Selbstbau von Maststufen

[Holger]

Situation
Die im Markt vorhandenen Maststufen entsprachen nicht meinen Wertvorstellungen
- PreisLeistungsverhältnis miserabel
- Materialmix Edelstahl
- schlechte Ergonomie
- Klappstufen waren außer Frage, weil sie im Extremfall entweder klemmen, keinen seitlichen Schutz gegen Abrutschen bilden und wegen scharfer Kanten Verletzungsgefahr haben.


Aufgabe
Herstellen von 30 Maststufen

Vorgaben
Es ging weniger darum, durch den Selbstbau Geld zu sparen, sondern für das investierte Kapital das bestmögliche Ergebnis zu bekommen.
An die Maststufen werden folgende Vorgaben gestellt:
- hohe Funktionalität
- Sicherheit
- Einfache Herstellung
- Harmonischer Gesamteindruck


Realisierung

Die Überlegungen führten zu einer Maststufe aus 12mm starkem Aluminium Rundstab mit angeschweißten Befestigungslappen und 3punktbefestigung am Mast.
Aluminium wurde verwendet weil dann Korrosionsprobleme nur im Nietbereich stattfinden bzw. bei Verwendung von Alunieten ganz vermieden wird. Bei Verwendung von Edelstahl und gleichen Profildicken würde eine Maststufe ca 600 gr. Wiegen, bei geringerer Profildicke von ca 5mm ist die Griffbelastung der Hand schon unangenehm bis schmerzhaft.
Die Abmessungen sind an das an Bord verwendete Schuhzeug der größten Person so angepasst, dass ein satter Sitz ohne viel Seitenspiel erreicht wird. Die Trittfläche ist haarnadelförmig gebogen, der Biegeradius beträgt 30mm, wodurch die Trittfläche aus zwei im Abstand von 60mm befindlichen Stäben gebildet wird. Durch den Abstand der beiden Stäbe ist es möglich, sie auch beim Auf- und Abstieg als Handgriff zu benützen.
Der Abgleitschutz, welcher gleichzeitig auch als statisch nötiger oberer Befestigungspunkt dient ist bewusst nicht schräg, sondern rechtwinklig parallel zur Trittfläche ausgeführt. Gründe hierfür sind der rutschsichere Grip bei der Benützung als Handgriff sowie die einfache Abwinkelung um 90grad.
An der gesamten Maststufe befinden sich keine scharfen Kanten. Das Einpicken des Lifebelt mittels Karabinerhaken ist problemlos.
Die Verwendung von Rundmaterial erlaubt eine abfallose Produktion, die kalt durchgeführten Biegevorgänge dauern bei hoher Maßgenauigkeit nur wenige Sekunden. Die Befestigungslappen bestehen aus 20x5mm Aluflachstab, welche im Laufenden Rastermaß mit 12mm und dem Nietlochdurchmesser gebohrt und dann abgelängt werden.
Der Zusammenbau der Maststufe erfolgt an einem Abschnitt des realen Mastprofils, wodurch dessen Profilkontur berücksichtigt wird. Die Befestigungslappen werden auf das Mastprofil geschraubt, die gebogenen Rundstäbe eingesetzt und im WIG-Verfahren verschweißt. Danach wird die Stufe abgeschraubt und auf der Rückseite verschweißt.
Mengenfertigung: Die ersten drei Exemplare werden einzeln gefertigt, die Restmenge abschnittsweise: Alles Biegen und Ablängen, Alle Befestigungslappen, Alle vorne Schweißen, alle hinten Schweißen. Auflageflächen verputzen.

Zeitaufwand pro Stufe ab dem 3. Exemplar:
Einlegen in Biegevorrichtung und Biegen Trittfläche und Abgleitschutz mit Ablängen je 20 Sekunden
Fertigung Befestigungslappen je Stück ca. 30 Sekunden
Montage und Ausrichten am Mastprofil ca. 2 Minuten
Schweißen vorne max. ca. 10 Minuten
Demontage und Schweißen hinten ca. 2 Minuten.
Verputzen Auflagefläche ca. 2 Minuten.
Materialaufwand: Komplettgewicht Stufe ca. 206g
Materialkosten für Alu und Schweißzusatz ca. 24 Euro für 30 Stück
Elektrizität (geschätzt) ca. 5 kWh
Schutzgas (geschätzt) ca. 1 kubikmeter entsprechend etwa 15 Euro

Biegevorrichtung:
Entsprechend der Abbildungen selbsterklärend. Als Rollen wurden Rundstahlabschnitte 60mm benützt, welche zentrisch gebohrt wurden. Das eindrehen der Nut ist für die Funktion nicht notwendig. Befestigung auf einer Metallgrundplatte mit Schrauben, Bolzen M14, 14mm. Biegehebel ist ein 2zölliges starkwandiges Wasserrohr, ca. 1m lang. Die Trennvorgänge erfolgten mit Winkelschleifer und 1mm-Trennscheiben.

[Holger]

hier die Bilder vom Fügeprozess

[Holger]

und hier das Resultat. Die Schweißnähte müssen beim WIG-Verfahren nicht nachbearbeitet werden, lediglich Schmauchspuren mit Schleifvlies 360 abwischen. Die Befestigungslaschen sind an der Unterseite etwas nachbearbeitet (verputzt).
Durch die Verwendung des Mastprofils als Schweißlehre ist die Stellung der Befestigungslaschen für alle 30 Stufen gleich passend.



holger

[northstar2]

Hallo Holger,

Hut ab. Das ist super gemacht und werde ich nachmachen.

Hermann

[TomM]

Moin,

der Rolf (finnix) hat sich seine Maststufen auch selbst gebogen, direkt aus Alu.

[zibl3]

hallo holger,

das ist ein wirklich guter lösungsansatz. alle anderen schimpfen nur immer über die schlechten konstruktionen und die zu hohen preise der handelsüblichen stufen.

[mue]

Hi,

saubere Arbeit! Hast du sie alle schon vollendet? Ansonsten könnte man noch überlegen, die unteren Befestigungslaschen um 180 Grad zu drehen. Dann würden sie nicht auf Zug, sondern auf Druck belastet werden.

[Götz]

moin Holger,

super gemacht.

Ich hätte Bedenken wegen der 90°-Ausführung des Abgleitschutzes.

.... Der Abgleitschutz, welcher gleichzeitig auch als statisch nötiger oberer Befestigungspunkt dient ist bewusst nicht schräg, sondern rechtwinklig parallel zur Trittfläche ausgeführt. Gründe hierfür sind der rutschsichere Grip bei der Benützung als Handgriff sowie die einfache Abwinkelung um 90grad.....

Wenn Du (oder eine unerfahrene Person, weil Du am Ruder bleiben mußt) mal schnell bei Dunkelheit und rauher See in den Mast muß, besteht die Gefahr, in der Eile oben auf den Abgleitschutz zu treten.
Man würde es sofort merken, wenn man auf was Schräges tritt. Hier ist die Gefahr der Verwechselung sehr groß.

Außerdem können da Tampen hängen bleiben.

Für die Statik wäre es auch besser in einem z.B. 45°-Winkel den Abgleitschutz nach oben zu führen (neben dem Schuh rechtwinklig und dann 45°).

Und festhalten kann man sich auch an dem Tritt.

So würde ich das machen (wenn ich könnte)


mfG Götz

[Holger]

hallo friends,
die maststufen sind inzwischen fertig und wurden zum rigger geschickt.
für alle, die es interessiert folgt hier die nachkalkulation:

Kalkulation für 30 Maststufen
(alle Werte gerundet)

Material und Verbrauchsstoffe

Alu Rundstangen 10mm 4,00 kg € 18,40
Alu Flachstangen 20x5mm 1,75 kg € 08,00
Logistikkosten € 06,50
Alu Schweißzusatz 2,5mm 0,15 kg € 00,90
Schweißstrom 2,00 kWh € 00,40
Schweißgas Argon 950,00 l € 11,00
Schleifmittel/Trennscheiben 1,00 Stck € 01,20

Summe Material € 46,40
MwSt € 08,80

Gesamtkosten € 55,20
Stückkosten Material € 01,85



Arbeitszeit

Vorrichtungsbau 60 Min
Material ablängen, 10 Min
Laschen bohren/trennen 30 Min
Rundstangen biegen 45 Min
Ausrichten, fixieren, schweißen 300 Min
Laschen schleifen, verputzen 150 Min

Summe Arbeitszeit 595 Min = 10 Stunden
Stundensatz (Ansatz) 30€/h = 300 €
Wert Arbeitszeit / Stück ^ 10€

Stückzeit 20 Minuten

Stückkosten 11,85 €



anbei noch ein paar ergänzende bilder

holger

[Holger]

die meiste arbeit machte das verputzen (schleifen) der befestigungslaschen. am schnellsten und saubersten ging es mit dem bandschleifer (band körnung 40). anschließend gings mit dem winkelschleifer und einer rotierenden bürste drüber. die schweißstellen wurden lediglich mit einem stückchen schleifvlies, körnung 280 abgerieben.

[Volker]

Super schön.

Ich habe auch selbst gemachte - allerdings entschieden einfacher.

Um die Rundung des Mastes auszugleichen, habe ich bei der Befestigung einfach Epoxi-Spachtel vor dem Nieten dahinter geschmiert und dann alles überstehende gleich weg gewischt.

Sieht sauber aus und die Stützen wackeln nicht, resp. biegen sich nicht nach vorne, wenn man - wie üblich - schräg nach unten/vorne tritt beim Hochsteigen.

Gruss

Volker

[Christo Cologne]

Mich würde mal interessieren:

diejenigen die Maststufen schon eine Weile haben - wie oft benutzt ihr sie?

[Paul Petersik]

Hallo Chris,
ich brauche Maststufen nicht sehr oft, aber doch regelmäßig. Ich nehme nach der Saison z.B. die Lazy Jacks ab und schere sie zu Beginn wieder neu ein. Beim Erneuern der UKW-Antenne, Auswechseln der Birnen von Topp- und Dampferlicht, Justieren des Gebers des Windrichtungsanzeigers war ich sehr froh, die Maststufen zu haben.

Bei kleiner Mannschaft und nicht ganz so kräftigem Partner helfen sie doch sehr, auch, wenn es andere Patentlösungen gibt.

Ich mache jetzt auch welche an den Besan, damit ich an den Windgenerator und die Radarantenne ran komme.


Servus

Paul

[Volker]

Ich sehe es wie Paul.

Brauchen tue ich die Stufen nicht so oft, aber es ist ähnlich wie bei der Rettungsinsel: man hat sie, um sie möglichst nicht zu benutzen!

Ich brauche sie - so lange alles o.k. ist, zur Inspektion des Mastes, des Riggs, zur Kontrolle der Instrumente und Antennen auf dem Masttopp etc.

Aber ich segele auch fast nur alleine oder mit sehr kleiner Crew - und da möchte ich sie nicht missen, wenn mal ein Fall reisst oder wenn eine Leine aus einer Umlenkrolle im Masttopp springt oder wenn sich ein Segel mit seinen Mastrutschern verklemmt oder wenn .....

Gruss

Volker

[hansenloewe]

Hut gezogen und sich verbeugend als Maschinenbauer.....
konsequent durchdacht und gute Arbeit, auch vom Unfallschutz her gibt es nichts zu bemängeln.

Eine schöne Anleitung zum Nachbauen und das gleich mit einer stimmigen Kalkulation - Danke

[GrunAIR]

Hallo,

Respekt bezogen auf die Anfertigung !
Was mich mal interessieren würde: Wie wirkt sich das Einbringen einer Blechschraube auf die Festigkeit des Mastes aus? Ich hätte Angst, daß von den Gewindegängen im Laufe mehrerer Belastungszyklen Risse ausgehen könnten.
Mir persönlich würde eher eine Befestigung mit Blindnieten zusagen, an sauber entgrateten Bohrungen (auch innen!).

Gruß Torben

[Volker]

Zitat von GrunAIR

Hallo,

Respekt bezogen auf die Anfertigung !
Was mich mal interessieren würde: Wie wirkt sich das Einbringen einer Blechschraube auf die Festigkeit des Mastes aus? Ich hätte Angst, daß von den Gewindegängen im Laufe mehrerer Belastungszyklen Risse ausgehen könnten.
Mir persönlich würde eher eine Befestigung mit Blindnieten zusagen, an sauber entgrateten Bohrungen (auch innen!).

Gruß Torben

Ich hab' meine mit Monell-Nieten genietet - allerdings bei gelegtem Mast.
Du musst dann schon die überlangen holen, die es nicht überall gibt....
Und mit 'ner Baumarkt-Nietzange brauchste gar nicht erst anzufangen...
Die noch weichen Reste des Epoxi-Spachtels unter der Stufe habe ich gleich genutzt, die Löcher des Stahlstiftes zuzuschmieren.

Übrigens, damit sich nicht immer wieder die Falle an den Stufen verheddern, habe ich inzwischen Zickzack-Leinen gespannt.

Gruss

Volker

[KaiB]

Da ich werkstoffkundlich unbeleckt bin...
Kann man Aluminium -Stange oder flach- für diese Stufen kalt verformen?
Oder bedarf es da irgendwelcher Wärmebehandlung?

[Volker]

Zitat von KaiB

Da ich werkstoffkundlich unbeleckt bin...
Kann man Aluminium -Stange oder flach- für diese Stufen kalt verformen?
Oder bedarf es da irgendwelcher Wärmebehandlung?

Keine Ahnung - ich hab meine machen lassen zusammen mit denen eines Freundes und hab' nicht zugeguckt, wie sie es gemacht haben...

Gruss

Volker

[Paul Petersik]

Zitat von GrunAIR

Hallo,

Respekt bezogen auf die Anfertigung !
Was mich mal interessieren würde: Wie wirkt sich das Einbringen einer Blechschraube auf die Festigkeit des Mastes aus? Ich hätte Angst, daß von den Gewindegängen im Laufe mehrerer Belastungszyklen Risse ausgehen könnten.
Mir persönlich würde eher eine Befestigung mit Blindnieten zusagen, an sauber entgrateten Bohrungen (auch innen!).

Gruß Torben

Meine Maststufen sind mit Schrauben am Mast befestigt. Zu meiner Schande muss ich gestehen, dass ich nicht weiß, ob es Blechschrauben oder Gewindeschrauben sind. Ich nehme auf Grund der Materialstärke an, dass letzteres der Fall ist.
Es gibt auch nach 25 Jahren keine Hinweise auf Risse.
Ich möchte allerdings keine der Schrauben herausdrehen. Entweder würden sie abreißen oder oxidiertes Alu käme mit.

Eine Alternative zu Monel-Nieten wäre noch Einnietmuttern.

Servus

Paul

[GrunAIR]

Zitat von KaiB

Da ich werkstoffkundlich unbeleckt bin...
Kann man Aluminium -Stange oder flach- für diese Stufen kalt verformen?
Oder bedarf es da irgendwelcher Wärmebehandlung?

Da machst Du am Besten ne Probebiegung. Normalerweise wird Alu kalt verformt, ist aber empfindlicher gegenüber Baustahl was den Biegeradius anbelangt. Also Radius größer wählen, Probeblech auf Rissbildung untersuchen.
Zum Vergleich: Materialstärke von 1,2mm (Alu) wird bei uns 90° mit Radius 5mm gebogen, Materialstärken darüber sind schon Frästeile.
Aber es gibt Legierungsunterschiede, also härtere oder weichere Aluprofile, daher mein Tip: Ausprobieren.

Gruß Torben

[KaiB]

Danke für die Meldung, Volker, und Torben, Deine Aussage hilft mir schon weiter, vielen Dank.

[Holger]

die maststufen werden mit 6,5mm monel-nieten befestigt. wenn die je aus koorosionsgründen auf langfahrt locker werden werden sie durch einnietmuttern aus AlMg5 ersetzt.
blechschrauben oder gewindeschrauben würde ich nicht empfehlen. wenn sie festkorrodieren brechen sie meist beimn ausdrehen ab und bleiben stecken. blechschrauben sind spitz. wenn innen die fallen dagegen schlagen kann es zu beschädigung der fallen kommen.

das alu in den angegebenen stärken wurde kalt gebogen - keine probleme.
wenn man es warm macht wird die biegung unter umständen nicht gleichmäßig, weil dann das material u.u. ungleichmäßig weich ist.

bei biegen von flachmaterial (platten) möglichst quer zur walzstruktur, dann ist die rissneigung weniger. (bei flachstäben biegt man automatisch quer zur walzstruktur)

holger

[TageDieb]

Zitat von Volker

Übrigens, damit sich nicht immer wieder die Falle an den Stufen verheddern, habe ich inzwischen Zickzack-Leinen gespannt.

Hallo Volker,

vielleicht steh' ich grad auf dem Schlauch, aber unter "Zickzack-Leinen" kann ich mir gar nichts vorstellen...
Wie hast Du das gemacht?

Gruß
Mario

[Volker]

So:

(jetzt muss ich tatsächlich mit dem neuen Programm 5 Buchstaben schreiben, damit ich absenden kann)