Eigenbau einer Squeeze-Morsetaste mit LED-Beleuchtung
von Christian, DL9NL
Der Eigenbau einer Squeeze-Morsetaste, engl. Iambic keyer, aus Messing wird ausführlich beschrieben und anhand von Konstruktionszeichnungen dargestellt. Die Doppelhebel sind zweifach kugelgelagert. Die Paddles und die Unterseite der Morsetaste bestehen aus Ebenholz. Ein umlaufendes blaues Leuchtband akzentuiert das Design.
Es gibt viele und auch sehr schöne Morsetasten zu kaufen – aber meine provisorische Morsetaste aus Leiterplattenresten verlangte als Nachfolger einen Eigenbau. Das traf sich gut mit einem schon lange gehegten Wunsch, meine Werkstatt mit einer kleinen Drehmaschine zu ergänzen. Die Morsetaste sollte unser Erstlingswerk werden.
Konstruktion Squeeze-Taste
Mit der Software sPlan 7.0 von Abacom wurde die Morsetaste am PC entworfen. Ihr ursprünglicher Einsatzbereich ist das Zeichnen elektronischer Schaltungen – sie eignet sich aber auch gut für einfache Konstruktionszeichnungen.
Auf einer schweren zusammengesetzten Grundplatte – der untere Teil besteht aus schwerem Ebenholz , das Oberteil aus einem massiven Messingsblock – werden die Lagerbrücke für die beiden Tasthebel, die Blöcke mit einstellbaren Kontakten und Rückstellfedern sowie der Anschlagbolzen befestigt. Jede Achse der Bedienhebel wird in zwei Miniatur-Kugellagern geführt.
Design Squeeze-Taste
Um das Erscheinungsbild der Morsetaste etwas attraktiver und eleganter zu gestalten, wurde die Grundplatte aus zwei verschiedenen Materialien zusammengesetzt. Das Oberteil besteht aus einem Messingsblock, während für das Unterteil Ebenholz verwendet wurde. Eine Zwischenlage aus 1,5 mm dünnen transparentem Polycarbonat dient als Lichtleiter für die innenliegenden LEDs. Die beiden Paddles sind auch aus Ebenholz hergestellt.
Materialwahl
Basismaterial waren kurze Reststücke von Messing Rund- und Rechteck-Profilen aus der „Grabbelkiste“ des hiesigen Buntmetallhändlers.Weiterhin wurden Messingschrauben M4 mit Zylinderkopf, ein altes Fernmelderelais, eine polierte Stahlachse, Federn aus einem Kugelschreiber, Kugellager aus dem Modellbau, ein Stück klares Polycarbonat und ein paar Elektronikbauteile verwendet. Alles in allem leicht erhältliches Material.
Ebenholz
Ein Stück afrikanisches Ebenholz lag schon lange im Holzregal und wartete auf eine besondere Verwendung. Ebenholz – das Kernholz des Makassar (Diospyros celebica) – ist ein extrem hartes und dichtes Holz, das mit allen Werkzeugen wegen seiner hoher Härte besonders mit der Hand nur sehr mühsam zu bearbeiten ist. Beim ersten Kontakt mit dem Kreissägeblatt sprühte es Funken, weshalb der weitere Zuschnitt und die Zurichtung auf der schweren Metallsäge beim Schmied erfolgte. Bei der manuellen Bearbeitung werden trotz jahrelanger Lagerung aus den eröffneten Poren winzige Tröpfchen einer aggressiven Flüssigkeit freigesetzt, die zu erheblichen Hautreizungen führten und auch wohl auch allergische Reaktionen auslösen können. Die Bearbeitung des Ebenholzes beanspruchte insgesamt mehr Zeit und Mühe als alle Metallarbeiten.
Werkzeuge
- kleine Hobby-Drehbank mit Standard-Drehmeißelsatz und Rändelwerkzeug
- Ständerbohrmaschine
- Fräse mit 6 mm Schaftfräsersatz für Metall
- Feingewindebohrer und -schneider M3 und M4
- selbst gefertigte Reibahle 6 mm aus einem alten Bohrer, dessen Schneidflanken gering zurückgeschliffen wurden
- Polierscheibe und Polierwachs
Alle Lötverbindungen wurden mit normalem Weichlot, Kolophoniumflussmittel und einem Butangasbrenner mit einer neutralen weichen Gasflamme ausgeführt.
Eine detaillierte Bauteilliste (BOM) zum Download findet sich am Ende des Beitrags.
Aufbau der Squeeze-Taste
Oberteil der Grundplatte aus Messing 80 × 90 × 8 mm
Exakte 4 mm Bohrungen nach Bohrplan für die Befestigung der Lagerbrücke, Federung, Kontakthalter und des Anschlagbolzens. Nach Fertigstellung die Oberfläche poliert.
Auf der Unterseite werden 4 Gewindebolzen aus 4 mm Messing mit Feingewinde M4 eingelötet. Die Bolzen stellen eine exakte Platzierung des hölzernen Unterteils sicher und fixieren es mit den Gerätefüßen, die als Muttern ausgelegt sind.
Eine Zwischenschicht aus 2 mm transparenten Polycarbonat mit matt geschliffenen Außenkanten sorgt für eine gleichmäßig diffuse Leuchtwirkung. Die Beleuchtung besteht aus zwei blauen 3 mm LED in Reihe mit einem Vorwiderstand zum Betrieb an 12 V. Die Leitungen zu den beiden Schaltkontakten und die Masseleitung werden von der Oberseite durch Bohrungen geführt und auf der Unterseite mit Miniatursteck-Verbindungen aus Stiftkontakten verbunden.
Bodenplatte aus Ebenholz
Das Unterteil der Grundplatte besteht aus Ebenholz mit einer Höhe von 9 mm. Die Vertiefungen zur Aufnahme der Befestigungsmuttern von der Unterseite des Oberteils und die Nuten für die Leitungen wurden mühevoll mit geringem Vorschub ausgefräst. Über eine zentrale Miniatursteckverbindung werden die Versorgungsleitungen der LEDs und die Schaltleitungen nach außen geführt.
Die Füße der Morsetaste sind aus 15 mm Messingrundprofil gedreht und für eine gute Griffigkeit gerändelt. In die ausgedrehten Vertiefungen werden Gummischeiben geklebt, ichdie für eine gute Rutschfestigkeit sorgen.
Leuchtende Zwischenschicht aus Polycarbonat.
Nach Einschalten der blauen LEDs wird das Licht durch die Zwischenschicht geleitet und von den Kanten der Bohrungen und die angeschliffene Außenkante gestreut. Durch die Bohrungen ist die Lichtverteilung nicht gleichmäßig.
Aufbauten
Lagerbrücke
Oberer und unterer Querträger MS 10 × 5 mm bzw. 10 × 3 mm, Pfeiler MS 10 × 10 mm, 12 mm hoch.
Miniatur-Kugellager 6 mm Außendurchmesser / 3 mm Innendurchmesser, in Passbohrung eingepresst. Messingschrauben M 4 mit plangedrehten Köpfen.
Unterer Querträger
Auf der Unterseite Abdeckung der Kugellager mit einer dünnen Teflonscheibe zur Vermeidung einer eventuellen Reibung zwischen Achse und Grundplatte. (Linke Bohrung mit Fehlsenkung).
Zusammengesteckte Lagerbrücke
ohne Hebel. Alle Bohrungen müssen exakt fluchten.
Tasthebel
aus zwei flächig verlöteten Messing-Rechteckprofilen 3 × 10 und 5 × 10 mm, Übergang auf der Außenseite als Hohlkehle gefeilt. Zur Befestigung des Paddles wurden M 3 Messing-Gewindestifte mit endständigem Feingewinde eingelötet. Dazu passende Rändelmuttern mit 5 mm Durchmesser und 3 mm Feininnengewinde. Die Hebelachse besteht aus 3 mm poliertem Rundstahl (Führungsachse aus einem Handscanner).
Fertiger Tasthebel Innenansicht
Das Paddle aus Ebenholz wurde passgenau angeschäftet. Die Schraubverbindung ermöglicht ein einfaches Auswechseln oder Bearbeitung der Paddles.
Einbaufertiger Tasthebel Außenansicht
Der Tasthebel kann auf der Hebelachse zur Justierung verschoben werden, die Fixierung erfolgt mit einer 3 mm Madenschraube. Abstützung des Hebels auf dem unteren Kugellager mit einer Buchse, deren Länge zur exakten vertikalen Einstellung der Kontakte ermittelt wurde (nicht abgebildet).
Weiter vorne befindet sich eine 1,5 mm Tiefe Bohrung zur Aufnahme der Federung mit einem Durchmesser von 5 mm, die mit einem 5 mm Schaftfräser manuell flach gesenkt wurde.
Der Kontakt stammt aus einem Fernmelderelais. Er wurde unter sorgfältiger Schonung der Kontaktoberfläche in eine kleine Bohrung eingelötet.
Federung
Die Rückstellkraft für die Hebel wird aus einer halbierten Kugelschreiberfeder gewonnen. Sie lässt sich mit einer Feingewindeschraube M4 einstellen, die mit einer Rändelmutter gegenüber dem Pfosten fixiert werden kann.
Für die Justierschraube wurde das Gewinde einer 4 mm MS-Schraube verwendet, deren Kopf durch den Rändelansatz einer Einpressschraube ersetzt wurde. Am Schraubenende wurde ein Inlay aus Ebenholz eingeklebt.
Fertige Montage der Federung.
Die Feder wird mit dem einem Ende auf einen gedrehten Ansatz der Stellschraube gesteckt und auf der anderen Seite durch einen kleinen, leicht gerundeten Messingskopf gehalten, der bei Betätigung in der gegenüberliegenden Bohrung gleitend artikuliert. Dadurch werden eventuell störende Reibungseffekte durch eine Biegung der Feder infolge der Kreisbewegung des Hebels vermieden.
Montage der Morsetaste
Im ersten Schritt werden die beiden Kontaktpfosten gegenüber den Relaiskontakten isoliert auf der Grundplatte befestigt. Zur Isolation wird ein dünnes Glimmerplättchen in der Größe der Pfostenauflagefläche mit einer zentralen Bohrung über den Gewindestift des Pfosten geschoben, das praktisch nicht sichtbar ist. Der Gewindestift wird gegenüber der Grundplatte mit einem dünnen Schrumpfschlauch isoliert, die Befestigungsmutter sitzt auf einer Kunststoff-Unterlagscheibe.
Im zweiten Schritt werden die beiden Federungspfosten zunächst ohne Federung montiert. Danach wird die zusammen-gesteckte Lagerungsbrücke mit den eingesetzten Bedienhebeln mit den beiden M4 Schrauben auf der Grundplatte befestigt.
In die isolierten Kontaktpfosten werden Feingewinde-Justierschrauben mit einem am Ende aufgelöteten korrespondierenden Relaiskontakt eingedreht.
Einsetzen des Hebelanschlages und der Federung mit den Gelenkköpfen. Feinjustierung der Kontakte in der Horizontalebene durch minimale Drehung der Pfosten.
Nach vollständige Montage und Justierung der Aufbauten wird die Zwischenschicht aus Polycarbonat aufgesteckt und die Anschlussdrähte der Kontakte sowie ein Massedraht durch die Öffnungen geführt und mit den Mikrosteckern verbunden. Danach kann das Unterteil aus Ebenholz aufgesteckt und mit den vier Füßen angeschraubt werden.
Der letzte Schliff
Alle Messingsteile wurden nach dem Feinschliff hochglanzpoliert. Zur Konservierung kann entweder Zappon-Lack oder klarer Metallschutzlack verwendet werden. Auch eine seidenmatte Klarlacklackierung steht der Taste (siehe letzte Abb.).
Auf Grund der rutschfesten Füße und ihres Eigengewichts von 980 g hat die Morsetaste eine gute Standfestigkeit. Die Kontaktabstände können feinfühlig eingestellt werden. Mit den Feingewinde-Justierschrauben lässt sich auch die Rückstellkraft in einem großen Bereich individuell adäquat einstellen.
Christian, DL9NL