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Ralph Cornell

Hallo, Leute!

Ihr wisst ja, daß ich derzeit dabei bin, meine "Weser" zu überarbeiten. Einen Aspekt davon habt ihr schon sehen können: Den funktionsfähigen Kran und das ebenfalls funktionsfähige Beiboot.

Nun habe ich mich an ein neues technisches Abenteuer gemacht: Der Bau eines Löschmonitors mit vier Funktionen!

1. Aus- und einfahrbar

2. Wasser spritzen

3. Drehbar in ausgefahrenem und eingefahrenem Zustand

4. Höhenverstellung der Spritzdüse

Da in der alten Konfiguration meines Krans ein Ventil frei geblieben war, hatte ich zunächst mit dem Gedanken gespielt, das Aus- und Einfahren hydraulisch zu realisieren. Dann jedoch stellten sich Präferenzen heraus. Eine davon war, daß der Durchmesser der Mittelsäule zwischen den Abgaskaminen begrenzt sein mußte. 10 mm war das höchste der Gefühle. Nun haben selbst die kleinsten Hydraulikzylinder, die ich kenne, mindestens 7,2 mm Durchmesser, und durch dieses Rohr mußten ja auch der Wasserschlauch und das Servokabel für die Höhenverstellung geführt werden...

Das war also nichts. Ein Spindeltrieb kann deutlich schmaler realisiert werden.

In den Antworten folgt der Baubericht, und für eure Kommentare mache ich, wie üblich, einen zweiten Thread auf.

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Ralph Cornell

Die Arbeit begann damit, daß ich mir über die Auslegung klar werden mußte. Die einfachste und wahrscheinlich auch simpelste Form war, sich den ganzen Löschmonitor um sich selbst drehen zu lassen. Ich hatte schon zuvor Versuche mit einem drehbaren Löschmonitor (dem vor der Brücke montierten) gemacht, und diese Erfahrungen würden mir nun zugute kommen.

Als erstes besorgte ich mir im Modellbau-Fachhandel zwei Alu-Rohre - 10 x 0,5 mm und 9 x 0,5 mm. Da diese nur stramm ineinander passten, schnitt ich mir zunächst zwei von der Länge her passende Stücke (mit Übermaß) herunter. Das 9 mm Rohr war dabei als inneres Rohr vorgesehen. Das spannte ich in die Drehbank und ließ es mit feinem Schleifleinen ablaufen, bis es in das 10 mm Außenrohr passte und sauber und ohne großen Widerstand durchschieben ließ.

Nun war das Außenrohr dran. In dieses schnitt ich mit einer kleinen Diamant-Trennscheibe längst einen Schlitz ein, den ich dann mit einer Schlüsselfeile auf 1,5 mm Breite verbreiterte, wobei auch die Schnittkanten versäubert und begradigt wurden.post-13588-0-60293300-1457013098_thumb.jpg

Dabei ging ich mit diesem Schlitz bis auf 10 mm an das Rohrende heran. In diesem Schlitz sollte das Teil laufen, das gleichzeitig als Mitnehmer für das Innenrohr und als Schaltstachel für den einen Endschalter dienen sollte.

Nun war wieder das Innenrohr dran. Ich suchte mir ein Stück Alu-Blech von 1,5 mm Dicke aus meinem Fundus heraus und schnitt den Schaltstachel zurecht; 5 mm lang und 4 mm breit.

Dieses Teil wurde nun auf das eine Rohrende des Innenrohrs aufgelötet. Hierfür benutzte ich das spezielle Aluminium-Lot AL-75 (www.ips-technology.de). Dieses Lot schmilzt bereits bei geringer Temperatur auf, so daß die Gefahr, das Werkstück ungewollt einzuschmelzen, viel geringer ist. Trotzdem besitzt das Lot große Festigkeit. In diesem Fall ging ich so vor, daß ich zunächst auf das Rohrende und die Schmalseite des Schaltstachels etwas Lot auftrug, dann den Schaltstachel mit einer "3. Hand" über dem Rohr fixierte und beide Teile noch einmal erhitzte.

Das Aluminiumlöten mit AL-75 ist ganz einfach, wenn man folgende Tricks befolgt: Das Lot muß sozusagen die Oxidschicht auf der Aluminiumoberfläche unterkriechen können. Ab besten funktioniert das, wenn man diese Oxidhaut entfernt und unmittelbar darauf das Lot aufträgt. Falls das nicht möglich ist, kann man auch mit einer Reißnadel durch das flüssige Lot fahren und einen dünnen Riß in der Oxidhaut erzeugen. Sobald das Lot Kontakt mit dem reinen Aluminium hat, sprengt es die Oxidschicht sozusagen ab und unterkriecht sie.

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Nach dem Erstarren des Lots wurde überstehendes Lot mit der Feile entfernt, denn nach wie vor sollte ja das innere Rohr in dem Äußeren sauber laufen.

 

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Ralph Cornell

Nun kommen wir zu einem der wichtigsten Teile: Der Spindelmutter. Angesichts der Tatsache, daß durch sie hindurch später der Wasserschlauch und das Servokabel geführt werden müssen, bedarf es hier einer besonderen Form:post-13588-0-66282600-1457014641_thumb.jpg

Man sieht, daß sich die Gewindebohrung am Rand der Spindelmutter befindet. Dadurch wird die Mitte und der gegenüber liegende Teil frei für die halbmondförmige Öffnung, die hier hindurch gebohrt und gefeilt werden muß. Hierfür verwenden wir entsprechende Nadelfeilen. Diese Öffnung ist zur Durchführung des Wasserschlauchs und des Servokabels vorgesehen. Der Außendurchmesser muß dem Innendurchmesser des inneren Rohres entsprechen; eher sogar um 1/10 mm kleiner sein, damit sich die Spindelmutter leicht in das Innenrohr schieben lässt, ohne daß dieses verformt wird.

In das eine Ende der Gewindebohrung setzen wir eine Bohrung von 2,5 mm Durchmesser und 1 mm Tiefe. Hier wird der Spindelkäfig eingeklebt – ein Alurohr von 2,5 mm Außendurchmesser und mindestens 2 mm Innendurchmesser. Dieses Rohr soll dafür sorgen, daß später die rotierende Spindel weder mit dem Wasserschlauch, noch mit dem Servokabel in Berührung kommt. Die Länge sollte so bemessen sein, daß das Rohr nicht über das Innenrohr hinaus ragt.post-13588-0-27580600-1457014934_thumb.jpg

Nun kleben wir die Spindelmutter und den Spindelkäfig mit Epoxydharz in das Innenrohr. Unter Umständen müssen wir nach dem Aushärten des Klebers das Gewinde und den Ausschnitt nacharbeiten. Die Spindelmutter muß dabei so gedreht werden, daß die Spindel auf der selben Seite wie der Schaltstachel/Mitnehmer sitzt

Damit sind die Arbeiten am Ausfahr-Aktuator so gut wie abgeschlossen. Wenn wir jetzt die Spindel drehen, wird das Innenrohr innerhalb des Außenrohrs ein- oder ausfahren. Wichtig hierbei ist, daß die Spindel keineswegs Verzug haben darf und schlägt, sonst würde in Bälde der Spindelkäfig zerstört oder von der Wand des Innenrohrs losgerissen. Falls nötig, müssen wir die Spindel richten.post-13588-0-96766000-1457015080_thumb.jpg

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Ralph Cornell

Nun wurde es Zeit, sich über den Drehantrieb Gedanken zu machen. Ich gebe meist einem Zahnradtrieb den Vorzug. Als Antrieb gedachte ich zunächst ein Segelwindenservo zu benutzen.


Das große Zahnrad hat in diesem Fall 60 Zähne, das kleine 14 Zähne. Hier ist schon das große Zahnrad auf den Außendurchmesser des Außenrohrs aufgebohrt und auf das Außenrohr aufgeklebt.


Man sieht hier deutlich, daß der Spindeltrieb am Rand des Innenrohrs sitzt. Ebenso außer Mitte werden wir später den Antriebsmotor des Aktuators setzen müssen. Ich verwendete einen Micropile-Getriebemotor, der direkt auf dem Zahnrad angebracht werden sollte.post-13588-0-19773000-1457015337_thumb.jpg


Nun kommt der eigentliche Löschmonitor an die Reihe. Ich verwende eine modifizierte Variante des Robbe-Löschmonitors 1:24. Bei diesem Exemplar ist der Sockel abgedreht, und statt des Handrades sitzt auf der Rückseite eine Platte mit angedeuteten Bolzen. Der Grund: Es wäre völlig unangebracht, an einer Löschkanone, die einsam in 17 m Höhe über den Wellen steht, ein Handrad anzubringen! Zum Zweck des Baus habe ich angenommen, es wären für die Bestückung der WESER drei normale Löschmonitore angeschafft, dann aber für die speziellen Einsatzzwecke modifiziert worden. Klar, es gibt irgendwo ein Absperrventil – unter Deck. Das Servo, das hier für die Höhenverstellung zum Einsatz kommt, ist ein S18JST von der SOL-EXPERT-group (http://www.sol-expert-group.de/), dessen Servokabel verlängert wurden, so daß sie im ausgefahrenen Zustand noch unten aus dem Innenrohr heraussehen.


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Und wenn wir schon einmal an den Servokabeln herummurksen, können wir auch gleich an das Ende des Kabels einen JR (oder anderen) Servostecker ankrimpen. Wir sollten aber keinesfalls die Buchsen in das Plastikteil schieben, denn im Verlauf des Montageprozesses werden wir noch ein paarmal das Innenrohr aus dem Außenrohr ziehen müssen – und das geht nicht mehr, wenn der Stecker schon fest am Ende sitzt. Die angekrimpten Buchsen passen gerade noch so durch die Durchführung der Spindelmutter, der komplette Stecker nicht mehr! Zur Befestigung des Servos am Monitor wurden die Träger, die normalerweise aufrecht stehen, nach hinten umgelegt und ein kleines Servobrettchen erstellt.


Auf den folgenden Bildern sieht man den Löschmonitor einmal eingefahren, und einmal in ausgefahrenem Zustand.


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Ralph Cornell

Nun ging es an die Montage. Ich hatte mich dazu entschieden, das große Zahnrad demontierbar zu gestalten. In ein Stück Rundmessing Ø 15 mm wurde eine 10 mm Bohrung gemacht, die das Ende des Außenrohrs aufnehmen sollte. Dann wurde ein Ø 12 Zapfen angedreht, die Mittelbohrung des Zahnrads auf 12 mm ausgedreht. Dann wurde das Zahnrad auf den Zapfen geschoben und festgeklebt. Die Länge des Zapfens wurde so festgesetzt, daß das Zahnrad auf einem Messinglager gerade noch frei drehen kann, ohne das Deck zu berühren. In den 3 mm-Bund auf der Unterseite wurde mittig eine 1,5 mm Bohrung gemacht und ein M 2-Gewinde eingeschnitten. An entsprechender Stelle erhielt der Rand des Außenrohrs eine 2 mm Bohrung. In dieses Gewinde wurde eine M 2 Madenschraube so eingedreht, daß sie gerade noch in der Bohrung des Außenrohrs saß. Dies wirkt gleichzeitig als Mitnehmer und Aufhängung, denn das Zahnrad wird nur von dieser Made gehalten.


Aus 0,5 mm Messingblech bog ich mir den Bügel zurecht, auf den der Ausfahrmotor, ein 1:50 Micropile Getriebemotor geschraubt wurde. Der Mitnehmer der Spindel ist einfach ein Stück dünner Siliconschlauch. Der Bügel wurde einfach mit Blechschrauben auf das Zahnrad geschraubt. So blieb diese Einheit demontierbar.


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Die folgenden Bilder zeigen den Löschmonitor einmal eingefahren und einmal ausgefahren.


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Die folgende Erprobung zeigte jedoch zwei große Mankos: Einmal war der Durchmesser des großen Zahnrades so groß, daß es zwischen dem Süll der Aufbauten und deren Grundplatte aufstieß. Außerdem zeigte sich, daß sich der Drehwinkel des Monitors in keiner Weise mit der Drehung der anderen vorgesehenen Monitore würde koordinieren lassen.


Also wurde die Idee mit dem Segelwindenservo fallengelassen. Zum Einatz kommen sollte statt dessen ein normals Servo mit vergrößertem Stellweg.


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Ralph Cornell

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Ein interessantes Detail dürfte das obere Lager und die Aufhängung sein. Beide entstanden ebenfalls aus Ø 15 Rundmessing, das allerdings auf 14 mm abgedreht wurde, damit sie unter den Sockel des Löschmonitors passen. Das Lager erhielt die schon einmal beschriebene Bohrung Ø 10 mm für das Außenrohr und einen Zapfen von Ø 12 mm von der Stärke des Sperrholzdecks, das die Abgaskamine oben abschließt. Die oben zu erkennende Aufhängung erhielt ebenfalls eine 10'er Bohrung und wurde dann mit Loctite „Fügen Nabe/Welle“ auf das Außenrohr geklebt. Beide Teile sind geschlitzt, damit der Schaltstachel hindurchpasst.

Wenn man nun unten die Madenschraube löst und das Zahnrad abnimmt, kann man den ganzen Aktuator nach oben durch das Lager entnehmen.

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Und hier nun die wahrscheinlich endgültige Form des Drehantriebs: Ein einfaches Analogservo, ein MC-410 von Modelcraft, dessen Drehwinkel durch Einlöten von zwei 1,5 kΩ Widerständen auf etwa 240° erweitert wurde. Auch die anfänglich gezeigte Zahnradkombination ist gewichen. Nun verrichten zwei 20zähnige Zahnräder ihre Arbeit am Drehantrieb. Auch der Gummi-Mitnehmer der Spindel ist verschwunden. Er wurde gegen ein Messingteil ausgetauscht, das formschlüssig über die Abflachung der Abtriebsachse des Getriebemotors greift und einfach aufgeschoben wird.

Noch fehlt der Wasserschlauch, der neben dem Servokabel aus dem Innenrohr austritt.

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Ralph Cornell

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Der obere Endschalter ist eingesetzt. Er wird durch den Sockel des einfahrenden Löschmonitors betätigt. Der zweite Endschalter wird durch die Mitnehmer/Schaltnase betätigt, wird unmittelbar auf dem Außenrohr sitzen und kann darum erst dann angeklebt werden, wenn alles fest montiert ist.

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Ralph Cornell

Eines gibt es noch hinzu zu fügen: Es wird eine ganze Weile dauern, bevor ich hier berichten kann, daß die Arbeiten am Löschmonitor abgeschlossen sind. Und das hat eine Reihe von Gründen...

Einer davon ist die Lackierung der Aufbauten. Der Vorbesitzer des Bausatzes hat gerade hier entsetzlich gepfuscht. Verklebungen sind schlecht ausgeführt, Stufen sind entstanden, Winkelverklebungen weisen Absätze auf... Ich könnte Seitenweise solche Mankos aufzählen!

Das alles zu beseitigen wird Zeit kosten, viel Zeit, Geduld und tubenweise Spachtelmasse. Und erst, wenn das alles gemacht ist, kann ich die Aufbauten lackieren - und erst dann kann ich die obere Plattform aufschrauben, den Löschmonitor einbauen und die Verkabelung zusammenlöten. Fazit: Der Löschmonitor mit den vier Funktionen funktioniert so weit, aber es wird dauern, ehe die Endmontage erfolgen kann. Bis dahin bitte ich um Geduld.

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  • 7 months later...
Ralph Cornell

Und noch eine Hinzufügung: Der ausfahrbare, drehbare und höhenverstellbare wasserspritzende Löschmonitor ist fertig und hat seine Feuertaufe im Angkogelbad bestanden!

Einige Änderungen kamen hinzu: Der Endschalter für das Einfahren mußte aus dem Deck weichen. Der Grund dafür: Der Betätigungshebel für den Endschalter! Das kann und darf nur ein ganz winziges Ding sein - https://www.conrad.de/de/mikroschalter-30-vdc-05-a-1-x-ein-ein-ssm-001-tastend-1-st-704539.html

So etwas etwa. Versehen mit einer Diode, um ein Anlaufen des Motors in umgekehrter Polung zu ermöglichen. So habe ich das umgesetzt.

Aber wer sich den Schalter genau ansieht, wird bemerken, das der Hebel des Schalters eine Schwachstelle darstellt. Entweder ist er als Biegescharnier ausgeführt, oder in einer anderen Bauform als Drehscharnier. Meine Versuche, den unteren Rand des Monitor-Sockels als Auslöser eines solchen Schalters zu realisieren, ergaben ein entmutigendes Bild: Da sich der ganze Monitor zusammen mit dem Aktuator dreht, wird eine starke seitliche Reibbewegung auf den Hebel ausgeübt - natürlich nur, wenn der Monitor unten ist. Der Hebel wird bei der Drehung des Monitors seitlich weggeschert. Und das hält er nicht aus.

Ich habe statt dessen zwei Ringschellen aus Messing gedreht und auf diesen je einen der Schalter aufgeschraubt. Diese Ringschellen werden auf das Außenrohr aufgeschoben. Die Verschraubung klemmt die Schellen dann gleichzeitig auf dem Rohr fest. Da sich die Schellen und die Schalter zusammen mit dem ganzen Aktuator drehen, trifft der Schaltstachel/Mitnehmer immer senkrecht auf den Hebel. Leider machte das notwendig, die Kabel außen an der Drehsäule entlang zu führen. Aber man kann ja nicht alles haben, und vielleicht montiere ich mir noch einmal später einen stäreren Schalter, dessen Hebel die seitlichen Scherkräfte aushält. Dann kann ich die Kabel auch durch den Abgaspfosten der WESER führen.

Irgendwann im Februar ist Ausstellung im FEZ in Berlin-Wuhlheide, und ich hoffe, daß Kamerad Thandor dann schöne Aufnahmen von den Sonderfunktionen der WESER macht - darunter auch dem Löschmonitor.

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