Gepresste Luft

Was machen wir eigentlich mit der Luft in unseren Modellen?
Die Verwendung von „gepresster Luft“ fängt beim Haupttauchtank an. Der nach unten offene Tank wird von drei Zwei-Wege Ventilen, die elektrisch betrieben werden, verschlossen. Zwei-Wege weil ein Eingang (zur Tankseite) und ein Ausgang (nach oben) vorhanden sind. Diese Ventile sollen einen möglichst großen Querschnitt haben und müssen auch bei geringem Druck schon öffnen.

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Pro Basic 10-05 CNC Fräse

Ende 2013 hatte ich mir eine CNC Fräse der Firma STEPCRAFT zugelegt. Damals gab es im Angebot die 600er Version mit etwas Zubehör.

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U-Boot Elektronik

Auf Messen werden wir immer wieder gefragt was denn alles an Elektronik in so einem UBoot eingebaut ist. Speziell bei den größeren Booten ist das natürlich etwas mehr als bei einem reinen Kolbenboot. Daher schreibe ich diese Auflistung mit kurzer Erklärung zu den einzelnen Bauteilen.

BTS

Die Ballasttanksteuerung, kurz BTS, ist nötig um den/die Kolbentanks anzusteuern. Dies kann auf mehrere Arten funktionieren. Zum einen als vollproportionaler Tank, das bedeutet  der Kolben wird über seinen kompletten Verfahrweg mit einem linearen Schiebeschalter gesteuert, dazu sind Magnete auf einem Zahnrad und ein Hallsensor nötig. Ebenfalls möglich ist die Steuerung über einen einfachen 2- oder 3-Wegeschalter der den Tank komplett flutet oder eben entleert.

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Wassermelder

Der Wassermelder ist ein Relaisbaustein um eindringendes Wasser zu melden, oder bei einem Pressluftuboot das Fluten zu verhindern wenn das Schnorchelkopfventil noch geöffnet ist.

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Ein/Aus Schalter

Der Ein/Aus Schalter schaltet die gesamte Bordelektrik stromlos. Alle Lastkreise sind hier angeschlossen. Als weiteren Ausgang gibt es einen 6V Abgriff um den Empfänger zu versorgen. Geschaltet wird normalerweise über einen Reedschalter um das Boot mit einem Magneten auch ungeöffnet ein- oder ausschalten zu können. Ebenfalls vorhanden ist ein Ladeeingang.

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Mikroventile

Die kleinste Baureihe der Festoventile (MZH) wird im Bereich der Ausfahrgeräte verwendet. Betriebsspannung ist hier 24V, jedes Ventil steuert ein Ausfahrgerät und den Schnorchelkopf an. Das Bild zeigt 8 Ventile auf einer Ventilinsel verbaut, die Ausgänge sind mit QS Verbindern ausgestattet..

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Mehrkanalschalter MKS

Der MKS ist sozusagen das Herzstück der UBootsteuerung. Er schaltet alle Funktionen die das Boot zusätzlich zur Steuerung aufweist. Angefangen beim einfachen Schalten der Positionsbeleuchtung bis hin zu den Kompressoren die über Abhängigkeitschaltung mit dem Schnorchelkopfventil und dem Wassermelder verbunden sind. Eine genaue Beschreibung gibt es im eigenen Beitrag des MKS.

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Querstromruder Steuerung

Dieser Relaisbaustein kann 4 Querstrompumpen ansteuern. Ein weiteres Relais schaltet jeweils 2 Pumpen diagonal. Damit kann wahlweise das Boot "auf dem Teller" drehen, oder nach links und rechts travesiert werden.

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Lage- Tiefenregler

Der LTR steuert die waagerechte Lage des Bootes und über einen Drucksensor die Tauchtiefe.

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Druckschalter

Der Druck- bzw. Unterdruckschalter meldet den Fülldruck oder Unterdruck zum Mehrkanalschalter und führt zu einer Abschaltung der Kompressoren oder bei Unterdruck zum Sperren des Flutbefehls.

 

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Tutorial: Laminieren

Die soll eine kleine Anleitung zum Gebrauch und Umgang von Laminierharzen und Glasgewebe werden. Alles ist als Anhaltspunkt zu sehen und kann von Modell zu Modell und verwendetem Harz natürlich unterschiedlich sein.

ACHTUNG: Bitte immer Schutzhandschuhe tragen und nach dem Arbeiten mit Harzen/Trennmitteln die Hände gründlich waschen. Sicherheitshinweise und Datenblätter beachten!

Zu allererst sollten alle Komponenten zusammengestellt werden:

  • Handschuhe (Einmalhandschuhe)
  • Zeitungspapier
  • Papiertücher
  • Becher/Rührgefäße
  • Rührstäbchen
  • Pinsel
  • Digitalwaage (Grammgenau)
  • Trennmittel (Wachs/PVAC)
  • Laminierharz/Gelcoat
  • Oberflächenharz (evtl. Färbemittel)
  • Plastilin
  • Tixo (Baumwollflocken/Microballoons ect.)
  • Glasfaserschnitzel

Als Anschauungsobjekt dient hier ein Turm der Klasse 206. Die Urform ist fertig detailiert, es sind 2 Schichten Trennwachs aufgetragen das anschließend mit einem Baumwolltuch poliert wurde. Eine Hälfte der Urform ist im Trennbrett versenkt, die Kanten sind mit Plastilin (rot) verschlossen.

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Im nächsten Schritt erfolgt das Anmischen des Oberflächenharzes (Gelcoat). Ich benutze Transparent und färbe es nach dem Anmischen ein (hier Schwarz).
Das Abwiegen muß Grammgenau erfolgen. Nur so ist eine gleichmäßige Aushärtung zu gewährleisten.

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Nun folgt das auftragen in die Form. Dies sollte gleichmäßig geschehen damit eine etwa gleichstarke Schicht entsteht. Jetzt wird das ganze ruhen gelassen bis es anfängt zu gelieren, dies ist natürlich abhänging von der Topfzeit des verwendeten Harzes. Man kann den zeitpunkt ganz gut herausfinden indem man leicht darüber streicht. Ist es weit genug ausgehärtet bleibt nichts mehr am Handschuh hängen. Die Oberfläche ist leicht klebrig, dies ist der richtige Zeitpunkt um mit der Kupplungsschicht anzufangen

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Das Gelcoat sollte nun angeliert und nur noch leicht klebrig sein. Ist das der Fall, kann das Laminierharz angemischt werden. Ich mische immer relativ kleine Mengen, 100g bis max. 200g. Wenn man zuviel auf einmal mischt, kann eine exothermische Reaktion passieren. Das Harz fängt an zu schnell zu reagieren, überhitzt und verbrennt. Es entstehen giftige Dämpfe hierbei! Im schlimmsten Fall fängt das ganze Feuer. Tritt dieser "Worst Case" ein, das ganze Gebinde schnellstens ins Freihe bringen (kühlen) und am besten in eine Blechbüchse füllen damit es nicht auslaufen kann und im Brandfall dort drinnen bleibt. Zurück zum Turm, scharfe Ecken oder Kanten sind beim laminieren immer ein Problem, da sich das Gewebe nicht in Ecken legt. Daher mischt man einen kleinen Teil Harz mit Baumwollflocken, bis eine zähe Masse entsteht. Sie ist gut gemischt wenn sie nicht mehr vom Rührstäbchen läuft (Tixotropie). Das ganze wird Sorgfältig in die Kanten eingebracht. Anschließend wird der Turm mit einer dünnen Schicht Harz eingestrichen und die Glasfaserschnitzel werden aufgestreut. Diese ergeben die Kupplungsschicht zwischen Gelcoat und Laminat.

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Ich habe 4 Schichten Glasfasergewebe Köper mit 163g aufgebracht. Die Glasfasern werden in schmalen Streifen aufgebracht und mit einem abgeschnittenen Pinsel angedrückt bis alles durchtränkt ist. Die Oberfläche sollte seidenglanz haben, glänzt alles oder laufen gar "Nasen" ist zu viel Harz aufgetragen. Dies kann durch Küchenrolle abgenommen werden. Hier sieht man die 2. Turmseite nach dem Entfernen des Trennbretts.

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So sieht die Form dierekt nach dem Öffnen aus. Alle Details sind sauber abgeformt, es ist nichts vom Urmodell zurück geblieben.

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Die Form (bzw. das Laminat) sollte keinesfalls vor dem kompletten Aushärten geöffnet werden. Die Zeiten dazu stehen im Datenblatt des jeweiligen Harzes.

 

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Alles Farbe oder was!?

Immer wieder wird in Foren die Frage gestellt, in welchen RAL Farben die Boote denn lackiert waren. Ich habe dazu einen sehr interessanten Artikel in Panzer-Modell.de gefunden der dieses Problem ziemlich gut beschreibt.

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Lackierung und Alterung

Nachdem ich meine 212A fertig gebaut hatte stand das Lackieren an. Im Internet gibt es einiges an Informationen in Sachen Alterung. Jedoch habe ich kaum etwas gefunden wie man ein modernes Boot altert. Fündig geworden bin ich in einem Amerikanischen Forum. Mein Boot wollte ich nicht komplett versauen. Es sollte eine leichte dezente Alterung werden. Da die Außenhaut beim Original aus Kunststoff besteht fallen Rost und ähnliches komplett weg.Lack-001

Zunächst habe ich den kompletten Rumpf angeschliffen. Dazu reicht eine 100er Körnung aus. Anschließend rollte ich eine Universalgrundierung für PVC und Kunststoffe mit einer Schaumstoffwalze auf. Dies gibt eine unregelmäßige Oberfläche wie bei den Originalen auch.

Die Originalboote haben an Deck einen Antirutschbelag. Dazu gibt es mehrere Methoden. Von Aufgeklebtem Schleifpapier bis hin zu eingestreutem Sand. Gefallen haben mir keine so richtig. Der Sand war meist zu groß und das Schleifpapier lag nicht richtig an oder löste sich ab. Daher startete ich Experimente mit Tixotropierpulver (Zum andicken von Epoxid- oder Gießharzen). Das Ergebnis konnte sich sehen lassen. Die Oberfläche war nicht grob und passte Maßstäblich zum Boot.Lack-003Lack-002

 

Aufgebracht habe ich das ganze wie folgt. Zuerst wird alles großzügig abgeklebt. Die Stellen die den Belag erhalten sollen bleiben frei. Nun folgt eine Schicht Klarlack. In diesen wird direkt das Tixo eingestreut. Wichtig ist das es satt aufgestreut wird. Der Lack saugt sich nun mit dem Tixo voll. Direkt im Anschluss kann das überschüssige Tixo abgeblasen werden. Der Lack muss nun Aushärten.Lack-004

Da ich mir schon den Riss gegeben hatte und mehr als 3000 Schrauben graviert und etliche Stoßkanten gezogen hatte, mussten die natürlich bei der Lackierung herausgehoben werden. Dazu ging ich auf Ideenklau bei den Panzerkollegen. Wenn es um Panzeralterung geht können die das bis zum Exzess. Fündig bin ich auf einer Panzerseite geworden. Dort gibt es auch einen Bemalungsguide zum Download unter der Rubrik „Tipps & Tricks“ ( www.panzer-modell.de ) Aber zurück zu den Stoßkanten. Es gibt eine Technik die sich „Preshading“ nennt. Das bedeutet man lackiert Stöße und Gravuren in einer sehr dunklen Farbe. Danach wird dann die Hauptfarbe dünn überlackiert, sodass die Stöße betont bleiben. Dies ergibt einen Tiefeneffekt der die Gravuren betont und verstärkt.Lack-005

Der benutze Lack ist von Tamyia. Diese Lacke haben den Vorteil dass sie auf Wasserbasis hergestellt sind. Zum einen trocknen sie sehr schnell, sind ergiebig da extrem deckend und fast geruchlos ist er auch noch. Nachteil: Die Döschen sind recht klein und relativ teuer.

Nach einigen Versuchen habe ich dann den Richtigen Weg gefunden. Die Kunst besteht darin die Fugen richtig zu schwärzen und dann den Basislack nicht zu dick aufzutragen. Lieber etwas verdünnt einstellen und mehrere Schichten spritzen. Ich benutze dazu übrigens eine SGOLE Airbrushpistole und einen Baumarktkompressor mit Druckminderer.Lack-006

Im nächsten Schritt können nun die Schiebebilder und Tiefgangsmarken aufgebracht werden. Damit diese schön anliegen und sich auch in jede Fuge einlegen benutze ich „Mr Mark Softer“ . Das ist ein Weichmacher extra für Decals. Gibt’s im Zubehörhandel für Plastikmodelle. Angeblich geht das Ganze auch mit Essig, bei mir hat es nicht funktioniert.

Im nächsten Schritt stand die Alterung des Wasserpass an. Dieser ist schon nach Tagen auf See Grün vor Algen und Ablagerungen. Da ich das auch zum ersten Mal versuchte testete ich zuerst die Wirkung mit Wasserfarben. Aufgebracht habe ich dann wieder Acryllack mit einem festen Langborstigen Pinsel. Zum Einsatz kamen Moosgrün, etwas Grau und ein dunkles Grau. Der Pinsel ist dabei fast trocken und lackiert habe ich nur tupfender Weise.

Zum Abschluss habe ich dann noch das Trockenmalen angewendet. Dazu wird ein langborstiger, recht harter Pinsel mit einer leicht erhellten Farbe der zu lackierenden Oberfläche benutzt. Es wird nur ganz wenig Farbe mit dem Pinsel aufgenommen und danach abgestreift bis fast keine Farbe mehr beim Abstreifen zu sehen ist. Nun wird über Kanten oder Stöße gepinselt. Dies muss mehrfach geschehen bis sich die Kante dezent abhebt. Das Ganze ist schwer zu beschreiben, aber einfach in der Anwendung. Einfach etwas testen, das Ergebnis wird erstaunlich. Das ganze lässt sich übrigens auch auf Flächen anwenden um Aufhellungen oder Abnutzungen darzustellen.

Ganz zum Schluss muss alles mit einem Klarlack versiegelt werden. Verwendung findet hier Matt oder Seidenmatt. Das alles ist kein Hexenwerk. Mit etwas Übung und einigen Probestücken bekommt man ansehnliche Ergebnisse hin.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Problemlösung in 3D

3D CAD 

 

Erst nachdem die Rumpfteile der Beluga’s laminiert waren, sahen wir wie eng das Heck wirklich ist. Ich wollte die Fummelei, die ich bei meiner Ohio habe, nicht auch noch bei der Beluga weiterführen. Unsere Recherchen (Danke Boris!) brachten folgende Ergebnisse: Geplant, aber noch vor Ausführung verworfen, war auch die Konfiguration mit X-Ruder. Weiterhin sollten auch verschiedene Propeller getestet werden. Geplant waren außer einem konventionell Propeller auch Sichel-Propeller, gegenläufige Propeller (wie bei der Albacore) und Pumpjet. Welche Arten eingebaut wurden ist leider nicht zu erfahren, ich gehe aber davon aus dass der Pumpjet-Antrieb nicht getestet wurde.


Anhand der Fakten wollte ich mich nicht zu sehr auf eine Bauart festlegen. Ich machte mir da ein paar Tagen Gedanken darüber und kam auf eine Idee. Um bei Wartungsarbeiten nicht das ganze Heck abschrauben zu müssen, dachte ich an eine weitere Trennung kurz vor den Ruder. Dies hätte auch den Vorteil eine andere Ruderkonfiguration einbauen zu können. Bei einem Telefonat mit Lothar sprach ich diese Sache einmal an. Und noch bevor ich ins Detail gehen konnte machte er mir genau denselben Vorschlag. Er hatte die Problematik wahrscheinlich schon beim zeichnen des Bootes erkannt. Es gab aber noch weitere Fragen zu klären.

Die übliche Anordnung der Servos in Kreuzformation (die Servohebel zeigen nach innen) ist wegen des schlanken Hecks nicht direkt machbar. In diesem Fall wäre der Verschlussring zu weit nach vorne gerutscht und damit jeder Vorteil dahin. Ich wollte die Servos so einbauen, dass die Ruderhebel außen liegen. Die Servos sollten daher in einen Technikträger eingebaut werden der in das vordere Heck hinein ragt. Trennt man das hintere Heckstück ab, wären sie so offen zugänglich. Wieder einmal war der geringe Durchmesser das Problem, also entschied ich mich die Servos hintereinander einzubauen. Vorne zwei Servos nebeneinander für die Seitenruder und dahinter (wegen dem kürzeren Gestänge) zwei Servos nebeneinander für die Tiefenruder (90 Grad gedreht). 

Die Ablehnung oder “wo bleibt da die Antriebswelle???”

Ich hatte auch schon eine Form für die Servohalter im Kopf. Ich zeichnete eine Art Spant inkl. Servos und schickte sie Dirk und Lothar zur Ansicht. Die Reaktion war aber eher verhalten, wahrscheinlich weil man in einer 2D Ansicht nicht wirklich erkennt was das alles überhaupt soll. Ich hatte auch das Loch für die Antriebswelle vergessen welches natürlich auch sofort bemängelt wurde. Ich lies mich aber nicht entmutigen, ich wusste es lag an der Präsentation der Sache. Scheinbar muss es schon Hollywood sein, eine Bierdeckel-Skizze reicht da nicht aus damit es gekauft wird. In 3D könnte man auch gleich sehen ob das alles so funktioniert wie ich es mir vorstelle. In 2D ist das ganze sehr schwer zu überblicken.

Ein Freund hatte die Lösung, er lieh mir seinen Laptop mit 3D-Software. Online-Lehrbuch sei Dank konnte ich nach kurzer Zeit auch schon einige 3D Objekte erstellen. Nachdem ich alle relevanten Funktionen ausprobiert hatte fing ich an zu planen.

Aha! oder “passt irgendwie nicht richtig”

Es wurden Teile gezeichnet die dann später in Baugruppen zusammengebaut wurden. Eine sehr elegante Lösung weil ein Teil das später verändert wird auch gleich in der Baugruppe geändert wird. Als erstes habe ich einen Servos konstruiert (dauerte nur 5 Minuten). Mit diesem Servo konnte ich ermitteln wie der Haltespant auszusehen hatte. Es musste mehrmals geändert werden damit die Ruderhebel nach hinten frei lagen. Eine M5-Gewindestange wurde eingefügt und mit den Bohrungen des Spants verknüpft. Nachdem noch zwei Kopien des Spants eingefügt wurden konnte man schon erkennen wie das alles einmal aussehen soll. Wenn ein Teil in seiner Form fertig gestellt ist kann man es sehr leicht verändern, man muss nur die Maße des Teils ändern. Somit konnte ich sehr schnell jegliche Kollisionen mit anderen Bauteilen eliminieren. Auch die Möglichkeit das ganze Objekt zu drehen hilft sehr bei der Konstruktion.

Als die Spanten, Gewindestangen und Servos miteinander verbunden waren konnte ich den Verbindungsring konstruieren. Dieser verbindet die Servohalter mit dem hinteren Verschlussring. Man möchte ja nicht immer alle Servos ausbauen nur um an die Ruderkoker zu kommen. So langsam kam auch der endgültige Durchmesser der Verschlussringe zum Vorschein, jetzt war es möglich in der 2D-Zeichnung von Lothar nachzuschauen wo die Trennung stattfinden wird. Und auch ob genug Platz für diesen längeren Servohalter, nach vorne ist dann ja doch nicht unendlich Platz. Es passte alles.  Allerdings nur bis ich die Verschlussringe im Detail zeichnete. Lothar schlug vor das Heckteil von hinten (außenbords) zu verschrauben. Diese Idee fand ich genial. Dazu wurden in den Spant vier Löcher für die M5-Schrauben eingezeichnet und auf 10mm angesenkt. In dieser Flachsenkung stecken 10mm Messingröhrchen die durch das Heck nach hinten rausragen. Ein M5-Gewinde im vorderen Verschlussring erforderte allerdings etwas mehr Wandstärke als ursprünglich geplant. Dies war aber sehr schnell behoben. Um alles besser sehen zu können entschloss ich mich noch einen Heckkegel zu zeichnen. Das war etwas komplizierter aber auch kein großes Problem. Da ich immer noch nicht wusste wo diese Öffnungen zwischen den Ruder liegt wollte ich auch diese Zeichnen. Das war aber dann doch schon ein ganzes Stück Arbeit, es hatte sich aber gelohnt.

Wow! oder “Konstruktion goes Explosion”

Als ich entdeckte dass die Software noch mehr kann war alles aus. Es ist möglich einzelne Teile transparent zu machen oder ganz auszublenden. Nicht nur dass man alles besser sehen kann, das Programm läuft dann etwas flüssiger. Das Beste ist aber die Möglichkeit eigene Explosionsansichten zu erstellen. Hat man verstanden wie es geht dann geht es auch recht fix. Und es sieht dann schon sehr ansehnlich aus. Nach und nach fügte ich Muttern und Schrauben hinzu, dies geht sehr bequem aus der Toolbox. Das konzentrische und deckungsgleiche Verknüpfen ist allerdings bei 20 Scheiben und Muttern etwas nervig. Ich habe soweit alle Teile gezeichnet die Relevant sind, bei entsprechenden Verknüpfungen von Servohebel, Rudergestänge, Ruderhebel, Ruderachsen und Ruder, ist es möglich Kollisionsprüfungen zu machen. Bewegt man den Servohebel dann bewegt sich über das Gestänge auch das entsprechende Ruder.  Man sieht also schon vorher ob genügend Ruderausschlag vorhanden ist.

Was eine Planung in 3D wirklich bringt zeigt sich noch… gebaut werden muss es noch.