Kategorie: Bastelei

Der Weg ist das Ziel und die Modifikationen unserer MakeSails Make 25 werden ausführlich beschrieben.

Wantenspannung – Rigg einstellen

Bastelei, Segel

Jetzt ist es zum Glück nicht mehr sehr lange hin bis zum Einkranen, aber die Sache mit der Wantenspannung  macht mir ein wenig Kopfzerbrechen. Unter zu Hilfe nahme von Schwarmintelligenz aus Foren sowie dem Lesen diverser Anleitungen konnte ich mein Puzzle nun vervollständigen. In einigen Teilen gibt es natürlich Varianzen, persönliche Vorlieben und auf die unterschiedlichen Bootstypen angepasste Vorgehensmodelle. Für meine Make 25 mit zwei gepfeilten Salingparen, sowie an den Salingen getrennt befestigten Unter- und Mittelwanten (dicontinued rigging) sieht der Ablauf und die Werte wie folgt aus:

Wantenspannung

  1. Nach dem Stellen des Mastes mit handwarm angezogenen Wanten wird das Mastfall eingestellt. Dazu nimmt man das Großfall und befestigt am Ende ein Gewicht welches Vorzugsweise, zur Bewegungsdämpfung, in einem Eimer Wasser schwebt. Das Großfall in eine Flucht mit der Mastnut bringen und auf Höhe des Großbaumes den Abstand des Falls zum Mast (Ende achtern) messen. Dann erfolgt die Berechnung. Ich rechne für ca. 2 Grad Mastfall bei meinem 7/8 Rigg. Die Formel lautet wie folgt: Großsegel Vorlieklänge in Meter X 0,35 = cm Abstand Mast zum Fall. Stimmt der Abstand nicht wird über die Vorlieklänge justiert.
  2. Im zweiten Schritt folgt die Wantenspannung auf den Oberwanten grün/orange. Diese soll 16-20% der Bruchlast betragen.
  3. Das Achterstag auf ca. 30-40% der Bruchlast spannen
  4. Das Goßfall am Lümmelbeschlag befestigen und spannen. Auf Höhe Mastmitte sollte der Abstand vom Fall zur achternen Kante des Mastes ca. 1,5fache des Mastquerschnittes (der Länge nach. Die Vorliekkurve des Segels ist aber entscheidend. Dieses Maß kann deshalb abweichen.
  5. Die Mittelwanten (gelb) unten sowie Mittelwanten (blau) oben werden, in dieser Reihenfolge, mit rund 20% der tatsächlichen Spannung der Oberwanten gespannt. Dazu muss ich in den Mast (puuuh) . Das war bei der Etap 21i dann doch etwas einfacher. Egal, Bootsmannstuhl und ab nach oben. Spätestens hier wird klar, mindestens drei Personen beim Riggen sind Pflicht. Alternativ hochziehen mit dem Mastkran.

 

Hier einige Links mit guten Informationen:

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Der Kardan Wellenantrieb

Antrieb, Bastelei, Projekt E-Antrieb

Bin mir jetzt nicht sicher ob es der oder das Kardan ist. Ein Kardan ist ja eine feine Sache und kommt auch in der Make 25 Linguini zum Einsatz. Wichtig ist, ein doppelter Kardan sollte so exakt wie möglich zueinander ausgerichtet sein. Sehr anschaulich im Video dargestellt.

Mein eingesetzter Kardan besteht aus zwei Präzisionsgelenken der Firma Mädler. Kein Spielzeug. Ich bin sehr gespannt ob die beiden gegenüberliegenden Gelenke, bei identischem Winkel, wirklich ohne Einfluß auf den Gleichlauf der Welle arbeiten. Aber Physik ist nicht verhandelbar 🙂 Wenn doch, dann setze ich noch ein Stehlager hinter den Kardan.

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Trinkwassertank & Propellerwelle

Allgemein, Bastelei

Er ist eingebaut! Der Edelstahl Trinkwassertank unserer Make 25 im Bug fasst 100 Liter und liefert das Wasser für die beiden Waschbecken und irgendwann dann auch noch für die Außendusche. Die beiden TrinkwassertankBefestigungsschrauben in den Rumpf fehlen noch. Er lässt genug Platz für meine Stromkiste die direkt davor, hier im Bild darunter, eingebaut wird. Die bisherigen stromführenden Leitungen habe ich, um den Druck zu steigern 🙂 einfach mal mit dem Bolzenschneider durchtrennt. Kabel mit festem Kupferkern haben auch nicht wirklich was an Bord eines Segelbootes verloren, zumindest nicht lose quer verlegt.

Der Tank wird noch (Plan) einen Füllstandsanzeiger erhalten. Ich suche noch einen der nur eine kleines Loch benötigt da ich keine Lust habe den Tank nochmal auszubauen und ihn “unter die Fräse” zu legen.

Zur Not gehts eben auch ohne Anzeige. AM Brombachsee brauchen wir das eh nicht wirklich.

Die Propellerwelle der Make 25 wurde am Ende gebohrt um die spätere Verstiftung mit dem ersten Kardangelenk einzugehen. Natürlich hab ich das dazu genutzt die Welle nebst Propeller auf Hochglanz zu bringen was mir nicht wirklich gelungen ist. Ich hab mich nicht getraut am heiligen Sonntag den Exzenterschleifer einzusetzen und so gab es eben Handarbeit mit ihren Grenzen. Die Algen haften in der Bronze des Propellers. Egal, kommt eh wieder ins Wasser. Hauptsache der Trinkwassertank ist eingebaut und es gibt wieder mehr Platz im Haus.

Die nächsten Schritte sind den Motor einbauen und die Elektrik in Angriff nehmen. Puuuuh, ich kann nur hoffen das sich das Wetter am kommenden Wochenende gnädig zeigt.

Ahh, die graue Abdeckung die über dem Schiebeluk und dem laufenden Gut liegt habe ich ebenfalls abgebaut. Was da drunter vorkam war überraschend bis erstaunlich. Nichts wildes aber eben Pfusch!

 

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Wellenantrieb Teil II

Antrieb, Bastelei, Projekt E-Antrieb

Heute haben wir die Wellenstücke und die Wellengelenke gebohrt, gerieben und abgepasst. Der Antriebstrang ist quasi fertig. Noch ein paar Spannbuchsen und Schrauben bestellt und kommende Woche wirds eingebaut. Obacht muss man bei der Ausrichtung der Kardane haben. Exakt in Achse ausrichten obgleich ich ja kaum Winkel habe. Schon ganz schön üppig der Antriebsstrang. Hat Spaß gemacht und Schwiegervaters Werkstatt ist echt cool ausgestattet.

 

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Wellenantrieb – Jetzt gehts los!

Bastelei, Elektronik, Projekt E-Antrieb

Schwiegervater hat mir seine Unterstützung für den Wellenantrieb gegeben und wir haben erstmal die Möglichkeiten besprochen und die Teile vorbereitet

 

Die Wellenverlängerung die zwischen den beiden Wellengelenken (Kardanen) laufen wird, wird hier plan gedreht und die  Kante leicht entgratet oder gerundet. Man möge meine wahrscheinlich ziemlich unexakte Ausdrucksweise entschuldigen – ich lerne noch.

Wellenantrieb

Wie im vorherigen Thread gezeigt ist die Lösung wesentlich simpler als meine ersten Konzepte dachten. Schlussendlich ist die Befestigung mittels zweier Winkel dann aber doch die Lösung der Wahl. Nicht schräg gestellt, das übernehmen die beiden Wellengelenke. Kein Drucklager da die Lager der Getriebewelle ausreichende Festigkeit gegen die axial auftretenden Kräfte liefern.

Das gesamte Konstrukt wird nicht viel mehr als der Motor nebst Getriebe wiegen und die Einsparung bei Gewicht liegen, wenn ich Motor und Batterien / Elektroinstallation addiere bei rund 70 Kilo. Sprich ich könnte die Kapazität der Batterien noch verdreifachen sofern ich denn wollen würde. Will ich aber nicht 🙂

Der nächste Schritt ist die detaillierte Messung aller Maße der Gewinde zur Welle. Auf den Millimeter – das muss schon sein. Wenn mein Schwiegervater “mit im Boot” ist, dann darf da nichts mal so ungefähr sein. Ich denke ich werde mit der Lösung ziemlich zufrieden sein.

Wenn jetzt das Wetter mitspielt und es irgendwann mal wieder die 15 Grad Marke reißt, dann wäre ich sehr froh. Die Hauseinfahrt ist zwischenzeitlich vergrößert und den Maßen der Linguini angepasst worden. Mehr geht nicht 😉

Die Getriebeplatte bzw. das Getriebe im Gesamten wurde natürlich fachmännisch unter die Lupe genommen und was für mich ziemlich perfekt aussah hat beim näheren oder besser beim fachmännischen Hinschauen doch ein paar echte Mängel.

WellenantriebDer Motor wird über vier Imbus-Schraubverbindungen in Position gehalten. Die obere dient der Spannung des Zahnriemens. Die untere ist durch den Zahnriemen Atrieb versteckt und ist nicht festgezogen weil man sonst den Motor nicht bewegen kann zur Riemenspannung. Lockert sich die untere Imbusschraube weiter und fällt unter Umständen im Betrieb ungeschickt raus, kann Schaden entstehen. Wahrscheinlich wäre das nie eingetreten aber es ist eben nicht ordentlich.

Lösung: unten eine Sechskantschraube rein die man auch bei aufgesetztem Zahnriemen Antrieb mit dem Gabelschlüssel erreichen kann und gut. Desweiteren ist das auf den ersten Blick schöne Zahnrad nicht sauber entgratet. Kein Betriebsmangel aber eben unschön. Geht besser.

Bei den verwendeten Kugellagern könnte man zwei Lager nehmen die höhere axiale Kräfte im Wellenantrieb erlauben und hätte damit quasi ein integriertes Drucklager.

Das passende Lager ist allerdings etwas stärker, sprich die Verteifung im Getriebe muss an beiden Seiten etwas vertieft werden. Easy.

Die Daten des stärkeren Kugellagers:

Schrägkugellager 3005-B-2RZ-TVH

Mal sehen, vielleicht könne wir das noch einbauen um den Wellenantrieb zu optimieren. Allerdings glaube ich, dass bei meinem Einsatzzweck und der mittleren Einsatzdauer, es nicht zwingend notwendig wird.

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Empty Room

Allgemein, Bastelei, Projekt E-Antrieb

Nachdem der Diesel raus ist und Linguini zu Hause steht kann ich endlich effektiv messen und planen.

Der Motorraum

Ziemlich leer das ganze 🙂

Aber ich konnte messen und alle Bedenken sind verflogen. Der neue Motor passt und ich kann mich um die wesentlichen Dinge kümmern.

Das finale Konzept der Motorhalterung und der Kraftübertragung. Ich setze zwei Präzissions Wellengelenke von Maedler ein die direkt an das Getriebe sowie die Propellerwelle gesetzt werden. Die SKF Lager im Getriebe nehmen die radialen und axialen Kräfte auf. Laut Datenblatt der SKF

Dynamische Tragzahl            C 11.9 kN
Statische Tragzahl                  C0 6.5 kN
Ermüdungsgrenzbelastung  Pu 0.275 kN
Referenzdrehzahl                   32000 r/min
Grenzdrehzahl                        20000 r/min
Berechnungsbeiwert             kr 0.025
Berechnungsbeiwert             f0 14

sollten die beiden Lager der Getriebewelle mindestens (theoretischer Wert) 10 Jahre halten. Ausgetauscht sind sie in 20 Minuten. Damit erspare ich mir ein separates Druck/Zuglager welches nur sehr schwer einzubauen wäre. Eine Anfrage nach einem Kugellager welches höhere Kräfte aufnehmen kann ist draussen. Mal sehen.

 

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Stromkiste

Ene mene miste …… StromKiste

Bastelei, Elektronik, Projekt E-Antrieb

Tataaa, die neue Stromkiste ist im Prinzip fertig.

Innen werkeln 4 X 60 Ah LifePo4 in Serie. 3 Ladebalancer sorgen für die Harmonie bei Ladung. Aussen dran sind die 48 auf 12V Wandler. 2 Stück parallel geschaltet für insgesamt 18 A. Abgesichert mit einem 40A Sicherungsautomaten.

Natürlich kommen die Batterien zum Verladen aus der Stromkiste raus, wäre zu schwer. Die Kiste wird am Boden unter der Bugkoje der Linguini festgeklemmt. Da ist sonst wenig “Wand” zum Befestigen. So hab ich Wand genug.

Überhaupt ist die Lösung smart. Alles kompakt und wassergeschützt wobei ich ja nicht hoffe das am Befestigungsort jemals Wasser in den Mengen eintritt die der Kiste zu schaffen machen. Auf jeden Fall Deckel drauf und gut.

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Make 25 Schwalbennester und Kühlbox

Bastelei, Elektronik

Kühlbox und andere Dinge

Eine weitere Baustelle ist ja das gesamte Elektrozeugs der Make 25. Ich habe den Bereich unter der Bugkoje auserkoren. Im vorderen Stauraum lagert hinter dem Edelstahl Wassertank die Batterie und dort war auch der Dieseltank aus Gewichtsgründen untergebracht. Tank dürfte bereits draußen sein und so gibt es genug Raum für die 4 Lifepo4 Batterien. Die werden in eine Make 25 ElektroKunststoffkiste eingebaut in der dann auch diverse, der Batterie zugeordnete, Elektroelemente angebracht werden. Z.B. der DC-DC Wandler, seine Sicherung sowie die Hauptsicherung etc.

Direkt dahinter ist ein großer Stauraum der bereits den All In One Kasten von Dolphin Charger beherbergt. Das Teil übernimmt den Landstrom und hat ein12V Ladegerät eingebaut welches wahrscheinlich (aktuell bei Dolphin angefragt) auch als 12V Netzteil genutzt werden kann. Da ich der Make 25 kein überflüssiges Gewicht zumuten will, werde ich das nutzen. Sollte es nicht als Netzteil nutzbar sein, fliegt der Ladegeräte Teil raus und ich bau ein 12V Netzteil in das All In One Gehäuse ein.

Daneben wird mein 48V Piktronik Ladegerät sowie der Batterietrennschalter seinen neuen Platz finden.

Da ich nicht will das neben der Elektronik z.B. Taschen gelagert werden, kommt hier eventuell die Kühlbox mit rein. Ob das thermisch in Ordnung ist werde ich noch errechnen müssen.

Make 25 KühlboxDer Plan ist, eine Teakholzabdeckung vor das Luk zu setzen und dort eine Schub – Kühlbox einzubauen. Damit wäre die Luft durch die Kühlbox Abwärmeleistung immer gut warm. Hmmmh, Dann braucht es wahrscheinlich einen Lüfter ins Teakschot.

Oder doch einfach eine Kühlbox reinstellen?

Die Lösung wäre eine Umleitung der Lüftung nach außen. Dazu benötigt es mindestens 2 Lüfter. Der Lüfter der Kühlschublade bläßt Luft auf den Kompressor bzw. die Abwärmegitter. Dieser Lüfter saugt an. Der Lüfter im Schott bläßt die warme Luft nach außen. Braucht es nur noch ein paar Löcher im Schott um die Luft auch anzusaugen.

Also zweimal Lüftergitter und einmal Lüfter der an die Kühlbox gekoppelt ist. Das klingt doch nicht wirklich kompliziert.

Einen Lüftungsschlauch zum Boxlüfter und der Schottlüfter zieht die Wärme raus. Voilá.

Als Kühlbox ist aktuell die Indel B TB16AM im Rennen. Allerdings gibt es die in der EU wohl nur in Tschechien. Anfrage läuft.

Temperaturschaltung

Und damit das alles auch ordentlich läuft baue ich zwei Temperaturschalter dazu.

  • Schalter 1 schaltet den Lüfter ab 25 Grad Temperatur ein
  • Schalter 2 schaltet die Kühlbox ab 33 Grad Temperatur ab

Damit ist gewährleistet das die Kühlbox aber vor allem die anderen Elektronischen Geräte nicht überhitzen.

Schwalbennester

Die Motorsteuerung ist am Heck in einem Schwalbennest untergebracht. Schöne Sache weil ordentlich aufgeräumt. Jetzt müssen die gesamten Elemente die zum Dieselmotor gehören aber raus. Das bedeutet das ich irgendwie an die hintere Platte rankommen muss. Drama? Naja, wahrscheinlich werde ich die Teakabdeckung entfernen müssen um der Make 25 eine neue hintere Abdeckung zu spendieren. Dort soll im besten Fall die Batterieanzeige und das Motorschloss eingebaut werden. Beim Motorschloss bin ich noch nicht entschieden. Wenn ich den Motor nicht brauche hab ich einen Trennschalter für die gesamte Motorelektronik.

Oder ich versuche den Drehzahlmesser und Betriebsstundenzähler irgendwie für mich zu nutzen. Recht unwahrscheinlich.

In jedem Fall müssen jedoch alle Teak-Elemente am Boot aufbereitet werden. Leider ist dort mit Teaköl gearbeitet worden. Somit dürfte es sicher besser sein die Teakabdeckungen auf beiden Seiten zu entfernen, inklusive der ineren Flächen zu schleifen und neu zu montieren. Ist ja noch Zeit bis zum Ansegeln.

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Ladespannung – Batterie Wellness

Bastelei, Elektronik

Die Ladespannung sowie die Entladespannung oder Entlade-Schlußspannung sind 2 wichtige Werte um das Leben einer Batterie zu verlängern.

Einfach gesagt ist der Ladeschlußspannung die maximale Spannung in Volt. Überschreitet man sie, nimmt die Batterie Schaden. Ebenso bei der Entlade-Schlußspannung. Unterschreitet man sie, wird die Batterie ebenfalls beschädigt.

Ein Zyklus ist die Ladung zwischen Entlade-Schlußspannung hin zur Lade- Schlußspannung.

Bei einer LifePo4 Batterie und auch anderen Batterien besteht diese aus mehreren einzelnen Zellen. Die Werte der Zelle sind maßgeblich.

Zum Schutz setzt man Schutzmechanissmen ein um die Ladespannung abzusichern. Zum Beispiel ein BMS, ein Batterie Management System.

Ein BMS prüft pro Zelle ob die Ladespannung und Entladespannung ok sind. Ist die Spannung bereits am oberen Ende angelangt wird für die betreffende Zelle der Ladevorgang beendet. Zellen haben niemals die identischen Werte. Je besser die Selektion desto weniger hat das BMS zu tun. Oder, wenn alle Zellen nahezu identisch sind, kann man sich ein BMS sparen und man Balanced die Zellen beim Laden. Man gleicht den Ladestrom so aus, daß jede Zelle den selben Strom bei der selben Spannung bekommt. Am Ende sagt die Lade-Schlußspannung dem Gesamtsystem – Ladestopp. Ohne BMS sollte man in jedem Fall die Spannungsgrenzen etwas enger wählen.

In meinem Fall ist die Lade-Schlußspannung einer Zelle bei 4.2 V und die  Entlade-Schlußspannung bei 2,5 V.

Der Ladebereich wird auf 2.8-4V eingestellt damit die Make 25 nicht stehen bleibt. Der Motorcontroller wird entsprechend den Betrieb einstellen wenn der untere Wert erreicht ist. Natürlich gibt es vor Erreichen der Grenze eine Warnung. Ein funktionierender Batteriemonitor ist hier wichtig da neben dem Motor weitere Verbraucher an der Batterie hängen. Ob man das dann per Tiefentladeschutz automatisiert trennt oder den Not-Aus manuell bedient ist Geschmacksache.

 

Eine aktuelle Planungsübersicht (V4) ist im Bild ersichtlich. Noch viele Fragen sind offen oder haben mehr als eine gute Antwort. Es bleibt spannend. Es ist nicht wirklich einfacher als ich es von unserer Wilden Ente kannte!

 

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LifePo4 Batterien und das Drumherum

Bastelei, Elektronik

 

So schaut das Ganze mit Lifepo4 Batterien dann am Ende aus. Details gibt es unter Make 25 – E-Motor. Ich gehe ja davon aus das ich hier im Laufe der Zeit noch einige Veränderungen planen werde. Aber als Startbild doch schon ganz ok.

Lifepo4 Batterien und die anderen Lithium Typen werden ja recht kontrovers diskutiert. Die Vorteile für uns Segler liegen klar auf der Hand. Wenig Gewicht und hohe Zyklenzahl. Ein Zyklus ist das Aufladen einer Batterie vom niedrigsten zugelassenen Ladestand hin zur vollen Batterie. Okay, einige werden nun sagen bis zu 90% Batteriekapazität. Je nach Lithiumtyp sind hier unterschiedliche Aussagen richtig. Oder ich nehme zumindest an das sie richtig sind. Ließt man über Lithium Technologie, bekommt man immer so viele Antworten wie Gefragte.

In jedem Fall wird das System und seine Verkabelung einiges an Zeit in Anspruch nehmen. Ich hoffe nur das ich hier nichts maßgebliches falsch mache. Aber ich habe einige Elektriker um mich herum, dürfte kein Problem sein die ein wenig auszulasten.

Die Batterien haben übrigens eine für Lifepo4 relativ geringe Zyklenzahl von ca. 1000. Das kommt daher, dass die Zellen pro Batterie kein BMS nutzen.

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