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PAUL HOFFMANN: Vive la France


Modellwerft - epaper ⋅ Ausgabe 2/2020 vom 15.01.2020

Eigenbau: U-Boot »Thon« der Naïade-Klasse


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Bildquelle: Modellwerft, Ausgabe 2/2020

Immer auf der Suche nach einem neuen U-Boot-Modell bin ich im Internet auf die französische Naïade-Klasse gestoßen. Mal so einen richtigen seltenen „Oldtimer“ von 1904 zu bauen, das wär es. Die Technik ist ja auch interessant, Tiefenruder vorne und hinten, Seitenruder vorne unten und hinten oben sowie unten plus Lateral-Propeller an jeder Seite. Das habe ich bisher noch bei keinem U-Boot gesehen!

Von der Naïade-Klasse wurden in Frankreich von 1904 bis 1907 insgesamt 20 Boote gebaut. 1914 wurde das letzte außer Dienst gestellt. Die Hüllenkonstruktion wurde aus ...

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... Korrosionsgründen aus einer Bronze-Legierung erstellt, auch um den magnetischen Kompass nicht zu beeinflussen. Der Antrieb auf einen Verstellpropeller erfolgte rein elektrisch. Aufgetaucht wurden die Batterien über einen Generator mit einem Benzol-Motor aufgeladen. Als Bewaffnung waren zwei Torpedos in Ringkörben auf dem Oberdeck vorgesehen. Die Turmaufbauten variierten geringfügig.

Die hier gebaute Thon entspricht dem Typ A1, wie er bei den Booten Perle, Bonito, Souffleur, Dorade, Grondin und Thon ausgeführt war. Die Besatzung bestand aus zwei Offizieren und elf Matrosen.

Das Modell

Ein Problem war hier die Datenlage. Die Bilder und Infos im Internet waren mehr als dürftig. Um 1904 war das Fotografieren noch nicht so verbreitet, Farbe sowieso nicht, allenfalls gab es mal kolorierte Postkarten. Zum Glück konnte ich über das Internet ein französisches Modellbaumagazin von 2002 erwerben. Der belgische Modellbaukollege (Rene Lefevre) hat dieses Modell exzellent in Metallbauweise erstellt und einen wirklich informativen Artikel veröffentlicht.
In seinem Bericht verweist er auch umfassend auf entsprechende Literatur. Die ist komplett in französisch und eher schwer bis gar nicht mehr zu haben. Nach abendfüllender Internetsuche bin ich auf das Bayrische Staatsarchiv in München gestoßen. Die hatten drei der aufgeführten Dokumentationen im Archiv. Das zusammen mit dem Bericht im Modellbaumagazin hat mir soweit geholfen, dass ich mit dem Bau beginnen konnte.

Die Planung in 1:24 für die teilbare Urform


Als erstes wurde eine Zeichnung von Rene Lefevre aus dem Modellbaumagazin im Fotoshop so hochkopiert, dass es für den Maßstab 1:24 genau passt. Dann habe ich ein Holz-Urmodell, so wie das U-Boot später ausschauen soll, erstellt. So genau wie möglich und so glatt wie möglich. Das kann man natürlich nicht so in einem Stück bauen, man muss sich also vorher überlegen, wie man das später sinnvoll in einzelne Teile für die Formenerstellung zerlegen kann. Ich habe das mit dünnem Sperrholz, das an den Trennstellen nur mit ein bisschen Balsa verbunden war, realisiert. Später, nach dem Beplan- ken, Spachteln, Schleifen, Lackieren usw. wurde nur jeweils zwischen den beiden Schichten Sperrholz mit einem dünnem Sägeblatt durchgesägt. Die Mengen Spachtelmasse, Schmirgelpapier und Grundierung wollen wir hier mal außen vor lassen, auch hier galt nur, Zeit ist ja vorhanden, und ein bisschen Spaß hat es trotzdem gemacht. Das ergab dann insgesamt drei Teile vom Urmodell, zwei für den Rumpf links rechts und das Oberteil.

Vor der ersten Unterwasserfahrt


Die Spanten werden gefertigt


Die Spantenformen werden festgelegt


Das Grundgerüst für die Urform


Trennwachs auf das Urform-Teil, die nächste Lage Formbaukeramik (unbedingt zu empfehlen, weil es dann garantiert keine Bläschen in der Oberfläche der Negativform gibt), und Epoxidharz sowie Glasfasermatte, bis das Teil stabil wird. Da braucht man gar nicht so viel, eine Dicke von drei Millimetern ist schon fest genug – jedenfalls bei mir hat das funktioniert. Ein Profi-Formenbauer würde wahrscheinlich noch etwas mehr machen.
Die daraus entstandenen einzelnen Negativformteile wurden exakt auf Kante noch auf dem Urmodell-Teil geschliffen und ein Holzklötzchen zum besseren Handling (Einspannen) aufgeklebt.

Die Beplankung der Urform


Die drei Einzelteile der Urform-Oberseite


Die drei fertigen Negativ-Formen


Das erste Positivteil entsteht


U-Boot-Unterteil, -Oberteil und Deckel


Die fertigen Kielteile


Das geht dann weiter für die Fertigteile mit Trennwachs in die Negativform, eine Lage Gelcoat für die schöne Oberfläche, und weiter Epoxid sowie Glasfasermatte bis das Teil stabil genug ist. Da gibt es natürlich große Unterschiede: Für die beiden unteren Rumpfteile, die später einmal Druck aushalten müssen, nahm ich 3 mm Wandstärke. Das Oberdeck, das man später mit Tauchpumpen aus dem Wasser heben muss, fertigte ich natürlich so dünn und leicht wie möglich, gerade noch stabil genug für weitere Detaillierungen.
Diese drei Fertigteile werden wieder auf Kante geschliffen. Hat man diese Teile vor sich, ist das Schlimmste schon ausgestanden. Jetzt geht es an das Verkleben, zum Anheften und Fixieren mit kleinen Klebepunkten nehme ich UHU Plus Schnellfest, dann aber nur UHU Plus Endfest 300. Da habe ich in der Vergangenheit schon vieles ausprobiert. UHU Plus Endfest 300 ist bei angerauhten Epoxid-Teilen unschlagbar. Es dauert natürlich immer zwölf Stunden, bis er fest ist. Kleiner Tipp: Die meisten Backöfen sind ja zu klein für das ganze U-Boot, um das Aushärten zu Beschleunigen. Aber im Sommer, wenn die Sonne auf das Auto scheint, kann man es bestens als Autoklav verwenden. Bei 50 Grad im Inneren ist nach fünf Stunden schon alles fest.

Fertigstellung U-Boot-Rumpf

Den unteren Rumpfteil habe ich im Äquatorbereich auf der Fensterbank plangeschliffen. Sie ist aus Marmor und mit Schmirgelpapier beklebt. Sie ist eine perfekt ebene Fläche. Ohne Werkstatt muss man eben immer ein bisschen improvisieren.
Für die Erstellung des druckfesten Bereiches wird ein 3-mm-Epoxidrahmen mit vorher eingeklebten V2A-Schrauben eingesetzt. Ein Deckel aus Plexiglas dient als Verschluss, später wird hier noch eine 3-mm-Moosgummirundschnur aufgeklebt. Vorne und hinten noch ein Druckschott aus Epoxid-Platten und der druckfeste Bereich ist fertig. Die Bohrungen für den Motorträger inklusive Hutmuttern und die Ruderanlenkungen bringt man besser schon vorher ein.
Das dünne Oberdeck für sich alleine ist natürlich nicht stabil, aber mit einem 0,5-mm-Epoxid-Rahmen auf der Unterseite verklebt wird es sofort unglaublich fest. An diesem Rahmen sind auch die Befestigungselemente angebracht, mit denen Rumpf und Oberdeck miteinander gesteckt/verschraubt werden.
Später wird das gemeinsam geschlif- fen, so dass die Trennstelle kaum noch zu sehen ist.

Heckteil mit Zugangsöffnung für die Rudermechanik


Die Ansteuerung vorderes Tiefen - und Seitenruder (Servos)


Die Herstellung der Ruderblätter


Ansteuerung für hintere Ruder (Servos)


Ansteuerung hintere Seitenruder (Schaukel 2)


Kiel, Flossen und Ruderblätter

Die Naïade-Klasse hatte ausgesprochen schlanke Ruderblätter. Die Wellen für die Ruderblätter sind deshalb nur mit 2 mm ausgeführt. Zusätzlich problematisch sind die späteren Schutzrahmen um die Ruderblätter. Man kann die Ruder dann nicht mehr von außen einstecken. Die Wellen für diese Ruderblätter müssen bei der Endmontage deshalb vom Rumpfinnern nach außen geschoben werden. Die Fixierung der Wellen mit den Ruderblättern erfolgt über eine Senkschraube M 1,2. Das geht gerade so noch.

Fräsen am Propeller- Grundkörper


Für die Ruderblätter sind an den entsprechenden Stellen Messingbuchsen für die 2-mm-Wellen in den Rumpf eingeklebt.
Der Kiel in Einzelteilen, Stabilisierungsflossen und Seitenflossen sowie alle Ruderblätter wurden aus Balsaholz erstellt, die Formen hierfür teilweise aus Balsa- oder Legobausteinen. Gießen mit Resin, das gibt die besten Ergebnisse.
Die Kieleinzelteile und die Stabilisierungsflossen sind mit dem Rumpf verschraubt und alle Bohrungen mit Endfest 300 versiegelt.
In die Seitenflossen wurden die Durchbrüche für die Lateralpropeller vorher eingefräst. Ebenfalls die Bohrungen für die Antriebswellen von der Innenseite eingebracht. Sie sind zusätzlich mit Messinglagern ausgestattet.
Für die Ansteuerung der Tiefen- und Seitenruder kommt erschwerend hinzu, dass sie im hinteren Rumpfteil direkt auf Linie der Hauptantriebsachse angeordnet sind. Durchgehende Verbindungen sind deshalb nicht möglich. Man muss sogenannte „Schaukeln“ einbauen. Die Bilder hierzu lassen ahnen, dass die Montage entsprechend kniffelig ist.
Das gilt auch für die Ansteuerung der Lateralpropeller. Sie werden von einer Welle mit Quadring abgedichtet, über zwei Zahnräder auf beide Propeller verteilt. Die Kraftübertragung erfolgt hier mittels selbstgewickelten Zugfedern. Sie drehen gleichsinnig. Das löst man mittels rechts- und linksdrehenden Propellern.

Alles fertig geklebt mit Endfest 300


Eigenbaupropeller

Um 1904 hatten die Propeller noch ganz andere Formen als heute. Trotzdem war es bei der Naïade schon ein Verstellpropeller. Um maßstabsgerecht zu sein, musste ich so einen Propeller selber bauen. Zuerst habe ich in einen runden Grundkörper drei Vertiefungen eingefräst, dann Gewinde eingebracht und die endgültige Form gedreht. Dann Propellerblätter und -Halter herstellen, polieren und alles mit Endfest 300 verkleben.
Für die Herstellung der beiden Tauchpumpen kommen Spritzen aus dem Medizinbereich zum Einsatz. Solche Blasenspritzen gibt es maximal bis 170 ml. Wesentlich größere gibt es beim Tierarztbedarf. Die nötigen Kleinteile wie Motor, Zahnräder, Lagerbuchsen usw. kommen aus dem Internet von verschiedenen Lieferanten. Die beiden Aluplatten für die Drucklager sind Eigenfertigung.
Die Tauchpumpen wurden mit Steuerungen von MoMo Sauerland nachgerüstet. Dazu kommen zwei kleine Magnete auf das Zahnrad, mit dem der Kolben verschoben wird. Ein Hallsensor gibt die Umdrehungen weiter an die Steuerung. Sie zählt die Umdrehungen und steuert den Kolben in die jeweilige Position des Schiebereglers. Bei den beiden Endlagen „Kolben ganz eingefahren“ oder „Kolben ganz ausgefahren“ wird jeweils über einen Mikrokontakt abgeschaltet.

Die Einzelteile der Tauchpumpen


Fertige Tauchpumpen


Tauchpumpen probehalber im Rumpf


Der Getriebemotor für die Lateralpropeller


Die kleine Technikplatine


Heck mit Rammschutz und Schutzbügel für die Lateralpropeller


Erstellen der Ätzmasken am PC


Die drei fertigen Tafeln mit den Ätzteilen


Fertige GFK-Formteile


Für den Ein-/Ausschalter sind zwei Reedkontakte auf einer kleinen Platine. Die schalten ein bipolares Relais. Damit werden die 6 Volt für Empfänger und Servos und die 12 Volt für die Motoren geschaltet.
Die Nickel-Metallhydrid-Akkus Mignon AA mit 2.300 mAh und Lötfahne sind aus der Endurance-Serie von Conrad. Damit kann man schon ziemlich lange fahren. Diese Akkus haben eine sehr geringe Selbstentladung und einen vernachlässigbaren Memoryeffekt. Als Ausgleich mögen sie keinen hohen Ladestrom. Vor 30 Jahren hatten solche Akkus als SUB-C gerade mal 1.000 mAh.
Die Rammschutzteile für die Steuerruder und Schweißverstärkungen sind geätzt und kommen von der Firma Saemann. Die Zeichnungen hierfür wurden von mir auf dem PC erstellt. Die Zahlen für die Tiefenangaben auf dem Rumpf sind Fertigätzteile von Krick. Die Thon hat die für Anfang des 19.
Jahrhunderts typisch hohen Aufbauten, die garantiert nicht strömungsgünstig waren. Entsprechend langsam war sie unter Wasser unterwegs.
Für den Bau wurden Balsaholzklötze in die richtige Form gebracht, lackiert, geschliffen usw., bis eine einwandfreie glatte Oberfläche vorhanden war. Damit wurden dann in kleinen Holzkisten Negativformen mit Silikongussmasse erstellt (Trennwachs nicht vergessen).
In diese Negativformen wurden hauchdünne GFK-Teile laminiert. Das Ziel war hier, die gesamten Aufbauten so leicht wie möglich zu gestalten, sie muss man ja später mittels Tauchpumpen bis zur Wasserlinie herausheben.

Durchbrüche im Rumpfoberteil


Die Decks mit den Flutschlitzen und die Schablonen für die umfangreichen Bohrungen sind alle wieder mit Ätzteilen hergestellt (Säemann).
Die Sichtfenster am Turm für das obere Einstiegsluk sind kleine Resin-Gussteile. Die Ringkörbe für die Torpedos sind aus gedrehten Alu-Ringen auf einem passenden Rohr fixiert entstanden, die Längsstreben aus Kohlefaser (Gewicht). Die Torpedos wurden in dieser Baustufe als „Dummys“ ausgeführt und so tariert, dass sie unter Wasser gewichtsneutral sind. Funktionsfähige sind für später geplant.
Die Masten sind absichtlich aus ASARundmaterial, wenn man da mal an- stößt, geben sie nach und es geht nichts kaputt.
Die beiden Sehrohre sind natürlich aus V2A. Sie können von Hand eingeschoben werden, auf das Ausfahren mit Druckluft habe ich bei dieser Art der Führung mit Befestigung im Deckel verzichtet. Das wäre richtig kompliziert geworden.

Schwimm-/Tauchtest im Becken am Gewässerrand


Die Aufbauten nehmen Gestalt an


Auf Schleichfahrt im klaren Gebirgswasser


Der Autor bei der Arbeit


Die Dummy- Torpedos


Erwähnen möchte ich hier noch die Relingstützen, sie wurden aus 1-mm-Messing- Rundmaterial mit einer 0,6-mm- Bohrung für 0,4-mm-Serafil-Taue erstellt. Das hat mich dann doch ein bisschen gefordert, sieht aber echt gut aus.

Die restliche Technik

Der Druckkörper ist mit einem Plexiglasdeckel verschlossen. Zum Abdichten ist eine 3-mm-Moosgummirundschnur aufgeklebt. Die Thon hat im Bug einen kleinen Silikonschlauch mit Stöpsel. Den nehme ich heraus, blase ein bisschen Überdruck ins Boot und verschließe den Schlauch wieder.
Wenn man den Stöpsel nach fünf Minuten entfernt und deutlich hört, wie die Luft entweicht, ist das Boot dicht und kann ins Wasser.
Das geschah dann wieder im Gartenteich. Zuerst noch ein Feintrimm mit dem nun vollständigen Boot, Tauchpumpen zu 80% geflutet, damit gerade abgetaucht auf ebenem Kiel, dann das Auftauchen. Meine Kalkulation mit der vorbildgerechten Wasserlinie ist recht gut aufgegangen. Das Boot kommt mit leeren Tauchtanks bis zur Wasserlinie raus. Die Zeit bis zum Auftauchen be- trägt ca. 40 Sekunden, damit kommt man gut zurecht.

Details am Heckaufbau


Der Turm im Rohbau


Die Technik im Heckbereich


Die Modelltechnik in der Bugsektion


Die idyllische Modelltestumgebung samt Boot und Autor


Heckansicht des klassischen U-Boot-Modells


Das Boot unterwegs zu Unterwasser-Aufnahmen


Die Lage und Tiefenregelung übernimmt ein LTR6-Regler von der Firma Modell U-Boot Spezialitäten (Norbert Brüggen). Für diesen Regler habe ich den Geschäftsinhaber um eine Softwareerweiterung gebeten, die er nach geraumer Zeit und öfteren Nachfragens eingebaut hat.
Die beiden Tauchtanks werden jetzt so angesteuert, dass das Boot auch im Stillstand – also ohne Fahrt – erstens in der richtigen Tiefe bleibt, und durch entsprechende Steuerung der beiden Tauchtanks vorne und hinten auch auf ebenem Kiel.
Natürlich gibt es bei der Tiefe ein gewisses Pendeln von ca. 20 cm (Hysterese). Das liegt an der Trägheit des Bootes auf die Reaktion der Tauchpumpen.
Ein Tiefenruder in Fahrt ist da wesentlich schneller und genauer. Aber es ist trotzdem eine tolle Sache, wenn man zuschauen kann, wie das Boot – abge sehen von der kleinen Tiefenänderung – ohne Fahrt schön gerade auf Wunschtiefe im Wasser schwebt.
Die Wirkung der Lateralpropeller ist nicht übermäßig, aber wenn man sich Zeit nimmt, kann man das Boot schon auf der Stelle drehen. Das dürfte beim Original auch nicht viel besser gewesen sein. Der Hauptgrund für diese Propeller dürfte die Ausrichtung des Bootes für den Torpedoschuss gewesen sein.
Die Thon ist im Wasser erwartungsgemäß mit moderater Geschwindigkeit unterwegs, aber das stört überhaupt nicht, das Original hatte mit diesen Aufbauten eine max. Geschwindigkeit von 7,2 Knoten aufgetaucht und 6 Knoten getaucht.

Schlussbetrachtung

Ich habe jetzt eine Bauzeit von zwei Jahren und drei Monaten hinter mir. Den Zeitaufwand habe ich wieder mal falsch eingeschätzt, es hat aber trotzdem wie abgeimmer viel Spaß gemacht. Damit habe ich wieder ein Modell, welches man sicher nicht so oft auf dem Modellteich sehen wird. Das war noch nicht mein letztes U-Boot, eines geht noch. Meine früheren U-Boote werde ich in Sachen statische Tiefenregelung auch noch auf den neusten Stand nachrüsten.

Das U-Boot Thon ist fertig