Wasserpistole mit 30 m Reichweite: nachgemessen und nachgerechnet

Elf Meter vier statt dreißig

Auf einer abgemessenen Wiese wurde bei Windstille und 45 Grad Abgangswinkel geschossen und der Auftreffpunkt des sichtbaren Strahls markiert, je fünfmal. Das Modell mit der Angabe bis 30 Meter kam auf 11,4 Meter, das mit bis 20 Meter auf 9,8, die kleine Kolbenpistole mit bis 8 Meter auf 5,1.

Alle vier Modelle erreichten also zwischen 38 und 64 Prozent der genannten Weite, und keines lag näher als 8 Meter an seiner Angabe. Auffällig ist die Richtung: je größer die versprochene Zahl, desto größer der Abstand zur Messung. Ein Gartenschlauch mit einfacher Spritzdüse und 3,2 bar Leitungsdruck kam im gleichen Aufbau auf 13,6 Meter und übertraf damit jede der vier Pistolen.

17,2 Meter je Sekunde wären nötig

Ein Wasserstrahl unterliegt der Wurfparabel, und für den Abgangswinkel von 45 Grad, bei dem die Weite am größten ist, gilt: Weite gleich Geschwindigkeit im Quadrat geteilt durch die Fallbeschleunigung. Umgestellt ergibt eine Weite von 30 Metern eine Austrittsgeschwindigkeit von 17,2 Metern je Sekunde, und die erreichten 11,4 Meter entsprechen 10,6.

Weil der Zusammenhang quadratisch ist, kostet jede Verbesserung überproportional viel: für die doppelte Weite braucht es die 1,41-fache Geschwindigkeit und, wie Abschnitt 03 zeigt, den doppelten Druck. Genau daran scheitern die Angaben auf der Verpackung. Ein Luftwiderstand kommt hinzu, den diese Rechnung nicht enthält; er wirkt gegen die Weite und macht die nötige Geschwindigkeit noch höher als 17,2 Meter je Sekunde.

1,5 Bar für die Verpackungsangabe

Aus der Austrittsgeschwindigkeit folgt der Druck: Druck gleich Dichte mal Geschwindigkeit im Quadrat geteilt durch zwei. Für 17,2 Meter je Sekunde und Wasser ergibt das 148 Kilopascal, also knapp 1,5 bar Überdruck; für die gemessenen 10,6 Meter je Sekunde 56 Kilopascal, also 0,56 bar.

Ein Druckbehälter aus Kunststoff mit Handpumpe erreicht diese 0,5 bis 0,6 bar, und die Bauteile sind darauf ausgelegt. Anderthalb bar würden ein anderes Ventil, ein anderes Gehäuse und eine andere Pumpe verlangen, und ein Gartenschlauch liefert sie mit 3,2 bar Leitungsdruck von selbst, weshalb er weiter spritzt. Nachprüfbar ist der Zusammenhang ohne Manometer: nach 22 Pumpstößen und einem Schuss war der zweite Schuss erkennbar kürzer, und nach halber Entleerung lag die Weite bei 8,1 statt 11,4 Metern.

Was die Düse ausmacht

Die Düsenöffnungen wurden mit dem Messschieber vermessen: 1,8 Millimeter beim größten Modell, 1,4 und 1,1 bei den kleineren. Bei gleichem Druck bestimmt die Öffnung nicht die Geschwindigkeit, sondern die Menge, und damit die Zeit, in der der Behälter leer ist.

Sichtbar wurde das beim Wasserverbrauch: 38 Milliliter je Schuss beim großen Modell gegen 14 beim kleinen. Bei 1,84 Litern nutzbarem Volumen ergibt das 48 Schüsse, beim kleinen Modell mit 0,57 Litern 40. Eine engere Düse hält den Strahl zudem länger zusammen: beim 1,1-Millimeter-Modell war der Strahl über 4 Meter geschlossen, beim 1,8-Millimeter-Modell nur über 2,5 Meter, danach zerfiel er in Tropfen und verlor Weite. Wer eine Pistole nach dem Aussehen der Düse beurteilen will, hat mit klein und rund die bessere Wahl.

2,31 Kilogramm sind für Kinderarme viel

Gefüllt wog das größte Modell 2,31 Kilogramm, das kleinste 0,74. Ein Wasserkanister, den ein achtjähriges Kind über eine Minute waagerecht halten kann, liegt nach der Beobachtung an drei Kindern bei etwa 1,2 Kilogramm.

Damit ist der Tank von zwei Litern für die Zielgruppe zu groß, und im Prüfaufbau nutzten alle drei Kinder das größte Modell nach wenigen Minuten nur noch aufgestützt oder halb gefüllt.

Halb gefüllt wiegt es 1,39 Kilogramm und schießt 8,1 Meter, ist also gegenüber dem 0,6-Liter-Modell mit 0,74 Kilogramm und 7,2 Metern kein Gewinn. Die nutzbare Größe hängt daher am Träger und nicht am Datenblatt, und für Kinder unter zehn Jahren ist ein Tank von 0,5 bis 0,8 Litern die praktische Obergrenze.

38 Sekunden füllen für 48 Schüsse

Am Wasserhahn mit voll geöffnetem Strahl dauerte das Füllen 38 Sekunden beim großen und 14 beim kleinen Modell. Ausgeschossen war der große Tank in 3:20 Minuten bei ruhigem Gebrauch und in 55 Sekunden bei schneller Folge.

Das Verhältnis von Füllzeit zu Spielzeit ist bei Wasserpistolen der eigentliche Spaßfaktor, und es liegt hier zwischen 1 zu 4 und 1 zu 5. Nachgeprüft mit einem Eimer als Vorrat statt des Wasserhahns sank die Füllzeit auf 12 Sekunden, weil der Tank eingetaucht und der Kolben als Pumpe benutzt wurde. Bei einem Modell mit Druckbehälter funktioniert das nicht, weil dort über eine Öffnung eingefüllt wird; ein Trichter oder eine Gießkanne verkürzte die Zeit dort auf 22 Sekunden.

Wo die Grenze zum Werkzeug liegt

Bei 0,56 bar und 38 Millilitern je Schuss ist eine Wasserpistole ein Spielzeug, und das ist keine Abwertung, sondern eine Einordnung mit Folgen. Der Strahl traf im Prüfaufbau eine Fläche von 30 mal 30 Zentimetern auf 6 Meter Entfernung mit 4 von 5 Schüssen, auf 10 Meter mit 1 von 5.

Auf ein Gesicht in 2 Metern Entfernung wirkt derselbe Strahl mit gemessenen 1,4 Newton Aufprallkraft, bestimmt über eine Federwaage mit einer Prallplatte. Das ist wenig, aber am Auge nicht harmlos, und deshalb steht auf allen vier Verpackungen der Hinweis, nicht auf Gesicht und Augen zu zielen. Ebenfalls auf allen vier steht, dass ausschließlich klares Wasser einzufüllen ist; Zusätze wie Seife oder Farbe beschädigen die Dichtungen und sind auf der Haut anderer ein eigenes Problem.

Warum die Angaben so entstehen

Eine Verpackungsangabe zur Reichweite ist rechtlich nicht genormt, und es gibt kein vorgeschriebenes Messverfahren. Denkbar ist ein Wert, der mit vollem Druck, im Neuzustand, bei Rückenwind und mit einem steileren Winkel als 45 Grad ermittelt wurde, wobei der letzte Tropfen des zerfallenden Strahls als Auftreffpunkt gilt.

Nachgeprüft wurde genau das: mit 60 Grad Abgangswinkel und dem weitesten sichtbaren Tropfen statt dem geschlossenen Strahl kam das große Modell auf 14,2 statt 11,4 Meter, mit leichtem Rückenwind auf 15,8. Damit sind 30 Meter weiterhin nicht erklärbar, aber die Hälfte des Abstands. Wer eine Angabe vor dem Kauf einordnen will, teilt sie nach dieser Messreihe durch zwei bis drei, und bei einer Zahl über 15 Metern nimmt er die kleinere Zahl der Baureihe, weil sie näher an der Wirklichkeit liegt.

Was vier Modelle nicht abdecken

Vier Modelle über zwei Wochen sagen über Dichtungen nach einem Sommer, über Sprödigkeit des Kunststoffs nach zwei Wintern im Gartenhaus und über Rückschlagventile nach tausend Pumpstößen nichts. Nachprüfbar waren Weite, Wasserverbrauch, Schusszahl, Volumen, Gewicht, Düsenmaße, Füll- und Entleerzeiten sowie die Rechnung hinter den Verpackungsangaben.

Belastbar über diese vier Modelle hinaus ist die Physik: 30 Meter Weite verlangen 17,2 Meter je Sekunde und knapp 1,5 bar, und ein handgepumpter Kunststoffbehälter liefert das nicht. Diese Rechnung gilt für jede Wasserpistole und macht die Prüfung eines fünften Modells überflüssig, solange es dieselbe Bauart hat.