Hans bouwt een Hoogspanningsmast: Zwolle-Meeden 1:30

Is een hoogspanningsmast voor jou meccano next level? Kan je goed modelleren? Heeft de netfrequentie geen geheimen meer voor jou? Welkom in de doe-het-zelf hoogspanningshoek
Gebruikersavatar
Ot
Actief in het mainsite team
Berichten: 561
Lid geworden op: 11 dec 2011 21:59
Dichtstbijzijnde trafo: zwolle weteringkade

Re: Deel 7. De fotoshoot. Ongecensureerd, recht van voren

Bericht door Ot » 27 jan 2012 18:22

Komt er snel weer een nieuw deel hans?
ik heb net na nieuwjaar toen bij jou het broekstuk al gezien en die is al helemaal klaar terwijl de blog over de tekening nog komen moet. Dat loopt iets achter. of had je het te druk om de blog bij te werken?
50 kV | DENK aan de kleintjes! STOP het UITRUIL BEGINSEL!!

Gebruikersavatar
Hans
Site Admin + actief in het mainsite team
Berichten: 3824
Lid geworden op: 03 dec 2011 20:49
Dichtstbijzijnde trafo: Veenoord 110/10 kV

Deel 8. Pixeltellen en meetcorrecties

Bericht door Hans » 21 nov 2012 23:52

Na acht maanden stilte (en gisteren een voor traditionele modelbouwers zeer schokkende ervaring met een 3D-printer in Emmeloord) zijn we terug met de blog. Want jawel, de blog was stil, maar achter de schermen ging alles gewoon door.

Sterker nog, deze blog loopt inmiddels hopeloos achter. We suggereren hier dat er pixels moeten worden geteld, maar in werkelijkheid is de tekening al klaar en zijn het broekstuk en de rok van de modelbouwmast reeds gebouwd. Maar door de drukte met andere zaken zoals de grote ombouw van de mainsite is het er niet van gekomen de blog netjes bij te houden. Tijd om de achterstallige delen alsnog te maken. In dit deel treffen we de laatste voorbereidingen voor de bouwtekening. En dat betekent pixeltellen en zagen over meetcorrecties. Saai maar noodzakelijk.

Alle hardware is er al driekwart jaar. De foto's zijn al net zo lang binnen, het constructiemateriaal is binnengelopen met dank aan Erba plaatbewerking, Conrad en Assen Installatietechniek, gereedschap heb ik toch altijd al genoeg sinds mijn twaalfde en de kerstvakantie van 2011 kwam eraan. (Oeps, zoveel loopt de blog dus achter.) Nu is het zaak om de pixeltelling te verrichten, de meetcorrecties uit te voeren en te gaan tekenen, zodat de tekeningen spoedig klaar waren en er gebouwd kon gaan worden.

Foto's blijven vertekend

Afbeelding

We zien hier een van de vier foto's die gebruikt zijn voor de pixeltelling. Het was winter 2011/2012, zodat we weinig last hebben van scintillingen, smog of ander ongemak. Het zicht was goed genoeg om een foto van nummer 98 te schieten, die net als nummer 113 en 114 tot het verhoogde type met een rok van drie kruisblokken behoort. Zoals je ziet komt het typische mastbeeld goed tot zijn recht.

Een foto waarop men kan pixeltellen is op zichzelf al een hoogstandje. Hij moet bij voorkeur de hele mast tonen, je moet een broekstukmeting doen en er zijn zeer strenge eisen aan het rechtop staan van de mast op de foto, de positie van de fotograaf. Wie écht een goed model wil bouwen moet nog meer tot het draadje gaan dan slechts pixels te tellen. En dat is wat we gaan doen voordat we aan de tekeningen beginnen.

Eerst pixels tellen

Op de computer staan een groot aantal foto's waarop het zij- en vooraanzicht van de mast zo goed mogelijk is vastgelegd. Voordat we aan de correcties beginnen hebben we eerst natuurlijk wel de maten nodig die gecorrigeerd moeten worden. En die halen we binnen door pixels te tellen. Wanneer we de foto 1:1 in good old MS Paint inladen kunnen we meteen gaan tellen. Samen met de broekstukmeting (de referentiemaat) zien we dat iedere pixel een zekere afmeting heeft. Deze afmeting geldt alleen op ooghoogte en binnen een smalle afwijking van die hoogte, maar dat zien we later nog. Na een avondje beunen met MS Paint hebben we dan alle maten in pixels verkregen.

Voordat we deze maten om kunnen rekenen naar hun lengte in meters, moeten we vertekeningen gaan corrigeren. Zoals uitgelegd bij deduimstokmethode, het is niet mogelijk een foto van een hoogspanningsmast te maken die vrij van vertekening is. Alleen al in de allergrootste maat binnen de mast is dat eenvoudig te zien: wiskundig gezien moet de afstand tot het object oneindig groot zijn om zijde A en C gelijk te mogen stellen:

Afbeelding

Wanneer A en C gelijkgesteld worden, valt de vertekening weg en zien we de mast dus werkelijk recht van voren. Klein nadeeltje: als A en C gelijk zijn, wordt B oneindig klein. Hmm.

Kortom, we moeten onderkennen dat de pixeltelfoto een vertekening heeft, om vervolgens deze vertekening eruit te berekenen met wis- en meetkunde, totdat op in verhouding een precisiegrens van 3 centimeter bereikt is. Pas dan is de toren "recht van voren".
Waarom juist 3 centimeter? Die maat is niet uit de lucht gegrepen. Laten we nog eens kijken naar de eigenschappen van een pixeltelfoto (een van de velen) die voor het mastbeeld gebruikt is. Vereist is dat de hele mast op dezelfde foto staat, maar om het hier in deze blog niet uit de hand te laten lopen heb ik alleen het onderste stukje hier neergezet, namelijk in de vorm van een foto die toch al op de site staat bij de uitleg van de pixeltelmethode.

Afbeelding

Op de werkelijk gebruikte foto (dat is overigens niet het exemplaar hierboven) staat iedere pixel gelijk aan 18.71 mm - dat is dus 100 pixels gelijk aan 1,87 meter om uit de hand lopende afrondingsfouten te elimineren. Maar bij een andere pixeltelfoto kan deze factor net een andere waarde hebben. Het is niet mogelijk een precisie te halen die nauwkeuriger is dan het formaat van één pixel. In principe kan je dus bij 1:30 een bouwtekening uit deze foto herleiden met een precisie van 1,87 centimeter voor elk onderdeel. Dat zou je ontslag betekenen als metaalwerker, maar wanneer we 18,7 mm door 30 delen is dat op het schaalmodel en op de tekening een afwijking van slechts 0,63 mm! Oftewel rocket science met je digicam.

Toch is dat, als ondergrens voor de precisie van de tekeningen, een stuk preciezer dan het werkelijke model ooit worden kan. Want hoewel ik graag met enige precisie een model probeer te bouwen is het niet realistisch om naar een precisie van minder dan 1 mm te streven in het model. Aangezien de te gebruiken boutjes al een Ø van 2 mm hebben, is een precisie van 1 mm de absolute grens van wat haalbaar is. Ken uw grenzen en ook die van uw materiaal.

Negeergrens

Kortom, als de tekening 1:30 een precisie van maximaal 1 mm afwijking mag hebben, dan kunnen we elke afwijking "in het echt" die kleiner is dan 3 cm (30 mm immers) negeren.

Het gevolg daarvan is dat we een harde grenswaarde verkregen hebben die ik de negeergrens heb genoemd. Iedere vertekening op de pixeltelfoto die na doorberekening kleiner blijkt te zijn dan 3 centimeter wordt keihard genegeerd, zodat het object dan wordt opgevat als 100% correct. De pixeltelling levert met toepassing van de schaalfactor dan meteen de maat op die je hebben moet. Bij de traversen en het topstuk is dat bijvoorbeeld het geval, daar zijn de afwijkingen zo klein dat ze genegeerd mogen worden. Maar bij het broekstuk, de rok en de toren kunnen we niet zo kort door de bocht. Daar zullen we echt aan moeten rekenen. Om je een hele Excelsheet te besparen lichten we er één voorbeeld gedeeltelijk uit in alfataal (het is immers een blog en geen proefschrift) en voor de rest moet je het maar gewoon aannemen, bij referentie weet men me te vinden.

We pakken er even de foto bij die op internet hard op weg is om de bekendste foto van heel de verbinding Zwolle-Meeden te worden. Tijd om die eens te misbruiken met wat gekladder.

Afbeelding

De fotograaf staat op 430 meter afstand. De witte driehoek FGH is gelijk aan het idee van de rode driehoek ABC een aantal afbeeldingen hierboven. De gele driehoek FIJ (waarvan zijde F een rechte lijn van 430000 mm van de fotograaf naar de torenhartlijn is, en zijde J 7005 mm lang is) ligt in werkelijkheid natuurlijk precies parallel aan de geleiders en kan worden gezien als een platgegooide variant op driehoek ABC. Punt P kan zowel in geel als in wit als één en hetzelfde punt gezien worden. De driehoek heeft een zijde G die qua lengte 57 mm langer is dan zijde F (kan je berekenen met Pythagoras). Gevolg: we zien dat de vertekening hier niet binnen 30 mm valt en daardoor niet genegeerd kan worden, zodat er met behulp van meer goniometrie gerekend zal moeten worden aan de schijnbare lengte van lijndeel H ten opzichte van de werkelijke lengte van 7005 mm. Maar we zien ook dat de vertekening eigenlijk alleen maar een vertekening van de schijnbare projectie van de lengte van lijnstuk J is.

Ja ja, het is wat.

Dit probleem zien we niet alleen aan de grond, waar de oplossing nog eenvoudig is omdat we de schijnbare lengte kunnen herleiden met de werkelijke broekstukmeting. Ook hoger in de mast komt het probleem keer op keer terug, ook in verticale richting. Want we zien bij iedere verscherping in de rok en de toren hetzelfde terugkomen als bij de broek. Alle lijnstukken die horizontaal lopen, J1, J2, J3, et cetera, bevinden zich in een horizontaal vlak. Een lijn heeft maar één dimensie en is op de verticale as oneindig smal. Als we alle lijnstukken V nu opvatten als de kleine zijde H van de eerder genoemde driehoek, dan zien we precies hetzelfde probleem verschijnen als eerst, maar nu met de extra moeilijkheden dat we de afstand tot het lijnstuk alleen herleid kan worden met de vorige berekening erbij.

Je krijgt op den duur zelfs een driehoek (rood) waarvan geen enkele lijnlengte zomaar bekend is, want daarvoor moet je dus eerst de uitkomst van de vorige berekening (hier witte B, te herleiden uit gele SB) hebben. Dat kan allemaal wel, maar je zult dus werkelijk bij de bodem van de mast moeten beginnen, namelijk bij de enige metingen die je werkelijk hebt: de broekstukmeting en het veld.

Afbeelding

Op academisch niveau ben ik zeker geen top 1% hoogvlieger op wiskundig gebied. Maar wat we hier zien (het nodig hebben van de ene uitkomst om de andere te kunnen berekenen, om daarna die andere weer te gebruiken om de eerste uitkomst te verscherpen en dat repetitief te herhalen tot een zekere treshold is bereikt) wordt een iteratieprobleem genoemd. En in dit geval zelfs een dubbel iteratieprobleem, want we moeten ook nog de schijnbare vertekening van de projectielijn in ogenschouw nemen. Dat zijn rekenprocessen die je niemand gunt op zijn cito en zelfs niet op zijn examen vanwege de lange duur ervan. Je kan ze op papier doen, maar doe jezelf een lol, stel één keer de formule op, type dat ding in in Excell en laat vervolgens het netbookje net zoveel iteraties uitvoeren met de tabel ingevoerde pixeltelwaarden totdat de precisie onder de 3 mm duikt. Sommige dingen moet je gewoon láten doen en dit is er een van. Het wil best wat zeggen als zelfs een 1,66 GHz-processor er 20 seconden voor nodig had om iedere iteratie twintig keer te doen alvorens de gecombineerde uitkomsten ervan in de volgende iteratie toe te kunnen passen.

Afbeelding

Hierboven zien we de (enige) foto van de Excelsheet waarin de correcties werden doorberekend. Want meer bewijzen heb ik niet meer - twee maanden terug heeft het netbookje een vrij nare computercrash gehad. Een zwaar voorwerp met kracht op de rechterhoek van het toetsenbord zien landen was een iets minder geslaagde zet voor de harde schijf die precies onder diezelfde hoek zat. De site-backups, fotobestanden en al dat soort spullen waren gelukkig dubbel gebackupt, maar de Excelsheet in kwestie was dat niet. Jammer? Ja en nee. Ja omdat ik het opgestelde algoritme niet meer volledig uit het hoofd weet en geen zin heb om het opnieuw alleen voor deze blog op te stellen, en nee omdat de tekeningen toch al klaar waren toen de HDD overleed zodat het doel reeds gediend was. Voor het project was de crash dus totaal niet meer van invloed.

Tekenen maar?

Destijds, toen ik de uitkomsten van de berekeningen nog digitaal beschikbaar had, kon de tekening gemaakt worden nadat Excell zijn werk gedaan had. En dat tekenen kan je met autocad (of zoiets) doen als je dat hebt, maar ik heb het ouderwetser aangepakt. Met echt papier, een lineaal, pennetjes, potloden en alles wat erbij hoort. En het was beslist geen vervelend werk!

Hoe dat in zijn werk ging kan je in het volgend deel van de blog lezen - een deel dat hopelijk niet zo lang op zich laat wachten als dit deel, en tevens een deel dat ook in het echt aanzienlijk minder saai was dan deze berekeningen.

Hooggespannen groet,
Hans.
Halfverankering is net als Volbeat: het kan altijd

Gebruikersavatar
Hans
Site Admin + actief in het mainsite team
Berichten: 3824
Lid geworden op: 03 dec 2011 20:49
Dichtstbijzijnde trafo: Veenoord 110/10 kV

Deel 9. De bouwtekening

Bericht door Hans » 26 dec 2012 17:35

Nu we door de foto's, pixeltellingen en wiskundige correcties heen zijn kunnen we eindelijk gaan tekenen. Zet je schrap voor drieënhalve vierkante meter ZL-MEE S+6 op papier...

We beginnen met een open deur voor mastengekken: mastenkijken is emotie. In ieder geval voor een belangrijk deel. Een tonmast is geen donaumast, een Belgische dubbelvlag is geen Hunze-hamerkop en Zwolle-Meeden is beslist geen Zwolle-Ens of Hengelo-Almelo. Hoewel de combinatie donau + éénvlak en de gehanteerde netspanningcombinatie gelijk is aan wat we in Twente en vlakbij Hessenweg zien, is het mastbeeld deerlijk anders.

Bekijk dit eens:

Afbeelding

Zwolle-Ens (bijna gelijk aan de hogere collega's in Twente) wekt op het eerste gezicht een vierkant, breed en qua eerste-indruk 'vriendelijk' mastbeeld. Het ziet er haast een beetje onhandig en puberaal uit, zo'n mast die zich geen raad lijkt te weten met zijn onhandig lange armen, ijle isolatorkettingen en wirwar aan draden. De mast geeft in ieder geval een vriendelijk, weinig kwaadaardig gevoel ondanks zijn aanzienlijke afmetingen.

Afbeelding

Maar dan dit. Zwolle-Meeden. Deze masten wekken een heel andere indruk. Een gestroomlijndere, sterkere en taaiere aanblik dan Zwolle-Ens. Maar helaas ogen ze tegelijk daarmee ook geslotener, afstandelijker en zelfs 'gevaarlijker'. Alsof de masten zelf heel goed weten waar ze mee bezig zijn en daarbij geen enkele ruimte overlaten voor fouten. In ieder geval is het lijnbeeld van Zwolle-Meeden beduidend minder vriendelijk dan dat van Zwolle-Ens ter hoogte van Hessenpoort.

Dit soort dingen over mastontwerpen beweren is uiteraard een kwestie van gevoel dat per persoon verschilt, zodat het geen exacte wetenschap is. Maar niemand zal kunnen ontkennen dat Zwolle-Meeden op volle bezetting er op zijn minst wat stuurser en minder vriendelijk uitziet. Tsja, dat heb je nu eenmaal met die noorderlingen (zegt hier iemand uit het noorden).

Tekening even groot als het schaalmodel

Terzake dan. De typische sfeer die een mastontwerp wekt moet gevangen kunnen worden in de tekening, en uiteindelijk ook in het schaalmodel zelf. Want dan pas wordt het echt leuk. En dat is ook de sport. Ik wil het schaalmodel niet te klein maken omdat het dan niet meer met moeren en bouten te doen is en dan moet je gaan solderen. Misschien komt dat eens, maar nu heb ik de voorkeur voor een fatsoenlijk formaat waar lekker veel, héél erg veel boutjes in gaan zitten. Maar de andere kant, té groot is ook niet slim. Dat kost verhipte veel materiaal en het wordt er niet handzamer op als ie af is. (Een hoogspanningsmast door de deur krijgen is zelfs in gesproken taal al een interessant gegeven, laat staan in fysieke termen. )

Voor de schaal leek 1:30 uiteindelijk een goede keuze, zie eerdere delen van de blog. Het rekent makkelijker dan 1:33,3 of 1:37 'half Half nul' (gangbaar bij treinenmodelbouw) en het eindresultaat van 1:30 bij Zwolle-Meeden S+6 is in de ordegrootte van een manshoog model. Wanneer we het papier van de tekening een flink formaat geven, kunnen we beide schalen "naar elkaar toe laten groeien" en zelfs geheel overeen laten komen. Je krijgt dan een bouwtekening waarop ieder onderdeel precies dezelfde grootte en lengte heeft als in het uiteindelijke schaalmodel zelf. Dat geeft een bijzonder grote toenamen van gebruiksgemak omdat je de lengte van de latten gewoon direct kan meten op de tekening. (Waarom zou je het leven moeilijker maken dan het is? ) Zodra de tekening (waarop reeds de gecorrigeerde afmetingen staan) eenmaal klaar is, hoeft er niets meer omgerekend te worden en dan kan je gewoon lekker doorbouwen zonder allerlei gepruttel met omrekenfactoren en achteraf ergernis wekkende potentiële bouwfouten.

Afbeelding

De schaal moet niet te klein zijn. We zien hier een smerig linkerhandmemobriefje met twee verhoudingsgetallen (negeren dank u) en in het midden een paar stuks heel klein ijzerwerk: dat zijn de M2 boutjes en moertjes waarmee het model gebouwd zal worden. Kleiner kan: M1,5 of zelfs M1, maar dat krijg ik nooit voor elkaar met die stompe brede vingers van me. Daarnaast is M2 het prijsoptimum: grotere bouten worden weer duurder, maar kleinere maten ook.

Vereist is is dat de vellen papier voor de bouwtekening van het formaat deurmat zijn, want anders kan je er per stuk te weinig mastdelen op kwijt. Eerst moest er dus papier geregeld worden. En hoe doet men dat?

Opgeschaald kladblok

Een paar jaar geleden kachelde ik vrolijk met de ferrarirode tweezitter slash de onweerchasemobiel over de campus van de Wageningenuniversiteit, toen een wit ding aan de rand van het weggetje de aandacht trok. Het bleek een flipover te zijn. Jeweetwel, zo'n uit zijn krachten gegroeid kladblok met ruitjespapier dat gebruikt wordt in brainstormsessies en waarop de whiteboardstiften het altijd zo slecht doen.

Afbeelding

Afbeelding

Waarschijnlijk hadden een stelletje jolige medestudenten dat ding ergens gepikt en daarna in de berm gedumpt. In ieder geval, ik heb hem als eh.. goudeerlijk persoon natuurlijk niet teruggebracht naar de universiteit, maar juist achterin de auto gegooid - om hem vervolgens bij de eerstvolgende schoonmaakbeurt van de bolide gedachteloos thuis plat onder het bed te schuiven en hem daarna compleet te vergeten. Minstens drie jaren heeft het ding daar stof liggen vangen. (Graag geen reacties over de schoonmaakfrequentie van mijn vloer. Wordt niet op prijs gesteld. )

Een bouwtekening van schaal 1:30 vereist grote vellen papier en pas bij het nadenken daarover kwam dat flipover-blok me ineens weer voor de geest. De koning te rijk heb ik het ding afgestoft en eens goed bekeken. Conclusie: ideaal. Behalve dan dat ie aardig in de vouwen en kreukels lag.

Afbeelding

Dus eerst een paar dagen lang dat ding platdrukken met een paar stukken Belgisch marmer uit het atelier van moeder de vrouw erbovenop om te zorgen dat de vellen papier weer recht trekken. En wonderwel, dat werkte prima.

Zitplek

De rest was al aanwezig: pennetjes, potlood, linealen en meer zulks. Ja ja, het heeft voordelen dat moeder de vrouw tuinarchitect c.q. beeldhouwer is. Plek was er ook, want ze houdt er een eigen atelier op na. En vanwege het maken van tuintekeningen staat daar ook een professionele tekentafel. Dat is heel wat beter dan het net ietsje te kleine Ikea-bureautje op een niet verwarmde slaapkamer ergens in onze oude tochtige boerderij uit 1927.

Afbeelding

Professionele tekentafel. Goed licht, verwarming, de ruimte, stroom voor de computer, papier met ruitjes, pennetjes, gum en een fatsoenlijke radio. Wat wil een mens nog meer?
(Paprikachips? Bier? De nieuwe CD van 77 BombayStreet? Een persoonlijke hotline naar Tennet voor on demand antwoorden? Naja, er zijn natuurlijk altijd wensen te over, maar zo'n tafel is een aardig beginnetje.)

Afbeelding

En zo zit je er dan bij. Tekening op links, computer met Exceltabel (gecorrigeerde meetwaarden) op rechts en als collateral damage staat ook de hond op de foto, lekker warm bij de kachel. Want dat heb je met die winters van tegenwoordig. Verder een beste partij potloden en vijf hele grote vellen papier. Aan de slag.

Afbeelding

Dat duurde allemaal wel even. De tekening van het broekstuk kostte bijna een hele avond. Dat beloofde wat, en inderdaad heeft het maken van de gehele tekening (vijf vellen) in totaal wel 24 uur gekost als ik alles meereken.

Op vijf flipoverbladen staan uitgetekend:
  • Het broekstuk en het kruis (1)
    De rok, balkon III, en de binnenzijde broekstukpoot (2)
    Zijaanzicht traversen, bodemplaat traverse III, binnenportalen traverse III en traversetoppen (3)
    Torendeel II en III, balkon II en I, traversebodemplaat I en II, topstuk, binnenportalen I en II (4)
    Mastbeeld (5)


Afbeelding

Tijd voor een blik op zo'n tekening. De originelen (wel als foto) staan in 1:1 crop in Schakelveld 51 van dit forum, voor wie er belang bij heeft.

Afbeelding

De tekeningen zijn zoals je ziet geen rocket science. Maar dat hoeft ook niet. We hoeven niet naar de maan: een schaalmodel van Zwolle-Meeden is het doel en meer niet. Ik moet er zelf wijs uit kunnen worden, de maten moeten kloppen en meer hoeft niet. De tekening moet het schaalmodel dienen en niet andersom, dus dit is goed genoeg.

Omgedraaide latten

Het tekenen was leuk werk om te doen. En leerzaam. Eigenlijk zou het tekenen en bouwen van een schaalmodel vakwerkconstructie verplicht moeten worden gesteld aan studenten civiele techniek en bouwkunde. Geen enkele lat is overbodig - maar in het waarom niet krijg je pas inzicht als je iedere lat kritisch bekijken moet. Is het een "scharnierpunt" (één bout per uiteinde) of is de lat "fixed" (twee of meer bouten)? Waarom zo dik of dun? En waarom in vredesnaam onderbroken? Meestal omdat de maximale latlengte bereikt was of omdat het bij de montage niet handig was om de lat in een keer door te laten lopen. De tekening dwingt je tot nadenken over de mast. Niets is toeval, alles heeft een reden (en als je van de ladder valt ben je snel beneden).

Afbeelding

Zo begonnen ze: als potloodtekeningen. Pas daarna is een en ander zorgvuldig overgetrokken.
Maar ook ga je gedurende het tekenen beseffen hoeveel werk de werkelijke bouw gaat worden. Wat heb ik me in Gustave Eiffels naam op de hals gehaald. Maar we blijven optimistisch, want het is beslist geen rotklus. Het is geweldig leuk om je geliefde mastbeeld Zwolle-Meeden (met zijn typische traversebeeld met stompe punten) langzaam voor je neus te zien verschijnen op het papier. Wel oppassen dat je je niet verrekent, vertekent of dat je met je hand door de inkt gaat bij het overtrekken.

Afbeelding

Met een pixeltelfoto kan je maten afleiden waarna je kan corrigeren met wat wiskunde. Maar juist de normalere foto's waarbij je niet recht voor de mast staat zijn ook waardevol en onmisbaar. Daarop kan je zien hoe de latten precies vastzitten. De flens naar binnen of naar buiten? Ook op de tekening is aangegeven hoe een bepaalde lat bevestigd zit. Daar zijn vast bestaande codes voor die ingenieurs kennen en gebruiken, maar ik ben slechts een meteorologiestudent en die codes ken ik niet. Dus daarom heb ik mijn eigen code ervoor ontwikkeld. Zo eenvoudig mogelijk, want ook hier geldt dat je het leven niet moeilijker moet maken dan nodig is. Met slechts twee variabelen kan je alles aangeven:

Afbeelding

De L-vorm geeft aan aan welke zijde de lathoek zit die je in de diepte moet zien. Het pijltje laat zien of die "omhoog komt" uit de tekening of dat die juist omlaag wijst. Rechts zien we een toegepast voorbeeld. Op die manier kan je van elk hoekprofiel de oriëntatie eenvoudig aangeven. En dan, als je lekker zit te tekenen met foto's van vier exemplaren ZL-MEE S+0, S+4 en S+6 voor de neus, komen er interessante conclusies naar voren. Iedere mast van Zwolle-Meeden is werkelijk uniek.

Iedere mast die ik in detail heb gefotografeerd laat zien dat sommige latten er "op de kop" aan zitten. Op plekken waar het voor de constructie niet uitmaakt of de flens omhoog of omlaag steekt is het pure willekeur hoe de bouwers de lat bevestigd hebben. En dat zijn niet verschillen van mast tot mast. Zelfs binnen één en dezelfde mast zie je dat terug.

Afbeelding

De tweede orde diagonalen (ook wel kniksteunen genoemd) in de wand bijvoorbeeld. Als je ze beiden spiegelt maakt het constructietechnisch niets uit. En dat is hier en daar in de mastlichamen dan ook schaamteloos gebeurd, ondanks dat er vast een bouwregeltje is die het verbiedt. Toch maakt ook dit het leven een stuk makkelijker. Een niet-kritische lat die er per ongeluk verkeerd om aan zit hoef ik dus niet meteen om te draaien om bij de werkelijkheid te blijven. En zo ontstaat er toch nog enige vrijheid binnen de afgebakende grenzen.

Niet iedere dag was er tijd om te tekenen. Maar toch, na een week of twee was het tekenwerk klaar. Saaie stukken om te tekenen waren de traversebodems, maar de balkonnetjes en de zijaanzichten van de traversen waren juist boeiend. Zeker het bovenste balkonnetje, dat zelfs op de vrij lompe schaal 1:30 nog een hell of a job gaat worden met twee pezige, maar wel vrij forse handen.

Afbeelding

Hierboven een foto van de extra tekening die eigenlijk niet eens nodig is voor het schaalmodel zelf. Het mastbeeld S+6. Anders dus dan het beeld in de beroemde publicatie van Petersburg Consultants.
De volgende keer beginnen we eindelijk aan het echte bouwen. Dat wordt ook eens tijd na negen delen geouweho- eh.. voorwerk. En net zoals de slogan van studentenpizzafabrikant Dr. Oetlul zegt: bij de bodem beginnen. Het broekstuk is het eerste deel dat gebouwd gaat worden.
Wordt vervolgd.

Hoogespannen groet,
Hans.


P.S. OT LESLEY, jij linkmiechel, die kopieerwinkel waar je het over had vraagt de indrukwekkende som van € 85,- voor het scannen van A1-formaten. Noem je dat goedkoop? Daarvoor kan je ook een weekendje Antwerpen doen (lees: een weekendje Antwerpse hoogspanningsmasten kijken) of voor je lol de hele 380 kV-ring in Nederland drie keer rondrijden.
Halfverankering is net als Volbeat: het kan altijd

Gebruikersavatar
bas380
380 kV + bouwde ZL-MEE in 3D
Berichten: 834
Lid geworden op: 06 apr 2012 19:01

Re: Deel 9. De bouwtekening

Bericht door bas380 » 26 dec 2012 18:26

geweldig weer.

keep up the good work.
Thuis in zijn EGD gebied

Gebruikersavatar
Tom
380 kV
Berichten: 2673
Lid geworden op: 24 dec 2012 16:46
Dichtstbijzijnde trafo: Lochem

Re: Deel 9. De bouwtekening

Bericht door Tom » 26 dec 2012 22:59

Gaaf dat je het helemaal hebt nagetekend!
Succes met de bouw, het is echt een heel groot werk, er zitten echt heel veel staven in en nog meer boutjes. gelukkig is het voor de boutaantallen dan nog een steunmast.
Ik ben het met je eens mbt tot de keuze voor M2 boutjes: die zijn optimaal, hoewel ze feitelijk zo'n twee keer te zwaar zijn omdat de werkelijke bout M24 tot M16 is.

Gebruikersavatar
Ruben
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 1554
Lid geworden op: 07 dec 2011 15:20
Dichtstbijzijnde trafo: Zevenaar

Re: Deel 9. De bouwtekening

Bericht door Ruben » 26 dec 2012 23:12

Mooi dat je de hele mast hebt nagetekend Hans. Ben benieuwd naar het eindresultaat.

Cheers Ruben
Het is grijs, groot & het transporteert is. Het is een hoogspanningsmast.

Hoogspanningsmasten fotograaf & modelbouwer.

Gebruikersavatar
Peter
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 3404
Lid geworden op: 07 dec 2011 20:02
Dichtstbijzijnde trafo: Almelo Tusveld

Re: Deel 9. De bouwtekening

Bericht door Peter » 27 dec 2012 00:12

Leuk die bouwtekeningen. Zo wordt het wel heel professioneel. Dat gaat wel heel wat verder dan mijn masttekeningen in MS Paint

Persoonlijk vind ik de masten van Zwolle - Meeden juist vriendelijker ogen vanwege het ontbreken van de railings en kattenoren. Zo zie je maar hoe dat kan verschillen.

Gebruikersavatar
Hans
Site Admin + actief in het mainsite team
Berichten: 3824
Lid geworden op: 03 dec 2011 20:49
Dichtstbijzijnde trafo: Veenoord 110/10 kV

Re: Deel 9. De bouwtekening

Bericht door Hans » 27 dec 2012 17:27

TomBorger schreef:Gaaf dat je het helemaal hebt nagetekend!
Succes met de bouw, het is echt een heel groot werk, er zitten echt heel veel staven in en nog meer boutjes. gelukkig is het voor de boutaantallen dan nog een steunmast.
Ik ben het met je eens mbt tot de keuze voor M2 boutjes: die zijn optimaal, hoewel ze feitelijk zo'n twee keer te zwaar zijn omdat de werkelijke bout M24 tot M16 is.
Inmiddels zijn de eerste kleine foutjes in de tekening reeds gevonden. De verbinding tussen de twee trekstangen die onder het balkon door lopen (en waar je op kunt staan als je een traverse in moet) wordt gevormd door twee kleine stukjes hoekijzer. Die stukjes zitten vast aan de middelste lat die het balkonrooster aan de kant van de ladder ondersteunt - en niet aan de buitenste twee latten.
Of de vorm van de schetsplaten die soms aan de randstaven zitten. Daar is een kleine hoek vanaf aan wat de 'onderkant' zou moeten zijn. Die hoek heb ik niet altijd even consequent ingetekend.
Nuja, zoals gezegd dient de tekening het schaalmodel en niet andersom.

Over de hoeveelheid (te grote) boutjes en latten gesproken: dat heb ik onderschat. Deze blog loopt vreselijk achter en het lijkt nu of ik nog aan de bouw beginnen moet, maar de werkelijkheid op dit moment (27 december) is al wat hoger gekomen. Het broekstuk en de rok zijn al klaar en de rest van de toren plus het topstukje gaat ook nog wel lukken voor de jaarwisseling. Het gevolg daarvan is dat ik reeds mezelf ben tegengekomen in de hoeveelheid ingekocht materiaal. Zodanig dat geen enkel lapmiddel hielp zodat ik uiteindelijk nogmaals 50 meter hoeklatten heb laten maken bij Erba in Veenendaal. Dat was meteen ook het definitieve einde van het gestelde mystery budget. Die is inmiddels reeds overschreden...
In een volgend deel van de blog zullen we dat materiaaltekort uitgebreider tegenkomen.
Peter schreef:Persoonlijk vind ik de masten van Zwolle - Meeden juist vriendelijker ogen vanwege het ontbreken van de railings en kattenoren. Zo zie je maar hoe dat kan verschillen.
Dat de hoekmasten geen kattenoren hebben vind ik persoonlijk nog altijd jammer, maar het is anderzijds wel tot HET kenmerk van deze verbinding verworden.

Aan de andere kant, zelfs de meest chagrijnige Nederlandse mast is een lieverdje vergeleken met wat je elders ziet. Een echt kwaadaardige mast is te vinden in Denemarken (zie het andere topic, waar Elo de 'Eagle' fotografeerde:

Afbeelding

Man man, je zal er maar naast wonen met je kinderen...
's Nachts bij volle maan kijken ze dan vanuit hun slaapkamerraam over de vlakte tegen deze toothie aan. Gegarandeerd dat ze er kleuternachtmerries door oplopen die hen de rest van hun leven zullen blijven heugen.
Halfverankering is net als Volbeat: het kan altijd

Gebruikersavatar
Hans
Site Admin + actief in het mainsite team
Berichten: 3824
Lid geworden op: 03 dec 2011 20:49
Dichtstbijzijnde trafo: Veenoord 110/10 kV

Deel 10. Eindelijk bouwen aan het broekstuk

Bericht door Hans » 09 jan 2013 00:01

En toen was het zover. De tekening is gereed, het is vakantie en er ligt een mooie stapel constructiemateriaal te lonken. Tijd om de vijl, boor, ijzerzaag, tang en de spanningzoeker ter hand te nemen en met de bouw te beginnen.

Waar de vorige delen van de blog vooral veel tekst waren, gaan we vanaf dit deel over op meer foto's. Maar voordat het zover is moet ik eh.. eerst even een leugentje de wereld uit helpen. Dit is niet de eerste hoogspanningsmast die ik bouw. Ik heb ook wel eens uit de losse hand een kniehoog niet-exact modelletje gemaakt van een donau-hoekmast met kattenoren. Gewoon, omdat het kan.

Afbeelding

Verder heb ik ook nog een aantal gesoldeerde en geschroefde modelletjes (eveneens uit de losse hand) voor in het modelbouwlandschap op zolder gemaakt: lijnen die trots 12V HVDC dragen. Er was zelfs een aantal jaren een heuse crossing over de garage buiten door de openlucht, om het zendmastje dat ik in een eerder deel noemde van stroom te voorzien. Die mastjes zijn er al sinds 2002.

Sinds mijn tiende heb ik binnen redelijk wat vakgebieden al wel eens iets aangeknooid, van beeldhouwen tot elektronica, van computeranimaties maken tot onweerjagen, van luchtwassers installeren op een cruiseschip tot riolen leggen, van evenementen organiseren en semibestuurswerk binnen verenigingen tot schrijven voor diverse blaadjes, van boerenzoon tot universiteit en van lassen tot programmeren.

Afbeelding

Een borstbeeld (nadruk op borst) van klei als gift aan een collegastudent, hardware voor in de onweerchasemobiel, een weerstation aan mijn Wageningse balkon, een Schmitt-trigger voor het schakelen van nachtverlichting en een bliksemdetector op een breadboard, ik zou het zelf niet eens meer allemaal weten...

Afbeelding

Afbeelding

En dat gele spul in de regenmeter is het gevolg van een studentengrap van een stel flatgenoten (geslacht onbekend). En het is géén bier.

Je snapt het wel. Zeven sloten tegelijk, en uiteraard komt de helft van dat soort projecten nooit de bètafase uit. Maar de bindende factor, alles is altijd min of meer uit de losse hand, zonder serieuze tekening of fatsoenlijke berekening. Niets meer dan de achterzijde van een bierviltje. De precisie van al dit soort projecten laat dus te wensen over. In dát opzicht is het aankomend schaalmodel dus juist wél een heel nieuwe uitdaging. En daarmee zijn we terug ontopic (want we dwalen weer af).

Wie heeft hier nou de broek aan

Het broekstuk dus. De legging van de eerste steen (in dit geval de eerste randstaaf) is natuurlijk een bijzonder plechtig gebeuren. Het leuke is dat de legging van de eerste randstaaf letterlijk genomen mag worden: gewoon op tafel, bovenop de tekening zelf.

Afbeelding

Hier zien we de randstaaflegging: de eerste drie latten die hun plek vinden. Plechtig moment.

Ikzelf, maar ook medegezinsleden hebben zo hier en daar eens een foto gemaakt van de werkzaamheden, en dan ontkom je er niet aan of je komt af en toe zelf ook bij de foto op te staan. Shock and awe voor de eerste foto's in deze blog waarop de gevel van ondergetekende in beeld komt. (Nouja, de foto's waarop ik eruitzie alsof ik zojuist een augurk heb ingeslikt halen simpelweg de blog niet, maar helemaal aan mijn eigen aanzicht ontkomen zal niet lukken.) Voor wie de naam van ondergetekende nog niet op Facebook heeft geprobeerd te tracen: schrik niet, onder andere dit stuk venijn gaat dus schuil achter het site-beheer:

Afbeelding

Op een warme zomer- (herstel, de zomers zijn Kwalitatief Uitermate Teleurstellend tegenwoordig) -lentedag, op een betonblok van Dodewaard-Maasbracht 380 kV, de Waalcrossing. Dat zijn de betere dagen van het mastenspotten.

En bedankt voor de broek-stuk-foto Jacob. Want zie die kapotte korte broek maar eens...

Het broekstuk van de schaalmast begint met twee 'vlakke' identieke platen die beide bestaan uit twee driehoeken. Pas later worden het tetraëders. Nu komt het mooi van pas dat de tekening reeds de wiskundig gecorrigeerde latlengtes aangeeft: iedere lat op de tekening is reeds precies gelijk aan de werkelijke lengte gedeeld door 30, zodat je zorgenvrij bouwen kan. Immers, de ellende van het omrekenen is al achter de rug. Maar toch, helemaal exact zijn sommige dingen niet. Want met M2-bouten kan je er niet zomaar even tweeëndertig in één knoopplaatje drukken. Dat past simpelweg niet. Dus qua boutjes moeten er vereenvoudigingen gedaan worden. Het kan niet anders.

Knoopplaten maken

Knoopplaten, ook schetsplaten genoemd, verbinden de latten van vakwerkconstructies. Ook in het schaalmodel zijn er een groot aantal nodig. En dat lijkt moeilijker dan het is. Eerst knippen we met de blikschaar een stuk metaal van het juiste formaat uit. Dat materiaal bestaat uit het eerder genoemde titaanzink, een legering die harder klinkt dan het is. De hardheid komt ongeveer overeen met aluminium. Titaanzink wordt normaliter gebruikt als dakbeschot op de nok en de gevelstukken van bedrijfspanden en schuren. Ik heb er nog een aantal stukken van liggen en het laat zich enerzijds uitstekend bewerken met een vijl en een blikschaar terwijl het anderzijds voldoende stevigheid biedt.

Afbeelding

Op het metaal wordt eerst de precieze vorm getekend, soms keer vier of acht. Dan wordt het stuk uitgeknipt, de concave rondingen worden met een vijl aangebracht en de gaten worden geboord met een accuboor á M2.

Afbeelding

Hier zien we de fabricage van een knoopplaatje. Acht gaten op de plek waar in werkelijkheid 32 zitten. Want als je het schaalmodel betaalbaar houden wil of als het überhaupt passen moet, dan kunnen we niet anders dan het aantal bouten enigszins vereenvoudigen.

Afbeelding

Uiteindelijk ziet een knoopplaatje er dan zo uit als hierboven. En in de hele mast gaan ongeveer 200 van die platen. Sommigen groot...

Afbeelding

...anderen piepklein, zoals deze exemplaren aan de binnenzijde van de broekstukpoten (goed kijken).
Merk ook het kleine bankschroefje op waar ondergetekende op het moment van de foto juist op bezig is om de concave holte in een knoopplaatje te vijlen.

Afbeelding

Dat bankschroefje (gekscherend noem ik dat ding altijd de kampeer-bankschroef) gaat al sinds jaar en dag mee op de wat grotere veldexcursies, vakantie en lange autoreizen zoals onweerchases. Zonder een paar stuks basic gereedschap bij de hand word ik binnen 24 uur helemaal gestoord. Niks is erger dan misgrijpen wanneer je moet improviseren. Een schroevendraaier, Duct-tape, tang, wat ijzerdraad en een bankschroefje behoren wat dat betreft tot de eerste levensbehoeften. Dat is het lot van boerenzoons: gedoemd te willen kunnen improviseren tot de laatste snik.

Afbeelding

Ook het aambeeldje komt van pas. Soms is een uitgeknipt knoopplaatje getordeerd (dat krijg je met een blikschaar) en op het aambeeldje kan ik hem dan voorzichtig weer recht klinken.
Iets verderop zien we de schrootbak: een graanschep. Daar kunnen de scherven, krullen en splinters in. En linksonder het bouten- en moerenpotje: een oude zijwaartse kogellagerschaal. Die is ideaal, want de binnenzijde is glad zodat je een moertje gewoon onder je vinger kan drukken en hem naar de rand kan schuiven waarna je hem eenvoudig tussen twee vingers pakken kan.

Afbeelding

De knoopplaatjes zorgen ervoor dat kruispunten waar drie of meer latten samenkomen stevig aan elkaar vastzitten. En dat was vanaf het begin af aan al nodig. Na twee 'wanden' en twee identieke tussenstukken ziet het begin van het broekstuk er zo uit.

Afbeelding

Afbeelding

Moeren, knik- of krombektangen en spanningzoekers

De zeskantmoeren aan de buitenzijde van het model positioneren geeft een beter beeld dan de ronde cilinderkop naar buiten. Maar het is wel meer werk om op deze manier de moeren aan te draaien. De kniktang, waarin je de moer vasthoudt, laat zich namelijk veel beter naar een klein hoekje manoevreren dan de schroevendraaiers - standaard spanningzoekertjes voor werk aan stopcontacten. Ja ja, want een hoogspanningsmast bouwt men met spanningzoekers.

Afbeelding

Eh, tsja... Het lijkt al heel wat. Maar er ontbreken natuurlijk nog wel de nodige diagonalen. We zien verder ook dat het bureau langzaam in een chaos van metaalgereedschappen is veranderd. Wen er maar aan, het werd allemaal nog veel erger...

Afbeelding

Want dan komen de diagonalen en het lattenwerk aan de binnenzijde van de broek. Daar ging een aanzienlijke lengte aan latten inzitten. Om lelijk gebogen hoeken te voorkomen worden alle latten gezaagd en niet geknipt. Die blikschaar wordt dan ook alleen gebruikt voor de knoopplaten.

Afbeelding

En zo gaat het eruitzien als boutjes, schetsplaten en hoeklatten samenkomen.

Blikschade

Wat verder opviel, en wat ik had onderschat, is hoe scherp de afgezaagde hoekprofielen zijn. Continu schaaf, schuur of snijd je jezelf er heel licht aan en aan de binnenkant van je vingers zijn de kleine gevalletjes van blikschade na een aantal avonden bouwen reeds ontelbaar geworden.
Verwondingen waarbij geen of nauwelijks bloed vloeit zijn niet interessant. Maar zo nu en dan zit er een serieuzer exemplaar tussen waarbij je eh.. lek slaat. Na een aantal van die verwondingen ben ik uit irritatie maar eens gaan bijhouden hoeveel van die red-outs er nog zouden volgen. Op dit moment staat het aantal gevallen van werkonderbreking doordat ik anders alles rood verf al op een kleine dertig. Naja, daar heb je twee handen voor, want die zitten erop om te gebruiken en niet voor de sier. (Hoewel er een redelijk aantal mensen op televisie komen die daar anders over denken.)

Afbeelding

Op de werkbank werd het die week in toenemende mate een zootje. De balk met allemaal gaatjes is de plek waar in de profielen geboord wordt. Met een mooier woord ook wel bekend als het boorplankje. Wanneer de boor door het hoekprofiel of door de schetsplaat heen is belandt hij in de plank zodat er geen schade aan de werkbank ontstaat. Maar wie beter kijkt ziet nog meer dingen.

Afbeelding

Metaalkrullen schaal 1:30. Dat spul is vrij scherp. Zo nu en dan moest het maar weer eens bijeen geveegd worden en in de plaatselijke schrootcontainer op tafel worden gegooid.

Bord voor de kop

Afbeelding

Enfin, na een week iedere avond een paar uur sleutelen (wat is vakantie toch een mooi iets) was het broekstuk bijna klaar. De klimhaken aan de zijkant zijn inmiddels gemonteerd (gebogen rondijzertjes M2) en de bevestigingen voor de circuitborden en klokgetallen zitten er ook op. Net als de ladderlat. Op de plek van het waarschuwingsbord heb ik maar even wat tape geplakt om het idee daarvan wat meer vorm te geven.

Afbeelding

En dan komt onherroepelijk het moment waarop je vrij plotseling denkt: krijg nou kattenoren, ik geloof dat ie klaar is.

Op de ijzeren profielen is voorzichtig een heel oppervlakkig laagje roest verschenen, zo dun dat je het er met de hand zo af veegt. Vet en zuur aan je handen zijn de oorzaak, maar het is er wel een teken van dat de mastdelen goed droog moeten worden bewaard in de tijd totdat ze geverfd kunnen worden. En dat droog bewaren kan. Het atelier van moeder de vrouw is vergeven van talkpoeder. Als je ergens droge lucht hebt is het hier wel.

Afbeelding

Voila, een broekstuk op de werkbank.
En hoe ik aan dat bord ben gekomen? Dat is een verhaal apart, maar je kunt bijna zeggen dat het lot het zo gewild heeft. Want wat doe je als Tennet uitgerekend in jouw eigen woonplaats een hoogspanningslijn opwaardeert, vervolgens een zo'n bord vergeet mee te nemen nadat ze klaar waren, en dat een half jaar later nog steeds niemand dat ding uit de berm heeft opgeraapt?

Een computer met internet (Hoogspanningsnet.com) erbij, muziekje aan en tenslotte nog wat gloeiendhete chips erbij die mee was genomen door een vriend uit Wanneperveen. Dat is ook zo'n modelbouwer c.q. jeugdvriend. Hij was er een paar dagen lang ook bij, bouwend aan een 1:14 truck. Het was toch kerstvakantie en Wanneperveen is geen wereldreis bij Holsloot vandaan.

Afbeelding

Maar een broekstuk is natuurlijk slechts het begin. Bovenop het broekstuk staat de rok, waarvan je op de bovenstaande foto reeds het begin kan zien. De rok is een onderdeel waarvan ik dacht dat het een peulenschil zou zijn vergeleken met al die latten in de broek. Maar de praktijk was weerbarstiger.

Hoe dat zit kun je lezen in het volgende deel. Nu alleen nog tijd vinden om uit een van die andere zes sloten te klimmen en weer te gaan schrijven...

Hooggespannen groet,
Hans.
Halfverankering is net als Volbeat: het kan altijd

Gebruikersavatar
Ruben
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 1554
Lid geworden op: 07 dec 2011 15:20
Dichtstbijzijnde trafo: Zevenaar

Re: Deel 10. Eindelijk bouwen aan het broekstuk

Bericht door Ruben » 09 jan 2013 10:56

De mast ziet er heel mooi uit Hans. Geod bezig.

Cheers Ruben
Het is grijs, groot & het transporteert is. Het is een hoogspanningsmast.

Hoogspanningsmasten fotograaf & modelbouwer.

Plaats reactie