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Mit einem Elektroantrieb mühelos und fast geräuschlos über das Wasser zu gleiten, auch dort wo Verbrennungsmotoren verboten sind, ist ein verlockender Gedanke. Aber lohnt sich der Aufwand und bekommt man letztendlich das, was man sich erhofft? |
| Die Größenordnungen
Das kleine Boot muss natürlich den Antrieb tragen können. Mit einem halben PS (entspricht etwa 368 Watt) ist ein Faltboot schon ganz gut bestückt. Ein üblicher 400-Watt-Elektro- Bootsmotor wiegt etwa 10 Kilogramm. Dazu käme noch der Akku. Eine normale Autobatterie wiegt etwa 20 Kilogramm. Motoren dieser Baugröße ziehen bei voller Leistung eine Stromstärke von etwa 30 Ampere aus der Batterie und erzeugen einen Schub von etwa 10 Kilopond. Damit kommt ein Zweier vielleicht auf 6 - 7 km/h. (Man kann das nach einer Faustformel überschlagen: Wasserlinie mal Motorleistung durch Verdrängung und daraus die Wurzel ziehen. Also 5,5m mal 0,5PS durch 0,2t ergibt 13,75 und daraus die Wurzel macht 3,7 Knoten oder 6,8 km/h) Mit einer nagelneuen vollgeladenen Autobatterie von 75 Amperestunden könnte man rein rechnerisch 2,5 Stunden volle Pulle fahren und käme in dieser Zeit ungefähr 15 bis 17 Kilometer weit. Dann wäre der Akku leer und man hätte satte 30 Kilo nutzlosen Ballast heimwärts zu paddeln. Fährt man langsamer, kommt man vielleicht etwas weiter. Es werden aber kaum mehr als 30 km bis der Propeller stehen bleibt. Zum Vergleich.
Die "Konkurrenz".
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Und die Umwelt?
Natürlich darf man den ökologischen Aspekt nicht außer Acht lassen. Elektroantriebe sind auf den ersten Blick sauber. Aber auch der Strom zum Laden des Akkus muss ja irgendwo her kommen. Klar aus der Steckdose. In Deutschland wird dazu immer noch massenhaft Braunkohle verbrannt und Uran gespalten. Was passiert eigentlich, wenn ein Boot kentert und die Batteriesäure in den See läuft? Und was noch?
Fazit.
Na und !?
Und überhaupt - der Weg ist das Ziel ! J+J
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Umwelt- und ohrenfreundlich:   
Elektroantrieb für kleine Sportboote
von Gerd Weisigk . Guido Hoffmann entdeckte den Artikel in der Bastelzeitschrift "Practic" (Heft 2/1976). Wir zitieren daraus mit freundlicher Genehmigung des Autors. |
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Bild 1 |
Als
Antriebsmotor stand eine Lichtmaschine 6V / 180W (z.B. Wartburg 311) zur
Verfügung. Zwei parallel geschaltete Autoakkumulatoren 6V / 84 Ah
dienen zur Stromversorgung. Abweichend von der in Heft 3/72 dargestellten
Anbringung des Motors, die von der Montage der Verbrennungsmotoren übernommen
wurde, verlegte ich das Antriebsaggregat unterhalb der Wasserlinie (Bild1).
Dazu veranlassten mich folgende Überlegungen:
- Um die Lichtmaschine auch im längeren 12-Volt-Betrieb betreiben zu können, ist bedingt durch die dabei auftretende thermische Überbelastung eine extrem gute Kühlung erforderlich. - Die Antriebswelle verläuft parallel zur Wasserlinie und garantiert somit maximalen Vortrieb. Durch schräge Anordnung der Antriebswelle würden etwa 30 Prozent an Vorschub verloren gehen. |
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| Im
Sommer 1974 und 1975 konnten die Fahrleistungen praktisch erprobt werden.
Die Lichtmaschine nimmt bei 6V einen Strom von etwa 25 A und bei 12 V rund
50 A auf. Mit aufgeladenen Akkus (Baujahr 1974) konnte im 6-Volt-Betrieb
drei Stunden hintereinander gefahren werden. Mit drei Jahre alten Akkus
reduzierte sich die maximale Fahrzeit auf zwei Stunden und 20 Minuten.
Als Propeller benutzte ich den vom Außenbordmotor „Tümmler“ mit großer Steigung. Die Lichtmaschine wurde mit 0,6 Millimeter dickem Messingblech ummantelt (Bild 2). Dazu ist es erforderlich, die störenden Befestigungsnasen der Lichtmaschine zu entfernen. Sie wurden abgesägt und die Lagerdeckel überdreht. Die Zuleitungen wurden isoliert durch zwei aufgelötete Messinghülsen geführt und die Zwischenräume mit Epoxydharz EP9 vergossen. |
Bild 2 |
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Bild 3 |
Die
Schaltung der Lichtmaschine zeigt Bild 3. Als Motorzuleitung wurde
hochflexible Litze (10 mm²) verwendet. Man sollte im Interesse der
Betriebssicherheit innerhalb der Lichtmaschine auf Klemmverbindungen verzichten
und die Kabelenden anlöten.
Auf äußerste Sorgfalt ist auch beim mechanischen Aufbau zu achten. Ist der Antrieb erst einmal verkleidet und verlötet, sind Mängel nur schwer zu beseitigen. Als Propellerwelle wurde Silberstahl Durchmesser 12 mm verwendet. |
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| Das
Hauptproblem ist das Abdichten des Wellenaustritts. Ich habe es wie folgt
gelöst:
In einer Messinghülse befinden sich zwei Simmerringe und ein Kugellager (Bild 4). Der Zwischenraum ist mit Fett ausgefüllt. Die Zeichnung zeigt auch, wie die Simmerringe einzusetzen sind, damit keine „Ventilwirkung“ entsteht.Die Propellerwelle wird mittels einer Buchse mit der Motorwelle verbunden. Beide Wellen sind mit der Buchse zu verstiften. Bevor die Verkleidung verlötet wird, sollte man sich noch einmal vergewissern, ob der Drehsinn der Lichtmaschine stimmt und alle Lager gut gefettet sind. Das Wälzlagerfett „Ceritol“ hat sich dafür gut bewährt. Folgende Kontrolle ist zu empfehlen: Taucht man den Antrieb in heißes Wasser, so steigen an undichten Stellen schon nach wenigen Minuten kleine Luftblasen auf. |
Bild 4 |
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Bild 5 Darstellung im 6-Volt-Betrieb |
Alle
elektrischen Verbindungen, von den Batterien bis zum Antrieb, sind mit
ausreichendem Leitungsquerschnitt auszuführen. Mit einem in Reihe
geschalteten, hochbelastbaren Schalter (z.B. Batterieschalter) kann man
auf einfache Weise den Stromkreis schließen. Wer auf einen 12-Volt-Betrieb
nicht verzichten möchte, muß sich einen entsprechenden „Umschaltkasten“
bauen. (Stromlaufplan Bild 5). Zur Kontrolle des Fahrstroms empfiehlt
es sich, ein Amperemeter in den Stromkreis einzusetzen (Bild 6).
Sollten sich einmal treibende Äste, Schilf, o. ä. in der Schraube
verfangen, steigt der Fahrstrom sofort um einige Ampere an.
Und noch etwas ist wichtig: Die Akkus müssen fest eingebaut und mit einer Abdeckung versehen werden. |
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| Der
relativ hohe Anschaffungspreis – er liegt bei Verwendung neuer Batterien
und eines neuen Motors bei etwa 350 M – ist meines Erachtens aber vertretbar,
wenn man bedenkt, dass eine Fahrstunde im 6-V-Betrieb unter Berücksichtigung
aller Verluste (Ladegerät, Betriebsverhalten der Akkus, Antriebsmotor
usw.) nicht mehr als 0,05 M kostet.
Gerd Weisigk |
Bild 6 |
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Anbringung eines Elektro - Außenbordmotors
von Rainer Jacobs Um den RZ 85 mit einem Elektro-Aussenbordmotor fahren zu können bieten sich zwei Varianten an: |
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Heckbefestigung des Elektro-Aussenbordmotors in Fahrstellung |
Bei der ersten Variante befestigte ich den Motor am Steuerjoch am Achtersteven und führte das Kabel entlang der Aufholleine zur Batterie. Zum Anlegen oder bei flachem Wasser konnte der Motor soweit hochgezogen werden, dass er keine Grundberührung bekam. Diese Anbringungsart hatte den Vorteil, dass die Motorkraft direkt auf die Längsachse des RZ 85 wirkte und daher keinerlei Kränkung verursachte. Weiterhin war das RZ 85 bemerkenswert wendig und drehte mit voll ausgeschlagener Steuerung fast auf der Stelle. |
Heckbefestigung des Elektro-Aussenbordmotors in hochgezogener Stellung |
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| Wenn
man nun aber gerne weiterpaddeln oder -segeln wollte, musste man zunächst
an Land um den Motor durch das Steuerblatt zu ersetzen. Ferner lastet das
gesamte Gewicht des Motors und die Schubkraft auf dem Achterstevenbeschlag,
was diesem auf Dauer sicherlich schaden würde.
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Aluminium-Klemmschraube zur Aufnahme des Motorschaftes |
Also probierte ich es mit einer seitlich Befestigung. Die Motorhalterung besteht aus einer Latte aus Eschenholz, die ähnlich dem Schwertbalken quer über die Waschbordleisten montiert wird. Um den Angriffspunkt der Motorkraft möglichst tief zu halten, wurde die Latte ausgefräst und verjüngt sich zum Waschbord hin. Der Schaft des Motors wird mit einer massiven Aluminium-Klemmschraube befestigt, die am äußeren Ende der Latte angeschraubt ist. Mit der Aluminium-Klemmschraube lässt sich sowohl die Eintauchtiefe, als auch der Einstellwinkel zur Bootslängsachse einstellen. Die Montage der Motorhalterung erfolgt unmittelbar hinter der hinteren Rückenlehne und liegt beidseitig auf dem Waschbord auf. Hierbei ist es egal, ob der Motor rechts oder nach links angebracht werden soll. Aus Festigkeitsgründen wird auch hier (wie beim Schwertbalken) eine zusätzliche Querverstrebung von unten gegen die Waschbordleiste geschraubt. | . |
| Die Kabel werden entlang des Trägers in das Bootsinnere geführt. Die Steuerseile werden zwischen den beiden Motorträgerhälften hindurchgeführt und die Aufholleine verläuft oberhalb des Motorträgers. Diese Befestigungsart hat sich als vorteilhaft erwiesen. Der Motor läßt sich mit wenigen Handgriffen bergen, um weiterpaddeln oder -segeln zu können. Hierbei kann der Motorträger auf dem Waschbord montiert bleiben, da er beim Paddeln nicht stört. Da der Motor im angebauten Zustand keine Möglichkeit hat nach hinten zu schwenken, muss immer auf ausreichende Wassertiefe geachtet werden, da es bei Grundberührung des Motors zu Beschädigungen am Motor oder zum Bruch des Motorträgers kommen könnte. Um Beschädigungen an der Bootshaut zu vermeiden, muß auf einen ausreichenden Abstand zwischen Propeller und Bootshaut geachtet werden. |
Leinenführung im Bereich des Motorträgers (rot = Aufholleine
mit Zeltleinenspanner) |
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Befestigung des Elektro-Aussenbordmotors als Seitenborder (in diesem Fall
auf der rechten Seite) |
Als Energiequelle für Elektro - Aussenbordmotoren sollte man keinesfalls herkömmliche Starterbatterien verwenden. Zum einen lassen diese in ihrer Stromabgabe sehr rasch nach, zum anderen kann die enthaltene Schwefelsäure (auch die Ausgasungen) dem Faltboot insbesondere dem Baumwollstoff große Schäden zufügen. Ich verwende daher einen etwas teueren Bleigel - Akkumulator mit einer Kapazität von 36 Ah. Der Akku wird mit einem Gurt auf der Bodenleiter festgespannt und kann so auch bei einer Kenterung nicht aus dem Boot fallen. |
Beim Bergen des Motors muß dieser unbedingt ausgeschaltet sein, da
der Abstand des Propellers zur Bordwand nur wenige Zentimeter beträgt |
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Die Ausrüstung für
den Motorbetrieb meines RZ 85 besteht aus den Teilen:
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Obwohl der Motor
dem Typ Libelle aus DDR-Produktion ähnelt, handelt es sich um einen
im Westen produzierten Motor. Ich bezog den Motor vor ca. 10 Jahren bei
der Firma Sevylor in Mömbris, habe jedoch leider keine näheren
Unterlagen über das Gerät.
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Der Akku wurde zwischen Spant
4 und 5 auf einem Brettchen der Bodenleiter mit einem Gurt verzurrt. Das
verhindert erstens ein Verrutschen während der Fahrt, und verhindert
ein Hinausfallen des Akkus bei einer Kenterung.
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| Da der Motor ursprünglich für kleinere Schlauchboote gedacht war, hatte er einen sehr langen Schaft mit einem Schaltergehäuse und einer Steuerpinne. Für den Einsatz am Faltboot kürzte ich den Schaft. Damit kein Wasser in den Schaft eindringen kann, wurde das Ende mit einem Kunststoffstopfen verschlossen in dem eine Verschraubung eingeschraubt war. |  |
Um zu verhindern, dass das Kabel herausreisst, wurde innerhalb des Schaftes eine Zugentlastung für das Kabel angebracht. Verschraubung und Kunststoffstopfen sind mit Heisskleber in den Schaft eingesetzt. | . |
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Der Motor verfügt über zwei Wicklungen für die zwei Fahrstufen. Daher muss das Anschlusskabel dreiadrig sein (1x Masse, und zweimal Plus für Fahrstufe 1 und 2). Das Anschlusskabel wurde ca. 30 cm abgemantelt und mit Schrumpfschlauch bandagiert. |
An den Enden
der drei Litzen wurden jeweils eine 10 A Batteriepolklemme befestigt. Die
scharze Klemme (Minus) wird ständig am Minuspol des Akkus angeklemmt.
Zur Wahl der Fahrstufe klemmt man dann wahlweise die eine oder andere rote
Klemme (Plus) am Pluspol des Akkus an.
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Um einen besseren Kontakt zu bekommen und den Bateriepol (Blei) zu schützen, wurde je eine 6 mm verzinkte Schraube an den Polen angeschraubt. Diese Schrauben waren dann schnell ausgetauscht, wenn sie durch die Funken erodiert waren. |
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| Die Fahrleistungen: | Fahrstufe
1:
Stromaufnahme:. 9 A Geschwindigkeit ca.: 3 km/h Laufzeit (bei 36 Ah): 4 Stunden |
Fahrstufe
2:
Stromaufnahme:. 12 A Geschwindigkeit ca.: 5 km/h Laufzeit (bei 36 Ah): 3 Stunden Rainer Jacobs
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Fotomontagen veränderter Halterungen mit schräg gestellter Schwenkfunktion
bei Grundberührung (Motor an Steuerbord montiert) |
( Anmerkung: Ein oben angesprochenes Problem ließ uns keine Ruhe. Mit der vorhandenen Alu-Zwinge sollte es eigentlich möglich sein, die Halterung so zu verändern, dass der Motor bei Grundberührung nach hinten oben und gleichzeitig etwas zur Seite schwenkt, so dass weder dem Motor, noch der Bootshaut etwas passiert. Da die Zwinge offensichtlich nur mit einer einzigen Schraube befestigt wird, solte man diese gleich als Schwenklager benutzen. Sie könnte in einem zusätzlichen Klotz mit einer viertelkreisförmig abgerundeten Hinterkante, der auf dem Ende des Querholzes befestigt wird, spielfrei beweglich eingeschraubt werden. Die Zwinge läge in der abgebildeten Fahrstellung auf dem Querholz und würde beim Fahren durch den Propellerdruck fest darauf gepresst. Wenn der Motor auf Grund läuft, schwenkt er dank der um ca. 90° drehbaren Zwinge nach hinten und durch die leichte Schrägstellung des Schwenklagers seitlich von der Bootshaut weg. Wieviel Schrägstellung erforderlich wäre, um ausreichend Abstand zu gewinnen, müsste man ausprobieren. | . |
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Noch eleganter wäre die zweite Variante. Wenn man genau weiß, in welcher Schrägstellung die Zwinge angebracht werden muss, kann man auch das Ende des Querholzes an zwei Seiten passend abschrägen und an der hinteren Oberkante viertelkreisförmig abrunden. Ein zusätzlicher Klotz sollte dann als Anschlag so unter dem Querholz befestigt werden, dass der Schaft des Motors im Fahrbetrieb dagegengepresst wird. Man könnte den Anschlag durch eine halbrunde Aussparung perfekt an den Motorschaft anpassen. Beim Auflaufen auf einen flachen Grund würde die Zwinge ebenfalls um die dicke Schraube herum nach oben schwenken. Vorteile: die Zwinge säße etwas tiefer, der Motor würde durch den größeren Abstand zwischen Drehachse und Anschlag haltbarer abgestützt und das Ganze sähe insgesamt besser aus. Das Prinzip ließe sich auch leicht auf anders geformte Zwingen übertragen und je nach den verschiedenen Gegebenheiten weiter abwandeln. J+J ) | . |
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