Modellbaubericht über die Fertigung eines Pump - Jet Antriebs.
Zur Vorgeschichte
Ein Urlaub an der Nordsee ist für einen Hobby-Schiffsmodellbauer immer eine interessante Sache. So auch für mich. Im Mai 1998 verlebte ich mit meiner Frau einige Tage Urlaub in Otterndorf. Von hier aus ist es nicht weit nach Cuxhaven. Und da ist ein Hafen, der mich magisch anzog.
Wie der Zufall es wollte, lagen die beiden Mehrzweckschiffe – die Scharhörn vom Wasser und Schifffahrtsamt Cuxhaven und die Mellum vom WSA Wilhelmshaven - am Kai. Letztere habe ich in cirka 5000 Stunden nach Bauplänen der Firma Manfred Sievers aus Hannover und Fotos vom Originalschiff als Modell im Maßstab 1 : 75 erstellt. Im Gespräch mit einem der Mitglieder der Mellum Crew erfuhr ich, dass die Scharhörn ausgemustert wird und durch die „ Neuwerk “, einem Neubau ersetzt werden soll. Der Name „Neuwerk“ und Neubau machte mich hellwach. Nachfragen beim WSA Cuxhaven brachten Klarheit. Die Neuwerk wurde am 09.06.1998 in Dienst gestellt.
Das war für mich Anlass genug, einen nächsten Urlaub in Otterndorf zu buchen. Bei der Gelegenheit wollte ich mir das Schiff ansehen. Nach Rücksprache mit Herrn Lechner vom WSA bekam ich vorab 6 Zeichnungen zugeschickt. Die mir zur Erstellung eines Modells jedoch nicht ausreichend erschienen. Daher verabredete ich einen Besichtigungstermin und bat gleichzeitig um die Möglichkeit, an Bord Fotos anfertigen zu dürfen. Die Erlaubnis bekam ich auch. Zum Kontaktgespräch nahm ich meine Mellum mit, um zu zeigen, dass ich nicht nur ein „Erzähler“ bin, sondern auch etwas vorzuzeigen hatte.
Dann kam der Urlaub. Ich war total begeistert, als ich die Neuwerk im Hafen liegen sah.
(Siehe Bild 13 Auf dem Schiffslift der Bauwerft) Herr Lechner ging mit mir an Bord und stellte mich dem diensthabenden Kapitän vor. Auch von ihm bekam ich die Erlaubnis, mich frei an Bord bewegen zu dürfen um Fotos zu machen. Das tat ich dann auch ausgiebig. Leider war meine Vermutung richtig. Mit den mir vorliegenden Zeichnungen war es unmöglich, die Neuwerk als Modell zu erstellen. Auch hier zeigte sich Herr Lechner sehr hilfsbereit. Er ging mit mir ins Zeichenbüro. Hier bekam ich die Möglichkeit, aus allen, zum Schiff gehörenden Pläne die auszuwählen, die ich glaubte zur Erstellung einen Modells, haben zu müssen. Eine freundliche Mitarbeiterin vervielfältigte mir für den nächsten Tag alle Pläne, die ich dann gegen ein Entgeld in Empfang nehmen konnte.
Erst beim Studium der Unterlagen sah ich, auf was ich mich da einlassen wollte. Neben dem für meine Begriffe ,ausgefallen Unterwasserschiff, verfügt das Mehrzweckschiff „Neuwerk" über 2 SCHOOTEL Ruderpropeller des Typ SRP 3030 mit je 2900 kW als Hauptantrieb und einen SCHOTTEL Pump – Jet SPJ 520 RD mit 2600 kW als Manövrieranlage im Bug.
Ein Pump - Jet ist eine neue Antriebsart, die das Bugstrahlruder ersetzt.
Original Zitat aus der Werbeprospekt der Firma SCHOTTEL:
Der Pump – Jet SPJ 520 RD ist eine Weiterentwicklung der T – Version und kommt ohne Leitapparat aus. Diese neue Konstruktion erfordert eine genaue Maßvorgabe und – Einhaltung der Innenkontur des sogenannten Ringdiffusors (RD), so dass die Ausführung mit Leitapparat (T – Version) für die Funktionstüchtigkeit des Modells von Vorteil ist.
Die wesendlichen Komponenten sind das Laufrad, der Leitapparat und die Bodenplatte. Hinter dem geradegestellten Laufrad ist eine Überdruckbeschaufelung angeordnet, ein sogenanntes Leitrad.
Über das Leitrad wird das Wasser durch einen Einlauftrichter unter dem
Schiffsboden angesaugt und durch den Leitapparat in das anschließende
Druckgehäuse gefördert , das mir der Bodenplatte verbunden ist. Die
Bodenplatte ist mit drei symmetrischen Austrittdüsen versehen, aus denen das Wasser – unter einem Winkel von 13° - wieder ausgestoßen wird.
Leitrad und Bodenplatte sind über ein Stirnradgetriebe um ihre Vertikalachse in beide Drehrichtungen endlos steuerbar, so dass die geforderte Schubleistung uneingeschränkt in jeder gewünschten Steuerstellung zur Verfügung steht.
Das Laufrad saugt das Wasser durch den Einlauftrichter an.
Das Laufrad fördert das mit Geschwindigkeitsenergie beaufschlagte Wasser in das Leitrad.
Im Leitrad wird die Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie umgesetzt und das Wasser im Druckgehäuse gesammelt.
Unter einem Abstrahlwinkel von 13 ° wird das Wasser durch die Austrittsdüsen ausgestoßen.
Mit freundlicher Genehmigung der Firma SCHOTTEL.
Da der Pump Jet - Antrieb um 360 ° drehbar ist, erlangt dadurch das Schiff eine enorme Wendigkeit. Das besondere an diesem System ist, dass die Austrittdüsen mit dem Schiffsboden bündig ist. Da die Wirkungsweise dieses Antriebs für mich nicht plausiebel
war, informierte ich mich bei der Firma SCHOTTEL in Spay. Sie schickte mir Prospektmaterial aus dem ich bereits zitierte. Ferner bot man mir an, mich an Ort und Stelle die Produktion persönlich anzusehen. Diese Einladung nahm ich dankend an.
Ich war sehr überrascht, mit welcher Freundlichkeit ich „kleiner Modellbauer“ von Herrn Heyden empfangen und informiert wurde. Alle meine Fragen wurden mir ausführlich beantwortet. Darüber hinaus zeigt Herr Heyden mir die Produktion und alle Einzelteile aus denen der Jet besteht. Aus verständlichen Gründen im Hinblick auf Veröffentlichung von Betriebsgeheimnissen, konnte man mir keine Zeichnungen überlassen. Aber mit dem , mir zur Verfügung gestellten Prospekten und Informationen wird es sicherlich möglich sein, einen Modell Pump Jet zu erstellen.
Ich weiß zwar nicht, ob im einschlägigen Modellfachhandel solch ein Antriebsaggregat zu bekommen ist, aber das ist für mich auch unerheblich, denn mein modellbauerischer Ergeiz würde ein Kaufteil nicht zulassen. Daher begann ich mit der Herstellung.
Wie bereits erwähnt, besteht der Original Jet Antrieb aus 4 Bauteilen. Dem Druckgehäuse, dem Leitapparat, dem Laufrad und der Bodenplatte mit den Austrittdüsen.
Im Gegensatz zum Original besteht mein Modellantrieb aus zusätzliche Teilen. Ich nenne sie:
1. Gehäusedeckel mit Gleitlagern
2. Gehäusemantel
3. Leitapparat
4. Einlaufkanal
5. Bodenplatte mit Auslassdüsen
6. Laufrad mit Antriebswelle
7. Schutzgitter
Zur Herstellung
Zunächst begann ich mit der Besorgung des erforderlichem Materials. Das war in erster Linie ein dünnwandiges Messingrohr mit einem Außendurchmesser von 60 mm. Alle anderen Materialien hatte ich im eigenen Fundus.
1. Gehäusedeckel mit Gleitlagern
Aus 0,5 mm Messingblech fertigte ich mittels Drehbank eine Platte mit einem Durchmesser von 60 mm. Zur Aufnahme der Antriebswelle wurde anschließend ein 6 mm Loch in die Platte gebohrt. Als Führung für die Antriebswelle nahm ich ein 6mm Messingrohr und verlötete es winklig mit dem Gehäusedeckel. Die Verstärkung bildete ein Flansch, der ebenfalls aus Messing hergestellt und eingelötet wurde. Die Antriebswelle besteht aus einem 4 mm Silberstahlstab, den ich nach der Endmontage, den örtlichen Abmessungen entsprechend, anpasste. Zum Ausgleich zwischen dem Innendurchmesser des Rohres und dem Außendurchmesser der Welle fertigte ich zwei Gleitlager.
2. Gehäusemantel
Das besorgte 60 mm Messingrohr drehte ich aus Gewichtsgründen auf eine Wandstärke von 0,5 mm aus und kürzte es auf 30 mm.
3. Leitapparat mit Führungsblechen
Dazu stellte ich aus 0,5 mm Messingblech 2 Platten her . Eine mit einem Durchmesser vom 55 mm und einer Innenbohrung von 21,5 mm. Die zweite Platte hat einen Durchmesser von 40 mm und eine Innenbohrung von 30 mm. Beide Platten verformte ich mit einer Wölbung nach untern um eine besseren Wasserführung zu erreichen. Danach drehte ich eine Ring mit einem Durchmesser von 32 mm außen und innen 30 mm. Die Stärke legte ich mit 2 mm fest. Mittels Teilapparat und Vertikalfräse schlitze ich jetzt, in die beiden gewölbten Bleche, schräg aus der Mitte versetzt, 8 Einkerbungen, Als nächstes wurde der Ring mit der kleiner Platte winklig verlötet. Um eine exakte Verbindung und gleichen Abstand zur oberen, größeren Platte zu erreichen, fertigte ich eine Löt und Montagehilfe mit einer Höhe von 10 mm an. Nach dem Fixieren der unteren mit der oberen Platte mittels besagter Hilfe, schob ich in die Einkerbungen Messingstreifen und verlötete alles. Danach wurden die Überstände abgeschliffen und verputzt.
4. Einlaufkanal
Er wurde, mangels passendem Rohr aus Rundmaterial mit einem Innendurchmesser von 31 mm passgenau zum Ring des Leitapparates gedreht. Der Außendurchmesser von 32 mm und die Länge von 15 mm wurden erarbeitet. Zur besseren Führung des Laufrades wurde außerdem ein Innenring an der oberen Kante eingelötet.
5. Bodenplatte mit Auslassdüsen
Zur Herstellung fertigte ich, nach bekannter Methode 2 Platten aus 5 mm Messingblech. Eine mit einem Durchmesser von 60 mm und einem Innenloch 31 mm. Die zweite Platte hat eine Durchmesser von 59 mm und einem Innenloch von 32 mm. In die äußere Bodenplatte wurden die Aussparungen für die Austrittsdüsen gefeilt. Die innere Platte wurde entsprechend angepasst. Der Abstand zwischen der Bodenplatte und dem Innenblech beträgt 5 mm und wurde mittels winklig angelöteter Messingstreifen erzielt. Die Düsenneigung von 13° wurde ebenfalls durch Einlöten geeigneter Bleche hergestellt.
6. Laufrad mit Welle
Ähnlich der Herstellung einer Schiffschraube, erstellte ich einen Schraubenkern mit einem Durchmesser von 8 mm mit einer Gewindebohrung von 4 mm zur Aufnahme der Antriebswelle. Anschließend schlitzte ich für 4 Schraubenblätter mittels Teilapparat und Vertikalfräse 4 Schlitze mit einer Neigungswinkel von 45° ein. In die Schlitze wurden die vorgefertigten Schraubenblätter eingesetzt, verlötet und anschließend mit der Drehbank ausgerichtet. Dabei ist auf einen exakten Rundlauf zu achten um ein schleifen am Leitapparat und Einlaufkanal zu vermeiden. Zur Verbesserung der Saugkraft wurde ein Außenring an die Blätter gelötet. Er verleit den Schraubenblättern eine größere Festigkeit. Ebenfalls wurde oben zur besseren Wasserführung noch ein Konus eingepasst. Um den Freilauf zwischen Laufrad und Leitapparat sowie dem Einlaufkanal zu prüfen, wurden alle gefertigten Teile ineinander gesteckt und auf Freigängigkeit überprüft. Die Antriebswelle wurde, wie bereits beschrieben, aus 4 mm Silberstahl mit einem 4 mm Außengewinde hergestellt.
8.Schutzgitter
Zur Fertigung des Schutzgitters wurde zunächst, passend zum Einlaufkanal, ein Messingring mit einem Außendurchmesser von 31 mm und einer Wandstärke von 0,5 mm erstellt. Um das Gitter herzustellen, nahm ich Messingstreifen 1,0 mal 0,3 mm,längte diese auf 35 mm ab und lötete davon 20 Stück zu einem Paket zusammen. Im Abstand von 2 mm wurden 0,5 mm tiefe Schlitze eingesägt. Nach dem auseinander löten und polieren wurden die so hergestellten Streifen kreuzweise, wie zur Herstellung einer Gräting, zusammengesteckt und verlötet. Der letzte Arbeitsgang war das Einpassen in den vorher gefertigten Ring und polieren des so hergestellten Gitters.
Nach dem Zusammenbau und verlöten aller Bauteile begann die Vorbereitung zum Probelauf. Der Testlauf fiel zur vollsten Zufriedenheit aus.
Ich will natürlich nicht verschweigen, dass es im Vorfeld einen Misserfolg gab. Aber mit Geduld und einem neuen Leitapparat und Laufrad stellte sich dann der Erfolg ein.
Beim Nachbau wünsche ich allen Tüftlern viel Vergnügen .
Erfahrung
Als ich beim 1. Probelauf keine Wirkung erzielte, lag es nicht etwa an einem falsch gebauten Laufrad oder Leitapparat. Es lag vielmehr daran , dass der Antrieb einen nach oben geschlossenes Gehäuse bildet, in das kein Wasser gelangt. Erst als ich den Hohlkörper mit einer Spritze „entlüftete“ stellte sich die Wirkung ein.
