Holz-Fußball mit Fan Indikator

Der Fußball besteht nur aus zwei wesentlichen Teilen. Einem fünf- und einem sechs-Eck. Soweit so gut, jedoch wie werden diese exakt angeordnet und vor allem in welchem Winkel werden diese miteinander verbunden?
Um mir diese Frage zu beantworten, konstruierte ich kurzerhand einen Fußball mittels Fusion360.
Durch die Einfachheit des Balls ging dieses sehr flott und benötigte gerade mal eine halbe Stunde.

Insgesamt werden 20 sechs-Ecke benötigt. Wobei die sechs-Ecke je drei Seiten mit einem abgeschrägten Winkel von 18,69 Grad und drei Seiten mit einem Winkel von 20,905 Grad haben müssen.
Das ist kein Witz, ich habe selbst gestaunt welche Winkel dabei herauskommen. Dies Handwerklich zu realisieren ist sicherlich so nicht möglich. Daher kann hier auch getrost aufgerundet werden. Aber man sollte schon versuchen dies so genau wie möglich zu erstellen. Da später viele Flächen miteinander verbunden werden müssen und somit sicher der Fehler aufsummiert.

Von den fünf-Ecken werden nur 12 Stück benötigt. Das fünf-Eck hat auf jeder Seite einen Winkel von 18,69 Grad als Abschrägung.

Ich habe die Seitenlängen der fünf- und sechs-Ecke mit jeweils 50mm gewählt. Somit kommt dann auch ein Ball in etwa der Originalgröße zustande. Natürlich kann dies je nach Wunsch größer oder kleiner gestaltet werden. Die jeweiligen Winkel ändern sich dabei nicht.

Als Material für den Fußball nehme ich 4mm dickes Pappelsperrholz. Je dünner das Material umso schwerer wird das zusammenleimen. Jedoch je dünner, desto besser ist die Durchleuchtung des Balls. Am liebsten wäre mir hier 3mm starkes Pappelsperrholz gewesen, jedoch hatte ich dies momentan nicht in meinem Fundus und somit musste 4mm starkes herhalten.

Noch ein Tipp: Möchte man einen Fußball aus sehr dünnem Sperrholz bauen, und man bei der Durchleuchtung keine Äste oder Flecken haben möchte. Sollte kein Sperrholz aus dem Baumarkt gekauft werden. Da dort meist die Mittellage mit Ästen oder Löchern versetzt ist. Man kann auch das Sperrholz mit einer Lampe durchleuchten um die extrem schadhaften Stellen auszufiltern.
Möchte man diesen Aufwand nicht betreiben, dann greift zu Flugzeugsperrholz, dieses ist jedoch deutlich teurer als normales Pappelsperrholz aus dem Baumarkt. Im übrigen habe ich hier auch Baumarktware verwendet.
Bei dem 4mm starken Pappelsperrholz ist die Durchleuchtung eher schwach, somit machen hier etwaige Einschlüsse nicht so viel aus, sind aber dennoch leicht zu sehen.

Nun geht es im ersten Schritt daran, zwei Master Ecken (Schablonen) zu erstellen. Jeweils eine für die fünf-Ecken und eine für die sechs-Ecken.

Ich druckte mir die einzelnen Ecken von der Konstruktion auf DIN A4 Papier maßstabsgerecht aus. Beklebte die Rückseite mit doppelseitigem Klebeband und schnitt diese dann aus.

Das machte ich für alle benötigten Ecken, später stellte sich für mich heraus, das dieser Aufwand nicht notwendig gewesen wäre.
Also für euch, ihr benötigt wirklich nur jeweils zwei fünf- und zwei sechs-Ecken ausgeschnitten.

Von den ausgeschnittenen Ecken klebt ihr nun jeweils eines auf einen Träger auf. Ich habe hierzu 12mm starkes MDF verwendet, es geht natürlich auch dickeres oder Dünneres MDF oder auch irgend ein anderes Material. Nehmt was ihr als Abfall zu Hause habt.

Nach dem Aufkleben werden die beiden Ecken grob ausgeschnitten. Ich habe dies mit der Bandsäge gemacht und habe zum Aufgeklebten Eck ca. einen Millimeter Abstand gelassen. Unbedingt darauf achten, nicht in den Aufkleber zu sägen.

Nun folgt der wirklich wichtigste und vor allem genauste Schritt des ganzen Balls. Jeder Fehler der hier gemacht wird, wird sich später auf die Exaktheit eures Balls auswirken.
Ich habe die Seiten am Tellerschleifer bis exakt zum Rand des Aufklebers abgeschliffen. Dies erfordert ein wenig Geschick und vor allem Geduld. Nicht zu viel oder zu wenig abschleifen. Es muss auf allen fünf- bzw. sechs-Seiten gleich sein.

Nach dem Schleifen hat man dann die benötigten Schablonen um in die Serienproduktion der Ecken zu gehen.

Für die vielen benötigten Ecken säge ich mir auf der Tischkreissäge aus den Pappelsperrholzplatten zuerst Streifen mit 10cm für die sechs-Ecken und mit 9cm für die fünf-Ecken zu.

Anschließend werden aus den Streifen Quadrate mit 10x10cm und 9x9cm gesägt.

Wie schon geschrieben, werden für die sechs-Ecken jeweils 20 Stück benötigt und für die fünf-Ecken jeweils 12 Stück.

Es empfiehlt sich hier ein paar mehr auf Reserve zu erstellen um etwaige Fehler die sich im laufe der weiteren Bearbeitung einschleichen, ersetzen zu können.

Es gibt mehrere Methoden um solche Teile zu kopieren. Ich habe mich dazu entschlossen, die Ecken mittels eines Kopierfräsers auf dem Frästisch zu erstellen.
Mangels eines Frästisches oder einer Oberfräse, kann dies auch mit der Kreissäge erstellt werden.

Ich erklär das Kreissägekopieren hier mal kurz:
Um exakte 1:1 Kopien mit der Kreissäge zu erhalten, muss eine Leiste über dem Sägeblatt angebracht werden. Dazu wird das Sägeblatt ca. 2-3mm höher als das zu sägende Brett eingestellt. In meinem Fall würde ich das Sägeblatt also auf 6-7mm Höhe einstellen.
Die Kante der Leiste muss genau mit dem Sägeblatt übereinstimmen/fluchten. Dazu wird die Leiste mittels Winkelanschlags so über das Sägeblatt geschoben, dass sie genau mit der Seitenfläche (Sägezähne) des Sägeblatts abschließt. Die Leiste wird am besten am Winkelanschlag festgezwungen oder mit Abstandshölzchen auf den Sägetisch über dem Sägeblatt.
Nun nimmt man die Ursprungsschablone und klebt das zu sägende Material daran fest und schiebt die Schablone an der Leiste entlang, sodass die Säge den Überstand absägt.
Genauso ist es natürlich möglich durch Verschieben des Parallelanschlags kleinere bzw. größere Schablonenkopien herzustellen. Auf diese Weise lassen sich sehr schnell Vergrößerungen bzw. Verkleinerungen von einem Vieleck aus Holz herstellen.

Aber zurück zu meiner gewählten Methode. Ich spanne einen Kopierfräser mit Anlaufkugellager in den Frästisch ein.
Anschließend klebe ich auf die Schablone aus MDF des fünf-Ecks ein Stück doppelseitiges Klebeband.

Die Schablone wird dann auf das zugesägte Stück Pappelsperrholz aufgeklebt. An der Bandsäge säge ich die überstehenden Ecken ab, dies ist nicht unbedingt erforderlich erleichtert aber das Fräsen am Frästisch.

Danach wird der Überstand am Frästisch mittels des Kopierfräsers abgefräst. Somit erhält man eine 1:1 Kopie der Schablone.

Dies wird für das fünf-Eck 12 mal wiederholz und für das sechs Eck 20 mal.

Nach dem Fräsen der fünf und sechs Ecken, müssen nun alle Seiten abgeschrägt werden, damit keine Spalte beim verleimen der Ecken bleiben.

Dazu verwende ich praktischer weise den Tellerschleifer, bei dem der Tisch abgeschwenkt werden kann. Aber es wäre auch möglich bei diesen Ecken, die Seitenflächen mittels einer Schmiergelleinwand schräg zu schleifen. Dies würde jedoch deutlich schwieriger und ungenauer sein.
Den Tellerschleifer stelle ich nun auf 90 Grad in den rechten Winkel.

Danach setze ich einen Winkelmesser darauf und Nulle diesen ab.
Anschließend wird der Tisch auf 18,69 Grad eingestellt, ja ich weiß, es sind gerundete 18,7 Grad.

Nun nehme ich die fünf-Ecke und schleife alle fünf seiten mit diesem Winkel schräg. Hierbei ist dringend darauf zu achten nur die Seitenflächen zu schleifen und nicht das fünf-Eck kleiner zu machen. Dies erfordert ein wenig Geduld und vor allem sehr gute Augen.

Ich habe mal zwei Ansichten beigefügt, wo die Draufsicht und Unteransicht gezeigt wird. Die angeschliffenen Winkel sind hier doch sehr deutlich zu sehen. Vor allem im Stapel wird es sehr deutlich.

Für die sechs-Ecken sind zwei verschiedene Winkel notwendig. Somit schleife ich jede zweite Seitenfläche (Insgesamt drei Seitenflächen) mit den schon eingestellten 18,7 Grad.

Danach wird der Tellerschleifer auf 20,9 Grad abgeschwenkt und die restlichen drei Seiten des sechs-Ecks abgeschliffen. Hierbei markiere ich auf der Innenseite die nun mit 20,9 Grad geschliffenen Seiten mit einem X mit Bleistift. Da später der Unterschied der geschliffenen Seiten mit dem Auge nicht wirklich gut erkannt werden kann, jedoch beim zusammenleimen einen unerwünschten Effekt ergibt.

Wer zum schleifen noch keine Brille benötigt ist zu beneiden, jedoch nach dem schleifen ist die Konzentration so im Keller, das jeder wohl eine Brille benötigt.

Um dem Ball nach meiner Vorstellung ein realistischeres Aussehen zu geben. Möchte ich alle Ecken mit Nathlöchern versehen.
Wer das ebenfalls machen möchte muss sich bewusst sein, das dies in eine Bohrorgie ausartet.

Allein für die sechs-Ecke werden pro Seite 9 Löcher mit einem 1,5mm Bohrer gebohrt. Das ergibt pro sechs-Eck insgesamt 6x9 Löcher = 54 Löcher. Bei 20 sechs-Ecken sind das dann 1080 Löcher.
Für die fünf-Ecken sind es pro Teil 5x9 Löcher = 45 Löcher pro fünf-Eck, dass macht dann insgesamt bei 12 fünf-Ecken 540 Löcher. Somit muss insgesamt 1620 mal die Bohrmaschine betätigt werden - Uffff.

Hier wollte ich ursprünglich die Ausschnitte auf alle Ecken zum bohren aufkleben. Ich entschied mich aber dazu, eine kleine Hilfsvorrichtung dafür zu erstellen.
Dazu einfach eine Unterlage auf dem Bohrtisch befestigen, darauf eine kleine Anschlagleiste aufkleben womit der Abstand der zu bohrenden Löcher gleich gehalten werden kann. Und ein kleines Winkelstück, das als Anschlag dient um die jeweiligen Löcher im Uhrzeigersinn bohren zu können. Dieses kleine Winkelstück wird jeweils um ein Bohrloch verschoben, nachdem alle Löcher im Umfang gebohrt sind.

Die Bohrmaschine wird auf eine relativ hohe Drehzahl eingestellt und die Ecke eingelegt. Dann wird munter darauflos gebohrt bis alle Ecken ihr erstes Loch an allen sechs Seiten haben.
Das kleine Winkelstück wird nun um ein Loch weiter nach rechts verschoben und wieder beginnt die Bohrerei von vorne.
Dies wird so lange wiederholt bis alle neuen Löcher pro Seite gebohrt sind. Für das exakte einrichten der Löcher verwende ich einen der zugeschnittenen Aufkleber. Hiervon schneide ich mir eine Seite ab und klebe diese auf eine Ecke sauber auf. Diese Ecke verwende ich als Master um alle Bohrungen daran auszurichten.

Für die fünf-Ecken muss vor dem bohren noch etwas anderes durchgeführt werden. Da ich diese von den sechs-Ecken abheben möchte, werden diese zuerst dunkel gebeizt. Ich verwende hierzu Beutel-Beize im Farbton Teak. Die einzelnen Ecken beize ich mittels eines kleinen Schwänchens nur auf der äußeren Sichtseite. Nach dem beizen und trocknen schleife ich die Fläche mit 400 Schmiergelleinwand ab und Beize nochmals ein zweites mal.

Danach werden diese ebenfalls Ringsum in der gleichen Methode wie die sechs-Ecken gebohrt. Das kleine Winkelstück welches als Anschlag dient, ist jedoch für die fünf-Ecken ein anderes als für die sechs-Ecken.

Nachdem alle Ecken gebohrt sind, werden diese auf der Ober- sowie auf der Unterseite abgeschliffen. Innen mit 240er Schmiergelleinwand und außen mit 400er Schmiergelleinwand. Dies gibt den Ecken ein sehr glattes und sauberes Finish.

Nun geht es ans verleimen der einzelnen Ecken. Hierbei ist einiges zu beachten. Ich verwende eine Siebdruckplatte mit der glatten Seite nach oben um dort die Einzelteile zu verleimen. Der vorteil ist, das darauf nichts vom Leim haften bleibt und es nicht vermieden werden kann, das immer wieder etwas Leim aus den spalten austritt.
Des weiteren ist es nun wichtig, das immer die Seiten der Ecken miteinander verleimt werden, die auch den gleichen Winkel haben. Also alle Seiten des fünf-Ecks mit den Seiten des sechs-Ecks ohne das X und alle Seiten an den sechs-Ecken mit dem X nur mit den sechs-Eck Seiten mit dem X. Ich hoffe das war verständlich.
Dazu habe ich zur Veranschaulichung die einzeln ausgeschnittenen Papierschablonen aneinander gelegt.

Für die erste Verklebung wird nur eine Seite mit Leim eingestrichen. Und zwar die des sechs-Ecks ohne X. und diese wird dann an das fünf-Eck angeklebt. Ich verwende hierzu einen Holzleim, der sehr schnell seine Endfestigkeit erreicht. Bereits nach 30 Sekunden kann ich die Teile loslassen und nach ein bis zwei Minuten sind diese dann auch schon sehr fest. Dies hilft vor allem später, da es immer schwieriger wird, den Ball festzuhalten.

Für das zweite, dritte vierte sechs-Eck müssen dann schon zwei Seiten mit Leim benetzt werden. Das fünfte Teil wird dann an drei Seiten mit Leim benetzt. So entsteht dann der erste Teil des Balls. Schaut aus wie eine Schüssel.

Nachdem nun die Erste Reihe mit den sechs-Ecken erstellt wurde folgt eine Reihe mit Fünf-Ecken. Alle Seiten sind hierbei im gleichen Winkel. Somit können nun fünf Stück der fünf-Ecken verleimt werden.

Danach folgt wieder eine Reihe mit fünf sechs-Ecken. Hierbei ist wieder darauf zu achten das die richtige Seite (X oder kein X) miteinander verleimt werden.

Nach der Reihe mit den sechs Ecken folgt gleich nochmals eine Reihe mit sechs-Ecken. Aufpassen auf das X.

Jetzt kommt eine Reihe mit fünf-Ecken. Diese müssen nun schon jeweils an drei Seiten mit Leim bestrichen werden.

Nachdem dies dann geschafft ist, wird die letzte Reihe der sechs-Ecken verleimt. Der Ball ist nun doch schon sehr unhandlich um die einzelnen Ecken sauber anzudrücken. Hier ist etwas Geduld gefordert. Und wichtig ist auch nicht zu fest drücken, wir wollen ja nicht, dass der Ball wieder in seine Einzelteile zerdrückt wird.

An dieser Stelle wird sich dann auch spätestens zeigen wie sauber die einzelnen Ecken gefertigt wurden. Wenn sich die Ecken nicht sauber aneinander fügen lassen hat sich ein kleiner Winkelfehler oder ein Über- oder Untermaß eingeschlichen. Dies kann entstanden sein, das an der einen oder anderen Stelle etwas zu viel oder zu wenig abgeschliffen wurde. Bei mir ging es sehr gut zu ende. Dennoch habe auch ich etwas drücken müssen um das Letzt sechs-Eck sauber einpassen zu können.

Das Abschlussstück könnte nun aufgeleimt werden und man hätte an dieser Stelle einen fertigen Ball. Ich bin jedoch damit noch nicht fertig.

In der Bucht habe ich mir eine 5V 5050 RGB LED Strip mit USB Anschluss und Fernbedienung um 7,- € geschossen. Dieser wird nun sein neues Zuhause in dem Fußball bekommen.

Dazu muss ich bei dem oberen fünf-Eck in die Mitte ein Loch für die Kabeldurchführung bohren.
Doch wie zeichnet man an einem fünf-Eck die Mitte an?? Ich habe immer von Eck zu Eck eine Linie gezogen und diese zur Mitte hin immer kleiner gemacht. Das ging am schnellsten.
Der exaktere Weg wäre von einer 5cm breiten Seite jeweils eine Linie bei der Seitenhalbierenden (2,5cm) zur gegenüberliegenden Spitze zu ziehen. Das Ganze dann fünf mal und somit hat man in der Mitte den Schnittpunkt.

Mit einem 3mm Bohrer bohre ich dann das Loch für das USB Kabel. Um die zuleitung zu dem LED Strip durchfädeln zu können knipse ich das Kabel am LED Strip ab und fädel es durch das Loch im letzten fünf-Eck.
Da es sich hierbei um Niederspannung handelt (5V) und man bei eingestecktem USB Kabel nicht einmal etwas merkt, wenn man an die unter Strom stehenden LED Bahnen greift, ist dies für jeden machbar und gänzlich ungefährlich.

Von einer Rolle Geschenkpapier nehme ich die innere Hartkartonrolle und schneide davon 13cm ab. Das obere und untere Ende umwickle ich mit doppelseitigem Klebeband und wickle den LED Strip spiralförmig um die Rolle. Dieser bleibt durch das Klebeband schön an der Rolle haften.

Da der LED-Strip einen Empfänger für die Fernbedienung besitzt, fädle ich diesen durch das Innere der Rolle durch, so das dieser unten ca. 1cm übersteht. Um diesen zu fixieren, säge ich aus einem Reststück Pappelsperrholz eine Aufnahme. Diese stülpe ich über den Empfänger und in das untere Teil der Rolle.
Anschließend nehme ich Heißkleber und fixiere die Aufnahme in der Rolle. (schaut nicht schön aus, ist aber zweckdienlich und sieht man später sowieso nicht mehr.)

Für das obere Ende der Rolle mache ich ebenfalls eine Aufnahme, um das Kabel vom Deckes Mittig in die Rolle zu leiten. Diese Aufnahme wird ebenfalls mit Heißkleber fixiert. An dieser Stelle verbinde ich im übrigen die beiden Zuleitungen wieder mit dem LED-Strip. Ich löte diese an und decke die Lötstelle mit Schrumpfschlauch ab. Hier ist nur darauf zu achten, das die richtigen Kabelenden wieder zusammengeführt werden.

Um das Kabel in dem Fußball gegen herausziehen zu fixieren, mache ich einen Knoten in das Kabel und fixiere diesen zusätzlich mit einem Kabelbinder. Somit habe ich eine Zugentlastung und alles bleibt an Ort und Stelle.

Jetzt wird der Leuchtkörper nur noch in den Ball eingeführt und das letzt fünf-Eck an allen fünf Seiten mit Leim eingeklebt. Fertig!

Es empfiehlt sich vor dem verschließen die LED's zu testen!!! Ich habe sie eine Stunde leuchten lassen und anschließend die Wärme geprüft, zu meiner Überraschung blieb alles sehr kühl und somit ist auch keinerlei Gefahr, das es im Ball zu heiß werden kann.

Wieder ein Bau der mir persönlich sehr viel Spaß gemacht hat und doch an der einen oder anderen Stelle etwas knifflig ist. Auf das Ergebnis bin ich doch ein wenig Stolz, da es mal was ganz anderes war, was ich sonst so baue.

Das anfertigen der einzelnen fünf- und sechs-Ecke benötigt sehr viel Sorgfalt und Geduld. Exaktes arbeite zahlt sich hierbei aus! Ansonsten kann es sicherlich sehr schnell frustrierend werden.

Die Beleuchtung muss sicherlich nicht sein bringt aber das gewisse Etwas. Ebenso ist es sicherlich nicht notwendig die vielen Löcher zu bohren. Aber wenn ich genau darüber nachdenke, könnte man in den Ball noch zusätzliche Löcher in die einzelnen Felder einbringen, wo z.B. dann Logos oder Namen abgebildet werden.

Definitiv wird es bei uns so sein, das wenn die Deutsche Nationalmannschaft ihre Spiele hat, wird der Ball in weiß leuchten!
Für Österreich dann natürlich in rot. Für Italien in grün und für Frankreich in blau. Es ist eigentlich so gut wie jede Farbe machbar. Einzig Bunt geht nicht und ist dann nur über einen blinkenden Farbmix zu realisieren.

Anbei noch ein paar Impressionen des Fußballs in verschiedenen Ansichten und Farben.

Ich hoffe, das Projekt hat euch gefallen und den einen oder anderen angeregt, dies für seine Kinder ebenfalls zu bauen.