Schwimmboje

[nu_81]

Hallo zusammen,

habe eine vielleicht etwas ungewöhnliche Frage.
Ich möchte einen Schwimmring aus PVC-U bauen.
Der Schwimmring wird genau um eine Box mit Deckel mit den Maßen 35x25x35 (höhe) herumgebaut.

In der Box soll ein Kompressor, Akku, etc. verbaut werden und dient später zum Tauchen.
Es sollte also so stabil wie möglich sein da es später im Meer mit eventuell leichtem Wellengang eingesetzt wird.

Die Komponenten werden alle direkt auf dem Boden der Box sein, um einen niedrigen Schwerpunkt zu erreichen.

Der Schwimmring und auch die Box haben für sich jeweils eine Linie bis wohin sie eintauchen.
Ist es nun stabiler den Schwimmring und auch die Box von der Höhe so zu platzieren, dass die Wasserlinie der beiden Körper genau auf der eigentlichen Eintauchtiefe ist?
Oder wäre es stabiler, wenn die Box so platziert wird dass sie tiefer eintaucht, sodass die Box einen zusätzlichen Auftrieb für den Schwimmring erzeugt.
Dabei würde der Schwimmring also weiter aus dem Wasser herausragen als er es für sich tun würde.


Vielen Dank für eure Anregungen.

Gruß Nu

[Heimfried]

Moin Nu,

da es letztlich um die Stabilität des gesamten Schwimmkörpers (einschließlich seines späteren Inhalts) geht, hat die Frage, ob die Wasserlinien der einzelnen Teile beim Bau übereinstimmen sollten, für sich genommen keine Bedeutung.

Und für eine Einschätzung der Stabilität der gesamten Boje sollte man u. a. wissen, ob der Schwimmring rund oder eckig sein wird, welche Querschnittsform der Torus haben soll und welche Geometrie des ganzen und wie die Boje später im Einsatz belastet sein wird. "Kompressor ... Tauchen" kommen da Schläuche raus? Wenn ja, wo? Ist der Deckel dicht, wird er im Wasser geöffnet?

[nu_81]

Danke für deine Antwort.
Die Kiste ist Rechteckig und der Schwimmring wird mit 4 x 90 Grad winkeln und entsprechend langen Zwischenstücken direkt herumgebaut.
Durch die Länge der Zwischenstücke kann ich beeinflussen wie weit die Box (konisch)
ins Wasser ragt.
Der Schwimmring wird also auch Rechteckig.

Die Rohre werden aus 110mm runden PVC-U Rohren bestehen und wird ein Volumen
von ca. 12 Liter haben. Die Rohre werden wahrscheinlich ca. 5 Kg wiegen.

Der Inhalt der Box wird vermutlich ca. 6-8 Kg wiegen.
Der Deckel wird geschlossen bleiben, ein Schlauch wird über eine Kabelverschraubung herausgeführt und mit dem Schwimmring verbunden (dieser dient als Luftspeicher).

Seitlich am Schwimmring über der Wasserlinie werden auf beiden Seiten Anschlüsse für die Tauchschläuche sein.
Von beiden Seiten wird also durch die Tauchschläuche ein gewisser Zug herrschen.

Ich hoffe man kann sich das einigermaßen vorstellen.

Durch das Eintauchen der Box erwarte ich mir eine Wirkung ähnlich wie bei einem Kiel.

Dankeschön!

[billi]

Warum kaufst du nicht fertig ?
https://de-m.banggood.com/DIDEEP-Dee...hoCMA4QAvD_BwE

[nu_81]

Da gibt es verschiedene Gründe:

Ich möchte ein System das für zwei Taucher funktioniert.
Dazu habe ich eine Pumpe mit Doppelmembrane besorgt.

Ich möchte einen Fremdstoff- Filter zur Sicherheit.
Die fertigen Systeme nutzen schwächere Pumpen und verzichten dann auf einen solchen Filter.

Ich werde alle Komponenten verbauen die für Atemluft-Anwendungen freigegeben sind.
Ich vertraue den chinesischen Gartenschläuchen nicht.

Es soll ein Lufttank zur Sicherheit vorhanden sein.

Ein gutes System wäre der Airbuddy (auch ohne Filter) dieser kostet jedoch knappe 2000€.

[nu_81]

Jetzt haben wir allerdings vom eigentlichen Thema abgelenkt.

[soenke]

Super Projekt, so eine Dive-Hookah!
Bitte halte uns auf dem Laufenden und poste auch mal Details vom Setup (z.B. verwendeter Kompressor, Stromversorgung, Atemregler).

Ich würde das so auslegen, dass bei normaler Beladung der Kiste die Auftriebskörper/Tanks eben gerade eintauchen.

Bei 12kg Gesamtmasse (Kiste, Auftriebskörper/Drucktanks, Kisteninhalt) wären das ca. 13cm bei der oben beschriebenen Kiste in Meerwasser.

Auf knapp unter dieser Höhe wird dann der Auftriebskörper befestigt, so dass er in ruhigem Meerwasser voll aufliegt.
Auf diese Weise hast du eine stabile Ruhelage und ein großes aufrichtendes Moment durch den großen Volumenzuwachs, wenn bei Krängung die Tanks einseitig einzutauchen beginnen.

Ohne den Auftriebskörper würde bei einer Masseänderung von 12kg auf 15kg die Kiste fast 17cm tief eintauchen. Da aber hier die Volumina der Auftriebskörper mittragen, wird es weniger sein (Tanks vereinfacht als Zylinderabschnitte berechnen, wenn es interessiert).

Dann kannst du noch die Summe der Volumina von Kiste (ca. 30 l) und Rohren (überschlägig 85 l) betrachten und siehst, dass das ganze recht großzügig bemessen ist.

[nu_81]

Hallo, schön auch mal einen Beitrag zu lesen von jemanden der sich dafür interessiert.
Die Reaktion der meisten zu diesem Projekt ist eher ablehnend und abgeschreckt.

Gerne stelle ich alle meine bisher gesammelten Informationen hier zusammen.

Vielen Dank erstmal für dein Posting.
Leider fällt es mir noch etwas schwer es zu verstehen.
Ich versuche das mal für mich etwas aufzugliedern.

Die Box hat ein Volumen von ca. 30 Liter und ein Gewicht von ca. 7Kg.
Der Tank ein Volumen von 12 Liter und ein Gewicht von 5 Kg.

Die 13 cm (von unten gemessen) Eintauchtiefe ergeben sich aus der Gesamtmasse (Box+Tank) / 30 Liter (nur die Box) also eine Dichte von 391 kg/m³.
Wir tun also so, als wenn die Box alleine alles trägt, als läge der Tank vollständig AUF der Box.

Der Tank soll nun also bei z.B. 12cm befestigt werden.
Die Box ist nun nicht mehr so schwer und würde weiter aufsteigen,
vermutlich so viel dass der Tank nur noch knapp auf der Wasseroberfläche liegt.
Ist das mit "so dass er in ruhigem Meerwasser voll aufliegt" gemeint?

Ab nun komme ich leider nicht mehr mit.
Wie kommst du auf die Masseänderung von 12Kg auf 15Kg. Wo kommen die zusätzlichen 3 Kg her?

Wie kommst du auf ein Gesamtvolumina von 85 l?
Die Box + Tank haben doch ein Gesamtvolumen von 42 l.

Vielen Dank!

[wernerw]

Zitat von nu_81

Hallo zusammen,

habe eine vielleicht etwas ungewöhnliche Frage.
Ich möchte einen Schwimmring aus PVC-U bauen.
Der Schwimmring wird genau um eine Box mit Deckel mit den Maßen 35x25x35 (höhe) herumgebaut.

In der Box soll ein Kompressor, Akku, etc. verbaut werden und dient später zum Tauchen.
Es sollte also so stabil wie möglich sein da es später im Meer mit eventuell leichtem Wellengang eingesetzt wird.

Die Komponenten werden alle direkt auf dem Boden der Box sein, um einen niedrigen Schwerpunkt zu erreichen.

Der Schwimmring und auch die Box haben für sich jeweils eine Linie bis wohin sie eintauchen.
Ist es nun stabiler den Schwimmring und auch die Box von der Höhe so zu platzieren, dass die Wasserlinie der beiden Körper genau auf der eigentlichen Eintauchtiefe ist?
Oder wäre es stabiler, wenn die Box so platziert wird dass sie tiefer eintaucht, sodass die Box einen zusätzlichen Auftrieb für den Schwimmring erzeugt.
Dabei würde der Schwimmring also weiter aus dem Wasser herausragen als er es für sich tun würde.


Vielen Dank für eure Anregungen.

Gruß Nu

Moin

ich würde keinen "festen" Rahmen aus PU bauen dafür. Eine richtige Welle und das Ding kippt je nach Schwerpunkt. Was hältst du von Radschlauch? Ich hab mehrere Bojen fürs Freitauchen, die hier z. Bsp. ->

https://www.hammerladen.de/instrukto...noe/p-498.html

Da hab ich 30m Seil drin, Karabiner, ca. 15kg Bleigewichte, Trinkwasser, ActionCam und Zubehoer. Wir hocken ja manchmal den ganzen Nachmittag treibend im Wasser. Da ist ein normaler Autoreifenschlauch drin. Da haben auch schon Leute drin gesessen, es trägt also recht viel und liegt etwas geschmeidiger auf dem Wasser. Da ich im Auto einen Kompressor hab kann ich das Ding auch unaufgeblasen, platzsparend transportieren. Also bevor du dir da was sperriges selber baust... aber ist nur meine Meinung.

[soenke]

Au ja, ich habe mich bei den Rohren vertan und das Volumen für die Zylinder falsch angenommen.

Nochmal in langsam, mit Einheiten statt nur in den Taschenrechner getippt und hoffentlich nun richtig:

Verdrängung Kiste gesamt:
0,35m*0,25m*0,35m = 0,0306m³ = 30,6L

Rohr gerechnet als Zylinder mit r²*Pi*Länge und 110mm Durchmesser.
Ein Rohr rund um die Kiste ist also ca. 2*0,35m+2*0,25m+4*0,11m = 1,64m lang.
Das Volumen beträgt also
(0,11/2)²m²*3,14*1,64m = 0,015m³ = 15L

Das Gesamtgerät hat also ca. 45L Volumen. Bei 12kg Masse bleiben da ca. 33"kg" an Auftrieb.

Nun mal das Eintauchen der Kiste in Frischwasser:
12kg = t * 0,35m * 0,25m * 1000 kg/m³
<=>12 = t/m * 0,35 * 0,25 * 1000
<=> 12m = t * 0,35 * 0,25 * 1000
<=> t = 12m/(0,35*0,25*1000) = 0,133m = 13cm

Auf dieser Höhe wird nun die Kiste mit dem "Schwimmring" aus den Tanks stabilisiert.
Kippelt nun die Kiste, wird der Schwimmring auf einer Seite ins Wasser gedrückt und das System erfährt durch den Auftrieb des Ringes ein aufrichtendes Moment.

Warum nicht höher?
Weil dann die Geräte labil schwimmen und leicht auf eine Seite verkippen.

Warum nicht tiefer?
Weil dann die Änderung im Verdrängungsvolumen beim Weitereintauchen oder Verkippen relativ nicht so stark zunimmt.

Muss das genau sein?
Nö, denn Wellen sind groß im Vergleich zum Gegenstand, so dass die Schwimmlage eh variiert.

Ich könnte mir vorstellen, dass es von Vorteil wäre, den Schwimmring/die Tanks abnehmbar zu machen. Z.B. mit Gurten an der Kiste befestigen. Hierdurch hättest du eine Trimmmöglichkeit.

Dass es schwimmt ist geklärt, dass es gut schwimmt ermittelst du experimentell. Schliesslich sind Wellen und damit die Ansaugposition des Schnorchels eine große Unwägbarkeit.

Ich würde mir mehr Gedanken um die Rohre als Druckspeicher machen, als um die Schwimmlage des ganzen.

@wernerw:
So eine Boje kann nicht als Luftspeicher zwischen Kompressor und Atemregler genutzt werden.
Ich habe mal angenommen, dass das so ist, sonst könnte man sich den Kokolores ja sparen und wirklich lieber was zum Aufpusten nehmen.

[nu_81]

Ich komme bei deiner Rechnung auf ein Volumen des Tanks von 15,6 l ?!

radius² x 3,14 x höhe,
5,5² x 3,14 x 164
= 15,577 l


Ich würde mir mehr Gedanken um die Rohre als Druckspeicher machen, als um die Schwimmlage des ganzen.
Meinst du bzgl. des Materials, oder was genau?

Danke dir!

[wernerw]

Zitat von soenke

@wernerw:
So eine Boje kann nicht als Luftspeicher zwischen Kompressor und Atemregler genutzt werden.
Ich habe mal angenommen, dass das so ist, sonst könnte man sich den Kokolores ja sparen und wirklich lieber was zum Aufpusten nehmen.

Der Autoreifen war nicht als Luftspeicher gedacht, das atmet sich etwas schwierig ab einer gewissen Tiefe. Der ist wirklich nur für den Auftrieb. Ich ging davon aus du baust da einen Akkukompressor drauf der praktisch auf Mitteldruck die Atemluft ausgibt. Den Enddruck regelt dann die zweite Stufe am Atemregler. Soll der Kompressor erst den Tank befüllen und da hängt eine erste Stufe dran und dahinter eure Schläuche mit zweiter Stufe oder wie kann ich verstehen?
Ich kenn diese schwimmenden Kompressoren, am Boot sind die ganz praktisch bis ein paar Meter Tiefe. Dachte du willst nur sowas zum Schwimmen bringen.

[soenke]

Ich bau da gar nix, der Threadersteller Nu hat das wohl vor.
Ich war von so einem Gebilde wie als Skizze (mal ganz in hässlich ohne Rohrbögen) angehängt ausgegangen.

Bei so einer Hookah mit Akku und Kompressor ist der Volumenstrom zum Atemregler recht niedrig angesetzt (Kosten, Akkulaufzeit, ...).
Wenn da zwei Taucher dran nuckeln, ist selbst in 10m Tiefe ohne Arbeit recht schnell die Leistungsgrenze erreicht.
Ein kleiner Tank kann das ein wenig abfangen.

Aber soll Nu mal weitermachen und vorstellen, ich wollte eigentlich nur interessiert mitlesen und hab nur was gepostet, damit das hier nicht einschläft

Zitat von nu_81

Ich würde mir mehr Gedanken um die Rohre als Druckspeicher machen, als um die Schwimmlage des ganzen.
Meinst du bzgl. des Materials, oder was genau?

Ja, aber du schriebst ja PVC-U, also hast du offenbar schon die UV-Stabilität bedacht und was herausgesucht, was für die erwartbaren Drücke geeignet ist.

[nu_81]

Ja richtig, der Kompressor (ist eigentlich eine Membranpumpe) liefert max 68l Luft bis max. 3,6 Bar.
Der Tank soll zwischen Kompressor und zweiter Stufe verbaut werden.
Zwischen den Atemzügen ist eine Pause, somit kann die dann gewonnene Luft zwischen gespeichert werden.
Eine erste Stufe ist bei diesem niedrigen Druck nicht notwendig.
Am Tank wird direkt ein Schlauch zur zweiten Stufe montiert.

@Soenke, ja deine Skizze zeigt gut was ich vorhabe.
Habe ich bzgl. der 15,6l einen Rechenfehler? (Ignorieren, gerade gesehen dass du etwas korrigiert hast, danke!)

Ja, aber du schriebst ja PVC-U, also hast du offenbar schon die UV-Stabilität bedacht und was herausgesucht, was für die erwartbaren Drücke geeignet ist.
Die Rohre werden ja nicht permanent dem Sonnenlicht ausgesetzt, sondern immer nur bei Verwendung.
Habe am Pool draußen seid fast 10 Jahren solche Rohre im offenen verlegt und da gibt es bisher keine Anzeichen auf Verschleiß.
Die leichten Rohre davon sind auf 6Bar ausgelegt, sollte also passen.

Gruß Nu

[nu_81]

Auf dieser Höhe wird nun die Kiste mit dem "Schwimmring" aus den Tanks stabilisiert.

Du verwendest also zur Berechnung der Eintauchtiefe / Verbindungshöhe
das Gesamtgewicht inkl. der Rohre beziehst das aber auf das Einzelvolumen der Kiste ohne Rohre, richtig?

[soenke]

Ja, weil ich die Annahme getätigt habe, dass es von Vorteil ist, wenn die Rohre als Auftrieb erst wirken sollen, wenn die Kiste krängt.

Dass dadurch die Rechnung simpel wird, weil man zwar die Gesamtmasse zu betrachten, aber nur das eintauchende Volumen einer Kiste mit bereits bekannten Abmessungen zu berechnen hat, ist zusätzlich ganz nett.

Um das mal konstruktiv durchzudenken, kannst du dir ja mal die Extrema ansehen, also Rohre unten an der Kiste/Rohre oben an der Kiste. Macht eines davon mehr Sinn, weil z.B. bei ersterem der obere Kistenrand höher aus dem Wasser kommt? Macht es Sinn, wenn die Rohre gar nicht das Wasser berühren? Will man aus Sicherheitsgründen die Drucktanks vielleicht doch ganz eingetaucht betreiben? Gibt es andere stabile Schwimmlagen in einer Konfiguration, die man eigentlich nicht haben möchte (z.B. überkopf liegenbleiben beim Durchkentern).

Gerade weil du m.E. die Positionierung der Rohre an der Kiste leicht ändern kannst, würde ich mir was das angeht aber jetzt nicht so einen Kopf machen.
Schwimmfähigkeit ist rechnerisch nachgewiesen, der Rest ergibt sich beim Bauen und Testen.

PS:
Gerade mal nach "dive hookah" gegegoogelt und https://www.youtube.com/watch?v=7atiDgCS9Xs gefunden - da hatte einer genau so eine Idee mit Rohren.

[timschue]

Hi ich finde das Thema super interessant und hatte mir auch schonmal diverse Videos dazu angeschaut und machte aktuell auch meinen Tauchschein.

Was füer einen Kompressor möchtest du nutzen und was für einen Filter? Wie gewährleistet du das die Luft Ölfrei ist?

Besten Gruß

[nu_81]

Diese Pumpe habe ich direkt beim Hersteller in China gekauft.
https://www.maisigroup.com/12v-dc-el...m-vacuum-pump/
Habe dazu auch das Pumpendiagramm falls es interessiert.

Dies ist eine Membranpumpe, funktioniert bildlich gesprochen wie ein Blasebalg.
Luft wird unabhängig vom Motor von der einen Seite angesaugt und zum Ausgang weitergeleitet.
Somit ist die Luft absolut ölfrei.

Zur Sicherheit vor Produktionsrückstände etc. habe ich diesen Filter bestellt:
https://www.arcon-gmbh.at/fileadmin/...L-014mOdeu.pdf

Dieser ist für medizinischen Sauerstoff geeignet.

Der Filter wird diese Tage kommen, dann werde ich es mal erstmalig testen.

[nu_81]

Der Link mit dem Radschlauch hat mich nun tatsächlich ins grübeln gebracht.
Ich überlege gerade, ob ich nicht tatsächlich den Radschlauch aus dem obigen Link benutzen und einen kleineren Luftspeicher aus zwei 50 cm langen Rohren machen soll.

Die Rohre würden dann einfach als reiner Luftspeicher auf dem Radschlauch neben die Box angeschnallt werden.
Da bräuchte ich mir dann keinerlei Gedanken um Stabilität, Wellen, etc. mehr zu machen.

Für den Transport käme dann aber noch der Radschlauch immer hinzu.

Der Radschlauch wäre doch wesentlich stabiler, oder nicht?!
Grübel....

[soenke]

Die verlinkte aufpumpbare Taucherboje hat einen Innendurchmesser von 33cm (aussen ca. 75cm).
Deine Kiste mit 35cm*25cm Grundfläche passt in einen Kreis von 43cm Durchmesser.

[nu_81]

Oh ja stimmt, vergessen zu erwähnen.
Ich habe es bereits geprüft und könnte in einen runden Behälter mit 33cm Durchmesser umziehen.

[nu_81]

Hallo zusammen,

bin gerade frisch aus dem Italien Urlaub zurückgekehrt.
Das System wurde ausgiebig getestet und ich wollte hier nochmal eine Rückmeldung geben.

Hatte mich zum Schluss dazu entschieden alles in einen runden Behälter umzubauen und die vorgeschlagene Schwimmboje zu nutzen.
Zusätzlich habe ich aus 2 x 60 cm PVC-U Rohre welche über einen Schlauch verbunden sind einen Tank gebaut.
Diese Rohre habe ich einfach auf die Boje aufgelegt und angeschnallt.
Der Tank sollte dazu dienen die Luft zwischen den Atemzügen zu speichern.

Die Pumpe ist jedoch so Leistungsstark, dass die zusätzlichen Tanks nicht benötigt werden.
Ich habe das System jedoch nicht bis an die Leistungsgrenze gebracht, sondern nur bis zu dem Punkt bei dem wir uns wohl gefühlt haben.
Alleine bin ich schätzungsweise ca. 8m mit meiner Tochter zusammen ca. 5m getaucht.

Bin nun zu dem Schluss gekommen die zusätzlichen Tanks nicht weiter zu verwenden.
Dies macht das ganze für den Transport auch wesentlich einfacher.

Falls jemand interesse zu Details hat kann ich gerne noch was schreiben.

Vielen Dank auch allen noch einmal!

[wernerw]

Moin,

das ist ja super, wo sind die Fotos? Will sehen!

[nu_81]

Hier ein paar Bilder!
Auf einem der Bilder kann mit im Hintergrund die Speichertanks sehen.
Ein Bild zeigt die Pumpe ohne die Lüfter.
Jetzt ist auch noch ein Druckschalter verbaut, dieser ist hier noch nicht mit auf den Bildern.