois de ler dúzias de opiniões pró e contra, decidi colocar um tubo de lançamento em meu projeto. Se bem não faz, mal muito menos... Este é o único componente que vai exigir serviço de terceiros. O tubo de lançamento para nossa lançadora, é um tubo de PVC de ½ polegada roscável. O comprimento do tubo, é determinado em função da altura de uma garrafa PET. Por razões óbvias, seu comprimento deve ser ligeiramente inferior à altura da garrafa. Em uma das extremidades do tubo, teremos uma rosca para fixa-lo à bucha de redução superior da lançadora e um pouco acima, um sulco onde será assentado um o-ring que fará a vedação. O o-ring utilizado, tem cerca de 18 mm de diâmetro com uma secção de 2,5 mm. O sulco de assentamento do o-ring no tubo, deverá ser torneado a 25 mm da extremidade do tubo. Sua profundidade, é determinada experimentalmente, i.e., após executado o sulco, assenta-se o o-ring e com um paquímetro mede-se o diâmetro externo. O bocal das garrafas PET nacionais, mede 21,7 mm em seu diâmetro interno. Calibrei meu o-ring para 22,5 mm de diâmetro assentado. Nessa medida, temos um excesso de 0,8 mm no diâmetro, o que permite uma ótima vedação. Após executado o sulco, falta apenas a rosca na extremidade, que pode ser feita pelo próprio torneiro ou ainda utilizando-se uma tarraxa para PVC. Aplica-se fita veda-rosca e rosqueia-se o tubo ao módulo de disparo. O trabalho está quase pronto. Basta agora cuidar do sistema de disparo remoto...

6. Mecanismo de Disparo Remoto

O sistema Clark Cable é especialmente tolerante com relação ao acionamento. Para reter o foguete no estágio pré-disparo, mantém-se a luva de retenção encostada no ombro da garrafa (o próprio atrito das braçadeiras de nylon segura a luva). Para disparar, basta deslizar a luva para baixo. Na maioria dos projetos, o deslizamento é feito puxando a luva através de um cordão. Para evitar que o puxão desloque a base ou mesmo a derrube, alguns usuários passam o cordão por um pino olhal (pitão), fixado ao chão.

Em meu projeto, optei por fazer um sistema de disparo por cabo-de-aço flexível. O cabo adotado é utilizado normalmente em freio de bicicleta, sendo facilmente encontrado em bicicletarias, juntamente com a capa flexível correspondente e um conjunto de alavanca de acionamento. Utilizei uma alavanca plástica, por ser a mais barata. Quanto ao cabo, adotei o mais longo existente na loja.

A dificuldade básica no acionamento está em fazer com que a luva de retenção deslize em linha absolutamente reta, para evitar enroscos. Neste projeto, criei duas braçadeiras com lâminas em chapa galvanizada. A braçadeira inferior é fixada à luva inferior do módulo de disparo. A braçadeira superior é fixada à luva de retenção e tem uma extensão que desliza por dentro do braço da braçadeira inferior.

A capa do cabo-de-aço é fixada à braçadeira inferior. O cabo, já montado à alavanca de disparo, é passado pela capa. Uma mola helicoidal (utilizei a mola interna dos aquecedores de água Cardal de baixa pressão) é colocada entre as duas braçadeiras com o cabo-de-aço passando por dentro dela. A extremidade do cabo-de-aço é presa à braçadeira superior, utilizando um parafuso com orifício de passagem, também vendido em bicicletarias junto com o cabo. Em ciclismo, tal parafuso é usado para ancorar o cabo em sistemas de freio center pull.

Para confeccionar as duas braçadeiras, utilizei lâminas em chapa galvanizada perfuradas em toda a extensão. Tais lâminas são utilizadas em instalações de rádios automotivos para fixação da parte traseira do rádio no interior do painel. São fáceis de curvar, dobrar e cortar e por serem furadas a intervalos regulares, dispensarão operações de furação. Ambas as braçadeiras são curvadas para envolver as respectivas luvas. A fixação é feita por parafuso/porca. A braçadeira superior (em laranja no diagrama) é dobrada a 90 graus numa distância aproximada de 25 mm da borda da luva. A extremidade que fica voltada para baixo, corre por dentro da braçadeira inferior em sua extremidade guia.

A braçadeira inferior é curvada e presa da mesma forma da superior, mas sua extremidade é dobrada sobre si mesma em linha reta e servirá de guia para a extremidade deslizante da braçadeira superior. Na extremidade final, recurva-se novamente para moldar a presilha da capa do cabo-de-aço (visto em secção em cor preta no diagrama). Note ainda no diagrama (em cor vermelha), a colocação de uma arruela que determina o espaço para passagem da extremidade da braçadeira superior. Tal espaço, não pode ser nem muito folgado (o deslizamento da braçadeira superior ficaria impreciso), nem muito justo (o deslizamento ficaria dificultado).

Veja ao lado, a seqüência de funcionamento do mecanismo de disparo. Observe o deslocamento da braçadeira superior e a contração da mola de retorno.

Neste mecanismo, a regra geral é tentativa e erro. Com uma morsa e um martelo, o formato das peças chegará ao ideal em pouco tempo.

7. Ajustes

Você escolhe as peças, monta criteriosamente, aperta adequadamente as conexões e ainda assim a lançadora apresenta vazamentos... Bem, sua lançadora não está sofrendo de nenhuma doença rara nem incurável. Conexões de PVC roscável, são resistentes, agüentam pressão, mas o fato é que quase sempre são feitas para serem embutidas em alvenaria e contam com o poder selante dos resíduos da própria água que passa por dentro dos tubos. Pequenos vazamentos de água, quase sempre se "curam sozinhos".

Na lançadora porém, a tolerância a vazamentos deve ser zero. Para tanto, a solução é simples. Após montadas as conexões e checado seu posicionamento, basta aplicar cola de base epóxi (tipo Araldite) em todas as conexões.

A luva de união que acopla o módulo de alimentação ao módulo de disparo, existe um o-ring de excelente capacidade de vedação, mas que pode causar vazamentos se esquecermos um pequeno cuidado a tomar. Lubrifique o o-ring com vaselina para evitar deslizamento da junção roscável sobre ele, o que provocaria tensões irregulares em sua extensão. O o-ring é feito de borracha nitrílica e portanto resistente a qualquer derivado de petróleo, como a vaselina.

Quanto ao o-ring do tubo de lançamento, com 22,5 mm ele ficará bastante justo e terá mesmo uma certa dificuldade para o encaixe do bocal do foguete. Lubrifique-o também com vaselina. Se houver vazamento aqui, você não conseguirá pressurizar adequadamente o foguete, e o lançamento será medíocre.

8. Guia de Compras

Tubos e Conexões: Lojas de material hidráulico ou materiais para construções;
Válvula p/ pneu sem câmara: Borracharias ou distribuidores de materiais para oficinas;
Manômetro: Lojas de equipamentos para solda;
Cabo-de-aço, capa, alavanca, parafuso de retenção: Bicicletarias;
Lâmina galvanizada multi-furo: Instaladoras de som para carros;
Braçadeiras de nylon: Lojas de material eletro-eletrônico ou oficinas auto-elétricas;
Braçadeira de Parafuso: Lojas de ferragens e ferramentas

9. Leituras Sugeridas

Na seção Técnicas, você encontrará dicas importantes sobre o manejo de tubos de PVC roscáveis, bem como considerações sobre sistemas de vedação, redutores de bocal e tubos de lançamento. Se preferir, na seção Estante, o mesmo material está disponível em formato PDF para download.

10. Diagramas

Veja a seguir os diagramas. Clique nas miniaturas para ver a imagem ampliada.


Montagem do Módulo Alimentador (Explodida)

Montagem do Módulo Alimentador

Montagem do Módulo de Disparo (Explodida)

Montagem do Módulo de Disparo

Detalhamento do Tubo de Lançamento

Detalhamento da Montagem das Braçadeiras

Montagem Final

Esboço do Disparador

11. Coleção

Este e outros projetos estão armazenados na seção "Estante de Livros" em formato PDF. Para ler um arquivo PDF, é necessário o aplicativo Adobe PDF Reader (Freeware), que também encontra-se na mesma seção para download.

12. Fotos

Lançadora completa: Base, módulo alimentador e módulo de disparo.
Lançadora parcial - Apenas base e módulo alimentador.

 

 

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