Jahr: 2019

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PROJEKT MINIME

Inspiriert durch meine Fortschritte im FDM Druck will ich es nun wissen:

Kann ich mich mit einfachen Mitteln selber einscannen und druckbare Ergebnisse in Form einer STL Datei erzeugen und wenn ja, wie?

Die Antwort lautet wie immer Ja und Nein.

Kleine Objekte mittels Photogrammetrie in Modelle abzubilden geht mit dem Handy und einer entsprechenden App recht zuverlässig.

Einen Menschen Live abzubilden, dass können wir schon lange, aber diesen live in einer Punktewolke abzubilden erfordert nicht nur einen schnellen Sensor, sondern auch ein wenig mehr Nacharbeit. Die Suche beginnt bei einem passenden Sensor, der in der Lage ist, Personen und Objekte im Bild zu erfassen.

Kurz, die Kinect von M$.

Dieser Sensor wurde weit verbreitet für die xbox360 und der bessere spätere Nachfolger auch für die xbox one millionenfach verkauft. Die Konsole ist bestimmt toll, aber dieser Sensor trifft ziemlich genau alle Erwartungen, die man zum 3dScannen so mitbringt. Daher habe ich mir vorerst die Kinect v1 besorgt (DANKE für die Leihgabe!) und sie an meinen PC mittels Adapterkabel angeschlossen. Für den Betrieb der V1 Kinect unter Windows benötigt man des Kinect SDK in der Version 1.8, welches man bei Microsoft herunterladen kann. Dazu holen wir uns gleich eine (vorerst) kostenlose Version von Skanect um die Funtionen der Cam zu testen. Später sollte man auf ohnehin kostenlose Windows Bordmittel oder K-Scan zurückgreifen. An dieser Stlle ist es notwendig zu erwähnen, dass das SDK 1.8 für die Kinect nicht so viele Bordmittel miliefert, und daher die windows App 3d-Scan sowie der 3d Builder erst in der SDK 2.0 zur Verfügung stehen, welche aber nur mit der Kinect v2 (die für die XBox one) redet. Es gibt hier viele Wege, aber immer wird erst der passende Treiber für die Kamera benötigt. Bei der Kinect V2 ist das einfacher. Denn hier benötigen wir für den Betrieb auch den aktuellen Stamm der vom Hersteller zur Verfügung gestellten SDK in der version 2.x. Dieser bringt dann auch gleich die Möglichkeiten mit, die Kamera unter Win10 anzusprechen. Hier lies sich M$ nicht lumpen, und hat Win10 mMn üppig ausgestattet. Wie üblich muss man sich aber bei Bedarf diese Tools im Appstore herunterladen. Anschließend sind brauchbare Scans über die win10 App 3d Scan möglich. Auch das Betrachten von STL Dateien in der explorer Vorschau wurde eingebaut. Das ist praktisch.

Um mich als Person komplett einscannen zu können habe ich mich für den Weg entschieden, einen Drehteller zu bauen, auf dem ich eine Person drehen kann, ohne dass diese dabei umfällt oder sich weh tut.

Die reise Beginnt bei einem 60 cm kreisrunden Ausschnitt aus einer Holzplatte. Denn wie immer will ich ja auch was lernen. Gelernt habe ich, dass man eine Stichsäge nehmen kann, so man sich einen Zirkel für diese Säge baut. Habe ich gemacht und dann meine acht Euro teure Holzplatte in einen (fast) Kreis zersägt. Das geht mit einem Zirkel und jeder Menge Geduld auch gut. Ich habe meiner alten Stichsäge sehr viel zugemutet und sie hat dabei 4 Sägeblätter zerrissen, aber die Ecken sind ab.

Nun habe ich mir mit TinkerCad zwei Aufnahmen für ein KfZRadlager hergestellt und diese gedruckt. Das Ganze ist bombenfest und läuft sehr rund. Tadaaa, zack feddich: Drehtisch.

Nur leider hat dieser noch keine ausreichende Stabilisierung. Hierfür habe ich mir nun aus einem alten Schreibtischstuhl die Räder geklaut und entsprechend dem Umfang meiner Drehplatte Löcher hinein gebohrt, welche die Rollen aufnehmen. nun läuft der tisch auch unter nich zentrischer Last (wir steigen auf) rund. So rund, das jeder, der versucht hinaufzusteigen instant wegrollt. Eine Bremse muss her, und ein Motor, der die Platte dreht. Hierzu habe ich einen alten Laserdrucker ausgeschlachtet und den Papiervorschubmotor inkl Getriebe ausgebaut. Dass Teil lässt sich prima mit einem Arduino über einen Servotreiber ansprechen. Nun muss noch der Motor über das vohandene Getrieberad an den Rand unseres Drehtisches versetzt werden und rings um den drehteller ein GT20 riemen aus alten 3d Druckern angeklebt werden. So haben wir je nach sägekunst ein gutes und vor allem ausreichend präzieses Zahnrad als Gegenstück zu dem Getrieberad vom Laserdruckermotor 🙂

  • smart
  • smart

Tolle Idee, nur leider habe ich bis zu diesem Punkt noch nicht die Massenträgheit einer Person berücksichtigt. Der eingesetzte Motor mit dem Getriebe kann den Lauf der Platte im Kugellager nicht halten, wenn eine Person hinaufsteigt. Der nächste und hoffentlich letzte Wurf wird eine ausgeschlachtete Seilwinde und ein Fahrradschlauch.

Die Scans mit der Kinect gehen super, die Ergebnisse der Kinect V2 lassen sich schneller erstellen und sind hochauflösender. Daher warte ich Weihnachten ab, denn ich bin noch nicht im Besitz einer Kinect V2.

Nachtrag. Danke an den Weihnachtsmann, welcher mich reich unterstüzt hat. Quasi mein erster Patreon 🙂

Habe ich erstmal die Möglichkeit mich ganz im Schein der Kinect zu drehen, ohne mich dabei zu bewegen, ist ein Bodyscan in 60Sek gemacht.

Moderne Fitnesstudios in Fernwest bieten Mitgliedern bereits seit 2017 erste Verfahren zur regelmäßigen Körperfettanalyse an. Das mit der Kinect erstellte Körpermodell (so es eingescannt wird, wie es einst geschaffen wurde) lässt über bestimmte Berechnungen ziemlich tief blicken.

Knochenbau, Herzschlag, Hautzustand, exakte Körpermaße, Biometrische Maße … Aber ich interessiere mich erstmal nur für die äußeren Werte um tolle Weihnachtsgeschenke herstellen zu können.

Minime existiert nun und macht die Welt unsicher 🙂

Ich möchte an dieser Stelle noch zum Nachmachen aufrufen und meine Erkenntnisse zu dem Thema manifestieren.

Zur Wahl der richtigen Kamera kann ich nur sagen: Es kommt darauf an…

Kinect1: sehr gute Treiber und Anwendungssoftware unter win7,8,10

Kinect2: natives 3d Scannen ab win8 unter Windows, schmalere Softwareunterstützung – bessere Auflösung. Zum Beispiel Anwendungen wie SKANECT oder reconstructme werden nur für die Kinect 1 angeboten. Sie erleicvhtern den Einstieg enorm, auch wenn die Möglichkeiten zur Nachbearbeitung sehr schmal ausfallen.
Dagegen können nach einiger Übung in k-Scan brauchbare Ergebnisse erzielt werden. Ich nutze für scans mit der KinectV2 K-Scan. Das ist etwas umständlicher im Verfahrena n sich, aber bietet detailliertere Möglichkeiten zur Nachbearbeitung der Scanergebnisse. Die Alignment funktion von K-Scan hat mir ganz gut gefallen, auch wenn diese für Druckbare Ergebnisse es gern sieht, wenn jede Einzelaufnahme nochmal angefasst wird. Ich musste mich hierzu quasi nötigen, denn zumindest die nötigsten Kenntnisse im Umgang mit dem Pointclouds mussten irgendwie her…

Man kann grundsätzlich zum erstellen eines 3D Objektes als Technik die Photogrammetrie anführen.

In diesem Verfahren werden zwei oder mehr Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln von einem Objekt gemacht um im Anschluss daran die 3dimensionalen Maße zu errechnen. Sehr schlechte ergebnisse erzielt man hier mit sich bewegenden Objekten.

In meinem Versuchsaufbau habe ich mir eine Drehplatte gebaut, die sehr ruhig und langsam läuft und einen Menschen zuverlässig auf der Stelle dreht, ohne dass dieser sich bewegen muss oder dabei zu Schaden kommt. Das hilft bei der Erfassung lebender Objekte sehr weiter. Der Operator muss nicht mit der Kamera um das Objekt herumlaufen, riskiert aber, dass das Objekt sich während des Scanvorganges bewegt. Da hilft nur es vorher auszustopfen. Das Licht ist bei Aufnahmen mit der Kinect nicht ganz so wichtig, da nur darauf zu achten ist, dass die Kamera Ihre IR Raster im Bild wiederfindet. Absolute Dunkelheit empfehle ich jedoch auch nicht, denn sich im Dunkeln auf einer selbstgefrickelten Drehplatte von einer Seilwinde im Kreis drehen zu lassen könnte gefährlich sein 🙂

Nun kann ich aber innerhalb von unter 60 Sek einen kompletten Bodyscan machen, mit für mich unerwarteten Ergebnissen. Nicht wundern, ich hatte grade keinen anderen Stuhl rumstehen, auf dem ich mich einscannen wollte…

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DER PLA Drucker von morgen.

Heute ist ein schöner Tag, denn ich habe endlich die Zeit gefunden, mich mal wieder mit meinem Multifilament/Color 3D Drucker zu beschäftigen, den ich selbst gebaut habe.

Das Original ist ein Bausatz von der Firma Geeetech, und heisst Delta Rostock 301.

Es handelt sich dabei um einen Deltadrucker nach den Entwicklungen an einer Rostocker Uni „Delta Rostock/ Kossel“. Josef Prusa hat einst auch einen Kossel Delta an seinem Institut vorgestellt, weswegen ich es für eine gute Idee hielt, mir den Bausatz von Geeetech zu ordern. Meine 3D Druck-Kenntnisse waren jedoch vor 3 Jahren so beschränkt, dass ich mir weder unter dem Begriff Delta, noch Multifilament in Verbindung mit 3D Druckern irgendetwas vorstellen konnte.

Der Rostock Kossel ist ein Deltadrucker, der gegenüber der CoreXY Aufhängung des Hotends eine Plattform hat, die auf allen Achsen beweglich ist, während ein CoreXY die Z-Achse durch Hoch und -runterfahren des beheizbaren Druckbettes bedient, bleibt das Model beim Delta dort, wo es ist und wird gar nicht mehr bewegt (auch nicht rauf und runter).

Weil das Model nicht mehr bewegt wird, haben wir am Ende bessere Druckergebnisse zu erwarten, wenn nicht der Herstellter des Hotends mit den 3 Filamentzuführungen in das Hotend Murks gemacht hätte.

Das sogenannte Diamond Hotend heißt so weil es mit einer riesiegen diamantförmigen Messingspitze arbeitet, welches die Drei erforderlichen Filamentzuführungen aufnimmt, und dass im Winkel von ca 40 Grad. Das ist ein fataler Fehler, wie sich später noch herausstellt. Nicht nur dass der Delta keinen ordentlichen Modellüfter hat, nein, das Filament wird aufgrund der riiiesigen Spitze zu schnell heiss, und dass auch zu weit oben im Filamentkanal, was zuverlässig zu Verstopfungserscheinungen beim Drucken führt.

Was hab ich mich geärgert über den Drucker. Erst verschlingt er 28Std Bauzeit zum Zusammenbau, um mich dann mit Verstopfungen (die ich mir seinerzeit noch nicht einmal erklären konnte (#Fachkräftemangel)) zu beglücken.

Da hatte ich die Nase (lol) gestrichen voll, und habe erstmal ein paar saftige Hatemails an Geeetech formuliert. Wie kann ein Hersteller an die Verarbeitung von 3 Filamenten denken, wenn er es noch nichtmal gebacken bekommt, dass Hitzeproblem zu bekämpfen. Jetzt, drei Jahre nachdem ich mir diesen Drucker gekauft habe, hat sich Geeetech zu dem Thema zu Wort gemeldet, mit einem neuen Hotend, dass nicht mehr in 45 Grad Winkel zuführt, sondern senkrecht. Auch die Spitze ist seeehr viel Kleiner. Weniger Masse, weniger Energie. Guer Plan!

Nur leider haben die Deppen wiedermal den Modellkühler vergessen. Nach einigem Gefickel war das Hotend drin, und lässt nur wenig Grund zur Beschwerde übrig. Diese Nase verarbeitet hauptsächlich PLA, weil der Kunststoff sehr günstig, ungiftig und im Zweifelsfall sogar essbar ist, da er aus Maisstärke hergestellt wird. PLA ist im heißen Zustand flüssiger als zb ABS und daher ist ein Modellkühler beim Druck von detailreichen Modellen unerlässlich… Nun hat der Hersteller das Problem mit dem 301 Hotend gelöst, was mich unendlich glücklich stimmt, und dabei aber das Problem mit dem Modellkühler offen gelassen. Danke dafür…. Mein 3Farbdruck funktioniert, aber meine Details haben alle Falten 🙂

Dies habe ich zum Anlass genoommen, einen eigenen Kühler zu entwickeln, der unter dem Kopf befestigt wird und und durch einen flachen Ringe Luft direkt auf das entstehende Modell pustet.

to be continued…

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fahr Rad 2.0

Fahr Rad 1.0 funktioniert super, ist und bleibt aber ein Prototyp mit den Macken eines 13 Jahre alten Mountainbikes.

Da es aber funktioniert, und auch unsere Erwartungen übertrifft, habe ich zwei neue Fahrräder bei KS Cycling bestellt. Eines für Damen (26″) und das andere für den Herren in 28″.

Das Herrenrad soll ja den Kinderanhänger ziehen, und ist daher ab Werk mit Scheibenbremsen ausgestattet, und verfügt auch über eine Federgabel.

Wir haben es mal wieder übertrieben und so billig wie möglich mit den technischen Vorgaben von mir eingekauft. Erstaunlicherweise sind wir wieder bei KS Cycling gelandet, der Rohlingmanufaktur unsere Vertrauens, die auch schon das FAHR RAD 1.0 hergestellt haben.

Pro Rohling 200 Euro und nen Satz arbeit.

Nix stimmt von den Einstellungen, ausgerüstete Gimmicks wie LED Beleuchtung am Damenrad, sowie der Dynamo selbst waren messbar defekt. Es hat mich 30 Minuten Arbeit gekostet, mit dem Multimeter im Fahrbetrieb (am Ständer) den Nachweis zu erbringen.

Hey Schina, wenn ihr uns schon in Plastik vergossenen Müll an die Räder schraubt, dann packt wenigstens noch ein Batteriefach dazu.

Die LED Lampen Gehen zum Glück, aber der Dynamo ist hin. Macht in diesem Fall nichts, denn wir schwenken eh auf Batteriebetrieb um. Weils geht am Damenrad mit fest verbauten Leuchten, die an einer Stelle (dort wo einst der Dynamo prankte) ein Batteriefach erhalten – für wiederaufladbare Batterien versteht sich.

Zu den neuen Rädern sei gesagt, das ich KS Cycling schon lange kenne und wusste, worauf ich mich da einlasse. Ich betrachte alles an den Rädern, was nicht unmittelbar zum Fahren, oder zum Bremsen benötigt wird als Ballast oder Deko. Licht sei hier mal ausgeklammert.

Wenn der Hersteller nun für 200 Euro technisch gute Räder baut, sie aber mit schlechtem Lametta (hier Dynamo) schmückt, ist der Fokus mMn im richtigen Bereich.

Wer die Arbeit an den Rädern nicht scheut, der kann es mal mit einer Bestellung probieren. Alles musste neu eingestellt werden. Nun, nach dem Zusammenbau der neuen Räder muss ich im Fazit aber sagen: WOW.

Die Federung in der Frontgabel macht die Fahrt butterweich, die Bremsen sind super und auch die allgemeine Rahmenstabilität macht einen guten Eindruck, an beiden Rädern.

Ich bin mir zu 100% sicher, dass zwischen dem kleinsten Ebike aus dem Baumarkt und diesem Umbauverfahren preislich noch jede Menge Spielraum ist. Mein allgemeiner Aufruf an die Hersteller von Ebikes ist daher: Bietet uns die Dinger bitte fertig zu einem vertretbaren Preis an!

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Die Zahl des Tages: 19.4 !

Am Tage X im Leben eines stolzen 3Ddruckerbesitzers kommen die Probleme. Irgendwie wollte im Drucker das Filament nicht mehr so austreten, wie ich es einst vorhersah. Beim Drucken mit PETG ist mit eine Leckage am Hotend aufgefallen. Das Problem äußerte sich darin, dass das Filament nicht mit dem gewohnten Druck aus der Düse gepresst wurde, sondern im Fluss langsamer erschien. Außerdem war zu sehen , dass das extrem flüssige PETG auch oberhalb des Heizblockes austrat. Was war passiert? Um dies zu verstehen musste ich mir vorerst einmal den Aufbau des Hotends etwas genauer anschauen. An der stelle, wo der Bowdenbogen des Filamentantriebs am Hotend ansetztsitzt im Filamentkanal ein klenies Stück Teflonschlauch, welcher sich dirch den Kanal bis hin zur Nase im Gewinde des Heizblockes erstreckt. Dieses kleine Röhrchen sorg dafür, dass sich das Filament bauf dem Weg in die Düse nicht verformen kann und dichtet zugleich den Hals (Throat) des Hotends ab. Dieses Röhrchen ist bei vielen Hotends gleich lang, weil viele Hersteller mittlerweile die gleichen oder ähnliche Bauteile in Ihren Hotends zum Einsatz bringen. 19.4mm (!) +-0.1mm.
Ich habe noch nie so viel liebe in ein Teflonröhrchen gesteckt.
Ausbau:
Vorerst erhotzen wir das Hotend auf Drucktemp. Dann wird die Düse abgeschraubt. Danch abschalten und noch im heissen Zustand die Heizpatrone dem Heizblock entnehmen. Hierbei besonders vorsichtig mit dem Temperatursensor sein, dieser ist in einem Glasrohr verpackt, welches schell zerbricht.
Sind Heizpatrone und Sensor raus, so kann der Heizblock (kabellos) im noch heißen zustand ebenfalls abgeschraubt werden. Dies ist eine prima Gelegenheit um alle Teile gründlich zu reinigen. Ich bin glücklicherweise im Besitz eines Extruderpins (einer genau in den Extruderkanal passenden Stahlnadel) mit der ich das Teflonröhrchen nun (ebenfalls im heißen Zustand) nun nach oben aus dem Druckkanal herausdrücken konnte, ohne den ganzen Kopf ausbauen zu müssen. Ich empfehle an dieser Stelle, das als Beginner auf jeden Fall zu tun, denn man verbrennt sich echt schnell die Pfoten.Das Röhrchen war in meinem Fall verkokelt und verformt so dass das Filament nur extrem schwer hindorch ging. Da hab ich mir doch glatt ein neues zugeschnitten (Teflonschlauch in passendem Format hat man ja da… 🙂 . Hierbei darauf achten, dass 19.4 ernst gemeint sind, sehr ernst! Und auch ist wichtig, das Röhrchen, auch wenn es klein ist, zu lieben. exakt 90 grad abschneiden, mit einer sehr scharfen Klinge, und nicht quetschen, dass bringt Unglück. Das Röhrchen innen und aussen entgraten und mit einem scharfen Bohrer an der oberen Seite ein klein wenig weiten, damit das Filament leichter Eingang findet. Das alte Röhrchen ist raus, dass neue wird nun mit einer Pincette von oben in den Kanal (Hals, throat) eingefürt. Ist es von der Länge her richtig, so bildet das röhrchen an beiden Enden des Halses einen sauberen Abschluss bzw. steht beidseitig einen klitzekleinen (+-,1mm) über, so dass die Düse, wenn sie wieder in den Block geschraubt wird das Röhrchen verpresst. In diesem Zustand sollte der Kanal nun sauber, dicht und durchgängig glat sein. Jetzt verformt sich das zugeführte Filament im Kanal nicht mehr und kann auch im kalten Zustand wieder sauber nach oben aus dem Kanal gezogen werden (cold Pull, ein anderes Thema).

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FAHR RAD

RADFAHREN IST GESUND

Wer in der heutigen Zeit überlegt, wie die täglichen Arbeitswege zu bestreiten sind, der landet schnell bei der einfachen Entscheidung das Auto zu nehmen. (#1stworldproblems)

Doch in Zeiten des immer stärker wachsenden Verkehrsaufkommens war für mich die Entscheidung nicht ganz so einfach.

Jeden Morgen bringe ich unseren Sohn zur Kita, und hole ihn nach der Arbeit auch wieder ab. Die Stadt ist morgens zur Pendlerzeit knüppelvoll und daher entsprechend gefährlich, weil alle „nur mal schnell“ zur Arbeit wollen.

Rücksicht? Vorausschauendes Fahren? Fehlanzeige.

Nur mal eben schnell bei kirschgrün mit rüberhuschen…

Jeder Verkehrsteilnehmer scheint im Ernstfall die allgemeinen Verkehrsregeln zu seinen Gunsten verbiegen zu können; und gefährdet damit nicht nur sich, sondern auch andere.

Diese Schieflage will ich nun nutzen, um mit einem Ebike Selbstbau zu beginnen und das Auto künftig mehr stehen zu lassen.

Also fangen wir einfach an:

Man nehme ein 13 Jahre altes MTB (Hersteller KS-Cycling) ohne irgendwelchen Schnickschnack dran und bestellt sich erst mal den richtigen Umbaumotor.

Was ist der richtige Motor?
Aufgrund der Beschaffenheit vieler (vor allem günstiger) Fahrradrahmen möchte ich an dieser Stelle Abstand davon nehmen, den Umbau auf einen Frontantrieb im Vorderrad zu vollziehen. Viele Gabeln (auch an MTBs) sind nicht für ziehende Belastungen konzipiert und knicken weg, oder reißen gleich an der Aufhängung, wenn der Fahrer zu ruppig Gas gibt.

Auch gibt es Experten, die meinen, eine Radaufhängung am Fahrrad mit einer Feile größer machen zu können, um eine etwas dickere Radnabe darin unterbringen zu können. Als Konsequenz dieser Pionierarbeiten können wir im Netz zahlreiche Bilder von Ebikeunfällen mit ausgerissener und/oder umgeknickter Gabel bewundern.

Wir wollen unter allen Umständen vermeiden, dass der Frontantrieb eher am Ziel ist, als der Fahrer mit dem Rest des Fahrrades.

Ein Mittelmotor ist eine sehr gute Wahl. Jedoch die hierfür erforderlichen Umbauten am Fahrradrahmen waren mir zu komplex – und auch der Motor meines Herzens (Bafang/Bosch) zu teuer. Weiterhin ist mir ein Mittelmotor zu hässlich. Es entartet ein Fahrrad in mein Augen schnell zu einem augenscheinlichen Kraftrad… Es soll bitteschön ein Fahrrad bleiben, optisch und juristisch betrachtet.

Nun, da wir wissen, dass es Hinterradmotor sein soll, können wir auch schon fast mit der Suche beginnen. Momentchen noch, denn wie schaut es überhaupt mit der Rechtslage in Deutschland dazu aus?

Ohne Helm und Versicherungskennzeichen liegt die Schallgrenze in Deutschland bei 250W. Alles darüber wird als Leichtmofa bezeichnet und benötigt zumindest eine Versicherung (daher Kennzeichen). Fahren ohne Versicherungsschutz ist ein Straftatbestand, und kann daher mit Ärger einhergehen.

Ohne Gasgriff, aber mit Pedalsensor hat der 250W Motor die Aufgabe den Fahrer ausschließlich beim Treten zu unterstützen. Tretkraftunterstützung heißt das hierzulande. Weiterhin muss der Motor bei 25kmH abschalten. Ein Helm ist in dieser Konstellation nicht gesetzlich vorgeschrieben, aber Chirurgen aller Länder sind sich jetzt schon einig: Esst mehr Käsetoast! Natürlich trägt man beim Radfahren mit und auch ohne Tretkraftunterstützung immer einen Helm, das gebietet die Physik und die eigene Vernunft! Wer hier anderer Meinung ist, kann gerne die Kontaktfunktion nutzen, um mir mal so richtig die Meinung zu sagen.

Mein altes Fahrrad:

KS Cycling 28″ Citycrossbike (kein MTB, aber so ähnlich)

24 Gänge via Shimano Kettenschaltung

V-Brake Bremsen von Shimano, vorn wie hinten

Sattel und Anhängerkupplung.

Der Ausgangszustand des Vehikels war als desolat zu bezeichnen.

Der Hinterradfelge fehlten bereits drei Speichen, das Tretlager war kaputt und auch der Lack ist alles andere als ansprechend.

Sas Tolle an diesem Projekt war:
Ich hatte mal wieder keine Ahnung wie das geht.

Also fangen wir an:

Wenn man ein Fahrrad restaurieren möchte beginnt man am besten damit, es zu reinigen. Die ergonomische Möglichkeit, dies zu bewerkstelligen ist, dass Fahrrad im ganzen auf angenehmer Höhe aufzuhängen. Hierfür gibt es im Handel bestimmte Werkzeuge/Ständer, ein Stück Holz und ein gutes Seil tun es auch. Schraubzwingen sind ebenfalls nützlich um das Fahrrad zu fixieren, während es bearbeitet wird.

Nach dem Saubermachen kommt die Demontage. Wir zerlegen das Fahrrad wie ein Gewehr und lassen keine Schraube mehr da, wohin sie gehört. Damit es am Ende nicht zu erheblichen Schwierigkeiten beim Wiederzusammenbau kommt, empfehle ich schon jetzt eine Zeichnung auf einer großen weißen Seite anzufertigen und alle schrauben darauf zu kleben (mit transparentem Klebefilm, teaser oder so). So gehen keine Schrauben verloren und man weiß nach ein paar Tagen noch genau, wo jede einzelne Schraube mal ihren Platz hatte.

Das Tretlager kommt auch raus… Zum Thema wie geht das, kann man sich zuvor ein paar Videos auf Youtube reindrücken, das klappt schon… Pustekuchen.

Das Tretlager bei einem so alten Fahrrad zu entfernen und durch ein neues zu ersetzen, kann in einigen Fällen (und natürlich auch meinem) zu erheblichen Umständen führen. Meist sind die Dinger nämlich extrem festgerottet und lassen sich nur mit erheblich zu hohem Kraftaufwand unter Zuhilfenahme der entsprechenden Werkzeuge überhaupt bewegen. Dabei leidet Mensch und Material meist so sehr, dass einer von beiden aufgibt, bevor das Lager raus ist.

Zerstören wir in diesem Zuge das Tretlagerinnengewinde, kann die Baustelle gleich zu gemacht werden, denn damit wäre der Rahmen hin. Gewalt ist hier keine Lösung, viel Kraft aber manchmal schon. Also beim Ausdrehen des Tretlagers immer mit dem richtigen Werkzeug arbeiten, und nicht die Pumpenzange nehmen. (…und ich hab’s trotzdem getan, #MST3Ktm )

Danach kommt der erste Schliff. Ich entschied mich vorab gegen Beize wegen der Sauerei und auch, weil ich Steinschläge im Rahmen weniger sichtbar haben will. Beim Schleifen ist immer zu beachten: weniger ist mehr. Gerade die guten Alu Rahmen können nicht so wirklich gut grobe Körnungen (alles unter 100) ab. Daher empfehle ich mit 100er oder gleich mit 160er Schleifpapier zu beginnen. Bei mir hat dieser Prozess 3 Tage gedauert und ich habe jede Kante und Ecke meines Rahmens dabei lieben gelernt. OK, ein wenig mit Beize habe ich doch nachgeholfen…. aber nur in den schwer zu erreichenden Ecken.

Nach dem Schleifen war der Rahmen blank. Mit Aceton wurde er nun Rückstandsfrei gereinigt. Kurz hatte ich überlegt, nun einfach Klarlack darüber zu sprühen und gut ist. Ich finde Alulook hübsch, aber es sollte biddeschön anthrazitfarben werden das Ganze. Nicht genug: Zuerst kommt eine Schicht Grundierung, dann das besagte Grau und zuletzt ein spezieller Krakellierlack. Die Oberfläche wird damit über-lackiert und reißt partiell wieder auf. Sieht aus, als wäre es alt und verbraucht… ist aber neu 🙂

Zum Thema wie viele Schichten sollte man denn lackieren kann ich nur sagen, dass ich kein Lackierer bin und der keine Ahnung habe.

Ich habe eine Grundierung, dann den Lack und zwei Schichten Klarlack aufgetragen. Nachdem der Lack nun einige Tage festziehen konnte muss ich sagen, grade die Grundierung hätte deutlich großzügiger ausfallen müssen… und auch die Farbe hätte gut noch eine Schicht mehr haben können. Aber was solls, besser als zuvor sieht es allemal aus.

Nun zum Zusammenbau

Das Hinterrad mit dem Motor ist schnell ausgemacht. Es ist komplett eingespeicht und der ESC (ElectronicSpeedController) ist auch schon dabei. 2 Bremsen mit CutOff und auch ein Gashebel sowie der Pedaliersensor sind ebenfalls im Lieferumfang enthalten.

Wer keinen Anspruch an Materialqualität und/oder Ästhetik hat, der kann/sollte diese Teile verwenden.

Besonders die Bremsen mit CutOff haben mich noch zum Narren gehalten.

Warum. Naja, meistens sind heutige (auch ältere) Fahrräder mit Kettenschaltungen bedienbar über Schalthebel, die in den Bremshebel integriert sind. Zumindest Shimano macht das seit einiger Zeit so.

Nun hat meine neue Schinabremse zwar einen CutOff, aber keinen Schalthebel… Es gibt keine Bremsschalthebel mit CutOff im Fahrradsektor.

Also gilt auch hier wieder DIY.

Ich habe mir zu diesem Zweck einfach einfache Schalthebel besorgt, und diese semigut mit meinem Lenker verheiratet.

Sieht nicht gut aus, funktioniert aber.

Als ich das Bremshebelproblem gelöst hatte, viel das nächste auf die Füße. Die hintere Bremse (V-Brake) sollte ersetzt werden durch eine kräftigere Scheibenbremse. Kleines Problem: Der Rahmen hat keine Vorrichtung zum Anbringen eines Scheibenbremssattels. Somit musste erst mal dafür gesorgt werden, dass der neue Bremssattel mit dem Rahmen verheiratet wird.

Damit hier nicht allzu viel Pfusch am Bau passiert, habe ich mir einen Adapter besorgt, der genau für diesen Zweck gemacht ist, ein altes Fahrrad mit einer Scheibenbremse aufzurüsten.

Das, meine lieben Freunde, ist MEGAfrickelkram. Das mich zwei Tage gekostet, bis die Bremse am Rad funktioniert hat.

Jetzt aber zum eigentlichen Problem, Strom.

Woraus baut man einen Akku für ein Ebike, und womit?

Woraus? Na, aus LiIon 18650 Zellen – alles klar?

Das war die kurze Antwort.

Auf der Suche nach einem Speichermaterial, dass möglichst viel Energie auf möglichst wenig Platz unterbringen kann (Energiedichte) landet der findige MacGyver von heute schnell bei der Elementarphysik. Ich will jetzt nicht zu viel erzählen, aber die Energiedichte von Treibstoffen/Batterien wurde bereits mehrfach untersucht…

Energiedichte – Wikipedia

Bessere Eigenschaften würde eine Celle mit einer Alkali-Mangan Füllung erzielen. Diese wäre schwerer, seltener, giftiger und teurer, als eine LiIon Celle. Auch eine Zink-Luft Mischung weist eine höhere Energiedichte auf…. Try and Error. → BUMM

LiIon Cellen im genormten 18650 Maß…

50 Stk von Samsung kosten neu knappe 105 Euro. Neu kaufen wir deswegen, weil keiner genau sagen kann, was mit einer gebrauchten Batterie schon alles passiert ist. Schließlich habe ich nicht vor eine Hantel zu bauen, sonern eine Hochstrom energiespeicherzelle, die über 16Ah Energie mitführt, und das bei rd. 40V – das knallt ordentlich.

Somit war mir sofort klar, dass in diesem Abschnitt meines Selbstbaus, sich die Spreu vom Weizen trennt. Ein Kurzschluss, und/oder ein zu hoher Stromfluss kann schnell dafür sorgen, dass der Fahrer unpünktlich wird. Es ist nicht zu empfehlen mit LiIon-Hochstomzellen Fehler beim bauen einzubauen.

Nicht löten (zu heiß),

nicht kleben (keine Luftzirkulation und zu heiß) ,

sondern Punktschweißen !

Bis zum Zeitpunkt dieser Erkenntnis war ich noch nicht im Besitz einer Maschine, die ich zum Punktschweißen verwenden konnte/wollte.

Exkurs, Punktschweißen:
Um Akkuzellen für den Rest Ihres Lebens miteinander zu verheiraten verwendet man heute ein spezielles Punktschweissverfahren, welches microcontrollergesteuert einen konfigurierbaren Punktschweißimpuls zwischen zwei Elektrodenstäben erzeugt.

Im Grunde genommen handelt es sich hier um einen gewaltigen AC Trafo (steckt in jeder handelsüblichen Mikrowelle) , der wenn man ihn an die Steckdose anschließt, so viel Strom auf einmal zieht, dass die Sicherung einen Schreck bekommt… aber keine Sorge, it works as designed. Ist die Sicherung einmal wieder drin und der Trafo nicht ganz entladen, so bleibt sie auch im fortlaufenden Betrieb dieser Höllenmaschine in der Regel drin. Es gibt ein Fußpedal und jede Elektrode selbst hat auch einen Schalter. Erst wenn beide Schalter beider Elektroden gedrückt sind, kann man den Puls über das Fußpedal auslösen. Dann knallt es gewaltig (gewollt) und die Metalle an den Elektroden sind verheiratet.

→ EINSPRUCH Euer Ehren: Wenn es knallt, machst Du es falsch. Stell den Schweissimpuls so ein, das ein minimaler Funke beim Schweißen entsteht. Man erschrickt sich als Laie nur so sehr, dass es ein wenig gruselig wird, aber im Grunde genommen nur, weil es so schnell geht. Ranhalten, Pedal treten und zack – das macht Spaß. Ich empfehle einen zusätzlichen FI Schaltkreis und auch Gummihandschuhe zu tragen.

Die Firma Sunko (Schina) stellt diese Geräte her. Das darin verbaute Ladegerät ist nett, aber für unsere Zwecke nicht zu gebrauchen.

Die Form:
Eine weitere Frage, die es zu klären galt war, welche Form soll das Akkupack nachher haben. Nach vielem hin und her war das Trapez für mich am ansprechendsten. Ich designte in TinkerCAD eine Trapezförmige Lochplatte, die genau die Größe der Zellen hatte, so dass diese dort hineingesteckt werden konnten. Eine Platte für oben, und eine für unten.

Nun waren die Zellen bombenfest miteinander verheiratet. Ohne Kleber, und mit Möglichkeiten der Luftzirkulation zwischen jeder einzelnen Stelle… keine der 50 Zellen berührt eine andere. Kein Kleber, kein Löten, so wollen wir das! Nun brauchte ich noch Nickelstreifen in ausreichender Stärke, dass Sie dem zu erwartenden Stromfluss des Batteriepacks bei laufendem Motor unter Last standhalten können, ohne heiß zu werden. Reines Nickel zu bekommen ist gar nicht so leicht, denn hier wird man gern mit vernickelten Artikeln bombardiert, die aber alle nicht so leitfähig sind. Die Nickelstreifen werden dann oben und unten auf dem Akku genutzt um die leitende Verbindung zwischen den einzelnen Zellen herzustellen. Genau: im Punktschweißverfahren. Die Stecker kommen aus meinen anderen Modellbaubaustellen (xt60) und der Schalter kommt aus einem alten Lötkolben. Des weiteren habe ich dem Pack noch ein Wattmeter spendiert, so dass man nach dem Einschalten bequem auf einem Display sehen kann, wie viel Saft noch drin ist. Außerdem ist hier auch gleich ein Amperemeter mit verbaut. Zudem kommt vor den Anschlussstrang eine 12V KFZ Sicherung, um den maximalen Stromfluss zu deckeln. Sollte Etwas ungeplantes passieren brennt (je nach Sicherung) vorher einfach die Sicherung durch. Hinterher zur Deko noch ein bisschen Panzertape dran, damit das Teil nicht gleich aussieht wie eine Bombe, und zack fertig.

Eine eigens zu diesem Zweck von mir erdachte Halterung zum stecken am Rahmen habe ich aus PETG gedruckt, und bin auch nach mehreren hundert Kilometern Fahrstrecke immer noch davon überzeugt, dass das eine gute Idee gewesen ist.

Zuletzt hat mich noch ein wenig das neue Tretlager beschäftigt, welches nicht so recht mit dem Pedalsensor passen wollte, welcher darübergestülpt und festgeschraubt wird. Nun ist alles dran, und alles eingestellt. Alle Gänge sind schaltbar und auch die Bremstests mit Kind und Kegel wurden bei Maximalgeschwindigkeit von 25 Km/H erfolgreich absolviert.

Mit einer Ladung komme ich ca. 60Km weit, wenn ich nur so tue als ob ich trete, mich in Wirklichkeit aber schieben lasse. Ein tolles Gefühl. Nach ca. 3 Monaten Bauzeit, war endlich alles fertig. Insgesamt habe ich 486€ (inkl Akku) bezahlt und habe ein Fahrrad, welches nicht nur Seltenheitswert hat, sondern auch richtig gut läuft.

Nun geht’s auf die Straße damit… huiiiiiiiiiii 😉

Weiter geht’s mit „fahr Rad 2.0“.