Morsetaste aus Messing und Ebenholz

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  • Beitrag zuletzt geändert am:6. Februar 2022

Morsetaste aus Messing und Ebenholz

von Christian, DL9NL

Anfertigung einer kugelgelagerten Doppelhebel – Morsetaste aus Messing mit Paddles aus Ebenholz

Für diejenigen, die Interesse am Eigenbau einer Morsetaste haben, soll an dieser Stelle eine ausführlichere Darstellung des verwendeten Materials, von Arbeitsschritten und versteckten Besonderheiten gegeben werden.

Morsetaste bei Tag
Morsetaste bei Nacht
Provisorium

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

Maßzeichnung

Mit der Software sPlan 7.0 von Abacom wurde die Morsetaste am PC entworfen. Der eigentliche Einsatzbereich dieser Software ist das Zeichnen elektronischer Schaltungen – sie eignet sich aber ebenso gut für einfache Konstruktionszeichnungen. Auf einer schweren Grundplatte werden die Lagerbrücke für die beiden Tasthebel, die Blöcke mit einstellbaren Kontakten und Rückstellfedern sowie der Anschlagbolzen befestigt. Die Achsen der Bedienhebel werden in jeweils zwei Miniatur-Kugellagern geführt.

Design

Damit optisch die Morsetaste nicht als ein massiver Metallblock imponiert, wurde für das Unterteil der Bodenplatte und die beiden Paddles tiefschwarzes afrikanisches Ebenholz aus Sambia verwendet. Für einen besonderen Akzent und um den harten Kontrast zwischen dem Oberteil aus Messing und dem Ebenholz des Unterteils etwas abzustufen, wurde eine blau illuminierte Zwischenebene aus Polycarbonat eingefügt.

Material

Materialsammlung

Basismaterial waren kurze Reststücke Messing aus der „Grabbelkiste“ des Buntmetallhändlers mit verschieden großen Rund- und Rechteck-Profilen. Weiterhin wurden noch 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 ohne Besonderheiten – vielleicht mit Ausnahme des Ebenholzes.

Ebenholz

Das afrikanische 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

Grundplatte mit Bohrungen

Oberseite Grundplatte

Messing 80 × 90 × 8 mm

Exakte 4 mm Bohrungen nach Bohrplan für die Befestigung der Lagerbrücke, Federung, Kontakten und Anschlägen. Oberfläche poliert.

Grundplatte mit Abstandsbolzen

Unterseite Grundplatte

4 Gewindebolzen aus 4 mm Messing mit endständigem 5 mm langem Feingewinde M4 zur Befestigung des Unterteils der Bodenplatte.

Die Gewindebolzen wurden eingelötet.

LED-Beleuchtung

Zwischenschicht

aus 2 mm klarem Polycarbonat mit matt geschliffenen Außenkanten 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 mit Ausfräsungen

Bodenplatte aus Ebenholz

Die Höhe des Unterteils beträgt 9 mm. Die Vertiefungen zur Aufnahme der Befestigungsmuttern vom Oberteil und die Nuten für die Leitungen wurden mühevoll mit ganz geringem Vorschub ausgefräst. Über eine zentrale Miniatursteckverbindung werden die Versorgungsleitungen der LEDs und die Schaltleitungen nach außen geführt.

Rutschfeste Füße

Unterseite mit Füßen

Die Füße der Morsetaste sind aus 15 mm Messingrundprofil gedreht und für eine gute Griffigkeit gerändelt. In die ausgedrehten Vertiefungen werden Gummischeiben geklebt, die für eine gute Rutschfestigkeit sorgen.

Beleuchtungsprobe

Leuchtende Zwischenschicht aus Polycarbonat

Demonstration der Beleuchtung nach Anschluss der Spannungsversorgung über die Miniatursteckverbindung auf der Unterseite

Aufbauten

Lagerbrücke — Einzelteile

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

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

Zusammengesteckte Lagerbrücke

ohne Hebel. Alle Bohrungen müssen exakt fluchten.

Tasthebel

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

Fertiger Tasthebel Innenansicht

Das Paddle aus Ebenholz wurde passgenau angeschäftet. Die Schraubverbindung ermöglicht ein einfaches Auswechseln oder Bearbeitung der Paddles.

Außenansicht Tasthebel

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

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.

Justierung -montiert

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.

Feder

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 Seidenmattglanz

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

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