von Guido Faust
Der Shark war ein Bausatz der vor der 2000er Wende von Graupner produziert wurde. Es gab zu der Zeit eigentlich nur zwei vergleichbare Produkte auf dem Markt: Die Seawolf von Robbe und den Delphin (Kleinkampfdelphin) von Norbert Brüggen. Ich hatte Glück an einen unverbastelten Bausatz zu gelangen. Jedoch wollte ich die größten Problemstellen des Bausatzes beseitigen und gleichzeitig das Modell mit einer Form für die Zukunft sichern.
Hier beschreibe ich die Arbeitsschritte mit Tipps vom Urmodell bis zu einem fertigen Modell Uboot.
Das Urmodell
Der Baukastenrumpf sollte abgeformt werden. Dazu musste ich mir überlegen wie ich das Urmodell am besten vereinfache um es so gut wie möglich abformen zu können.
Der Shark hat geteilte vordere Tiefenruder. Das Bedeutet ein Vorruder ist feststehend ausgeführt und nur das hintere Ruderende ist beweglich. Da die Ruderflächen beim Baukasten zu wenig Wirkung hatten wollte ich sie direkt vergrößert ausführen. Die neuen Ruder sollen als komplett bewegliche Fläche ausgeführt werden. Daher konnten die Vorruder des Baukastens abgetrennt werden.
Sämtliche Löcher im Baukastenrumpf mussten verschossen werden. Hierzu wurden sie von innen mit Klebeband verschlossen und von Außen mit Resin vergossen. Das minimiert Schleifarbeiten.
Die alte Öffnung des Bootes musste verklebt und verspachtelt werden. Die spätere Stelle wo der Rumpf durch den Verschlussring geöffnet wird, kann jetzt per Ankratzen auf dem Urmodell gekennzeichnet werden.
Das Urmodell ist fertig zum abformen.
Die Form
Die Formhälften sollten später auf höhe des Äquators getrennt werden. Hierzu musste das Urmodell in einer geraden Platte eingepasst werden. Den genauen Ausschnitt kann man am besten auf einer Platte anzeichnen, indem man das Modell mit Ständer auf eine Platte stellt. Ein Bleistift wird an einem Geodreieck direkt in der 90° Spitze befestigt. Jetzt kann man mit dem Geodreieck die Kontur des Rumpfes abfahren. Dabei zeichnet der Bleistift die Kontur direkt auf die darunterliegende Platte. Nachdem der angezeichnete Ausschnitt ausgesägt wurde, darf man das Urmodell dort nicht Hineinkleben. Die Klebestellen würden das Modell beschädigen. Die Äquatorplatte wird jetzt mit Füßen, in der Höhe exakt an den Äquator des Urmodells angepasst. Hierbei steht das Urmodell auf einen Ständer.
Anschließend wird der Spalt zwischen Äquatorplatte und Urmodell mit Plastilin ausgefüllt. Im Bild blau erkennbar. Das Plastilin kann mit den Fingern geknetet werden und aufgetragen werden. Mit Kunststoffspachteln kann es anschließend gerade abgezogen werden. So bessere ich vieles an dem Urmodell aus. Das geht sehr schnell ohne aufwendiges Schleifen und man beschädigt nicht das Urmodell. In die Platte werden noch Passbolzen eingelassen. Diese bekommt man bei der Firma R&G. Hier bekommt man auch Harze, Glasfasermatten, Trennwachs und alles weitere.
Das eingebettete Urmodell wird samt Trennplatte mit Trennwachs eingesprüht. Der Trennwachs lässt sich mit der Sprühdose wie Farbe auftragen. Anschließend werden die Passbolzen aufgesetzt und mit Plastilin abgedichtet. So kann kein Harz in die Bolzen laufen.
Man beginnt mit dem Gelcoat. Der fertige schwarze Gelcoat von R&G ist perfekt und garantiert eine luftblasenfreie Form. Der Gelcoat wird mit einem Pinsel aufgestrichen. Hierbei wird immer in eine Richtung gestrichen um Luftblasen herauszustreichen. Anschließend müssen die Ecken ausgefüllt werden. Die Glasfasermatte wird später nicht in den Ecken bleiben. Sie wird sich von selbst an den Stellen ablösen. Zur Herstellung des angedickten Harz wird normaler Epoxidharz mit Thixotropiermittel und Glasfaser gemahlen soweit angedickt bis er nicht mehr tropft. Der Harz muss an dem Rührstab kleben bleiben und darf nicht herunterfallen. Diese Masse wird über den kompletten Gelcoat gestrichen. Insbesondere alle negativen Ecken müssen ausgefüllt werden.
Jetzt kann eine dünne Schicht unbehandelter Epoxidharz aufgepinselt werden. Die erste Matte Glasfaser wird aufgelegt und angedrückt ( Ich nehme für die Form und das Boot immer Köpergewebe mit 260gr/m2 ). Jetzt abwechselt 5 Schichten Harz und Matte auftragen.
Nach 48 Stunden kann die erste Formhälfte von dem Äquatorbrett getrennt werden. Dabei darf das Urmodell nicht aus der Form rutschen. Den Rand der Form grob entraten. Jetzt muss die Trennebene von dem Plastilin gesäubert werden. Die zweite Urmodellhälfte und die Trennebene der Form wird mit Trennwachs eingesprüht und zusammen mit den Passbolzen für die zweite Formhälfte vorbereitet.
Das Laminieren der zweiten Formhälfte passiert genau so wie vorhin. Nachdem die Form das erste mal geöffnet wurde, kann sie jetzt an der angeritzten Trennstelle durchgesägt werden. Ich verwende hierfür eine Vibrationssäge. Dadurch fällt der Glasfaserstaub einfach nur runter. Trennscheiben neigen dazu aus dem Sägespalt rauszuspringen. Die Trennung ist mit der Vibrationssäge direkt sauberer und genauer.
Der Rumpf
Die Form wird jetzt mit Aceton gereinigt. Nachdem die Form wieder mit 2 Trennwachsschichten eingesprüht wurde kann der Rumpf laminiert werden. Zuerst wird eine Gelcoatschicht aufgetragen. Diese wird beim Modell direkt selber hergestellt. Hierzu wieder Harz mit Thixotropiermittel und Glasfaser Gemalen andicken. Ein wenig Farbpulver kann den Gelcoat auch bei Interesse einfärben.
Diese Gelcoatschicht wird dünn in den Rumpf gestrichen. Alle spitzen Ausbeulungen müssen wieder damit ausgefüllt und legalisiert werden. Jetzt werden wieder 5-6 Schichten Matte mit Harz eingelegt. Dabei lass ich die letzten zwei Matten c.a. zwei cm überlappen. So können diese Überlappungen nach dem zusammenbolzen der Form von innen angedrückt werden. Der Rumpf ist so später aus einem Guss.
Bei dem Shark habe ich in dem Turm noch Abstandshalter eingelegt. Diese sorgen dafür dass der Turm dünn laminiert werden kann. Gleichzeitig legen sich die Matten des Druckkörpers in die Runde Form der Abstandshalter und sorgen für einen festen runden Rumpf.
Der Verschlussring
Das Modell wird später wie ein Gurkenglas über einen Warzenverschluss geöffnet. Das Hat den Vorteil, dass man kein Werkzeug am See benötigt. Nachteil ist, dass man vertikal eine Trennnaht rundherum im Rumpf sieht. Diese Trenneben soll ja jetzt so dünn wie möglich sein und nicht auffallen. Einige schleifen die Rumpfhälften vorsichtig auf Glasplatten plan um eine perfekte Trennebene zu bekommen. Da ich kein großer Freund von Schleifarbeiten bin habe ich ein anderes Verfahren für die Trennnaht entwickelt.
Auf beiden Öffnungen wird eine dünne Polystyrol oder Gfk Platte mit Sekundenkleber aufgeklebt. Hier passt später auch direkt der Verschlussring rein. Die Platten stehen außen am Rumpf deutlich über.
Jetzt kann jeweils der Verschlussring im Bug und Heck von innen mit UHU Endfest 300 eingeklebt / vergossen werden. Das Boot kann nach dem aushärten zusammengesetzt werden und der Überstand der dünnen Platten ist schnell mit einer Feile beglichen. Die Trennebene ist mit wenig aufwand glatt und der Spalt ist kaum zu sehen. Verschlussringe muss man nicht selberherstellen. Die Firma Modell U-Boot Spezialitäten hat diese Teile vorrätig und kann auch Sonderanfertigungen herstellen.
Wellen und Ruder
Hierfür ist eine Drehbank erforderlich. Es muss keine riesige Profi Drehbank sein. Ein kleines Exemplar für kleine Bauteile reicht völlig aus. Bei Modellen mit langen Heckkegeln verwende ich oft das Prinzip das komplette Technikgerüst samt Wellen und Rudergestänge in den Druckkörper reinzuschieben. Das Erhöht die Wartungsfreundlichkeit und minimiert den Aufwand der Befestigung durch schwer zugängliche Schrauben.
In dem Heckkegel wird ein Spannt dicht eingeklebt.
An den Stevenrohren ist am Ende ein Gewinde aufgeschnitten und sie besitzen am trockenen Ende eine Landeplatte mit O-Ring.
Nach dem reinschieben der Einheit in den Druckkörper wird auf den Stevenrohrenden jeweils eine Mutter aufgedreht werden. Die Muttern ziehen die Landeplatte auf den Spannt und der O-Ring dichtet alles ab.
Zur späteren Demontage müssen nur die Propeller und die Muttern demontiert werden. Das Komplette Technikgerüst kann jetzt aus dem Rumpf herausgezogen werden.
Die Wellen sind auf der trockenen Seite mit Simmerringen und Kugellager geführt und gedichtet. Die nasse Seite der Welle wird mit einem IGUS Lager geführt was durch Wasser geschmiert wird. Auf Wellenfett kann somit verzichtet werden. Lediglich der Simmerring benötigt ein wenig Fett.
Für die Durchführungen der vorderen Tiefenruder nehme ich gerne 4mm Lippringe. Diese werden in einer Messingpassung eingepresst und die Welle von zwei Edelstahlkugellagern geführt.
Bei Durchführungen für Gestänge, wie z.B. für das Seitenruder sind Stopfbuchsen die beste Wahl. Diese drücken durch zudrehen einer Mutter einen O-Ring weiter zusammen und die Dichtigkeit kann so eingestellt werden. Diese Gestängedurchführungen sind auch bei Modell U-Boot Spezialitäten erhältlich.
Sämtliche Durchführungen klebe ich immer mit Uhu Endfest 300 ein. Immer wenn ich Kunststoffe mit Metallen Verbinde nutze ich diesen Kleber.
Ruderflächen
Die Ruder des Bausatzes habe ich eingescannt und anhand der Kontur 3D gezeichnet. Sie haben alle ein NACA 0012 Profil und funktionieren somit hervorragend gut.
Nach der ersten Fahrt hat sich herausgestellt, dass ich die vorderen Tiefenruder etwas vergrößern muss. Die Optimale Form einer Ruderfläche ist eine halbe Ellipse. Das ist auch der Grund warum Fischflossen Ellipsenförmig sind. So ein Ruder hätte aber nicht zu dem kantigen Ruderdesign des Shark gepasst. Die einzige Form, die an die Performance der Ellipse dran kommt ist ein Trapez mit einem Seitenverhältnis von 1:2. Also wurden breitere Tiefenruder mit einem Trapez im Verhältnis von 1:2 hergestellt.
Technikgerüst.
Das Technikgerüst nimmt hinten das Gegenlaufgetriebe und das Lenkservo auf. Im Mittelteil befindet sich die Elektronik mit Lage- und Tiefenregler sowie der Unterspannungskontrolle. Diese Sicherheitselektronik sorgt dafür, dass die Tiefenruder dauerhaft auf auftauchen gestellt werden sobald die Akkus leer sind. Gleichzeitig versorgt sie den Empfängerkeis über einem 5V Festspannungsregler mit Spannung. Ein gesonderter Empfängerakku ist so nicht notwendig.
Im vorderen Bereich des Technikgerüst sind die vier Lithium Ionen Zellen mit 3,5Ah untergebracht.
Über eine trennbare Nabelschnur sind die zwei Servos im Bugteil mit dem Technikgerüst verbunden.
Die Servos treiben über einen Magnetkoppler jeweils ein Tiefenruder an. Das hat zwei Vorteile. Die Servos konnten dank der Magnetkoppler auf einem kleinen Einbaurahmen in den Bug reingeschoben werden ohne dabei Gestänge an den Rudern befestigen zu müssen. Solche Arbeiten wären in dem engen Druckkörper fast unmöglich gewesen. Zusätzlich kann bei einer Kollision ein Ruder einfach wegklappen, weil die Magnete sich trennen. Anschließend können sie automatsch wieder einkoppeln. Das macht das Modell sehr robust.
Trotz der zwei gegenläufigen Propeller, die einen drehmomentneutralen Antrieb bereitstellen, hat das Modell Tailerons bekommen. Taileron ist ein Begriff aus der Luftfahrt, der ein Ruder beschreibt was gleichzeitig Höhen- und Querruder ist. Der Begriff setzt sich aus Tailrudder und Aileron zusammen.
Diese Tiefenruder, zusammen mit einer aktiven Lageregelung auf der Roll- und Nickachse, lassen das Boot sehr stabil fahren. Ein zuschaltbarer Drucksensor kann zusammen mit den Lagereglern die Bootstiefe auch in flachen Gewässern gut halten
Fazit
Das Modell fährt deutlich besser wie das Original von 1998. Es ist auch deutlich robuster und wartungsfreundlicher als das Vorbild.
Jedoch würde es noch besser funktionieren, wenn es einen Einschraubenantrieb und hintere Tiefenruder hätte. Die Vorderen Tiefenruder können dann komplett weggelassen werden oder als feste Stabilisatoren ausgeführt werden. Das wird die Konstruktion des Modells deutlich einfacher machen und zu einer besseren Fahrweise führen.
Hauptproblem ist das Konzept der vorderen Tiefenruder. Bei langsamer Fahrt knapp unter der Wasseroberfläche saugen sich die Propeller an der Oberfläche an. Sie heben das Heck nach oben an. Das will der Lageregler sofort ausgleichen. Er stellt die vorderen Tiefenruder auf auftauchen. Da das Boot durch die Schrauben im gleichen Winkel gekippt wird wie die Ruder ausschlagen, haben die Tiefenruder im ersten Moment keine Wirkung. Die Propeller ziehen somit Luft und der Vortrieb geht komplett verloren. Ein Boot mit hinteren Tiefenrudern drückt das Heck in diesem Zustand sofort tiefer ins Wasser.
Das Bedeutet aber nicht, dass das Modell nicht fahrbar ist. Es fährt für seine kleine Größe ziemlich gut. Zusätzlich ist es auf Grund seiner Robustheit und Kompaktheit ideal für Urlaube
