Sinn oder Unsinn einer Höhenruderwippe

Immer mal wieder bin ich beim Lesen hier im Forum über Bilder einer Höhenruderwippe (oder wie auch immer man das nennt) gestoßen, ohne die Funktion zu hinterfragen. Sinn und Zweck waren mir eigentlich klar: nämlich die Redundanz beim Ausfall eines der beiden Servos. Nur jetzt sieht der Hersteller für meinen Flieger eben so eine Konstruktion vor, ich habe mir mal kurz Gedanken zu dem Thema gemacht und bin zu dem Schluss gekommen, dass egal in welcher Stellung eines der beiden Servos ausfällt, es bedingt durch die Wippe immer zu einem mechanischem Crash kommt. Das ist alles andere als Redundanz. Allerdings empfiehlt das der Hersteller und setzt es erfolgreich (Vermutung ) seit geraumer Zeit ein. Also scheint er sich ja schon was dabei gedacht zu haben... Nur was? Bedenke ich hier was nicht?

Beste Grüße
Chris

Sinn und Zweck der Wippe ist es, die Stellkraft der Servos zu verdoppeln

UweHD schrieb:

Sinn und Zweck der Wippe ist es, die Stellkraft der Servos zu verdoppeln

Zum Vergrößern anklicken....

Das hätte ich auch, wenn ich die Sevos hintereinander gekoppelt verbauen würde. Und sie würden sich mechanisch nicht (oder weniger) blockieren.

Zeh-a schrieb:

Das hätte ich auch, wenn ich die Sevos hintereinander gekoppelt verbauen würde. Und sie würden sich mechanisch nicht (oder weniger) blockieren.

Zum Vergrößern anklicken....

Das stimmt.
Bzgl. Ausfallsicherheit haben beide Varianten ihre Vor- und Nachteile.

Pro Wippe: Die Wippe garantiert noch eine gewisse Steuerbarkeit, selbst wenn ein Servo vollständig blockiert ist oder auf Anschlag läuft. Ob das noch für eine sichere Landung reicht, kann man nur spekulieren.
Nachteil Wippe: Bei einem Ausfall eines Servos ergibt sich ein ählicher Effekt wie oben, eine gewisse Steuerbarkeit bleibt, aber das kraftlose Servo wird die Steuerbarkeit stark einschränken

Pro Kopplung: Bei Ausfall eines Servos bleibt die Steuerbarkeit vollständig erhalten. Das intakte Servo wird das kraftlose mitziehen.
Nachteil Kopplung: Bei einer Blockade eines Servos, oder wenn dieses auf Anschlag läuft, werden beide Servos gegeneinander arbeiten und die Steuerbarkeit dürfte nicht mehr gegeben sein


....ansonsten, als ganz allgemeine Anmerkung zu Redundanz, denn Redundanz wird leider oft falsch verstanden:Wenn ich statt einem Bauteil zwei Bauteile für eine Funktion einsetze, dann erreiche ich nur dann eine Redundanz, wenn jeweils ein Bauteil allein für die sichere Funktion vollständig ausreichend ist. Ist das nicht gegeben, dann erhöhe ich sogar die Ausfallwahrscheinlichkeit des Gesamtsystems um 100%.
Bei Wippen oder Kopplungen kann man das aber leider nicht so genau beantworten, wie weiter oben beschrieben.

Zeh-a schrieb:

Das hätte ich auch, wenn ich die Sevos hintereinander gekoppelt verbauen würde. Und sie würden sich mechanisch nicht (oder weniger) blockieren.

Zum Vergrößern anklicken....

Lieber Cris,

du verdrehst da die tatsächlichen Verhältnisse komplett!!!

Sind die Servos hinter einander gekoppelt, dann blockiert ein ausgefallenes Servo den Ruderausschlag möglicherweise komplett, zumindest muß das funktionsfähige Servo dann auch noch das defekte Servo mit rumdrehen und viel Ruderkraft geht verloren.

Sind die Servos per Wippe gekoppelt, dann führt der Ausfall eines Servos lediglich zu einer Reduzierung des Ruderweges, die Ruderkraft bleibt immer voll erhalten.

mfg
der Nichtflügler

Nichtflügler schrieb:

Lieber Cris,

du verdrehst da die tatsächlichen Verhältnisse komplett!!!

Sind die Servos hinter einander gekoppelt, dann blockiert ein ausgefallenes Servo den Ruderausschlag möglicherweise komplett, zumindest muß das funktionsfähige Servo dann auch noch das defekte Servo mit rumdrehen und viel Ruderkraft geht verloren.

Sind die Servos per Wippe gekoppelt, dann führt der Ausfall eines Servos lediglich zu einer Reduzierung des Ruderweges, die Ruderkraft bleibt immer voll erhalten.

mfg
der Nichtflügler

Zum Vergrößern anklicken....

Und da muss ich wiedersprechen. Angenommen das rechte Servo vom obigen Bild aus dem Link bliebe aus irgendeinem Grund in dieser Position stehen, in der es auf dem Bild ist, das Linke funktioniert aber weiterhin. Dann kann das linke Servo theoretisch nicht ausschlagen. Es würde ja, egal wohin es ausschlägt die Wippe zu sich ziehen wollen, was nicht funktioniert. Wenn es stark genug ist wird es sich evtl aus dem Servobrett reißen oder irgendetwas anderes geht kaputt, aber einfach nur Reduzierung des Ruderweges funktioniert so nicht. Ich wünschte, ich könnte das technisch besser erklären... Aber ich hoffe, dass du verstehst, wie ich das meine.

Gruß, Chris

Zeh-a schrieb:

...Angenommen das rechte Servo vom obigen Bild aus dem Link bliebe aus irgendeinem Grund in dieser Position stehen, in der es auf dem Bild ist, das Linke funktioniert aber weiterhin. Dann kann das linke Servo theoretisch nicht ausschlagen. Es würde ja, egal wohin es ausschlägt die Wippe zu sich ziehen wollen,...

Zum Vergrößern anklicken....

Stimmt, dazu müsste die Wippe auf deinem Bild noch einen Längenausgleich haben - was sicherlich machbar wäre

Genau so sehe ich das auch.
Heisst aber widerum, dass beide Systeme bei der Blockade eines Servos zum Totalsusfall führen, also ist es wieder Glaubenssache.

Servoausfälle sind ja (zumindest bei hochwertigen Servos) äusserst selten, ein komplett blockierendes oder auf Anschlag laufendes Servo noch seltener.
Heisst also beide Systeme haben sich bewährt, denn sie geben dem Piloten ein gutes Gefühl solange alles funktioniert.
Und wenn doch mal eines blockiert ist das Modell eh Schrott, und die Ursache für den Absturz zu finden ist an einem Totalschaden fast nicht möglich.
Also baut man am nächsten Modell wieder die gleiche Mechanik ein...

Was so eine Wippe auch leisten kann (allerdings muss sie dann anders ausshen wie im Beispiel): Sie entkoppelt die zwei Servos voneinander. D.h. wenn die nicht genau die gleiche Kennline haben, dann arbeiten sie trotzdem nicht gegeneinander; der Stromverbrauch bleibt niedriger.
Dazu müssen die Servos aber unabhängig voneindander laufen können, d.h. die Wippe darf sie nicht per feste Länge aneinaderbinden. Z.B. durch einzelne Gestänge, die zur Wippe führen, die dann wieder längsgeführt sein muss. Wird klapperatistisch etwas komplex.

Zeh-a schrieb:

Und da muss ich wiedersprechen. Angenommen das rechte Servo vom obigen Bild aus dem Link bliebe aus irgendeinem Grund in dieser Position stehen, in der es auf dem Bild ist, das Linke funktioniert aber weiterhin. Dann kann das linke Servo theoretisch nicht ausschlagen. Es würde ja, egal wohin es ausschlägt die Wippe zu sich ziehen wollen, was nicht funktioniert. Wenn es stark genug ist wird es sich evtl aus dem Servobrett reißen oder irgendetwas anderes geht kaputt, aber einfach nur Reduzierung des Ruderweges funktioniert so nicht. Ich wünschte, ich könnte das technisch besser erklären... Aber ich hoffe, dass du verstehst, wie ich das meine.

Gruß, Chris

Zum Vergrößern anklicken....

Da hat du recht, in der Ausführung im Bild wäre dann nur ein sehr begrenzter Ruderausschlag möglich. Anfangs läuft der Kreisbogen des Servohebels noch beinahe parallel zum Kreisbogen der Wippe, aber dann verspannt es sich schnell ohne Längenausgleich.
Bei einem Servoausfall genau in Mittelstellung wäre das Modell vielleicht gerade noch steuerbar, aber bei einem Ausfall in Endstellung ist dann Schluss mit lustig.

mfg
der Nichtflügler

MarkusN schrieb:

... Dazu müssen die Servos aber unabhängig voneindander laufen können, d.h. die Wippe darf sie nicht per feste Länge aneinaderbinden. ....

Zum Vergrößern anklicken....

Dazu reicht eigentlich ein Langloch auf einer Seite. Müsste man nur schauen, ob man sowas spielfrei realisieren kann.

Der Vorteil der Wippe ist in der Nullstellung der Servos.
Hier arbeiten die Servos nicht gegeneinander,
wie im Falle einer Kopplung hintereinander.
Temperaturbedingt kann es ja zu einer leichten aber
undefinierten 0-Punktverschiebung der einzelnen Servos kommen.


Gruß
Andreas

Wippe mit Längenausgleich

Wippe mit Längenausgleich

Wäre so eine Wippe mit einseitigem Längenausgleich spielfrei genug?

Besser beide Arme der Servos auf eine Seite, sonst ergeben sich Verzerrungen in der Kennlinie und unnötige Querkräfte durch die Schrägstellung des Pleuels. Aber sonst ist das eine gute Entkopplung.

Abschließend wollte ich noch Bilder meiner endgültigen Lösung zeigen. Einige Bilder stellen gewisse Konfliktsituationen zB durch einen Servodefekt dar. Das kann die modfizierte Wippe gut ausbügeln. Allerdings kommt auch diese Kontruktion bedingt durch den recht kurzen Umlenkhebel irgendwann an ihre Grenzen. So bin ich aber schon deutlich beruhigter unterwegs. Und kleine Ungenauigkeiten im Ausschlag der Servos werden auch ausgeglichen. Das Beste: die Konstruktion hat ansich kein merkliches Spiel!

Toll gemacht und prima bebildert dokumentiert.
- kannst du die Bilder in WIKI einpflegen ? -




Ähem, apropos, wenn du beide Hebel gleich lang wählst,
dann werden auch beide Servos gleich belastet. (= Hebelgesetz)

Solltest Du nochmal in selbige Situation kommen,
solch eine Anlenkung verbauen zu können, wäre es vielleicht
noch minimal optimierfähig indem du in der Höhe etwas mehr Abstand
zu den Schraubenköpfen, bzw. Hebeln einarbeitest
um die vollen Wege der Servos nutzen zu können


Gruß
Andreas

Andreas Maier schrieb:

Ähem, apropos, wenn du beide Hebel gleich lang wählst,
dann werden auch beide Servos gleich belastet. (= Hebelgesetz)

Zum Vergrößern anklicken....

Sind nur Verzerrungen im Foto, meine ich. Das ist schon der gleiche Hebel.

MarkusN schrieb:

Sind nur Verzerrungen im Foto, meine ich. Das ist schon der gleiche Hebel.

Zum Vergrößern anklicken....

Korrekt. Die Hebel sind natürlich identisch.

Andreas, wie meinst du das mit den Schraubenköpfen? Ich kann den vollen Servoweg ohne Kollision nutzen!?
Das Servobrettchen war ja so fertig von Tomahawk. Und ich hatte es auch schon eingeharzt. Nächstes Mal würde ich nur das eine Servo noch weiter zu dm anderen versetzen, um den Hilfshebel länger ausführen zu können.

Ich stelle die Bilder Wiki gerne zur Verfügung. Allerdings würde ich dir dafür gerne die Original schicken. Ich lade die Bilder immer mit dem iPad hoch, was sehr müßig ist und die Qualität beim Verkleinern merklich abnimmt. Das geht am PC sicher besser. Die Möglichkeit hab ich nur nicht griffbereit. Also wie gesagt, ich schicke dir die Bilder gerne. Schick mir bitte einfach deine email per PN.

Vor allem bei recht schweren Höhenruderflächen ohne Ausgleich (was wohl die Mehrzahl der Konstruktionen darstellen dürfte) sehe ich in der Anwendung zweier Servos mittels Wippe die reduzierte Impulsbelastung bei Landestößen positiv, insbesondere bei Spornradflugzeugen. Das eine oder andere Servogetriebe ist bestimmt dafür dankbar und quittiert es nicht mit Zahnausfall.

Hier nochmal zwei Bilder von "unten rum". Die mechanische Begrenzung sind nicht irgendwelche Schraubenköpfe, sondern die beiden Hebel selber. Der Drehweg der Servos ist nicht eingeschränkt. Buchsen unter den Hebeln sorgen für die nötige Bewegungsfreiheit.