91漫画

Im bisherigen Modell des Searchwings ist der Servo zur Steuerung der Querruder offen an der Unterseite des Fl眉gels montiert. Von dort aus wird die Kraft mittels einer d眉nnen Stange an das Ruder 眉bertragen. Das Prinzip ist im folgenden Bild zu sehen:

鈥瀜uerruder_servo.jpg (JPEG Image, 800聽脳聽389 pixels)鈥�. (zugegriffen Nov. 29, 2021).

Aufgrund der Fragilen Bauteile kann es bei der Landung auf dem Wasser zu mechanischen Sch盲den kommen. Des Weiteren ist der Servo nicht wasserdicht und wird dementsprechend h盲ufig besch盲digt. Aufgrund dieser Schw盲chen 眉berarbeiten wir die aktuelle L枚sung.

Ziel ist es, die Schutzklasse IP57 zu erreichen, also das Flugzeug 30 Minuten einen Meter tief unter Wasser zu halten, ohne dass innere Komponenten nass werden.

Die gr枚脽te Herausforderung bei diesem Projekt besteht darin, eine wasserdichte Kraft眉bertragung zwischen Ruder und Servomotor herzustellen.

L盲sst man die Servomotoren an der Unterseite der Fl眉gel, m眉ssten diese in einem wasserdichten Raum befestigt werden. Zus盲tzlich m眉sste die Durchf眉hrung der Stange beweglich sein, da sich diese sowohl vor und zur眉ck, als auch hoch und runter bewegt. Geeignet daf眉r w盲re ein Balg, das allerdings fest verpresst oder geklemmt sein m眉sste. Auch die Abdichtung des Servos und die Kabelf眉hrung gestalten sich schwierig. Eine Durchf眉hrung der Kabel am Rumpf muss zus盲tzlich wasserdicht gestaltet werden.

Da diese L枚sung mehrere komplizierte Komponenten beinhaltet, konzentrieren wir uns vorerst auf einen anderen L枚sungsansatz: Befinden sich die Servos im Flugzeugrumpf, muss lediglich eine Welle 眉ber eine abgedichtetes Lager aus dem Rumpf gef眉hrt werden. Diese 眉bergibt eine rotatorische Bewegung vom Servo an das Ruder. Dadurch ist es m枚glich, die Elektronik im Trockenen einzubauen. Au脽erdem wird die Menge an au脽enliegenden empfindlichen Teilen stark reduziert. Die Ansteuerung der Fl眉gel k枚nnte 眉ber einen Haken am Ende der Welle erfolgen, der in das Querruder f眉hrt, siehe 鈥淜raft眉bertragung an das Ruder鈥�

Erste Idee zum Test einer Wellendurchf眉hrung: Wir kaufen eine GFK-Platte, in die an der Unterseite ein 4mm Loch gebohrt wird, durch das unsere Welle durchgef眉hrt wird. Diese Platte soll der Boden eines oben offenen Quaders sein, dessen Seitenw盲nde aus Plexiglas auf die Gfk-Platte aufgeklebt werden. Um einen dickeren Boden zu erreichen, wird auf der Innenseite eine zurechtgefr盲ste Plexiglasplatte aufgeklebt, die die Dichtung befestigt. Getestet werden eine Wellendichtung und ein O-Ring, jeweils mit 4mm, da das die kleinste zu findende Gr枚脽e f眉r Wellendichtringe ist. Das komplette Gebilde wird dann in Wasser getunkt, um zu sehen, ob die Bodenkonstruktion dicht ist.

Bild

Die ben枚tigten Teile wurden bestellt (au脽er Kleber und eventuell Silikon zum Abdichten der Quaderkanten).

Gemeinsame 脺berlegungen mit anderen Gruppen: Da mehrere Gruppen die Wasserdichtigkeit verschiedener Anwendungen testen wollen, scheint es vorteilhaft, eine gemeinsame Testvorrichtung zu entwickeln. Das Ziel ist es, einen einseitig offenen Zylinder aus Plexiglas oder Metall zu fertigen, an dem ein Druckluftanschluss ist. Der Deckel w眉rde dann f眉r jeden Versuch neu gebaut werden und entweder an den Zylinder geklemmt oder geschraubt werden. Eine O-Ring Dichtung hierf眉r wird von einem anderen Team getestet. Der Beh盲lter wird dann unter Wasser gehalten und mit ein Bar Luft gef眉llt. So werden die Anwendungen zwar darauf getestet, ob sie luftdicht sind und nicht wasserdicht, es wird aber davon ausgegangen, dass alle Anwednungen bei Bestehen des Tests auch wasserdicht sind. Der gro脽e Vorteil diese Versuchsaufbaus besteht neben der Wiederverwendbarkeit des Grundkorpus darin, dass direkt ersichtlich wird, an welcher Stelle die Teile undicht sind, falls Luft austritt.

Umsetzung:

Aus Plexiglas wurde ein Zylinder einseitig an eine Scheibe angeklebt, die mit einem Loch versehen ist, sodass man dort Druckluft anschlie脽en kann. Mit einem passenden Deckel, der aus Plexiglas gefr盲st wird, kann dieser Beh盲lter festgeschraubt werden. Dieser Deckel wird f眉r jeden Versuch neu gefr盲st und an die gew眉nschten Bedingungen angepasst. In eine Rille l盲sst sich ein O-Ring legen, der den Deckel abdichtet. Dies wurde bereits mit Erfolg f眉r 0,2 bar getestet. Die allgemeine Zeichnung des Deckels ist hier im Bild zu sehen (gezeichnet von Jonathan Zeidler).

F眉r unseren Test habe wir in den Deckel 2 Aussparungen f眉r den Test von Dichtring und den O-Ring gefr盲st. Diese befinden sich auf der Innenseite des Testzylinders um den Druck aus der selben Richtung zu simulieren, wie er im sp盲teren Einsatz kommen wird.

F眉r den Test ist geplant, den O-Ring und den Wellendichtring in die Aussparung einzuf眉gen und anschlie脽end mit unserem GfK zuzukleben. Anschlie脽end wird der Zylinder unter Druck gesetzt und unter Wasser getaucht um m枚gliche Lecks zu erkennen.

Sowohl f眉r den O-Ring als auch den Wellendichtring mussten die richtigen Einbauma脽e bestimmt werden. Beim Wellendichtring gestaltet sich dies recht einfach. Dabei entsprechen der Nennau脽endurchmesser und die H枚he des Dichtrings den Ma脽en f眉r den Einbau.In unserem Fall also einen Durchmesser von 8mm und eine Tiefe von 2mm. In diesem Fall soll der Dichtring, bei korrektem Einbau, laut DIN3760 bis zu 0,5 bar Dicht sein.

Beim O-Ring ergeben sich die Einbauma脽e anhand folgender Tabelle:

Da wir einen O-Ring Mit einer Schnurst盲rke von 1,5mm und einem Innendurchmesser von 5mm im Radialen Einbau verwenden, ergeben sich der Au脽endurchmesser des Einbauraums zu 6,3mm und die Tiefe zu 2,19mm. Da es uns nicht m枚glich ist den Radius und die Gr枚脽e des Dichtspalts genau zu bestimmen werden wir im Praktischen Versuch sehen, ob die Abdichtung mittels des O-Rings funktioniert. Allerdings ist auch anzumerken, dass der O-Ring bei einem Spaltma脽 von 0,08mm bis 35 bar Druck funktionieren soll. Da wir nur einen Bruchteil dieses Drucks abdichten wollen sollte dies auch mit g枚脽erem Spalt m枚glich sein.

Um die Dichtung der Wellendurchf眉hrung zu befestigen, ist geplant, an den Glasfaserrumpf eine bearbeitete Plexiglasscheibe zu kleben. Die zur Verf眉gung stehenden Kleber sind in der Materialliste am Ende der Seite zu finden. Getestet werden soll die Klebung durch einen Zug-Scher-Versuch an einer universal-Teststation der 91漫画. Ein Zugversuch wird nicht geplant, da bei selbigem die definierte Klebefl盲che schwieriger zu realisieren ist. Au脽erdem m眉ssten Stempel auf die Gfk-Platte geklebt werden, da diese zu d眉nn zum Greifen ist. Bei diesem Versuch w盲ren wir darauf angewiesen, dass die Klebung zwischen Gfk und Stempel st盲rker ist als die zwischen den zwei Platten.

Im 鈥淗andbuch Klebetechnik鈥� von Manfred Rasche werden Klebeversuche erkl盲rt. Das folgende Bild zeigt den allgemeinen Versuchsaubau des Zug-Scher-Versuchs:

Eine Pr眉fung mit den Ma脽en nach DIN EN 1465 ist nicht sinnvoll, da sich diese Norm nur auf Aluminium und festere Materialien bezieht. Die Ma脽e sind laut Buch au脽erdem etwas willk眉rlich festgelegt worden. Stattdessen w眉rden wir uns nach den Datenbl盲ttern der Kleber und der maximalen Zugkraft unserer Pr眉fstationen richten, sodass wir die maximale Kraft laut Datenblatt testen k枚nnen. Die Breite der Streifen wird 眉ber die zur Verf眉gung stehenden Klemmbacken festgelegt.

Umsetzung:

Von der Holzwerkstatt wurde das Plexiglas und die Glasfaserplatte in Scheiben von 15mm x 50mm geschnitten. Die Platten wurden daraufhin mit 10mm 脺berlappung zusammengeklebt. Somit hat die Klebestelle die Ma脽e 15mm x 10mm. Die Ma脽e f眉r die Klebefl盲chen wurden hierbei anhand der Belastbarkeitswerte aus den Datnebl盲ttern der Kleber bestimmt um die Zugleistung unserer Testanlage m枚glichst gut auszunutzen. Dabei wurden jeweils f眉nf Klebetests vorbereitet mit folgenden Kombinationen: DP100 Plexi & GFK, DP490 Plexi & GFK, DP490 Plexi & Plexi Laut Datenblatt m眉ssen die Klebungen eine Woche bei Zimmertemperatur aush盲rten. In unserem Fall konnten sie 眉ber zwei Wochen aush盲rten.

Die Tests werden an einer universellen Teststation von 鈥� vorgenommen. Die Backen, mit denen die Proben eingeklemmt werden, haben die Ma脽e 30mm x 50mm.

Befindet sich am Ende der Welle ein Haken von z.B. 90掳 oder 45掳, k枚nnte dieser in das Querruder gef眉hrt werden und somit direkt das Ruder ansteuern. Dieses System wird RDS genannt. Zu 眉berlegen und zu testen w盲re, wo diese 脺bertragung am besten stattfinden kann, ohne ungewollte Kr盲fte oder Reibungen hervorzurufen. Dabei ist zu beachten, dass sich der Haken in der Vorrichtung bewegen wird. Au脽erdem muss noch herausgefunden werden, wie dick die Querruder an welcher Stelle sind und wie viel Material f眉r die Steuerung ausgeschnitten werden k枚nnte.

Ein Beispiel f眉r die Positionierung wurde unter folgendem Post gefunden:

鈥瀖eins.jpg (JPEG Image, 800聽脳聽393 pixels)鈥�. (zugegriffen Nov. 29, 2021).

Einen groben 脺berblick 眉ber die M枚glichkeiten der Kraft眉bertragung bietet folgenden Seite:

In folgendem Post sind viele Links zu verschiedenen Steuerungssystemen zu finden:

Leider scheinen die meisten Modellbauer in den Foren von RDS-Systemen abzuraten, da sie zu weich zum Steuern werden. In jedem Fall wird hier noch viel Arbeit zu t眉fteln sein. Eine Seite mit etwas Anleitung findet man in folgendem Post: Hier konnte auch eine Excel-Tabelle zur Berechnung der m枚glichen Auslenkungswinkel abh盲ngig vom (脺berwurf?) finden.

Kann der Servomotor direkt an die Welle angeschlossen werden? Gibt es daf眉r eine kosteng眉nstige L枚sung und ist der Platz vorhanden? Bisher ist geplant, dass der Rumpf so konstruiert wird, dass sich die Ruder direkt neben dem Rumpf befinden. Somit ist eine Wellendurchf眉hrung ohne gro脽e Umlenkungen m枚glich. Der mechanische Servoanschluss besteht aus einem Ritzel mit M2 Innengewinde und einer geriffelten Oberfl盲che. Die mitgelieferten 脺bergansteile werden auf das Ritzel gesteckt und mit einer Schraube festgeschraubt. Diese Teile stehen alle zu 90掳 ab und drehen sich um das Ritzel. Unser Ziel w盲re es, an die Stelle der Schraube eine Welle zu befestigen, sodass wir eine rein rotatorische Bewegung haben. Es war die 脺berlegung, eine lange Schraube zu verwenden, die am Ende kein Gewinde hat. Solche Schrauben konnten bis zu einer L盲nge von meist 3cm, maximal 4cm gefunden werden. Allerdings ist zu bef眉rchten, dass sich Schrauben nicht als Welle eignen, da sie eventuell nicht exakt zylinderf枚rmig sind, sondern beispielsweise konisch.

Bei Oberflugmodellbau.de werden Wellenaufs盲tze angeboten, die unseren Vorstellungen entsprechen. Eine telefonische Nachfrage ergab, dass f眉r unsere Servos eine Sonderanfertigung get盲tigt werden m眉sste, dies aber durchaus machbar w盲re. Dabei kann auch die L盲nge der Welle bestimmt werden. Die Sonderanfertigung soll nicht bedeutend teurer als andere Wellenaufs盲tze sein.

鈥濺DS - System C鈥�, Ober Flugmodellbau. (zugegriffen Nov. 22, 2021).

Bei Sven Hollenbeck, der 眉ber die Seite zu finden ist und auch Extraanfertigungen anbietet, wurde auch angefragt. Allerdings findet es Herr Hollenbeck nicht lohnenswert, einen neuen Ziehstempel zu fertigen, mit dem man die Verzahnung sto脽en kann, da unsere eMax-Servos zu wenig verbreitet sind. Generell ist er aber schon bereit, Anfertigungen zu machen und hat auch schon mit anderern 91漫画n kooperiert.

Ein weiterer Anlaufpunkt w盲re eventuell , die fertige Anschl眉sse anbieten. Allerdings ist mir die Funktionsweise noch nicht klar.

Um Dichtung, Welle und Servo nachher richtig zueinander ausgerichtet im Rumpf zu verbauen m眉ssen Dichtung und Servo 眉ber eine Vorrichtung miteinander verbunden eingebaut werden. Dabei ist darauf zu achten, dass das ganze nicht zu viel Platz einnimmt und die beiden Komponenten sicher miteinander verbunden sind. Eine L枚sung daf眉r k枚nnte in etwa wie folgt aussehen:

Zu beachten ist, das es sich hierbei lediglich um eine erste 脺berlegung handelt die viele Gegebenheiten noch au脽er Acht l盲sst.

Die Montage der Servos und der Lenkvorrichtung sollte m枚glichst einfach sein. Es sollte also wenig verklebt werden und alle Teile sollten gut zug盲nglich sein. Dies ist ein weiterer Aspekt, der gegen eine Anbringung der Servos an der Unterseite der Fl眉gel spricht, da diese eine wasserdichte Abdeckung br盲uchten, welche wahrscheinlich verklebt werden w眉rde.

Genauere 脺berlegungen zur einfachen Anbringung der Wellendurchf眉hrung und zum inneren Aufbau der Servohalterung folgen.

Es wurde gew眉nscht, dass bei einem starken Aufprall die Fl眉gel abfallen, um gr枚脽ere Sch盲den zu verhindern. Dies sollte auf jeden Fall in der Planung der Steuerung der Querruder ber眉cksichtigt werden.

• Servos: ES08MDII von EMAX (bestellt bei Funduino)
• GFK-Platte: FR4 naturgr眉n Glashargewebe 520 x 260 x 0,5mm (bestellt bei masterplatex, F3-YREG-RGV2)
• Plexiglasplatte: GS plexiglas transparent 4mm dick, 30 x 30cm (bestellt beiKunststoffplattenonline)
• O-Ring: NBR70 4 x 1,5mm (bestellt bei diehr-rabenstein.de)
• Wellendichtring: 4 x 12 x 6mm DA (bestellt bei diehr-rabenstein.de) und Radial-Wellendichtring 4 x 8 x 2mm, Bauform AO (bestellt bei bauer-modelle.de)
• Welle: Edelstahl 鈭�4mm, 50cm, h8 geschliffen (bestellt bei bauer-modelle.de)
• Gleitlager:

Bohrk枚pfe f眉r die Fr盲se:

Kleber:

• 3M鈩� Scotch-Weld鈩� 2-Komponenten-Konstruktionsklebstoff auf Epoxidharzbasis DP490
• 3M鈩� Scotch-Weld鈩� 2-Komponenten-Konstruktionsklebstoff auf Epoxidharzbasis DP100

Kathrin Honermann (12.01.2021).